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爲什麼(me)SOTIF(ISO/PAS 21448)是自動駕駛安全的關鍵
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2022/05/25
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SOTIF(ISO/PAS 21448)是爲了解決自動(和半自動)汽車軟件開(kāi)發(fā)人員所面(miàn)臨的新安全挑戰而制定的。這(zhè)一點尤其重要，因爲人工智能(néng)(AI)和機器學(xué)習在自動駕駛汽車的發(fā)展中發(fā)揮著(zhe)關鍵作用。
在這(zhè)裡(lǐ)，我們將(jiāng)闡釋什麼(me)是SOTIF以及其不同部分。
本文將(jiāng)包含如下幾個部分：
• 什麼(me)是ISO 21448?
• 爲什麼(me)SOTIF(ISO/PAS 21448)很重要?
• SOTIF(ISO/PAS 21448)與ISO 26262有何關聯?
• SOTIF(ISO/PAS 21448)如何幫助确保自動駕駛功能(néng)安全?
什麼(me)是SOTIF?
SOTIF是指預期功能(néng)安全(Safety Of The Intended Functionality)-- ISO/PAS 21448。
什麼(me)是SOTIF(ISO/PAS 21448)?
SOTIF(ISO 21448)适用于需要适當的态勢感知以确保安全的功能(néng)。該标準關注的是在沒(méi)有故障的情況下，确保預期功能(néng)安全——SOTIF。這(zhè)與傳統的功能(néng)安全形成(chéng)了對(duì)比，傳統的功能(néng)安全關注的是降低系統故障帶來的風險。
該标準提供了設計、驗證和确認方法方面(miàn)的指導。應用這(zhè)些标準可以幫助您在沒(méi)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(duì)傳感器性能(néng)的要求。
• 驗證方法示例：包括具有高覆蓋率場景的測試用例。
• 确認方法示例：包括模拟。
使用靜态代碼分析工具可以輕松地應用SOTIF(ISO 21448)。
爲什麼(me)SOTIF很重要?
因爲驗證自動化系統是困難的。
自動化系統有大量的數據，這(zhè)些數據被(bèi)提供給複雜的算法。人工智能(néng)(AI)和機器學(xué)習對(duì)開(kāi)發(fā)這(zhè)些系統至關重要。
爲了避免潛在的安全隐患，人工智能(néng)(AI)需要做出決策。這(zhè)包括需要态勢感知的場景。
使用SOTIF(ISO 21448)將(jiāng)是确保人工智能(néng)(AI)能(néng)夠做出決策并避免安全隐患的關鍵。
示例：SOTIF(ISO 21448) 适用于何處
SOTIF(ISO 21448)适用于系統無故障時(shí)發(fā)生的安全違規。
以下是一個态勢感知的示例。
路面(miàn)結冰了。基于人工智能(néng)(AI)的系統可能(néng)無法理解這(zhè)種(zhǒng)情況并做出适當的反應。這(zhè)將(jiāng)影響車輛的安全運行能(néng)力。如果沒(méi)有感知到路面(miàn)結冰情況，自動駕駛汽車可能(néng)會(huì)以超出安全範圍的速度行駛。實現SOTIF(ISO 21448)意味著(zhe)考慮到這(zhè)種(zhǒng)情況，并基于概率做出決策。
SOTIF(ISO 21448)的目标是減少潛在的、未知的、不安全的條件。然而，這(zhè)個定義非常寬泛，很難說(shuō)明您已經(jīng)考慮了所有可能(néng)的邊緣情況。
ISO 21448與ISO 26262有何關聯?
ISO 26262涵蓋了系統發(fā)生故障時(shí)的功能(néng)安全，不包括系統無故障時(shí)産生的安全隐患。因此，需要SOTIF(ISO 21448)。
事(shì)實上，SOTIF(ISO 21448)最初隻是ISO 26262:Part 14。因爲在系統無故障的情況下确保安全是非常複雜的，所以SOTIF(ISO 21448)現在仍然是一項獨立的标準。
ISO 26262 vs. ISO 21448
ISO 26262仍然适用于現有的、已建立的系統——如動态穩定控制(DSC)系統或安全氣囊。對(duì)于這(zhè)些系統，通過(guò)降低系統故障的風險來确保安全。
SOTIF(ISO 21448)适用于緊急幹預系統和先進(jìn)駕駛輔助系統等系統。即使沒(méi)有系統故障，這(zhè)些系統也可能(néng)存在安全隐患。
因此，SOTIF(ISO 21448)是對(duì)ISO 26262的補充。
SOTIF如何幫助确保自動駕駛功能(néng)安全
安全一直是汽車軟件開(kāi)發(fā)的關鍵。确保功能(néng)安全仍然是自動駕駛的關鍵。
爲了能(néng)繼續開(kāi)發(fā)安全的軟件，開(kāi)發(fā)團隊需要做到以下幾點：
1. 使用安全的開(kāi)發(fā)流程
人工智能(néng)(AI)和機器學(xué)習面(miàn)臨的最大挑戰之一是安全。在網絡安全和人工智能(néng)(AI)方面(miàn)有很多需要考慮的問題。本文涵蓋了獲得安全和隐私權的基礎知識。
下面(miàn)是關鍵安全開(kāi)發(fā)流程的三個示例：
1. 良好(hǎo)的編程實踐和全面(miàn)的測試工作對(duì)消除安全漏洞至關重要。這(zhè)可以通過(guò)使用安全的編碼标準來實現。
2. 威脅建模和風險規避是開(kāi)發(fā)安全組件的關鍵。這(zhè)可以通過(guò)進(jìn)行危害和風險分析(HARA)來實現。
3. 對(duì)構建/發(fā)布環境的控制是防止黑客入侵和保證構建安全的關鍵。這(zhè)可以通過(guò)CI/CD環境中的訪問控制來實現。
2. 將(jiāng)自動化應用于設計、驗證和确認
人工智能(néng)(AI)、機器學(xué)習、自動駕駛汽車，汽車軟件開(kāi)發(fā)人員在努力開(kāi)發(fā)安全的軟件時(shí)，需要擔心的事(shì)情很多。
將(jiāng)自動化應用于設計、驗證和确認流程可以使開(kāi)發(fā)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(duì)傳感器性能(néng)的要求。
• 驗證方法示例：包括具有高覆蓋率場景的測試用例。
• 确認方法示例：包括模拟。
使用需求管理工具可以幫助您實現傳感器性能(néng)的需求。這(zhè)有助于提高汽車嵌入式軟件設計的安全性。
使用測試用例管理工具可以幫助您确保不同場景的高覆蓋率，這(zhè)有助于軟件驗證。
使用靜态分析工具可以幫助您模拟分析查找潛在的運行時(shí)錯誤。這(zhè)有助于軟件确認。
3. 遵守功能(néng)安全标準
SOTIF(ISO 21448)對(duì)自動駕駛的功能(néng)安全而言至關重要。但是，遵守現有的功能(néng)安全标準仍然很重要，尤其是ISO 26262。
爲了确保自動駕駛汽車軟件的安全性，仍需要遵循ISO 26262中基于ASIL的最佳實踐和建議。
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