從汽車安全帶說起
安全帶作為汽車發(fā)生碰撞過程中保護(hù)駕乘人員的基本防護(hù)裝置,保護(hù)了數(shù)以百萬計的人的生命。在今天看來,安全帶是汽車上再基礎(chǔ)不過的必需配置,即使再入門級的車型也會標(biāo)配安全帶,這毫無爭議,然而你能想象嗎:在六七十年前,很多汽車企業(yè)還會在成本與安全的平衡中,將安全帶拿掉或者是作為選裝。
隨著沃爾沃改進(jìn)了三點(diǎn)式安全帶,并在1967年在美國的一次交通安全會議上提交了《28000起交通事故報告》,這份報告引來了廣泛的關(guān)注。因?yàn)?,報告表明,安全帶不但能挽救生命,還降低了50-60%的受傷幾率。
自此之后,美國汽車安全技術(shù)法規(guī)(FMVSS)才將安全帶列為“機(jī)動車強(qiáng)制安裝配置”,要求從1968年開始,轎車面向前方的座位必須配備安全帶。歐洲和日本等發(fā)達(dá)國家也相繼制定了一系列規(guī)定將安全帶列為強(qiáng)制配置項(xiàng)。中國于1993年,要求小車前排強(qiáng)制使用安全帶,2003年10月28日,《中華人民共和國道路交通安全法》頒布,不系安全帶違法扣分。
總結(jié)
可以看到,安全帶標(biāo)配在汽車上經(jīng)歷了三個標(biāo)志性階段,爭議→技術(shù)天花板(三點(diǎn)式安全帶改進(jìn))→法規(guī)強(qiáng)制。
再說到C-NCAP
NCAP(New Car Assessment Program)新車評價程序,主要用于在正面碰撞中評價汽車保護(hù)車內(nèi)乘員的性能,其對于促進(jìn)汽車OEM提高車輛被動安全性功不可沒。
它起源于美國,在誕生之初曾經(jīng)被各大汽車OEM"恨之入骨",因?yàn)閹缀跛械能嚩己茈y得到3星以上的評價,更別提5星碰撞安全了。后來,陸續(xù)其他國家和地區(qū)也開始借鑒,在全球的NCAP機(jī)構(gòu)中,EuroNCAP影響力較大。它在歐洲深受消費(fèi)者歡迎,并擁有廣泛群眾基礎(chǔ)和非常高的公信力。
我國于2006年正式啟動了C-NCAP項(xiàng)目,隨著汽車碰撞的星級評價被人們列為購車選車的一項(xiàng)重要的安全性指標(biāo)參考,汽車OEM開始越來越重視C-NCAP的安全評級,17年后的今天,C-NCAP已建立起成熟的測評體系,如今5星碰撞安全被汽車OEM作為一個重要的安全亮點(diǎn)和賣點(diǎn)來宣傳。
這足見其對推動安全意識深入到中國汽車企業(yè)骨髓的影響。如今,汽車碰撞安全設(shè)計體現(xiàn)在各車型的設(shè)計平臺之中,體現(xiàn)在車輛安全配置不斷增加的趨勢之中,體現(xiàn)在逐漸被遏制的汽車交通傷害數(shù)字之中,更體現(xiàn)在從廠家到消費(fèi)者的態(tài)度和行動之中。
3月30日,中汽中心在其碰撞實(shí)驗(yàn)室完成了第20000次碰撞,從1999年的第一次碰撞,到第20000次碰撞,在一次次乒呤乓啷的巨響中,中國汽車的被動安全水平得以巨大的提升。
總結(jié)
C-NCAP 的發(fā)展也經(jīng)歷了幾個標(biāo)志性階段:OEM的抗拒→被動應(yīng)對→主動追求。
智能汽車安全
?如今,汽車的主被動安全已經(jīng)取得了極大的進(jìn)步,無論是安全技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用、以及安全檢測技術(shù)的提升,兩者相互促進(jìn)共同推動著汽車主被動安全的趨向于完善,然而汽車在走向智能化/電動化的過程中卻面臨了更大的安全挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)的分布式EE架構(gòu)(以控制器為單位,將功能、軟件、硬件相互強(qiáng)綁定在一起),已經(jīng)無法應(yīng)對汽車智能化需求:功能和軟件快速迭代。然而其在系統(tǒng)安全上卻有著天然的優(yōu)勢,如同一個個分兵而治的諸侯(我的底盤我做主),封閉性讓功能控制的復(fù)雜度相對低,且安全相關(guān)的控制器,一般由實(shí)力強(qiáng)大的Tier1來主導(dǎo)開發(fā),Tier1在細(xì)分的專項(xiàng)領(lǐng)域有深厚的安全Know-how積累(正是依賴著安全的實(shí)現(xiàn)難度形成自己的護(hù)城河),即便如此,在功能迭代和產(chǎn)品變更上,仍近乎于苛刻,即通過盡量不變的方式來維持長期以來打磨好的”安全“。
?智能汽車的安全挑戰(zhàn)
挑戰(zhàn)1:域控架構(gòu)/集成式EE架構(gòu)的復(fù)雜度
