現(xiàn)行之智能汽車安全防護(hù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)解讀

車子是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?，不管是代步或是出游，大眾運(yùn)輸系統(tǒng)或是個(gè)人用車；而車輛產(chǎn)業(yè)在過(guò)去多年來(lái)，一直就是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)的代表，連帶著許多零組件的產(chǎn)業(yè)也一起蓬勃發(fā)展。隨著車輛逐漸滲透至大眾的生活中，且車輛本身的功能性也日漸復(fù)雜，許多以往未曾使用過(guò)的電子零組件都出現(xiàn)在現(xiàn)今的車輛上，豪華舒適不再是人們對(duì)車輛的唯一選擇，行車的安全保障也逐漸為大眾所重視。未來(lái)的車子提供的將是以往所未能達(dá)到的許多功能，例如：主動(dòng)式安全系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、實(shí)時(shí)車流導(dǎo)航信息系統(tǒng)等；有別于傳統(tǒng)汽車中，是一種結(jié)合汽車、半導(dǎo)體、電子、物聯(lián)網(wǎng)、信息通訊與光電等科技于一身的車輛，透過(guò)不同的物聯(lián)網(wǎng)傳感器、雷達(dá)、與無(wú)線通信等裝置，來(lái)提供人們所需的功能。過(guò)去對(duì)車輛安全的認(rèn)知，是透過(guò)許多技術(shù)以提高車子本身的安全性；未來(lái)的科技將更進(jìn)一步的在事故可能發(fā)生前即產(chǎn)生動(dòng)作，也因?yàn)槿绱?，?duì)于安全防護(hù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制定就顯得非常重要。

本文先針對(duì)制定汽車安全主要的標(biāo)準(zhǔn)組織進(jìn)行概略性的介紹，進(jìn)而列舉整理制訂中或是現(xiàn)行之智能汽車安全防護(hù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)供讀者參考。一、國(guó)際重要標(biāo)準(zhǔn)組織1、IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer, Inc)美國(guó)電子電機(jī)工程師協(xié)會(huì)該協(xié)會(huì)成立于1963年，在工業(yè)界所定義的標(biāo)準(zhǔn)有著極大的影響，主要領(lǐng)域包括電能、能源、生物技術(shù)和保健等?，F(xiàn)有會(huì)員約426,000，下轄39個(gè)技術(shù)社群(Technical Society)以及6個(gè)技術(shù)委員會(huì)(Technical Council)，并有一個(gè)約50-60成員的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(Standard Association)來(lái)制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE是主要的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，現(xiàn)行約有1100項(xiàng)有效標(biāo)準(zhǔn)正在使用。2、ISO (International Organization for Standardization)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1947年2月23日成立于瑞士的日內(nèi)瓦，是一個(gè)具代表性且由許多來(lái)自不同國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)組織所組成的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立單位，同時(shí)也是全球最具規(guī)模的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的出版及研發(fā)機(jī)構(gòu)。ISO并非為政府組織，但其設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)卻經(jīng)常為各國(guó)制定法規(guī)時(shí)所引用或參考，也因此成為與各國(guó)政府保持著緊密聯(lián)系關(guān)系的非政府組織。3、IEC(International Electro-technical Commission)國(guó)際電工委員會(huì)IEC 于 1906 年10 月在倫敦正式成立，是世界上最早成立的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體，其負(fù)責(zé)制訂電氣和電子領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。IEC現(xiàn)已成立了82個(gè)技術(shù)委員會(huì)、1個(gè)無(wú)線電干擾特別委員會(huì)(CISPR)、 1個(gè)IEC／ISO聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)(JICI)、127個(gè)分技術(shù)委員會(huì)和700個(gè)工作小組。4、SAE International自動(dòng)機(jī)工程學(xué)會(huì)該學(xué)會(huì)在1905年成立于美國(guó)紐約，前稱為 Society of Automotive Engineers，是一個(gè)致力發(fā)展移動(dòng)技術(shù)之工程和科學(xué)的國(guó)際性組織，擁有多達(dá)121,000位會(huì)員，會(huì)員涵蓋97個(gè)國(guó)家。