自動駕駛車輛需要與安全相關(guān)的功能，可以感知并應(yīng)對危險情況。這是一個對工程產(chǎn)品本身至關(guān)重要的工程流程。自動駕駛汽車的激增增加了對功能安全的需求，這是車輛設(shè)計過程的一部分。然而，由許多IEC和ISO文件定義的功能安全被許多工程師視為以文檔為中心的文書工作，而不是工程工作。對于許多工程師而言，工程中最不愉快的部分之一是解釋文檔(例如IEC 61508和ISO 26262)的耗時工作，并確切地確定必須執(zhí)行哪些合規(guī)性步驟。

然而，自動駕駛汽車的安全性對工程師來說是一個巨大的挑許多事情都可能出錯，所有這些都必須納入車輛的安全性。“想想自動駕駛汽車必須應(yīng)對的所有危險突發(fā)事件 - 特別是在城市環(huán)境中。如果你說'我做不到;DISTek Integration的需求/功能安全/測試工程師Daniel Aceituna告訴Design News，有太多意外情況，“那么你就明白了這一點。”“有一些情況，如手推車問題，要求自動駕駛汽車做出類似人的判斷。諸如此類的情景將需要納入適當(dāng)?shù)陌踩憫?yīng)中。“

Aceituna將于11月1日在明尼阿波利斯舉行的嵌入式系統(tǒng)會議上發(fā)表會議，“自動駕駛汽車的功能安全性”并非事后的想法。

自動駕駛汽車與人類之間的相互作用是安全性的重大挑戰(zhàn)。“像特斯拉事件這樣的事故表明人類不是2級或3級車輛的最佳備用突發(fā)事件，”Aceituna說。“即使采用先進的駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)，一些研究表明，當(dāng)駕駛員認(rèn)為車輛的安全功能將覆蓋他們時，他們可能會更加魯莽行事。”

安全挑戰(zhàn)之一是自動駕駛汽車的行為與人類駕駛的汽車不同。首先，自動駕駛汽車往往更加謹(jǐn)慎。Aceituna說：“有些事故導(dǎo)致人員與自動駕駛汽車相互作用導(dǎo)致碰撞事故，因為駕駛員并不期望駕駛員會在他們面前停下這樣一輛守法車輛。”“在這個領(lǐng)域進行更多研究之前，需要在實驗室進行這項研究。”

瑞士奶酪情景

安全性的一個方面特別難以在標(biāo)準(zhǔn)中捕獲。那是在同一時間出現(xiàn)不止一件事的時候。“James Reason介紹了適用于事故的瑞士奶酪模型。這是幾片瑞士奶酪的片段，每一塊都代表著可能出錯的東西，它們堆積在一起，通過排列的孔形成一條危險的道路，“Aceituna說。

Aceituna指出，當(dāng)產(chǎn)品的多個方面同時失敗時，會發(fā)生真實的事故案例。“瑞士奶酪場景的典型代表是泰坦尼克號，其中超過六個相對無辜的事件失敗排列導(dǎo)致船舶下沉，”Aceituna說。“FS標(biāo)準(zhǔn)在處理瑞士奶酪方案方面幾乎沒有什么可說的，但大多數(shù)事故都是由于幾次出現(xiàn)問題而造成的。”

安全工程與產(chǎn)品工程一樣具有挑戰(zhàn)性

開發(fā)自動駕駛汽車安全性的最大挑戰(zhàn)之一是需要預(yù)測車輛與其環(huán)境之間的各種可能的相互作用。“為了符合FS標(biāo)準(zhǔn)，工程師必須預(yù)測當(dāng)產(chǎn)品與其環(huán)境(包括我們不可預(yù)測的人類)相互作用時會出現(xiàn)什么問題，并設(shè)想一個與安全相關(guān)的系統(tǒng)，”Aceituna說。“典型的FS安全相關(guān)系統(tǒng)回路具有傳感器，邏輯和驅(qū)動結(jié)構(gòu)，由一起工作以檢測危險情況的子系統(tǒng)組成，以預(yù)定方式對該情況作出反應(yīng)，并將系統(tǒng)置于適當(dāng)?shù)陌踩珷顟B(tài)。除此之外，進一步考慮該安全狀態(tài)本身是否會導(dǎo)致危險。“

開發(fā)安全性的復(fù)雜性可能與創(chuàng)建產(chǎn)品本身的工程一樣苛刻。“你需要制定安全循環(huán)的完整性等級，以便在需要時可以依賴它來對這種情況做出可靠的反應(yīng)。有了這個，你就可以獲得與產(chǎn)品本身工程相媲美的工程挑戰(zhàn)，“Aceituna說。“有些人可能認(rèn)為它更具挑戰(zhàn)性，因為人類傾向于樂觀，因此產(chǎn)品是按照快樂的功能路徑設(shè)計的。因此，設(shè)計一個假定許多事情可能出錯的系統(tǒng)在認(rèn)知上是反直覺的，因此對工程師來說是一個更大的挑戰(zhàn)。“

真正的工程或文書工作?

雖然安全性可能需要大量文檔，但它仍然基本上是工程工作。“我發(fā)現(xiàn)了一種常見的觀點，即將功能安全或FS視為額外的開銷，以文檔為中心，工作或更多的文書而非工程性質(zhì)。這導(dǎo)致一些人對功能安全過程缺乏吸引力，以及隨后不愿意實施它，“Aceituna說。“我發(fā)現(xiàn)解決這個問題的一種方法是將FS視為工程方面的努力，并將一些額外的文檔與之相關(guān)聯(lián)，而不是將FS視為嚴(yán)格的文檔工作。畢竟，工程師寧愿設(shè)計也不愿做文件。因此，將FS視為額外的工程設(shè)計使其看起來更具吸引力。“

自動駕駛汽車所涉及的設(shè)備和技術(shù)需要工程師的經(jīng)驗和方向。“當(dāng)您考慮具有控制系統(tǒng)的產(chǎn)品通常由傳感器，邏輯和執(zhí)行器組成時，將FS視為工程并不難，而典型的FS安全相關(guān)系統(tǒng)回路也包括傳感器，邏輯和執(zhí)行器，”說Aceituna。“因此，F(xiàn)S更多的是已經(jīng)在設(shè)計中 - 僅強調(diào)對危險情況的感知和反應(yīng)。這使得功能安全不僅僅是填寫額外的文件。“

Rob Spiegel已經(jīng)將自動化和控制技術(shù)應(yīng)用了17年，其中15年用于設(shè)計新聞。他所涉及的其他主題包括供應(yīng)鏈技術(shù)，替代能源和網(wǎng)絡(luò)安全。10年來，他是食品雜志Chile Pepper的所有者和出版商。