引言

12月5日- 12月11日，中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟預(yù)期功能安全工作組（下稱(chēng)“SOTIF工作組”）聯(lián)合吉林大學(xué)、通用技術(shù)中國(guó)汽研，在通用技術(shù)中國(guó)汽研智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)試驗(yàn)基地順利開(kāi)展了高速公路巡航系統(tǒng)（HWP）場(chǎng)地試驗(yàn)。至此，持續(xù)將近一年的SOTIF工作組子任務(wù)之一“高速公路巡航系統(tǒng)SOTIF開(kāi)發(fā)及測(cè)試評(píng)價(jià)”2021年度重點(diǎn)工作全部告一段落。

此次SOTIF測(cè)評(píng)試驗(yàn)主要針對(duì)切入（cut-in）場(chǎng)景下高速公路巡航系統(tǒng)(HWP)進(jìn)行了測(cè)試，在測(cè)試方法、評(píng)價(jià)規(guī)程、測(cè)試數(shù)據(jù)分析等方面，為建立預(yù)期功能安全測(cè)試評(píng)價(jià)的中國(guó)方案提供強(qiáng)有力支撐。
下面對(duì)本次HWP實(shí)車(chē)場(chǎng)地測(cè)試的背后工作進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，希望為行業(yè)開(kāi)展類(lèi)似工作提供一定的參考。

前期調(diào)研及任務(wù)小組形成

在任務(wù)開(kāi)展初期，SOTIF工作組HWP任務(wù)小組對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行了充分調(diào)研，并確定了基于場(chǎng)景的SOTIF開(kāi)發(fā)與測(cè)試評(píng)價(jià)的研究思路，在現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)及最佳實(shí)踐基礎(chǔ)上，提出比較容易落地和實(shí)踐的高速公路巡航系統(tǒng)SOTIF開(kāi)發(fā)及測(cè)試評(píng)價(jià)流程。



為了更好地支撐各步驟的工作順利開(kāi)展，SOTIF工作組完善了HWP任務(wù)小組的成員構(gòu)成，并通過(guò)對(duì)HWP系統(tǒng)的運(yùn)行場(chǎng)景分析，討論確定選取中國(guó)特色場(chǎng)景cut-in作為場(chǎng)景示例，各步驟分工協(xié)作地推進(jìn)研究工作。



功能定義及典型危害分析

從高速公路巡航系統(tǒng)（Highway Pilot, HWP）的功能出發(fā)，確定該功能的運(yùn)行設(shè)計(jì)條件，包括運(yùn)行設(shè)計(jì)域（ODD）、乘員狀態(tài)及本車(chē)狀態(tài)，并建立HWP系統(tǒng)初始架構(gòu)，從而明確SOTIF典型危害分析的對(duì)象提取功能需求，在危害分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的過(guò)程中，充分利用SOTIF HARA，CTA，STPA等不同分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)，識(shí)別預(yù)期功能安全相關(guān)危害事件、性能局限及可預(yù)見(jiàn)的人為誤用等。







典型場(chǎng)景選取及關(guān)鍵參數(shù)定義

對(duì)cut-in場(chǎng)景進(jìn)行詳細(xì)定義，界定目標(biāo)車(chē)cut-in軌跡、cut-in時(shí)間、cut-in距離、cut-in過(guò)程關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)等參數(shù)含義，并結(jié)合SOTIF工作組提出的七層場(chǎng)景模型識(shí)別對(duì)cut-in場(chǎng)景有重要影響的場(chǎng)景元素，為量化評(píng)價(jià)體系提供可量化輸入。同時(shí)，以L(fǎng)1和L4層為基礎(chǔ)，區(qū)分了cut-in場(chǎng)景的基礎(chǔ)場(chǎng)景和疊加場(chǎng)景要素，為后續(xù)進(jìn)行更完備的測(cè)試評(píng)價(jià)提供參考。





