4. 危害分析与风险评估(HARA)实战
HARA(Hazard Analysis and Risk Assessment)是ISO 26262概念阶段的核心活动,它决定了后续功能安全开发的目标等级与投入强度。对ADAS功能而言,HARA的难点不在于流程本身,而在于如何把“感知—决策—执行”链路中的功能异常,准确映射为整车层面的危害事件,并给出经得起评审的S/E/C评分。本节以AEB(自动紧急制动)与LKA(车道保持辅助)为对象,展开可操作的HARA实战方法。
一、从功能异常到危害事件:危害识别的正确起点
危害识别不能从“传感器坏了”出发,而应从“车辆行为偏离了安全意图”出发。标准做法是:先定义功能的安全意图,再对功能进行失效模式分析,最后把失效模式放到具体运行场景中,形成危害事件(Hazardous Event)。
以AEB为例,其安全意图是“在驾驶员未及时制动时,对真实碰撞风险实施减速以避免或减轻碰撞”。由此可导出典型功能异常:
- 漏制动(Fault of omission):存在真实碰撞风险却未触发制动,导致追尾或碰撞行人。
- 误制动(Fault of commission):无碰撞风险时错误触发全力制动,导致后车追尾或本车失控。
- 制动不足:触发了制动但减速度不够,未能避免碰撞。
- 非预期制动时序错误:制动过晚或过早,前者无法避免碰撞,后者干扰驾驶员意图。
危害事件必须包含“车辆状态+场景条件”两个要素。例如“AEB漏制动”本身不是危害事件,“AEB漏制动 + 本车以60 km/h接近静止前车 + 驾驶员未制动”才是可评分的危害事件。场景要素通常包括:道路类型、车速区间、目标类型(车辆/行人/两轮车)、天气与光照、驾驶员状态。
二、S/E/C评分:ADAS场景下的取值逻辑
严重度S描述危害事件对人员的伤害程度,取值S0~S3。ADAS场景中,S的判定要结合碰撞对象与相对速度:与行人碰撞在30 km/h以上通常可达S3(危及生命);与车辆追尾在低速下可能为S1(轻伤),高速下为S2或S3。S0仅用于无伤害可能的情形,实际ADAS危害事件极少取S0。
暴露度E描述场景发生的概率,取值E0~E4。E的评估依据是“该运行场景在车辆生命周期内出现的频率与持续时间”。例如高速公路跟车场景暴露度极高,常取E4;而“夜间雨天无照明路段遇静止障碍物”可能取E2或E3。E的取值必须给出场景定义依据,不能凭感觉。
可控性C描述驾驶员或其他交通参与者能否及时避免伤害,取值C0~C3。C0表示完全可控,C3表示几乎不可能控制。误制动场景中,若驾驶员能通过踩油门或转向轻易覆盖,C可较低;但若发生在高速弯道且制动导致车辆失稳,C可能升至C3。可控性评估必须说明“由谁控制、有多少反应时间、控制手段是否有效”。
三、ASIL定级与裁剪
ASIL由S、E、C组合查表得到,分为A、B、C、D四个等级,QM表示无需功能安全开发。基本规律是:S越高、E越高、C越高,ASIL越高。例如S3+E4+C3为ASIL D,S2+E3+C2为ASIL B。当组合结果超出D时仍按D处理。
ADAS功能常出现同一功能下多个危害事件对应不同ASIL的情况。此时应取最高ASIL作为该功能的安全目标等级,但允许对低ASIL危害事件采用较低完整性要求。定级后必须为每个危害事件定义安全目标(Safety Goal),安全目标应描述“要避免什么”,而不是“要怎么做”。例如:“避免AEB在无碰撞风险时触发导致车辆减速度超过4 m/s²的非预期制动”,对应ASIL B。
四、Bosch HARA模板的落地字段
Bosch在工程实践中使用的HARA模板,通常包含以下核心字段,便于评审与追溯:
| 字段 | 填写要求 | AEB示例 |
|---|---|---|
| 功能/安全意图 | 一句话描述功能要达成的安全行为 | 对真实碰撞风险实施制动以避免或减轻碰撞 |
| 失效模式 | 功能异常的表现形式 | 漏制动、误制动、制动不足 |
| 运行场景 | 道路、车速、目标、环境、驾驶员状态 | 城市道路,本车50 km/h,前车静止,驾驶员未制动 |
| 危害事件 | 车辆行为+场景的完整描述 | AEB漏制动导致追尾静止前车 |
| S/E/C | 分别给出取值与理由 | S3(高速追尾危及生命)/E4(跟车场景高频)/C3(驾驶员无法避免) |
| ASIL | 查表结果 | ASIL D |
| 安全目标 | 要避免的危害,不含实现方案 | 避免AEB在真实碰撞风险下漏制动 |
五、评审中最容易被退回的几类问题
第一类是把失效模式直接当成危害事件。例如只写“雷达失效”,没有说明车辆在什么场景下会产生什么危险行为,评审无法评分。第二类是E值缺乏场景频率依据,仅凭“感觉常见”取E4。第三类是C值没有说明控制主体和可用反应时间,例如误制动场景中,驾驶员是否有足够时间踩油门覆盖,直接决定C是C1还是C3。第四类是安全目标写成实现方案,例如“安全目标:增加冗余雷达”,这属于技术方案而非安全目标。第五类是遗漏误触发方向,只分析漏制动而忽略误制动,导致ASIL定级不完整。
完成HARA后,每个危害事件都应形成“危害事件—安全目标—ASIL—功能安全概念”的追溯链。这条链是后续功能安全概念(FSC)和技术安全需求(TSR)的输入,也是评审时判断HARA是否真正闭环的关键依据。