ADAS和自动驾驶的初衷都是安全

编者按：特斯拉故障或安全事故频繁出现在新闻报道中，以至于这次315之后，分析为何特斯拉没有上榜的文章出现了一大批。这一方面说明，过去的一年特斯拉在中国市场狂飙猛进，其故障与安全隐患已经由小众关注的事件变为大众关注的社会事件，如不及时处理，以后累积的风险会越来越大；另一方面，无论中国，还是美国，对于特斯拉都相当宽容，从好的角度来讲，这是对创新的宽容，但姑息养奸，自动驾驶系统的完善不应以驾乘者安全为代价来获取。

文︱立厷

3．15临近时，特斯拉也是想来个大的广告效应，国内外惊险大片不断上演，看看几次撞入白色大货的最近一次，能起作用的功能只剩下了后尾灯在提示后车别靠近。这么先进豪华的车，那些主动安全功能——FCW（前车防撞预警系统）、AEB（自动制动辅助系统）都哪里去了？不管出事故时Autopilot系统是否开启，也不管驾驶者踩几次刹车，也不应该屡屡车毁人伤。

有分析后台数据的（另一起失控事故，特斯拉服务中心称“所有系统都是正常运行，没有出现失控或刹车问题”），有解读摄像头很难分辨目标类型的，还有说电动汽车刹车与燃油车感觉不同的…… 其实车辆功能安全意识的缺失才是特斯拉的致命伤。

汽车功能安全怎能形同虚设？

一方面，在三电技术、整车制造、数据能力和辅助驾驶方面高度创新，被誉为引领行业进步的头部车企；另一方面，特斯拉的问题也很突出。一言以蔽之，截止目前特斯拉出现的各种问题是多而杂。仔细观察却不难发现其类型有四：其一，整车制造工艺粗糙，产品缺乏一致性；其二，车内零部件易损；其三，不同国家和地区均出现“自燃”、“刹车失灵、突然加速”故障；其四，辅助驾驶安全事件不少。

前两类问题属于非安全性的产品工艺或质量问题，可能是萝卜快了不洗泥，利益驱动急于扩大产能所致，只要厂商正常保修，一般消费者还可以接受；后两类属于车辆安全问题，往往造成严重后果，如果不断出现，消费者和监管层都不会置若罔闻。

早在2012年，欧盟就规定2014年生产的新车必须配备AEB系统。以日本和欧盟为首的40个国家希望从2022年开始所有新车和轻型商用车配备AEB系统。中国的表现似乎还可以，调查表明，2020年中国乘用车市场AEB系统装配率达到33．9％，同比增长近一倍。

早在2017年，特斯拉就为所有购买或没有购买Autopilot巡航辅助升级包的车型配备了AEB系统。但是，该功能只有车速在144．8公里／小时（高速路限速最高120公里／小时）才可使用，这是不是有点忽悠人。

什么是汽车功能安全？

ISO26262《道路车辆功能安全》国际标准于2005年11月开始制定，经历6年时间于2011年11月正式颁布，中国也制定了相应国标。ISO26262基于IEC61508（电气／电子系统功能安全通用标准），更适用于汽车行业。

ISO26262是汽车系统设计的关键要素，也是主机厂需要遵循的功能安全要求。目前，欧洲所有主机厂都必须符合功能安全要求；美国主机厂也在研究如何实施功能安全；亚洲主机厂（丰田、现代、吉利等）也已经明确要求汽车功能安全。

为了更好地适应不断更新的技术需求，2018年底发布的第二版ISO26262国际标准增加了车辆使用和环境条件，要求可预见驾驶员使用和滥用情况、车辆系统之间的交互行为，并评估每个识别出的危险情景——（Severity，严重程度）、（Exposure，暴露率）和（Controllability，可控性）。很显然，作为一家豪华汽车品牌的特斯拉高档车还没有具备这样的能力，这不能不说是一种悲哀。

专家解读汽车功能安全

汽车为什么需要功能安全？汽车进步使然。今天的汽车电子系统越来越复杂，由电气／电子系统故障导致的风险也越来越高；庞大的汽车数量和高频率的使用，也对电气／电子系统提出了更高的要求。

一般的汽车有上万个零部件，100多个ECU（俗称汽车电脑）。如何将这这么多零部件与ECU有序集成，实现不断增长的舒适驾驶需求，是汽车行业十分严峻的挑战。其中任何一个零部件、ECU的失效，都可能导致不可挽回的危害。因此，如何量化评估汽车功能是否安全，如何减少、规避风险，如何做到汽车功能安全等问题变得十分突出。

