智能駕駛汽車安全策略-廣汽查鴻山課件

廣州汽車集團(tuán)汽車工程研究院GuangzhouAutomobileGroupCo.LTDAutomotiveEngineeringInstitute查鴻山HongshanZHA2017.10.18上海智能駕駛汽車的安全策略

SafetyDesignforIntelligentVehiclePart1：廣汽簡(jiǎn)介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part1：廣汽簡(jiǎn)介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)產(chǎn)業(yè)布局宜昌廣汽中興克萊斯勒以廣州為中心，以華中、華東為兩翼，輻射全國(guó)。在全國(guó)31個(gè)省區(qū)擁有經(jīng)銷商超2000家。在廣州地區(qū)形成北部商用車產(chǎn)業(yè)區(qū)、東部和南部乘用車產(chǎn)業(yè)區(qū)、中部汽車金融服務(wù)業(yè)布局。廣汽比亞迪廣汽日野廣汽本田廣汽客車廣汽客車本田中國(guó)廣汽乘用車廣汽菲克廣州分廠廣汽豐田北部產(chǎn)業(yè)區(qū)東部產(chǎn)業(yè)區(qū)南部產(chǎn)業(yè)區(qū)中部汽車金融服務(wù)Part1：廣汽簡(jiǎn)介重組廣州標(biāo)致成立廣州本田2004.09廣汽乘用車（傳祺）1998.072008.07廣汽豐田廣汽研究院2006.07Part1：廣汽簡(jiǎn)介從成立之初年產(chǎn)汽車1萬(wàn)臺(tái)，到2013年實(shí)現(xiàn)“雙百雙千”（產(chǎn)銷雙超百萬(wàn)臺(tái)，營(yíng)業(yè)收入超兩千億，利稅超310億元）。2016年，集團(tuán)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)保持較快增長(zhǎng)，汽車產(chǎn)銷為166萬(wàn)輛和165萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)30%和27%，銷量增幅高于行業(yè)平均水平13個(gè)百分點(diǎn)，其中節(jié)能與新能源汽車銷售3.8萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)237%；營(yíng)業(yè)收入2848億元，同比增長(zhǎng)28%；利稅總額408億元，同比增長(zhǎng)26%。

2017年，經(jīng)營(yíng)目標(biāo)是產(chǎn)銷汽車190萬(wàn)輛，營(yíng)業(yè)收入3200億元，利稅總額437億元。1594億元74萬(wàn)輛1523億元71萬(wàn)輛2015億元101萬(wàn)輛2088億元117萬(wàn)輛2213億元130萬(wàn)輛2848億元165萬(wàn)輛經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)Part1：廣汽簡(jiǎn)介自主品牌廣汽傳祺上市以來(lái)，呈現(xiàn)跨越式增長(zhǎng)，從2011年銷售1.7萬(wàn)輛到2016年突破37萬(wàn)輛，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)80%。2016年廣汽傳祺銷量37.1萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)97%；營(yíng)業(yè)收入353.3億元，同比增長(zhǎng)100%。明星產(chǎn)品傳祺GS4月銷量超3萬(wàn)輛，穩(wěn)居全國(guó)SUV車型第2位。廣汽傳祺Part1：廣汽簡(jiǎn)介三足鼎立GS8GA3S廣汽傳祺廣汽菲克雅閣凱美瑞勁炫Jeep自由光致悅菲翔GS4GA6廣汽豐田廣汽本田廣汽三菱廣汽集團(tuán)Part1：廣汽簡(jiǎn)介

自主創(chuàng)新事業(yè)的核心引擎，廣汽研究院的科研投入持續(xù)增加，截止2017年3月累計(jì)投入155億，十三五預(yù)計(jì)新增投入超120億。五山分院廣汽研究院總院海外研發(fā)中心（硅谷）廣汽研究院Part1：廣汽簡(jiǎn)介自動(dòng)感應(yīng)開啟掀背門LED大燈自動(dòng)控制系統(tǒng)LDW車道偏離預(yù)警系統(tǒng)LKA車道保持系統(tǒng)DMA駕駛員疲勞檢測(cè)系統(tǒng)ACC自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)AEB自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)AEB行人LCA并線輔助系統(tǒng)HMA智能遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)SVM全景360度泊車系統(tǒng)ESP電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)高端七座SUVGS8具備20多項(xiàng)智能化功能，智能化程度領(lǐng)先于行業(yè)水平TSR交通限速標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)智能解鎖/閉鎖/迎賓APA自動(dòng)泊車系統(tǒng)ATS智能全地形反饋系統(tǒng)Part1：廣汽簡(jiǎn)介廣汽研究院2013年2015年