功能安全開發(fā)所有的開發(fā)活動中,都要求盡最大可能降低功能和系統(tǒng)的復(fù)雜度,復(fù)雜度的上升,對于安全實(shí)現(xiàn)的難度而言,是指數(shù)級上升的。然而域控架構(gòu)和集中式EE架構(gòu)的復(fù)雜度是天然的。原來一個功能相對簡單的ASILD控制器的功能安全實(shí)現(xiàn)已經(jīng)相當(dāng)困難了,域控架構(gòu)的安全實(shí)現(xiàn)難度可想而知。
挑戰(zhàn)2:整車安全功能和系統(tǒng)的"耦合"
相對于原來相互沒有任何交集的驅(qū)動、制動、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng),如今因?yàn)殡妱踊瘜⒅苿樱ㄉ婕暗絺鹘y(tǒng)制動與能量回收制動分配)與驅(qū)動控制耦合成一個更復(fù)雜的功能系統(tǒng);因?yàn)樽詣?輔助駕駛將整車所有的橫縱向控制全部耦合成一個最復(fù)雜的大系統(tǒng)(自動駕駛可控制轉(zhuǎn)向,制動,驅(qū)動等所有安全強(qiáng)相關(guān)的功能系統(tǒng)),原來獨(dú)立、封閉和解耦的安全相關(guān)的控制系統(tǒng)完全被打開,這對于功能安全的影響來說是顛覆性的。
挑戰(zhàn)3:OEM自研安全Know-how
傳統(tǒng)開發(fā)模式下,功能安全更多是由Tier1來實(shí)踐的,OEM更多的是做最上層的安全需求以及最后端的整車集成驗(yàn)證,如今OEM自研模式下,需要獨(dú)立的挑起“功能安全大梁”,這需要Know-how的積累。
挑戰(zhàn)4:“變”是安全的天敵
功能/系統(tǒng)安全的實(shí)現(xiàn)需要非常繁復(fù)和仔細(xì)的論證,一旦論證OK,在穩(wěn)定的沿用的基礎(chǔ)上,做逐步的優(yōu)化是最好的選擇,安全設(shè)計有時候不是一蹴而就的,需要逐步在分析、測試驗(yàn)證以及運(yùn)行中不斷的打磨。而來自于“非優(yōu)化或完善維度”的變更,有時候?qū)σ延械陌踩呗院头桨甘穷嵏?,影響分析和論證需要重新進(jìn)行,然而在如今功能/軟件變更頻率如此高的背景下,一個完整的安全論證幾乎是不可能完成,在安全論證不充分的情況下,將變更引入的同時也引入了風(fēng)險。
挑戰(zhàn)5:自動駕駛功能的復(fù)雜
功能安全主要是解決由于系統(tǒng)的失效(系統(tǒng)性失效和硬件隨機(jī)失效)帶來的安全風(fēng)險,在自動駕駛功能引入之前,汽車上電子系統(tǒng)安全挑戰(zhàn)主要是來自于這種失效引起的,自動駕駛功能引入后,除了上面提到了帶來了系統(tǒng)復(fù)雜度的安全挑戰(zhàn)(功能安全)外,又引入了另一個:預(yù)期功能安全。
預(yù)期動能安全主要是解決由于系統(tǒng)性能局限和人的誤用帶來的安全風(fēng)險,簡單來說就是系統(tǒng)即使沒有失效(完全做到了功能安全),仍然不能規(guī)避這類安全風(fēng)險。比如攝像頭在沒有任何功能安全失效的情況下,仍然有可能因?yàn)檎`識別而做出危險的決策控制,比如“非預(yù)期的剎車”、“非預(yù)期的沒有剎車”,以及“非預(yù)期的轉(zhuǎn)向”等。
挑戰(zhàn)6:不僅“內(nèi)憂”還有“外患”
功能安全和預(yù)期功能安全,都是在解決系統(tǒng)內(nèi)部的安全,可謂“內(nèi)憂”。除了這些,還有來自于系統(tǒng)外部的安全風(fēng)險,那就是網(wǎng)絡(luò)安全(信息安全)。
網(wǎng)絡(luò)安全主要是解決系統(tǒng)由于受到主動、刻意的攻擊而面臨的安全風(fēng)險,可謂“外患”。
功能封閉=百毒不侵:分布式EE架構(gòu),安全相關(guān)的系統(tǒng)完全封閉,不接受任何來自外部的控制,與網(wǎng)絡(luò)物理隔絕,即完全不給機(jī)會入侵,相對安全。
如今,功能需要帶來了開放,整車制動、轉(zhuǎn)向、驅(qū)動都需要開放其控制對上游的自動駕駛控制,汽車上有了大腦能夠?qū)ζ囁械陌踩到y(tǒng)展開控制,這打通了安全控制的鏈路,大大增加了安全入侵面,而且整車連入了互聯(lián)網(wǎng),將安全控制系統(tǒng)暴漏在入侵的威脅中,除此之外,整車OTA功能的引入,也給“不安全軟件”或“非法”軟件刷入到車上帶來了機(jī)會。
總結(jié)
對于智能汽車而言,功能安全、預(yù)期功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)環(huán)相扣,只有三個維度都做到才能保證安全,缺失任何一個都會使得其他兩個維度所做的努力功虧一簣(水桶效應(yīng))。然而現(xiàn)實(shí)是,別說三個都做到,做到其中任何一個,都面臨巨大的挑戰(zhàn),同時做到的難度更是難以想象。
如何應(yīng)對挑戰(zhàn)?