一些行业专家为我们讲解了汽车功能安全的重要性，令人茅塞顿开，但并非针对特斯拉。

数据量今非昔比

应该说，特斯拉掌握的数据比谁都多。SAE（国际自动机工程师学会）全球地面车辆标准总监Jack Pokrzywa回顾说：“早在上世纪90年代初，我们就利用诸如事件数据记录器或汽车‘黑匣子’之类的设备从汽车上收集到了数据，可以发现车辆碰撞前后的运行信息。现在的技术已经远远超过了当时，功能包括捕捉位置、天气和交通状况等外部信息；而车内传感器可以收集乘客数据，以便在发生事故时提供有用的信息。此外，生物特征信息也已不在话下，传感器还可以跟踪驾驶者眼球运动，检测其注意力，从而确定司机是否在开车时打盹或看手机。”

他也指出，任何运行在软件上的设备都可能出现问题，要解决这些问题，就需要行业内，特别是主机厂及供应链之间的高度知识共享，还需要一个全球性的整体方法。

用整体方法解决汽车安全问题

安全是一个分层体系

Aptiv高级副总裁、首席技术官兼总裁Glen De Vos问道：“多年来，汽车的设计都是安全第一。但是，当汽车本身被改造的时候，安全性会怎样呢？”

他表示：“在重新设计创建车辆架构的方法时，也要重新设计安全系统，以便在架构组件之一出现故障时确保驾驶员的安全。我们开发了一个三层故障操作设计，将弹性嵌入所有三层（计算、网络、电源）。这意味着，在系统出现部分或全部故障时，车辆仍然能够安全停车。”

他介绍了所有三个层次的安全机制：

一是计算：在严重计算机故障中不依赖于一个集中的计算节点，在架构中加入了足够的冗余计算能力，就能使车辆安全停下来；

二是网络：如果车辆内的网络连接出现故障，虽然车内空间有限，不能创建一个完整的冗余网络，但利用创新的双环拓扑系统，即灵活性和可承受性的交叉点，每个节点连接到另外两个节点，形成一个连续的环，信号通过每个节点，效率远优于传统星型拓扑结构，可更好地处理重负载，并以一种负担得起的方式实现所需冗余；

三是电源：软件定义的汽车能像传统汽车那样只依靠一个动力源吗？最近许多人都在说“不”。智能车辆架构解决方案采用了智能双环电源和智能熔断器，能够以合理的价格提供故障操作性能。

被动安全和主动安全的区别

特斯拉可是软件定义汽车的急先锋，做的非常超前。而在自动驾驶汽车的研究到原型车，再到上路实车的进程中，它是否遵循了ISO26262标准呢？

BlackBerry QNX认证部门软件开发工程师Chris Hobbs认为：“在某些行业，系统故障会给人类生命和财产造成严重损失，因此功能安全始终是一项必须满足的要求。”

他的说法与Glen De Vos如出一辙，为使系统真正安全，需要设置不同的功能安全级别。这反映在许多功能安全标准中，例如ISO26262、IEC61508、EN50128等。这些标准通常包含系统、硬件和软件部分。通常，当硬件发生故障时，软件可以避免灾难性后果的出现。例如，空客A320发现引擎硬件失灵，在飞行控制软件的帮助下，可以成功迫降。这就“功能安全”的有趣定义。

那么，功能安全与其他类型的安全有什么区别呢？他举例说，如果有人拆掉某台通信设备的光纤来观察激光发射器，那么他的眼睛很可能会受伤。为避免此类问题，可以将激光发射器朝下安装在靠近地面的位置，人们的视线就不会直视激光发射器；还可以开发一个能检测到光纤是否被拆的软件，并在光纤拆下后5毫秒内关闭激光。这两种方法都能提高安全性。前者并没有依赖任何手段来保持功能正常，进而确保系统安全，是被动安全的做法。后者才是功能（主动）安全的做法。

