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為什麼SOTIF(ISO/PAS 21448)是自動駕駛安全的關鍵
創提科技
2022/05/25
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SOTIF(ISO/PAS 21448)是為了解決自動(和半自動)汽車軟體發展人員所面臨的新安全挑戰而制定的。這一點尤其重要，因為人工智慧(AI)和機器學習在自動駕駛汽車的發展中發揮著關鍵作用。
在這裡，我們將闡釋什麼是SOTIF以及其不同部分。
本文將包含如下幾個部分：
• 什麼是ISO 21448?
• 為什麼SOTIF(ISO/PAS 21448)很重要?
• SOTIF(ISO/PAS 21448)與ISO 26262有何關聯?
• SOTIF(ISO/PAS 21448)如何幫助確保自動駕駛功能安全?
什麼是SOTIF?
SOTIF是指預期功能安全(Safety Of The Intended Functionality)-- ISO/PAS 21448。
什麼是SOTIF(ISO/PAS 21448)?
SOTIF(ISO 21448)適用於需要適當的態勢感知以確保安全的功能。該標準關注的是在沒有故障的情況下，確保預期功能安全——SOTIF。這與傳統的功能安全形成了對比，傳統的功能安全關注的是降低系統故障帶來的風險。
該標準提供了設計、驗證和確認方法方面的指導。應用這些標準可以説明您在沒有故障的情況下實現安全。
以下是SOTIF(ISO 21448)提供的一些示例：
• 設計方法示例：包括對感測器性能的要求。
• 驗證方法示例：包括具有高覆蓋率場景的測試用例。
• 確認方法示例：包括模擬。
使用靜態程式碼分析工具可以輕鬆地應用SOTIF(ISO 21448)。
為什麼SOTIF很重要?
因為驗證自動化系統是困難的。
自動化系統有大量的資料，這些資料被提供給複雜的演算法。人工智慧(AI)和機器學習對開發這些系統至關重要。
為了避免潛在的安全隱患，人工智慧(AI)需要做出決策。這包括需要態勢感知的場景。
使用SOTIF(ISO 21448)將是確保人工智慧(AI)能夠做出決策並避免安全隱患的關鍵。
示例：SOTIF(ISO 21448) 適用於何處
SOTIF(ISO 21448)適用於系統無故障時發生的安全違規。
以下是一個態勢感知的示例。
路面結冰了。基於人工智慧(AI)的系統可能無法理解這種情況並做出適當的反應。這將影響車輛的安全運行能力。如果沒有感知到路面結冰情況，自動駕駛汽車可能會以超出安全範圍的速度行駛。實現SOTIF(ISO 21448)意味著考慮到這種情況，並基於概率做出決策。
SOTIF(ISO 21448)的目標是減少潛在的、未知的、不安全的條件。然而，這個定義非常寬泛，很難說明您已經考慮了所有可能的邊緣情況。
ISO 21448與ISO 26262有何關聯?
ISO 26262涵蓋了系統發生故障時的功能安全，不包括系統無故障時產生的安全隱患。因此，需要SOTIF(ISO 21448)。
事實上，SOTIF(ISO 21448)最初只是ISO 26262:Part 14。因為在系統無故障的情況下確保安全是非常複雜的，所以SOTIF(ISO 21448)現在仍然是一項獨立的標準。
ISO 26262 vs. ISO 21448
ISO 26262仍然適用于現有的、已建立的系統——如動態穩定控制(DSC)系統或安全氣囊。對於這些系統，通過降低系統故障的風險來確保安全。
SOTIF(ISO 21448)適用於緊急干預系統和先進駕駛輔助系統等系統。即使沒有系統故障，這些系統也可能存在安全隱患。
因此，SOTIF(ISO 21448)是對ISO 26262的補充。
SOTIF如何幫助確保自動駕駛功能安全
安全一直是汽車軟體發展的關鍵。確保功能安全仍然是自動駕駛的關鍵。
為了能繼續開發安全的軟體，開發團隊需要做到以下幾點：
1. 使用安全的開發流程
人工智慧(AI)和機器學習面臨的最大挑戰之一是安全。在網路安全和人工智慧(AI)方面有很多需要考慮的問題。本文涵蓋了獲得安全和隱私權的基礎知識。
下面是關鍵安全開發流程的三個示例：
1. 良好的程式設計實踐和全面的測試工作對消除安全性漏洞至關重要。這可以通過使用安全的編碼標準來實現。
2. 威脅建模和風險規避是開發安全性群組件的關鍵。這可以通過進行危害和風險分析(HARA)來實現。
3. 對構建/發佈環境的控制是防止駭客入侵和保證構建安全的關鍵。這可以通過CI/CD環境中的存取控制來實現。
2. 將自動化應用於設計、驗證和確認
人工智慧(AI)、機器學習、自動駕駛汽車，汽車軟體發展人員在努力開發安全的軟體時，需要擔心的事情很多。
將自動化應用於設計、驗證和確認流程可以使開發團隊更加高效。
SOTIF(ISO 21448)給出了以下示例(前文已列出)：
• 設計方法示例：包括對感測器性能的要求。
• 驗證方法示例：包括具有高覆蓋率場景的測試用例。
• 確認方法示例：包括模擬。
使用需求管理工具可以説明您實現感測器性能的需求。這有助於提高汽車嵌入式軟體設計的安全性。
使用測試用例管理工具可以幫助您確保不同場景的高覆蓋率，這有助於軟體驗證。
使用靜態分析工具可以幫助您模擬分析查找潛在的執行階段錯誤。這有助於軟體確認。
3. 遵守功能安全標準
SOTIF(ISO 21448)對自動駕駛的功能安全而言至關重要。但是，遵守現有的功能安全標準仍然很重要，尤其是ISO 26262。
為了確保自動駕駛汽車軟體的安全性，仍需要遵循ISO 26262中基於ASIL的最佳實踐和建議。
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