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ADAS和自動駕駛的初衷都是安全

編者按:特斯拉故障或安全事故頻繁出現(xiàn)在新聞報道中,以至于這次315之后,分析為何特斯拉沒有上榜的文章出現(xiàn)了一大批。這一方面說明,過去的一年特斯拉在中國市場狂飆猛進,其故障與安全隱患已經(jīng)由小眾關注的事件變?yōu)榇蟊婈P注的社會事件,如不及時處理,以后累積的風險會越來越大;另一方面,無論中國,還是美國,對于特斯拉都相當寬容,從好的角度來講,這是對創(chuàng)新的寬容,但姑息養(yǎng)奸,自動駕駛系統(tǒng)的完善不應以駕乘者安全為代價來獲取。

文︱立厷

3.15臨近時,特斯拉也是想來個大的廣告效應,國內外驚險大片不斷上演,看看幾次撞入白色大貨的最近一次,能起作用的功能只剩下了后尾燈在提示后車別靠近。這么先進豪華的車,那些主動安全功能——FCW(前車防撞預警系統(tǒng))、AEB(自動制動輔助系統(tǒng))都哪里去了?不管出事故時Autopilot系統(tǒng)是否開啟,也不管駕駛者踩幾次剎車,也不應該屢屢車毀人傷。

有分析后臺數(shù)據(jù)的(另一起失控事故,特斯拉服務中心稱“所有系統(tǒng)都是正常運行,沒有出現(xiàn)失控或剎車問題”),有解讀攝像頭很難分辨目標類型的,還有說電動汽車剎車與燃油車感覺不同的…… 其實車輛功能安全意識的缺失才是特斯拉的致命傷。

汽車功能安全怎能形同虛設?

一方面,在三電技術、整車制造、數(shù)據(jù)能力和輔助駕駛方面高度創(chuàng)新,被譽為引領行業(yè)進步的頭部車企;另一方面,特斯拉的問題也很突出。一言以蔽之,截止目前特斯拉出現(xiàn)的各種問題是多而雜。仔細觀察卻不難發(fā)現(xiàn)其類型有四:其一,整車制造工藝粗糙,產(chǎn)品缺乏一致性;其二,車內零部件易損;其三,不同國家和地區(qū)均出現(xiàn)“自燃”、“剎車失靈、突然加速”故障;其四,輔助駕駛安全事件不少。

前兩類問題屬于非安全性的產(chǎn)品工藝或質量問題,可能是蘿卜快了不洗泥,利益驅動急于擴大產(chǎn)能所致,只要廠商正常保修,一般消費者還可以接受;后兩類屬于車輛安全問題,往往造成嚴重后果,如果不斷出現(xiàn),消費者和監(jiān)管層都不會置若罔聞。

早在2012年,歐盟就規(guī)定2014年生產(chǎn)的新車必須配備AEB系統(tǒng)。以日本和歐盟為首的40個國家希望從2022年開始所有新車和輕型商用車配備AEB系統(tǒng)。中國的表現(xiàn)似乎還可以,調查表明,2020年中國乘用車市場AEB系統(tǒng)裝配率達到33.9%,同比增長近一倍。

早在2017年,特斯拉就為所有購買或沒有購買Autopilot巡航輔助升級包的車型配備了AEB系統(tǒng)。但是,該功能只有車速在144.8公里/小時(高速路限速最高120公里/小時)才可使用,這是不是有點忽悠人。

什么是汽車功能安全?

ISO26262《道路車輛功能安全》國際標準于2005年11月開始制定,經(jīng)歷6年時間于2011年11月正式頒布,中國也制定了相應國標。ISO26262基于IEC61508(電氣/電子系統(tǒng)功能安全通用標準),更適用于汽車行業(yè)。

ISO26262是汽車系統(tǒng)設計的關鍵要素,也是主機廠需要遵循的功能安全要求。目前,歐洲所有主機廠都必須符合功能安全要求;美國主機廠也在研究如何實施功能安全;亞洲主機廠(豐田、現(xiàn)代、吉利等)也已經(jīng)明確要求汽車功能安全。

為了更好地適應不斷更新的技術需求,2018年底發(fā)布的第二版ISO26262國際標準增加了車輛使用和環(huán)境條件,要求可預見駕駛員使用和濫用情況、車輛系統(tǒng)之間的交互行為,并評估每個識別出的危險情景——(Severity,嚴重程度)、(Exposure,暴露率)和(Controllability,可控性)。很顯然,作為一家豪華汽車品牌的特斯拉高檔車還沒有具備這樣的能力,這不能不說是一種悲哀。

專家解讀汽車功能安全

汽車為什么需要功能安全?汽車進步使然。今天的汽車電子系統(tǒng)越來越復雜,由電氣/電子系統(tǒng)故障導致的風險也越來越高;龐大的汽車數(shù)量和高頻率的使用,也對電氣/電子系統(tǒng)提出了更高的要求。

