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为什么SOTIF(ISO/PAS 21448)是自动驾驶安全的关键
创提信息
2022/05/25
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SOTIF(ISO/PAS 21448)是为了解决自动(和半自动)汽车软件开发人员所面临的新安全挑战而制定的。这一点尤其重要，因为人工智能(AI)和机器学习在自动驾驶汽车的发展中发挥着关键作用。
在这里，我们将阐释什么是SOTIF以及其不同部分。
本文将包含如下几个部分：
• 什么是ISO 21448?
• 为什么SOTIF(ISO/PAS 21448)很重要?
• SOTIF(ISO/PAS 21448)与ISO 26262有何关联?
• SOTIF(ISO/PAS 21448)如何帮助确保自动驾驶功能安全?
什么是SOTIF?
SOTIF是指预期功能安全(Safety Of The Intended Functionality)-- ISO/PAS 21448。
什么是SOTIF(ISO/PAS 21448)?
SOTIF(ISO 21448)适用于需要适当的态势感知以确保安全的功能。该标准关注的是在没有故障的情况下，确保预期功能安全——SOTIF。这与传统的功能安全形成了对比，传统的功能安全关注的是降低系统故障带来的风险。
该标准提供了设计、验证和确认方法方面的指导。应用这些标准可以帮助您在没有故障的情况下实现安全。
以下是SOTIF(ISO 21448)提供的一些示例：
• 设计方法示例：包括对传感器性能的要求。
• 验证方法示例：包括具有高覆盖率场景的测试用例。
• 确认方法示例：包括模拟。
使用静态代码分析工具可以轻松地应用SOTIF(ISO 21448)。
为什么SOTIF很重要?
因为验证自动化系统是困难的。
自动化系统有大量的数据，这些数据被提供给复杂的算法。人工智能(AI)和机器学习对开发这些系统至关重要。
为了避免潜在的安全隐患，人工智能(AI)需要做出决策。这包括需要态势感知的场景。
使用SOTIF(ISO 21448)将是确保人工智能(AI)能够做出决策并避免安全隐患的关键。
示例：SOTIF(ISO 21448) 适用于何处
SOTIF(ISO 21448)适用于系统无故障时发生的安全违规。
以下是一个态势感知的示例。
路面结冰了。基于人工智能(AI)的系统可能无法理解这种情况并做出适当的反应。这将影响车辆的安全运行能力。如果没有感知到路面结冰情况，自动驾驶汽车可能会以超出安全范围的速度行驶。实现SOTIF(ISO 21448)意味着考虑到这种情况，并基于概率做出决策。
SOTIF(ISO 21448)的目标是减少潜在的、未知的、不安全的条件。然而，这个定义非常宽泛，很难说明您已经考虑了所有可能的边缘情况。
ISO 21448与ISO 26262有何关联?
ISO 26262涵盖了系统发生故障时的功能安全，不包括系统无故障时产生的安全隐患。因此，需要SOTIF(ISO 21448)。
事实上，SOTIF(ISO 21448)最初只是ISO 26262:Part 14。因为在系统无故障的情况下确保安全是非常复杂的，所以SOTIF(ISO 21448)现在仍然是一项独立的标准。
ISO 26262 vs. ISO 21448
ISO 26262仍然适用于现有的、已建立的系统——如动态稳定控制(DSC)系统或安全气囊。对于这些系统，通过降低系统故障的风险来确保安全。
SOTIF(ISO 21448)适用于紧急干预系统和先进驾驶辅助系统等系统。即使没有系统故障，这些系统也可能存在安全隐患。
因此，SOTIF(ISO 21448)是对ISO 26262的补充。
SOTIF如何帮助确保自动驾驶功能安全
安全一直是汽车软件开发的关键。确保功能安全仍然是自动驾驶的关键。
为了能继续开发安全的软件，开发团队需要做到以下几点：
1. 使用安全的开发流程
人工智能(AI)和机器学习面临的最大挑战之一是安全。在网络安全和人工智能(AI)方面有很多需要考虑的问题。本文涵盖了获得安全和隐私权的基础知识。
下面是关键安全开发流程的三个示例：
1. 良好的编程实践和全面的测试工作对消除安全漏洞至关重要。这可以通过使用安全的编码标准来实现。
2. 威胁建模和风险规避是开发安全组件的关键。这可以通过进行危害和风险分析(HARA)来实现。
3. 对构建/发布环境的控制是防止黑客入侵和保证构建安全的关键。这可以通过CI/CD环境中的访问控制来实现。
2. 将自动化应用于设计、验证和确认
人工智能(AI)、机器学习、自动驾驶汽车，汽车软件开发人员在努力开发安全的软件时，需要担心的事情很多。
将自动化应用于设计、验证和确认流程可以使开发团队更加高效。
SOTIF(ISO 21448)给出了以下示例(前文已列出)：
• 设计方法示例：包括对传感器性能的要求。
• 验证方法示例：包括具有高覆盖率场景的测试用例。
• 确认方法示例：包括模拟。
使用需求管理工具可以帮助您实现传感器性能的需求。这有助于提高汽车嵌入式软件设计的安全性。
使用测试用例管理工具可以帮助您确保不同场景的高覆盖率，这有助于软件验证。
使用静态分析工具可以帮助您模拟分析查找潜在的运行时错误。这有助于软件确认。
3. 遵守功能安全标准
SOTIF(ISO 21448)对自动驾驶的功能安全而言至关重要。但是，遵守现有的功能安全标准仍然很重要，尤其是ISO 26262。
为了确保自动驾驶汽车软件的安全性，仍需要遵循ISO 26262中基于ASIL的最佳实践和建议。
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