1. 课程导入

1.1 为什么会有 ISO 21448?—— 标准背景

说实话,我刚入行做功能安全那会儿,市面上只有 ISO 26262。大家脑子里想的都是「硬件随机失效」、「软件系统性失效」。那时候做 ADAS 项目,只要把 26262 的流程跑通了,就觉得万事大吉。

但后来出了问题。我记得 2016 年左右,有个 L2 级别的量产车在高速上把白色卡车车厢识别成了云朵,直接撞了上去。这事跟硬件故障没关系,传感器没坏,芯片没烧,软件也没跑飞。问题出在——场景超出了系统的「预期功能」范围。

这就是 SOTIF 要管的事。ISO 21448 的诞生,说白了就是补上 ISO 26262 管不到的那块盲区:没有故障,但系统依然不安全。

标准正式版在 2022 年发布,但行业里从 2019 年草案阶段就开始试跑了。我参与的第一个 SOTIF 项目,就是拿着 draft 版本边学边干,踩了不少坑。

核心驱动力:

  • L2+ / L3 自动驾驶量产需求爆发
  • 传统功能安全(ISO 26262)无法覆盖「性能局限」
  • 多起与传感器/算法相关的重大事故推动监管

1.2 SOTIF 到底是什么?—— 定义拆解

SOTIF 全称是 Safety Of The Intended Functionality,中文叫「预期功能安全」。我习惯把它理解为:系统在正常工作状态下,会不会因为「想错了」或「没看到」而导致危险。

你想想看,一个 AEB 系统,硬件完好、软件无 bug,但就是没识别出横穿马路的行人——这不是故障,这是功能本身的局限性。SOTIF 就是专门处理这类问题的。

标准里把风险来源分成两类:

风险来源 典型例子
功能不足(Performance Insufficiency) 传感器探测距离不够、算法在雨雾天气性能下降
触发条件(Triggering Conditions) 逆光、隧道出入口、特殊交通标志、异形车辆

我的经验: 很多团队一开始只盯着「功能不足」,忽略了「触发条件」的组合效应。我曾经遇到一个项目,单看每个触发条件都没问题,但「雨天 + 夜间 + 对向远光灯」三个条件叠加,系统直接失效。SOTIF 分析一定要考虑条件组合。

1.3 与 ISO 26262 的关系 —— 不是替代,是互补

这是新人最容易搞混的地方。我经常被问到:「有了 21448,是不是就不用做 26262 了?」

答案很明确:两个都要做,而且必须配合。

我画了一张图来说明它们的关系:

ISO 26262 与 ISO 21448 的互补关系 ISO 26262 功能安全 硬件随机失效 软件系统性失效 ASIL 等级 故障注入 / FMEA / FTA 覆盖:硬件 + 软件故障 ISO 21448 预期功能安全 传感器性能局限 算法认知偏差 场景覆盖不足 触发条件分析 覆盖:无故障但危险 重叠区 系统级安全 HARA / 安全目标 验证与确认 两者不是二选一,而是「故障安全」+「功能安全」双轨并行

我个人的理解是:ISO 26262 管的是「系统坏了怎么办」,ISO 21448 管的是「系统没坏但不够聪明怎么办」。一个完整的自动驾驶安全方案,两者缺一不可。

避坑提醒: 我曾经见过一个团队,在 SOTIF 分析中发现了传感器性能不足的问题,却试图用 ISO 26262 的「安全机制」来兜底——比如加冗余传感器。这方向就偏了。SOTIF 的核心是提升功能本身的能力,而不是靠故障容错来掩盖性能缺陷。

1.4 标准适用范围 —— 哪些项目需要做?

ISO 21448 的适用范围,标准原文写的是:L1 及以上驾驶自动化系统,且包含感知、决策、执行全链路。

但实际落地时,我建议你按这个标准来判断:

  • 必须做: L2+ 以上的 ADAS / AD 系统(AEB、LKA、ACC、NOA、HWP)
  • 建议做: L2 级系统,尤其是涉及视觉/雷达感知的(如 FCW、LDW)
  • 可选择性做: L1 级单一功能(如单纯的 CMB),但如果有感知输入,还是建议覆盖

嗯,这里要注意:标准不适用于纯执行器类功能(比如 ESP、EPS 的底层控制),这些还是归 ISO 26262 管。

功能等级 典型功能 SOTIF 必要性
L0 信息报警(如 LDW 仅报警) 可选
L1 ACC(纵向控制) 建议
L2 ACC + LKA(组合辅助) 必须
L2+ / L3 NOA、HWP、TJP 强制

我的建议: 如果你的系统包含环境感知(摄像头、雷达、激光雷达)或行为决策(路径规划、意图预测),就老老实实把 SOTIF 纳入开发流程。别等到测试阶段才发现场景覆盖不全,那时候改成本就高了。

1.5 本章小结

ISO 21448 不是凭空冒出来的标准,它是自动驾驶行业「用事故换来的教训」。它跟 ISO 26262 是互补关系,一个管故障,一个管能力局限。适用范围上,只要你的系统有感知和决策,就逃不掉 SOTIF。