一般的汽車有上萬個零部件,100多個ECU(俗稱汽車電腦)。如何將這這么多零部件與ECU有序集成,實現(xiàn)不斷增長的舒適駕駛需求,是汽車行業(yè)十分嚴峻的挑戰(zhàn)。其中任何一個零部件、ECU的失效,都可能導致不可挽回的危害。因此,如何量化評估汽車功能是否安全,如何減少、規(guī)避風險,如何做到汽車功能安全等問題變得十分突出。

一些行業(yè)專家為我們講解了汽車功能安全的重要性,令人茅塞頓開,但并非針對特斯拉。

數(shù)據(jù)量今非昔比

應該說,特斯拉掌握的數(shù)據(jù)比誰都多。SAE(國際自動機工程師學會)全球地面車輛標準總監(jiān)Jack Pokrzywa回顧說:“早在上世紀90年代初,我們就利用諸如事件數(shù)據(jù)記錄器或汽車‘黑匣子’之類的設備從汽車上收集到了數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)車輛碰撞前后的運行信息,F(xiàn)在的技術已經(jīng)遠遠超過了當時,功能包括捕捉位置、天氣和交通狀況等外部信息;而車內傳感器可以收集乘客數(shù)據(jù),以便在發(fā)生事故時提供有用的信息。此外,生物特征信息也已不在話下,傳感器還可以跟蹤駕駛者眼球運動,檢測其注意力,從而確定司機是否在開車時打盹或看手機!

他也指出,任何運行在軟件上的設備都可能出現(xiàn)問題,要解決這些問題,就需要行業(yè)內,特別是主機廠及供應鏈之間的高度知識共享,還需要一個全球性的整體方法。

用整體方法解決汽車安全問題

安全是一個分層體系

Aptiv高級副總裁、首席技術官兼總裁Glen De Vos問道:“多年來,汽車的設計都是安全第一。但是,當汽車本身被改造的時候,安全性會怎樣呢?”

他表示:“在重新設計創(chuàng)建車輛架構的方法時,也要重新設計安全系統(tǒng),以便在架構組件之一出現(xiàn)故障時確保駕駛員的安全。我們開發(fā)了一個三層故障操作設計,將彈性嵌入所有三層(計算、網(wǎng)絡、電源)。這意味著,在系統(tǒng)出現(xiàn)部分或全部故障時,車輛仍然能夠安全停車!

他介紹了所有三個層次的安全機制:

一是計算:在嚴重計算機故障中不依賴于一個集中的計算節(jié)點,在架構中加入了足夠的冗余計算能力,就能使車輛安全停下來;

二是網(wǎng)絡:如果車輛內的網(wǎng)絡連接出現(xiàn)故障,雖然車內空間有限,不能創(chuàng)建一個完整的冗余網(wǎng)絡,但利用創(chuàng)新的雙環(huán)拓撲系統(tǒng),即靈活性和可承受性的交叉點,每個節(jié)點連接到另外兩個節(jié)點,形成一個連續(xù)的環(huán),信號通過每個節(jié)點,效率遠優(yōu)于傳統(tǒng)星型拓撲結構,可更好地處理重負載,并以一種負擔得起的方式實現(xiàn)所需冗余;

三是電源:軟件定義的汽車能像傳統(tǒng)汽車那樣只依靠一個動力源嗎?最近許多人都在說“不”。智能車輛架構解決方案采用了智能雙環(huán)電源和智能熔斷器,能夠以合理的價格提供故障操作性能。

被動安全和主動安全的區(qū)別

特斯拉可是軟件定義汽車的急先鋒,做的非常超前。而在自動駕駛汽車的研究到原型車,再到上路實車的進程中,它是否遵循了ISO26262標準呢?

BlackBerry QNX認證部門軟件開發(fā)工程師Chris Hobbs認為:“在某些行業(yè),系統(tǒng)故障會給人類生命和財產(chǎn)造成嚴重損失,因此功能安全始終是一項必須滿足的要求!

他的說法與Glen De Vos如出一轍,為使系統(tǒng)真正安全,需要設置不同的功能安全級別。這反映在許多功能安全標準中,例如ISO26262、IEC61508、EN50128等。這些標準通常包含系統(tǒng)、硬件和軟件部分。通常,當硬件發(fā)生故障時,軟件可以避免災難性后果的出現(xiàn)。例如,空客A320發(fā)現(xiàn)引擎硬件失靈,在飛行控制軟件的幫助下,可以成功迫降。這就“功能安全”的有趣定義。

那么,功能安全與其他類型的安全有什么區(qū)別呢?他舉例說,如果有人拆掉某臺通信設備的光纖來觀察激光發(fā)射器,那么他的眼睛很可能會受傷。為避免此類問題,可以將激光發(fā)射器朝下安裝在靠近地面的位置,人們的視線就不會直視激光發(fā)射器;還可以開發(fā)一個能檢測到光纖是否被拆的軟件,并在光纖拆下后5毫秒內關閉激光。這兩種方法都能提高安全性。前者并沒有依賴任何手段來保持功能正常,進而確保系統(tǒng)安全,是被動安全的做法。后者才是功能(主動)安全的做法。