廣汽祺跡WitStarII在世界智能駕駛挑戰(zhàn)賽獲得無(wú)人駕駛組“領(lǐng)先獎(jiǎng)”和“最佳跟馳獎(jiǎng)”2016年Witstar在北美國(guó)際車展亮相2017年第一代無(wú)人駕駛概念車WitStar在廣州車展全球首發(fā)第八屆“中國(guó)智能車未來(lái)挑戰(zhàn)賽“團(tuán)體第二名Part1：廣汽簡(jiǎn)介Part1：廣汽簡(jiǎn)介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全交通事故的思考事故發(fā)生傷害類型碰撞位置減輕傷害被動(dòng)安全技術(shù)面對(duì)交通傷亡，分析傷亡原因，希望減輕事故傷害，開發(fā)了被動(dòng)安全系統(tǒng)。正面碰撞側(cè)面碰撞Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全交通事故的思考事故發(fā)生危險(xiǎn)臨近碰撞方式事故起因防止事故主動(dòng)安全技術(shù)進(jìn)一步，人們希望防患于未然，主動(dòng)安全則在事故發(fā)生前危險(xiǎn)臨近時(shí)工作，希望減少事故發(fā)生。Source:Continental正面碰撞側(cè)面剮蹭AEBBSD\LKSPart2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全主動(dòng)安全作用主動(dòng)安全通過(guò)事故發(fā)生前的危險(xiǎn)識(shí)別，并作出提醒駕駛員或者直接干預(yù)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)減少減少事故發(fā)生。只關(guān)注危險(xiǎn)本身，只對(duì)安全負(fù)責(zé)。持續(xù)干預(yù)聲光警告LDWFCW預(yù)干預(yù)AWB安全帶振動(dòng)安全帶收緊糾正AEBLKACrashAlignment事故引導(dǎo)ABS/ESP其他危險(xiǎn)程度干預(yù)程度事故前危險(xiǎn)逼近正常駕駛RCTABSD方向盤振動(dòng)緊急避讓主動(dòng)安全輔助駕駛與自動(dòng)駕駛Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全主動(dòng)安全作用主動(dòng)安全開發(fā)思路，通過(guò)分析事故工況，開發(fā)對(duì)應(yīng)功能，對(duì)人的能力進(jìn)行補(bǔ)充或加強(qiáng)。主動(dòng)安全涉及到包含增強(qiáng)人能力部分和替代人能力部分執(zhí)行決策感知車身側(cè)側(cè)盲區(qū)泊車區(qū)前方車輛前方行人路線交規(guī)……車道交通標(biāo)識(shí)加速車燈……風(fēng)險(xiǎn)減速AEB前方道路軌跡轉(zhuǎn)向LKSBSD………………功能不斷增多完善主動(dòng)安全正在基于從感知、決策和執(zhí)行，在危險(xiǎn)工況中臨時(shí)替代人類駕駛員。隨著發(fā)展，將應(yīng)對(duì)全面的工況，以實(shí)現(xiàn)車輛的安全。Part1：廣汽簡(jiǎn)介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part2：智能駕駛汽車與安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)主動(dòng)安全局限性當(dāng)前的主動(dòng)安全技術(shù)，并不能保證車輛完全的安全性。危險(xiǎn)工況復(fù)雜，主動(dòng)安全技術(shù)正在發(fā)展中，目前無(wú)法完全覆蓋;主動(dòng)安全介入都在緊急工況，須極短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確控制車輛，技術(shù)提升難度大，限制了其發(fā)展。在這種前提下，開發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)，去減少人類駕駛過(guò)程中的失誤帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，可以讓車輛盡量遠(yuǎn)離應(yīng)急工況，從另一個(gè)路徑提升安全性。