?從安全帶和C-NCAP案例中得到的啟示,安全水平的提升需要兩個維度的努力:
1. 來自于安全技術(shù)的突破
功能安全里有一個很關(guān)鍵的概念:功能安全是降低安全風(fēng)險而非“0”化風(fēng)險,使之達(dá)到”風(fēng)險可接受”。
這里很多人都會覺得功能安全有點(diǎn)“玄學(xué)”,什么是風(fēng)險可接受?如何度量?
要理解這里的“風(fēng)險可接受”,需要理解另一個詞“State of the art", 簡單來說就是”標(biāo)桿技術(shù)“。安全的技術(shù)水平不是一條靜態(tài)的線,而是在行業(yè)的不斷努力下,隨著時間的推移持續(xù)向上移動的準(zhǔn)繩,如同安全帶,在六七十年前不作為標(biāo)配就是”風(fēng)險可接受“,而現(xiàn)在則是“完全不能接受”。
這里想表達(dá)的是,行業(yè)內(nèi)的企業(yè)主動的、自發(fā)的在安全技術(shù)的探索和提升,是應(yīng)對安全挑戰(zhàn)的最佳選擇。
這些技術(shù)上的探索,會在逐步成熟的過程中,形成“標(biāo)桿技術(shù)”、“技術(shù)天花板”,一旦“標(biāo)桿技術(shù)”被認(rèn)可為行業(yè)共識和安全的最佳實(shí)踐,就會逐步通過法規(guī)約束和檢測技術(shù)列為強(qiáng)制要求項(xiàng)。
智能汽車的安全經(jīng)驗(yàn),并不像其他的安全技術(shù),可以很容易顯性化的復(fù)制。
就像當(dāng)前很多功能安全巨頭供應(yīng)商,其功能安全經(jīng)驗(yàn)并不會被公之于眾,而是作為自己的技術(shù)護(hù)城河,將來的OEM安全的探索和技術(shù)積累同樣,安全技術(shù)的Know-how越多越深入,就越會在激烈的競爭中脫穎而出。
說白了,安全技術(shù),是可以為降本提供依據(jù)和思路的,不做功能/系統(tǒng)安全分析,既無法清楚的看到自己安全的短板,做補(bǔ)足而降低安全風(fēng)險,也無法看到在某些局部做了過安全設(shè)計卻沒有提升整體的安全水平(無用設(shè)計)。
2. 檢測技術(shù)規(guī)范和法規(guī)約束
智能汽車安全,對于法規(guī)約束和檢測技術(shù)規(guī)范,也帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
不同于傳統(tǒng)的安全檢測,很多的安全可以相對顯性化的測試和檢測,而智能汽車安全,無論是功能安全、預(yù)期功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全都極其困難。
于是,行業(yè)內(nèi)在檢測方法、安全監(jiān)管上也需要采用更加創(chuàng)新的方式,當(dāng)前我們也已經(jīng)看到了一些方向的探索和實(shí)踐:
①歐洲的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)參考
功能安全在全世界范圍內(nèi),以歐洲實(shí)施和落地的最為深入和成熟。雖未法規(guī)強(qiáng)制,但幾乎歐洲的所有汽車上下游企業(yè)都作為實(shí)際強(qiáng)制來實(shí)踐的。
這是因?yàn)闅W洲采用了“寬進(jìn)窄出”的要求,即企業(yè)需要對安全負(fù)責(zé),產(chǎn)品一旦出現(xiàn)安全問題,會回溯到開發(fā)中是否遵循了功能安全的開發(fā)。
②國內(nèi):檢測+安全evidence審查并舉
如上描述,單純的依賴檢測來保證智能汽車安全幾乎是無法做到的,功能安全、預(yù)期功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全的水平只有每個企業(yè)自身了解,因此需要輔以企業(yè)的安全聲明和對自身安全的信心。