近年來(lái)更致力于混合動(dòng)力和電動(dòng)車標(biāo)準(zhǔn)，其制定的相關(guān)充電等標(biāo)準(zhǔn)，使得電動(dòng)車的充電更安全及更有效率，已為一般大眾接受。5、UL (Underwriter Laboratories Inc.) 保險(xiǎn)商試驗(yàn)所UL 于1894年成立，總公司在美國(guó)的伊利諾伊州。是一個(gè)獨(dú)立的、非營(yíng)利的、為公共安全做試驗(yàn)的專業(yè)機(jī)構(gòu)。經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展，UL已成為具有世界知名度的認(rèn)證機(jī)構(gòu)，其自身具有一整套嚴(yán)密的組織管理體制、標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品認(rèn)證程序。二、功能安全控制與防碰撞相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)隨著車載信息通訊技術(shù)的發(fā)達(dá)，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)里，駕駛?cè)丝梢酝高^(guò)遠(yuǎn)距離通訊的技術(shù)存取不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)文件來(lái)參與在線會(huì)議的討論；而車上行車計(jì)算機(jī)也會(huì)自動(dòng)根據(jù)其他車輛或系統(tǒng)發(fā)送出來(lái)的信息，建議駕駛?cè)诉M(jìn)行適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)以避免發(fā)生交通事故。種種的技術(shù)演進(jìn)中又以行車安全相關(guān)議題最受關(guān)注，因此這也促成車載環(huán)境無(wú)線存?。╓ireless Access in Vehicular Environments，WAVE）/DSRC相關(guān)國(guó)際規(guī)范的誕生。在車輛通訊中，短距車間(V2V)與車路(V2R)通訊中，歐、美兩大陣營(yíng)各自提出自己的通訊標(biāo)準(zhǔn)，用以搶奪汽車通訊市場(chǎng)這塊大餅，其中在美國(guó)的DSRC的標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.11p與IEEE1609/WAVE系列；歐洲則由車間通訊聯(lián)盟(Car-to-Car Communication Consortium，C2C-CC) 來(lái)規(guī)范歐洲的DSRC標(biāo)準(zhǔn)，歐洲的標(biāo)準(zhǔn)大部份皆是參考IEEE 802.11p再修改成適用于歐洲的版本。主要的相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)介紹如下：1、IEC 61508電器電子可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全用于工業(yè)領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，由國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)發(fā)布，其目的要建立一個(gè)可應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域的基本功能安全之標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)所有透過(guò)復(fù)雜的電子科技構(gòu)成之相關(guān)產(chǎn)品中的安全功能，提出一套評(píng)估及檢測(cè)該安全功能水平的架構(gòu)。安全完整性等級(jí)（Safety Integrity Level，SIL）是機(jī)能安全的一部份，其定義為由于安全機(jī)能所降低風(fēng)險(xiǎn)的相對(duì)水平，或是風(fēng)險(xiǎn)降低后，風(fēng)險(xiǎn)的相對(duì)水平。依照歐盟的機(jī)能安全標(biāo)準(zhǔn)，定義有4種SIL，分別是 SIL 1、SIL 2、SIL 3及SIL 4，數(shù)字越大表示等級(jí)越高，機(jī)能安全越可靠。IEC 61508將SIL依其要求項(xiàng)目分為二大類：硬件安全完整性（hardware safety integrity）及系統(tǒng)安全完整性（systematic safety integrity）。設(shè)備或系統(tǒng)若要達(dá)到特定的SIL等級(jí)，需同時(shí)符合該等級(jí)二大類完整性的要求項(xiàng)目。2、ISO 26262 道路車輛功能安全基本上ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)是以IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)來(lái)建構(gòu)，ISO 26262將IEC 61508延伸到車輛的電機(jī)/電子系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)，特別以汽車產(chǎn)業(yè)為應(yīng)用目標(biāo)。ISO 26262約于2005年開(kāi)始發(fā)展，其草案版本于2009年推出，2011年11月發(fā)行正式版本，其適用范圍為3.5T以下的客車所搭載之電子/電機(jī)系統(tǒng)。目前全球的車用零組件廠等開(kāi)發(fā)廠商皆已于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中導(dǎo)入ISO 26262，使其產(chǎn)品符合相關(guān)要求。