事故發(fā)生危險(xiǎn)臨近正常行車被動(dòng)安全主動(dòng)安全駕駛輔助與自動(dòng)駕駛零傷亡減少事故安全“自動(dòng)駕駛是為了解決交通事故中占90%以上的人類錯(cuò)誤”Part2：智能駕駛汽車與安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)通過(guò)自動(dòng)駕駛提高安全性傳統(tǒng)駕駛模式下發(fā)生的所有交通事故（藍(lán)色部分）Prof.HermannWinner-DarkCanWeValidatetheSafetyofAutomatedDriving?基于有記錄的事故，我們開發(fā)、測(cè)試了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，可以解決一部分原有的事故場(chǎng)景。Part2：智能駕駛汽車與安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)自動(dòng)駕駛會(huì)產(chǎn)生新的安全問(wèn)題：1.自動(dòng)駕駛技術(shù)，會(huì)產(chǎn)生新的工況，帶來(lái)新的安全風(fēng)險(xiǎn)。“自動(dòng)駕駛開發(fā)的黑暗物質(zhì)”：我們只能基于已知工況和有報(bào)道的事故去開發(fā)；難以完整獲知從無(wú)事故的自動(dòng)駕駛到事故發(fā)生的概率、頻率和關(guān)鍵場(chǎng)景避免人類司機(jī)造成的事故，并不能保證減少事故頻率。DarkMatterProblem不能假設(shè)自動(dòng)駕駛工作時(shí)車輛就更加安全，必須由獨(dú)立的主動(dòng)安全功能來(lái)負(fù)責(zé)未知工況。Prof.HermannWinner-DarkCanWeValidatetheSafetyofAutomatedDriving?Part2：智能駕駛汽車與安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)自動(dòng)駕駛會(huì)產(chǎn)生新的安全問(wèn)題：2.自動(dòng)駕駛工作時(shí)，需要具備人類駕駛員的駕駛能力駕駛輔助能力人類駕駛員能力自動(dòng)駕駛能力避險(xiǎn)能力常規(guī)駕駛（自動(dòng)駕駛主功能涵蓋）緊急工況延伸工況所有工況+ =人類駕駛員原有能力區(qū)間 =系統(tǒng)提升并超越人類能力區(qū)間 =系統(tǒng)替代人類能力區(qū)間從駕駛輔助到自動(dòng)駕駛，只有系統(tǒng)替代人類駕駛員所有能力區(qū)間或表現(xiàn)更優(yōu)越時(shí)，才可以替代人類去駕駛。對(duì)主動(dòng)安全功能提出更高的要求自動(dòng)駕駛功能負(fù)責(zé)行車控制，主動(dòng)安全負(fù)責(zé)應(yīng)急工況。由于L3及以上的自動(dòng)駕駛工作時(shí)應(yīng)急工況都交由系統(tǒng)負(fù)責(zé)，所以Part2：智能駕駛汽車與安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)自動(dòng)駕駛對(duì)主動(dòng)安全的要求主動(dòng)安全是基礎(chǔ)行車工況應(yīng)急工況自動(dòng)駕駛完整主動(dòng)安全完整的主動(dòng)安全功能是自動(dòng)駕駛運(yùn)行的后備保障。FromSteveUnderwood，2016SAE推薦自動(dòng)駕駛軟件架構(gòu)中，主動(dòng)安全功能軟件獨(dú)立存在Part2：智能駕駛汽車與安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)自動(dòng)駕駛汽車主動(dòng)安全的要求方法：安全性能測(cè)試-34碰撞工況通過(guò)各項(xiàng)防撞測(cè)試NidhiKalra:Drivingtosafety:Howmanymilesofdrivingwouldittaketodemonstrateautonomousvehiclereliability?Najm,W.G.,Smith,J.D.,andYanagisawa,M.,“Pre-CrashScenarioTypologyforCrashAvoidanceResearchNHSTA：2017AUTOMATEDDRIVINGSYSTEMS2.0AVisionforSafety目標(biāo)：安全性驗(yàn)證目標(biāo)-對(duì)標(biāo)事故數(shù)據(jù)庫(kù)必須優(yōu)于人類平均水平優(yōu)于：80萬(wàn)公里/次碰撞通過(guò)各種碰撞類型，開發(fā)、驗(yàn)證主動(dòng)安全功能前提：車輛具備足夠傳感器、決策能力和執(zhí)行控制硬件，支持開發(fā)更完善的防碰功能。而自動(dòng)駕駛車輛恰好具備這樣的前提。