GB17675針對功能安全的符合性采用”抽查+審查“的機(jī)制,審查企業(yè)的“功能安全總結(jié)文檔”,這就意味著企業(yè)需要對功能安全承諾(這要求企業(yè)有信心聲明達(dá)到了功能安全),同時保留了對企業(yè)詳細(xì)安全文檔的審查要求,即出了安全問題,仍然會回溯到企業(yè)的功能安全開發(fā)是否完整來定責(zé)。這有些參考了歐洲的思路。
③汽車安全沙盒監(jiān)管:
所謂的汽車安全沙盒監(jiān)管,是在后市場階段針對車輛應(yīng)用的前沿技術(shù)進(jìn)行深度安全測試的機(jī)制,主要目的是引導(dǎo)企業(yè)查找問題、改進(jìn)設(shè)計、降低風(fēng)險。作為傳統(tǒng)監(jiān)管方式的有益補(bǔ)充,汽車安全沙盒監(jiān)管變被動監(jiān)管為主動監(jiān)管,有利于更早地將前沿技術(shù)引發(fā)的質(zhì)量安全問題納入監(jiān)管范圍,提高應(yīng)急處置能力,防范和化解重大風(fēng)險,保護(hù)消費(fèi)者合法權(quán)益,同時有利于鼓勵企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,倡導(dǎo)最佳安全設(shè)計實(shí)踐。
沙盒監(jiān)管作為傳統(tǒng)監(jiān)管方式的有益補(bǔ)充,是一種針對技術(shù)創(chuàng)新的柔性監(jiān)管制度,實(shí)際上是為企業(yè)提供一個測試平臺和測試周期,在不違反原則性準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管底線的基礎(chǔ)上,鼓勵企業(yè)在不完全掌握產(chǎn)品風(fēng)險時,自愿開展進(jìn)一步測試,最大限度地防范產(chǎn)品應(yīng)用風(fēng)險。同時,改善監(jiān)管應(yīng)對風(fēng)險的實(shí)時性、靈活性,防止監(jiān)管過嚴(yán)對科技創(chuàng)新的抑制,較好地平衡技術(shù)創(chuàng)新和安全風(fēng)險,積極倡導(dǎo)最佳安全實(shí)踐,為推動我國汽車產(chǎn)業(yè)繁榮健康、安全有序發(fā)展提供了新的監(jiān)管思路。該制度起源于英國,目前美國、德國、日本等20多個國家和地區(qū)正在金融、汽車、能源等領(lǐng)域積極推進(jìn)實(shí)施。
推行沙盒監(jiān)管的目的,是以更安全的方式去鼓勵創(chuàng)新,并達(dá)到不斷優(yōu)化監(jiān)管模式的效果,有效防止“一管就死,一放就亂”的管理困局,在保護(hù)與監(jiān)管之間找到最佳的結(jié)合點(diǎn)。
在我國汽車安全領(lǐng)域引入沙盒監(jiān)管,鼓勵企業(yè)在一定時間范圍內(nèi)對已經(jīng)應(yīng)用在上市車輛上的前沿技術(shù)進(jìn)行深入安全測試,在一定程度上填補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)滯后帶來的監(jiān)管缺失,有利于監(jiān)管部門更早地將前沿技術(shù)引發(fā)的質(zhì)量安全問題納入監(jiān)管范圍,更好地保障產(chǎn)品安全底線。參與試點(diǎn)的企業(yè),要主動履行質(zhì)量安全責(zé)任,接受監(jiān)管部門的管理監(jiān)督、跟蹤評估和質(zhì)量服務(wù)。雙方共同努力,查找產(chǎn)品安全問題,改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計、制造,降低產(chǎn)品安全風(fēng)險。
總結(jié):沙盒監(jiān)管是在被動監(jiān)管的基礎(chǔ)之上,對于產(chǎn)品應(yīng)用的新技術(shù),隨著技術(shù)水平的不斷提高,監(jiān)管線動態(tài)趨嚴(yán)的過程,這正是功能安全state of the art基于當(dāng)前技術(shù)水平對安全可接受水平進(jìn)行動態(tài)適配的最佳詮釋。
審核編輯:劉清
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