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”。

评分一致性要点:S看伤害后果,E看场景频率,C看避免伤害的可能性。三者相互独立,不得因为“后果严重”就自动抬高E或C。

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。

ADAS HARA 危害事件 → S/E/C → ASIL 映射示意 危害事件(AEB示例) HE1 漏制动·追尾静止前车 HE2 误制动·无风险全力制动 HE3 制动不足·减速度偏低 场景:高速/城市/行人横穿 S / E / C 评分 S 严重度 S0~S3 看伤害后果 E 暴露度 E0~E4 看场景频率 C 可控性 C0~C3 看避免可能性 评分依据:碰撞对象 / 相对速度 / 场景定义 驾驶员反应时间 / 控制手段有效性 ASIL 定级与安全目标 HE1:S3+E4+C3 → ASIL D HE2:S2+E4+C2 → ASIL B HE3:S3+E3+C2 → ASIL C 功能级安全目标取最高:ASIL D Bosch HARA 模板关键字段与评审要点 模板字段 • 功能 / 安全意图 • 失效模式与原因 • 运行场景与边界条件 • 危害事件描述 • S/E/C 取值及理由 • ASIL / 安全目标 评审要点 • 场景是否可复现、可界定 • S/E/C 是否有独立依据 • 是否覆盖误用与降级场景 • 安全目标是否可验证 • 与FSC/技术安全需求追溯 • 多危害事件ASIL一致性 常见退回原因 • 把失效模式当危害事件 • E 取值无场景频率数据 • C 未说明控制主体与时间 • 安全目标写成实现方案 • 漏掉误制动/误触发方向 • 场景与ODD定义脱节

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。

HARA不是一次性文档。当ODD扩展、传感器配置变更或新增目标类型(如新增对两轮车的识别)时,必须重新评估相关危害事件的S/E/C与ASIL,并同步更新安全目标与追溯关系。

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。