Part1：廣汽簡(jiǎn)介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)功能安全FunctionalSafetyISO26262旨在提高汽車電子、電氣產(chǎn)品功能安全為汽車安全提供了一個(gè)生命周期（管理、開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)、報(bào)廢）理念，并在這些生命周期階段中提供必要的支持。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋功能性安全方面的整體開發(fā)過(guò)程（包括需求規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、集成、驗(yàn)證、確認(rèn)和配置）。Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)功能安全FunctionalSafety設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法有兩大特點(diǎn)：適用于鏈?zhǔn)绞录槍?duì)系統(tǒng)和組件失效進(jìn)行監(jiān)控分析設(shè)計(jì)鏈?zhǔn)绞录踩踩珷顟B(tài)危害失效不經(jīng)過(guò)功能安全設(shè)計(jì)危害分析安全機(jī)制安全需求系統(tǒng)、軟硬件設(shè)計(jì)驗(yàn)證確認(rèn)功能安全設(shè)計(jì)驗(yàn)證失效探測(cè)安全措施經(jīng)過(guò)功能安全工程后，會(huì)將車輛電器系統(tǒng)失效后果，從風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)換為安全狀態(tài)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)功能安全FunctionalSafety功能安全與自動(dòng)駕駛自動(dòng)駕駛場(chǎng)景要求任一失效，均能工作傳感感知決策控制運(yùn)動(dòng)執(zhí)行自動(dòng)駕駛與ADAS系統(tǒng)實(shí)施功能安全最大差異：可控度：用戶在自動(dòng)駕駛模式下，可控度最差，為C3等級(jí)安全狀態(tài)：不是關(guān)閉功能交由駕駛員操作，而是繼續(xù)工作Fail-SilenceFail-DegradeFail-Operational關(guān)閉功能，由人負(fù)責(zé)控制功能降級(jí)，滿足一定程度性能要求，以降低風(fēng)險(xiǎn)全功能，滿足繼續(xù)駕駛的性能，較長(zhǎng)時(shí)間駕駛到安全位置可控度的C3狀態(tài)會(huì)讓自動(dòng)駕駛工況的功能安全在更高的等級(jí)要求下開發(fā)。Fail-Operational要求自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在失效后，仍然可以行駛一定距離，甚至可以到應(yīng)急停車區(qū)域。Part1：廣汽簡(jiǎn)介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)預(yù)期功能安全SafetyoftheintendedFunctionality自動(dòng)駕駛事故并非都是失效導(dǎo)致系統(tǒng)軟硬件失效，只是自動(dòng)駕駛可能出現(xiàn)事故的一種原因。干擾項(xiàng)、未見(jiàn)過(guò)的工況等都可能讓系統(tǒng)做出錯(cuò)誤的決定。預(yù)期功能的安全性需求將來(lái)自于“功能安全”和“預(yù)期功能安全”，后續(xù)將按照V流程完成設(shè)計(jì)。仍然通過(guò)對(duì)危害風(fēng)險(xiǎn)的分析，但著重于“功能”的不完備性，提出解決方案。驗(yàn)證時(shí)，與功能安全的不同在于，更多關(guān)注試驗(yàn)的量，以驗(yàn)證未知工況。Part1：廣汽簡(jiǎn)介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動(dòng)安全自動(dòng)駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計(jì)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全自動(dòng)駕駛與網(wǎng)絡(luò)安全：技術(shù)設(shè)計(jì)手段：需要根據(jù)攻擊模型制定設(shè)計(jì)目標(biāo)根據(jù)項(xiàng)目劃分影響領(lǐng)域定義網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)目標(biāo)與實(shí)施方案自動(dòng)駕駛汽車相對(duì)常規(guī)網(wǎng)聯(lián)汽車，除了擔(dān)心車輛和個(gè)人信息的竊取外，更為黑客控制車輛創(chuàng)造了條件。因此，網(wǎng)絡(luò)