被动安全与安全带等部件有关，而功能安全或主动安全则与ADAS（高级驾驶员辅助系统）有关。如果将系统比作一个巧克力蛋糕，那么功能安全绝不是蛋糕烘焙好之后添加上去的点缀，而是混合在蛋糕配料中的糖——是在最初就已加入的原料之一，并且是在蛋糕放进烤箱之前很久就已加入的。有谁会在蛋糕烘焙好之后再用注射器把糖注进去呢？那种“你可以立即构建这一功能吗？我稍后会确认一下我们是否有ASIL（汽车安全完整性等级），之后你再将安全等级添加进去”的做法是行不通的。

由于车辆系统变得越来越复杂，功能也越来越丰富，在构造之初就已考虑功能安全的部件几乎已成为一种必需。这类组件包括微控制器、微处理器、其他硬件外围设备、操作系统、中间件以及协议栈，有时甚至是整个解决方案。

安全文化至关重要

QNX产品经理Zheng Yi认为，安全文化是安全产品获得成功的首要因素。对许多工程师来说，把握安全文化绝非易事。从根本上讲，任何缺失安全文化的企业都无法创建一个安全的系统。ISO26262对安全文化的积极和消极特征进行了描述。例如，将重点放在产品开发结束时的测试，而不是在开发周期的早期进行设计分析、设计形式论证或者其他工作，就是消极的安全文化。

她强调说：“一家公司遵循ISO26262，并不意味着它就拥有安全文化。当开始选择功能安全时，你可能会发现各家公司都有自己的独门配方。你需要自己选择最适合你的功能。到目前为止，对于选择与安全性相关的产品，我们给出了三个主要需要考虑的因素：公司是否拥有安全文化？遵守标准的严格程度如何？产品是否有有效的功能安全？”

她总结道，在考虑安全性时要记住：首先，安全文化是基础，没有安全文化，就无法生产出安全的产品。其次，构建你相信可以打造出安全产品的系统，然后尝试将其与标准对标，并查看存在哪些差距。第三，安全状况报告是开发的重要组成部分，必须在整个开发过程中随时遵循，而不是用作开发结束的标签。

ADAS和自动驾驶的初衷都是安全

时至今日，ADAS远未普及，其功能的升级未必可以达到高级自动驾驶。出于道路安全考虑，当务之急仍是做好和普及ADAS。毫无疑问，现在推进ADAS的初衷是为了安全，也是无人驾驶的关键落地点。目前欧美日均已将ADAS列入汽车安全法规，中国尚未纳入。

主动安全系统是现代汽车辅助驾驶系统的重要组成部分。特斯拉曾在2019年第4季安全报告中信心满满地指出：自动驾驶系统或许远比我们想象中要更加可靠。特斯拉售出车辆的事故数据表明，第4季在使用Autopilot自动驾驶功能情况下，平均每494万公里发生一次事故；未使用Autopilot但有主动安全系统情况下，平均每338万公里发生一次事故；两者皆无平均每264万公里就会发生一次事故。从这一点看，自动驾驶（ADAS）在作为驾驶辅助之余，对削减事故还是很有用的。现在看，其可信度会大打折扣。

未来的自动驾驶（主动安全系统）应该在车辆出现故障或事故时可以把车开到安全地带，甚至将受伤的人员送到医院，那的确是未来的事情。

要不要舍命陪君子？

“果粉”也就算了，“特粉”可是在舍命陪君子。yieldHUB业务开发经理Andre van de Geijn在讨论芯片安全性时的说法很能说明问题：“这取决于芯片用在汽车的哪个部分。如果用在娱乐系统，可以使用与数百万部手机相同的组件，你可以信任这些组件。如果你的手机故障率很高，立即可以换一个。许多主机厂说，这只是一个组件，我可以取出模块，换上一个新的模块。但如果是汽车管理控制单元，那就完全不同了。”

为确定是否恰当地选择了某个产品，你需要清楚地了解该产品究竟可以为你带来什么：如何使用该产品，可以用该产品做什么或不能用它来做什么。就像特斯拉刚推出Autopilot时称之为“自动驾驶系统”而误导了消费者，屡屡付出生命代价之后才更名为“自动辅助驾驶系统”。

Zheng Yi解释说，安全产品常使用一些不同的名称，导致了购买时的混乱情况。消费者需要对将要购买的产品建立清晰的认识，这一点非常重要。你必须多问几个问题。

关于产品安全的几个问题

安全才是第一位

说一千道一万，安全法规，哪个造车的、买车的、开车的不懂？为了市场利益置安全于不顾，至少是不够重视，实属不该；反观买车的就没有责任吗？已经明知道这车不够安全，为什么还要掏钱呢？