數(shù)據(jù)采集方面/標(biāo)注/分析

HWP任務(wù)小組對(duì)不同的數(shù)據(jù)采集形式進(jìn)行了分析和對(duì)比，最終選取車(chē)端采集和無(wú)人機(jī)采集相結(jié)合的方法，多方位全面地對(duì)cut-in場(chǎng)景進(jìn)行采集，使得場(chǎng)景數(shù)據(jù)更豐富完整，且能夠反映真實(shí)、無(wú)干擾的人類(lèi)駕駛行為。其中，任務(wù)小組創(chuàng)造性地利用“基于航測(cè)的自然交通數(shù)據(jù)采集與典型駕駛場(chǎng)景提取”方法，高效地采集了大量典型駕駛場(chǎng)景數(shù)據(jù)，正在進(jìn)行數(shù)據(jù)開(kāi)源后期準(zhǔn)備工作，預(yù)期為高速公路巡航系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和測(cè)試評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支撐。





量化評(píng)價(jià)方法及體系

預(yù)期功能安全的量化評(píng)價(jià)是ISO 21448標(biāo)準(zhǔn)工作組中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)家組的重要提案，在最新標(biāo)準(zhǔn)草案中也多處體現(xiàn)了對(duì)量化評(píng)價(jià)的強(qiáng)烈需求。



然而，SOTIF量化評(píng)價(jià)也是業(yè)界面臨的一大難題。HWP任務(wù)小組以應(yīng)對(duì)cut in場(chǎng)景為例，從多個(gè)維度來(lái)衡量評(píng)估整車(chē)級(jí)HWP應(yīng)對(duì)cut-in場(chǎng)景的好壞，并分析出舒適加塞區(qū)、緊急加塞區(qū)、無(wú)法應(yīng)對(duì)區(qū)，分區(qū)域?qū)WP功能全面進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終形成科學(xué)完善的分階段SOTIF量化評(píng)價(jià)體系。




值得一提的是，前期采集的航測(cè)數(shù)據(jù)可以提取人類(lèi)駕駛員應(yīng)對(duì)cut-in場(chǎng)景的駕駛能力指標(biāo)，進(jìn)而為HWP應(yīng)對(duì)該場(chǎng)景的相應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)提供對(duì)比參照依據(jù)。



測(cè)試方法

結(jié)合HWP任務(wù)小組成員單位在自動(dòng)駕駛測(cè)評(píng)領(lǐng)域豐富經(jīng)驗(yàn)，對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的多支柱法進(jìn)行詳盡的規(guī)劃，最終結(jié)合量化評(píng)價(jià)體系需求，形成了“基礎(chǔ)場(chǎng)景為主、衍生場(chǎng)景為輔”、“通過(guò)大規(guī)模仿真測(cè)試初步探知系統(tǒng)性能邊界、進(jìn)而設(shè)計(jì)實(shí)車(chē)場(chǎng)地測(cè)試用例”等方法，進(jìn)而分析其對(duì)實(shí)車(chē)系統(tǒng)驗(yàn)證和確認(rèn)工作的要求，形成一套可靠、可執(zhí)行性高的實(shí)車(chē)測(cè)試方法。







值得注意的是，上述研究工作也僅為各項(xiàng)工作組的探索性開(kāi)端，隨著研究的深入，任務(wù)小組發(fā)現(xiàn)僅僅是一個(gè)應(yīng)對(duì)cut-in場(chǎng)景還需要更深入的研究，而完善的高速公路巡航系統(tǒng)預(yù)期功能安全測(cè)試評(píng)價(jià)則需要開(kāi)展大量的后續(xù)工作，例如：頂層的SOTIF通過(guò)準(zhǔn)則需要巨量的數(shù)據(jù)支撐、頂層通過(guò)準(zhǔn)則向下分解至評(píng)價(jià)指標(biāo)的方法、評(píng)價(jià)指標(biāo)的具體目標(biāo)值的確定、大量衍生場(chǎng)景元素的測(cè)試執(zhí)行等等，而這些工作是不可能由一家主機(jī)廠或供應(yīng)商單獨(dú)完成的，需要行業(yè)中政產(chǎn)學(xué)研多方的高效配合。

SOTIF工作組在2022年還將繼續(xù)開(kāi)展更深入的SOTIF測(cè)試和量化評(píng)價(jià)工作，希望對(duì)此感興趣的高校、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)積極參與，一同攻克SOTIF行業(yè)難題。