被動安全與安全帶等部件有關,而功能安全或主動安全則與ADAS(高級駕駛員輔助系統(tǒng))有關。如果將系統(tǒng)比作一個巧克力蛋糕,那么功能安全絕不是蛋糕烘焙好之后添加上去的點綴,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,并且是在蛋糕放進烤箱之前很久就已加入的。有誰會在蛋糕烘焙好之后再用注射器把糖注進去呢?那種“你可以立即構建這一功能嗎?我稍后會確認一下我們是否有ASIL(汽車安全完整性等級),之后你再將安全等級添加進去”的做法是行不通的。

由于車輛系統(tǒng)變得越來越復雜,功能也越來越豐富,在構造之初就已考慮功能安全的部件幾乎已成為一種必需。這類組件包括微控制器、微處理器、其他硬件外圍設備、操作系統(tǒng)、中間件以及協(xié)議棧,有時甚至是整個解決方案。

安全文化至關重要

QNX產(chǎn)品經(jīng)理Zheng Yi認為,安全文化是安全產(chǎn)品獲得成功的首要因素。對許多工程師來說,把握安全文化絕非易事。從根本上講,任何缺失安全文化的企業(yè)都無法創(chuàng)建一個安全的系統(tǒng)。ISO26262對安全文化的積極和消極特征進行了描述。例如,將重點放在產(chǎn)品開發(fā)結束時的測試,而不是在開發(fā)周期的早期進行設計分析、設計形式論證或者其他工作,就是消極的安全文化。

她強調說:“一家公司遵循ISO26262,并不意味著它就擁有安全文化。當開始選擇功能安全時,你可能會發(fā)現(xiàn)各家公司都有自己的獨門配方。你需要自己選擇最適合你的功能。到目前為止,對于選擇與安全性相關的產(chǎn)品,我們給出了三個主要需要考慮的因素:公司是否擁有安全文化?遵守標準的嚴格程度如何?產(chǎn)品是否有有效的功能安全?”

她總結道,在考慮安全性時要記。菏紫龋踩幕腔A,沒有安全文化,就無法生產(chǎn)出安全的產(chǎn)品。其次,構建你相信可以打造出安全產(chǎn)品的系統(tǒng),然后嘗試將其與標準對標,并查看存在哪些差距。第三,安全狀況報告是開發(fā)的重要組成部分,必須在整個開發(fā)過程中隨時遵循,而不是用作開發(fā)結束的標簽。

ADAS和自動駕駛的初衷都是安全

時至今日,ADAS遠未普及,其功能的升級未必可以達到高級自動駕駛。出于道路安全考慮,當務之急仍是做好和普及ADAS。毫無疑問,現(xiàn)在推進ADAS的初衷是為了安全,也是無人駕駛的關鍵落地點。目前歐美日均已將ADAS列入汽車安全法規(guī),中國尚未納入。

主動安全系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車輔助駕駛系統(tǒng)的重要組成部分。特斯拉曾在2019年第4季安全報告中信心滿滿地指出:自動駕駛系統(tǒng)或許遠比我們想象中要更加可靠。特斯拉售出車輛的事故數(shù)據(jù)表明,第4季在使用Autopilot自動駕駛功能情況下,平均每494萬公里發(fā)生一次事故;未使用Autopilot但有主動安全系統(tǒng)情況下,平均每338萬公里發(fā)生一次事故;兩者皆無平均每264萬公里就會發(fā)生一次事故。從這一點看,自動駕駛(ADAS)在作為駕駛輔助之余,對削減事故還是很有用的,F(xiàn)在看,其可信度會大打折扣。

未來的自動駕駛(主動安全系統(tǒng))應該在車輛出現(xiàn)故障或事故時可以把車開到安全地帶,甚至將受傷的人員送到醫(yī)院,那的確是未來的事情。

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業(yè)務開發(fā)經(jīng)理Andre van de Geijn在討論芯片安全性時的說法很能說明問題:“這取決于芯片用在汽車的哪個部分。如果用在娛樂系統(tǒng),可以使用與數(shù)百萬部手機相同的組件,你可以信任這些組件。如果你的手機故障率很高,立即可以換一個。許多主機廠說,這只是一個組件,我可以取出模塊,換上一個新的模塊。但如果是汽車管理控制單元,那就完全不同了!

為確定是否恰當?shù)剡x擇了某個產(chǎn)品,你需要清楚地了解該產(chǎn)品究竟可以為你帶來什么:如何使用該產(chǎn)品,可以用該產(chǎn)品做什么或不能用它來做什么。就像特斯拉剛推出Autopilot時稱之為“自動駕駛系統(tǒng)”而誤導了消費者,屢屢付出生命代價之后才更名為“自動輔助駕駛系統(tǒng)”。

Zheng Yi解釋說,安全產(chǎn)品常使用一些不同的名稱,導致了購買時的混亂情況。消費者需要對將要購買的產(chǎn)品建立清晰的認識,這一點非常重要。你必須多問幾個問題。

關于產(chǎn)品安全的幾個問題

安全才是第一位

說一千道一萬,安全法規(guī),哪個造車的、買車的、開車的不懂?為了市場利益置安全于不顧,至少是不夠重視,實屬不該;反觀買車的就沒有責任嗎?已經(jīng)明知道這車不夠安全,為什么還要掏錢呢?

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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