4. 相关标准与法规
自动驾驶安全论证不是“自说自话”的工程活动,它必须落在可被第三方审查、可被监管接受的标准与法规框架内。本节把与自动驾驶安全案例最相关的五类文件放在同一张“约束地图”上:ISO 26262 管功能安全,ISO 21448 管预期功能安全,UL 4600 管全生命周期安全论证,ISO 21434 管网络安全,UN R157 管自动车道保持系统的型式批准。理解它们的边界与接口,是构建安全案例(Safety Case)的前提。
一、核心原理:五类文件的分工与接口
这五类文件并非互相替代,而是从不同“失效来源”切入,共同覆盖自动驾驶的风险空间。ISO 26262 关注 E/E 系统故障导致的危害,核心是 ASIL 等级、安全目标、功能安全概念与技术安全概念;ISO 21448 关注在没有系统故障时,因性能局限、场景理解不足导致的危害,核心是 SOTIF 相关危害行为与触发条件;UL 4600 不规定具体技术指标,而是规定“如何论证”自动驾驶产品在全生命周期内是安全的,强调论证结构、证据与假设管理;ISO 21434 关注恶意攻击导致的危害,核心是 TARA(威胁分析与风险评估)与网络安全目标;UN R157 则是具有法律约束力的型式批准法规,规定 ALKS 在特定速度与道路条件下的性能要求与驾驶员监控要求。
关键接口:ISO 26262 的安全目标与 ISO 21448 的 SOTIF 目标需要合并进入 UL 4600 的安全论证;ISO 21434 的网络安全目标又可能反向影响 26262 的安全目标(例如被攻击后仍须维持安全状态);UN R157 则把部分目标转化为可测试的法规条款。
二、方法流程:从标准条款到安全案例条目
把标准要求转化为安全案例,通常遵循“识别适用条款—建立目标—设计活动—生成证据—映射论证”的流程。以 ISO 26262 为例,先做 HARA 得到安全目标与 ASIL,再推导功能安全概念与技术安全概念,最后通过验证与确认活动产生证据。ISO 21448 则从“预期功能”出发,识别危害行为,分析触发条件,通过场景测试与改进降低残余风险。ISO 21434 从资产识别开始,做 TARA,定义网络安全目标,再设计缓解措施并验证。UL 4600 要求把上述证据组织成可审查的论证结构,并明确假设、运维限制与退役策略。UN R157 则把 ALKS 的法规要求拆成可测试条款,直接进入型式批准测试。
安全案例条目示例(YAML 片段)
claim: "ALKS 在 60 km/h 以下可避免追尾"
standard_ref:
- "UN R157 §5.1.1"
- "ISO 26262 ASIL-B 安全目标 SG-03"
- "ISO 21448 危害行为 HB-07"
evidence:
- "HARA 报告 HARA-2024-011"
- "SOTIF 场景测试报告 SOTIF-2024-027"
- "TARA 报告 TARA-2024-005"
assumption: "驾驶员在 10 秒内可接管"
status: "已验证"
三、案例/场景:一次“多标准联合审查”
假设某 L3 拥堵领航功能在高速公路上以 60 km/h 运行。ISO 26262 关注的是:如果制动执行器失效,系统能否进入安全状态?对应安全目标可能是“避免非预期制动”,ASIL 等级由严重度、暴露率与可控性决定。ISO 21448 关注的是:如果前方出现异形车辆,感知算法没有识别,系统是否会做出危险行为?对应的是危害行为与触发条件,需要通过场景库与实车测试降低残余风险。ISO 21434 关注的是:如果 CAN 总线被注入恶意报文,是否会导致非预期加速?对应 TARA 与网络安全目标。UL 4600 则要求把上述三类证据组织成统一论证,并说明“驾驶员 10 秒接管”这一假设在运维中如何被监控。UN R157 则直接规定 ALKS 在 60 km/h 以下的车道保持、跟车距离与驾驶员监控要求,并给出型式批准测试方法。
场景启示:同一个功能,五类文件会问出五个不同的问题。安全案例的价值,正是把五个答案组织成一条可追溯的论证链,而不是各自为政。
四、误区/复盘:常见理解偏差
- 误区一:有了 ISO 26262 就等于安全。26262 只覆盖系统故障,不覆盖性能局限与恶意攻击,必须与 21448、21434 联合使用。
- 误区二:UL 4600 是“技术标准”。它更像“论证标准”,规定如何组织证据与假设,不直接规定雷达探测距离等指标。
- 误区三:UN R157 只适用于 ALKS。它是法规基线,其测试方法与监控要求常被其他自动驾驶法规借鉴。
- 误区四:标准之间可以互相替代。它们覆盖不同失效来源,替代会导致论证出现空洞。
| 标准/法规 | 核心关注 | 关键输出 | 在安全案例中的角色 |
|---|---|---|---|
| ISO 26262 | E/E 系统故障 | 安全目标、ASIL、技术安全概念 | 提供功能安全证据 |
| ISO 21448 | 性能局限与场景理解不足 | 危害行为、触发条件、残余风险 | 提供 SOTIF 证据 |
| UL 4600 | 全生命周期安全论证 | 论证结构、假设、运维限制 | 组织并审查整体论证 |
| ISO 21434 | 恶意攻击 | TARA、网络安全目标、缓解措施 | 提供网络安全证据 |
| UN R157 | ALKS 型式批准 | 法规条款、测试要求、监控要求 | 提供法规符合性证据 |
复盘要点:在项目早期就应建立“标准—目标—证据”的映射表,避免后期补证据时发现条款遗漏。尤其注意 ISO 21434 与 ISO 26262 的交互:网络安全事件可能触发功能安全目标,二者需要在架构设计阶段就协同考虑。
综上,ISO 26262、ISO 21448、UL 4600、ISO 21434 与 UN R157 共同构成自动驾驶安全论证的“约束地图”。理解它们各自覆盖的失效来源、关键输出与接口关系,才能把分散的工程活动组织成一条可审查、可追溯、可接受的安全案例。