ISO 26262之執(zhí)行主要是依據(jù)安全生命周期，此周期涵蓋了整個(gè)產(chǎn)品的生命周期，從管理、開(kāi)發(fā)、制程、經(jīng)營(yíng)與服務(wù)維修等，皆有相對(duì)應(yīng)的執(zhí)行方法與步驟。ISO 26262亦采用汽車安全完整性等級(jí)(ASIL)來(lái)評(píng)斷需要符合之功能安全程度，以ASIL A(最低)至ASIL D(最高)來(lái)衡量系統(tǒng)的安全等級(jí)。透過(guò)完整詳實(shí)的系統(tǒng)分析工具進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)估，在開(kāi)發(fā)階段即導(dǎo)入功能安全的高標(biāo)準(zhǔn)要求，確保ISO 26262可完整實(shí)踐在終端設(shè)計(jì)上，避免產(chǎn)生系統(tǒng)性故障問(wèn)題。3、IEEE 1609乃針對(duì)無(wú)線接取技術(shù)應(yīng)用于車載環(huán)境無(wú)線存取(WAVE)時(shí)，所定義出的通訊系統(tǒng)架構(gòu)及一系列標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)和接口。其主要目的為制定車與車(V2V)間、車與基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)間之標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通信協(xié)議，并借此提供行車環(huán)境下，包括汽車安全性、增強(qiáng)導(dǎo)航、交通管理、自動(dòng)收費(fèi)等應(yīng)用情境所需之通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。4、IEEE 802.11p這個(gè)通訊協(xié)議主要用在車用電子的無(wú)線通信上。設(shè)定上是從IEEE 802.11擴(kuò)充延伸，來(lái)符合智能型運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）的相關(guān)應(yīng)用。應(yīng)用的層面包括高速率的車輛之間以及車輛與5.9千兆赫（5.85-5.925千兆赫）波段的標(biāo)準(zhǔn)ITS路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換。前述IEEE 1609標(biāo)準(zhǔn)則是以IEEE 802.11p通訊協(xié)議為基礎(chǔ)的高層標(biāo)準(zhǔn)。5、SAE J2735 小范圍通訊信息設(shè)置J2735標(biāo)準(zhǔn)目的為規(guī)范專用短程通訊(DSRC/WAVE)中所傳送的應(yīng)用層訊息格式。其定義了訊息集、數(shù)據(jù)訊框、基本數(shù)據(jù)等單元，目的是為了讓所有基于DSRC通訊技術(shù)下傳遞訊息的應(yīng)用程序，透過(guò)這些標(biāo)準(zhǔn)化的訊息格式來(lái)相互溝通。J2735標(biāo)準(zhǔn)將車載應(yīng)用依照情境需求分類，并定義各種不同的訊息格式，其中基本安全訊息(Basic Safety Message，BSM)主要被廣泛應(yīng)用在各種行車安全的應(yīng)用上，如十字路口發(fā)生碰撞警告，此訊息將會(huì)周期的廣播給鄰近的車輛。6、SAE J2980功能安全標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)ISO 26262之ASIL來(lái)提供更明確的指示內(nèi)容。7、SAE J3016 / SAE J3018 自動(dòng)駕駛相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)J3016將車子的自動(dòng)駕駛分為0-5級(jí)，而J3018則針對(duì)SAE J3016的3-5級(jí)提供行駛道路的安全準(zhǔn)則。8、SAE J2945SAE J2945/1目前的進(jìn)展已經(jīng)進(jìn)行至2.0版草稿，主要內(nèi)容包含:(1)定義車載機(jī)的系統(tǒng)需求；(2)定義車載機(jī)系統(tǒng)效能要求，無(wú)線電波端效能要求，訊息格式的正確性；(3)建議一些不在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的要求，如安全性；(4)新定義了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置檔(Standard profile)9、UL 991安全控制固態(tài)組件標(biāo)準(zhǔn)/ UL 1998安全控制軟件標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)與產(chǎn)品安全性相關(guān)的控制軟硬件之測(cè)試與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。在電子控制技術(shù)逐漸成熟而且低成本的情況下，透過(guò)電子控制避免失效，將有效降低安全的成本。但電子控制本身也可能出現(xiàn)失效而導(dǎo)致安全的問(wèn)題，UL 991與UL 1998就是針對(duì)控制安全的電子軟硬件進(jìn)行評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。智能汽車產(chǎn)業(yè)仍屬于剛起飛的階段，不論是其商業(yè)模式或是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都還處于發(fā)展中的階段，我們廠商如果有意愿要參與未來(lái)新標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的制訂，現(xiàn)在是很好的時(shí)機(jī)。