ISO 26262功能安全等级分解过程

### ISO 26262功能安全等级分解过程详解 #### 一、引言 随着汽车电子/电气系统（E/E）数量的不断增长，确保这些系统的安全性变得尤为重要。ISO 26262标准正是为此目的而生，它提供了一套全面的方法论来指导汽车行业在开发过程中实施功能安全设计。本文将详细介绍ISO 26262中的ASIL（Automotive Safety Integrity Level，汽车安全完整性等级）等级确定与分解过程。 #### 二、ASIL等级确定 **1. 危害分析与风险评估** 根据ISO 26262标准，危害分析与风险评估（HARA, Hazard Analysis and Risk Assessment）是功能安全设计过程中的关键步骤。这一阶段的目标是识别潜在的危害事件并评估其风险等级，即ASIL等级。 - **危害识别**：通过HAZOP（Hazards and Operability Study）、FMEA（Failure Modes and Effects Analysis）等工具，识别系统中可能导致伤害的所有潜在功能故障。 - **情境分析**：对于每一个功能故障，需要进一步分析其可能发生的具体驾驶情境。例如，夜间行车在山区道路上时近光灯非预期熄灭会导致能见度降低，从而增加事故风险。 - **危害事件定义**：将功能故障与驾驶情境相结合，定义出具体的危害事件。 - **ASIL等级评估**：基于严重度（S）、暴露率（E）和可控性（C）三个维度评估每个危害事件的风险水平，确定ASIL等级。 **表1. 严重度、暴露率、可控性分类** | 分类 | 描述 | | --- | --- | | S1 | 极低伤害风险 | | S2 | 低伤害风险 | | S3 | 高伤害风险 | | S4 | 极高伤害风险 | | E1 | 极低暴露概率 | | E2 | 低暴露概率 | | E3 | 高暴露概率 | | E4 | 极高暴露概率 | | C1 | 驾驶员完全可控 | | C2 | 驾驶员部分可控 | | C3 | 驾驶员几乎不可控 | | C4 | 驾驶员完全不可控 | **表2. ASIL等级确定** | S | E | C | ASIL | | --- | --- | --- | --- | | S1 | E1 | C1 | QM | | S2 | E2 | C2 | A | | S3 | E3 | C3 | B | | S4 | E4 | C4 | D | #### 三、ASIL分解原则 **1. 原则概述** 在某些情况下，通过ASIL分解可以有效降低整个系统的安全需求级别，从而减少开发成本和周期。ASIL分解的基本原则是将原本具有较高ASIL等级的安全目标细分为更小的、独立的安全子目标，并为每个子目标指定更低的ASIL等级。 **2. 分解方法** - **功能分解**：将安全目标分解为若干个较小的、独立的功能模块，每个模块负责一部分功能安全责任。 - **结构分解**：在物理结构上将系统划分为多个子系统或组件，使每个子系统承担一部分安全责任。 - **时间分解**：根据系统运行的不同阶段或事件触发的不同时间段，为每个阶段或事件分配相应的ASIL等级。 #### 四、案例分析：EPB系统 以电子驻车制动系统（EPB, Electrical Park Brake）为例，探讨如何进行ASIL等级确定与分解： **1. 功能故障与情境分析** EPB系统可能存在以下功能故障： - 非预期制动失效 - 非预期制动启动 对于“非预期制动失效”，假设驾驶场景为车辆停在斜坡上且驾驶员不在车内。在这种情境下，车辆可能会发生非预期滑行，导致事故。因此，需要仔细评估这一情境下的严重度、暴露率和可控性。 **2. ASIL等级评估** - **严重度**：如果车辆滑行至交通繁忙路段或行人密集区域，可能会导致重大伤害甚至死亡，因此严重度较高（S3/S4）。 - **暴露率**：假设这种场景较为罕见，则暴露率较低（E1/E2）。 - **可控性**：如果驾驶员不在车内，几乎无法采取任何措施避免事故发生，因此可控性较差（C3/C4）。 基于以上分析，可以初步判断该危害事件的ASIL等级可能为B或C。接下来，可以考虑通过ASIL分解来降低系统的整体安全需求。 **3. ASIL分解** - **功能分解**：将EPB系统分为制动执行机构和控制逻辑两个部分。制动执行机构负责实际的制动力施加，控制逻辑负责接收信号并作出响应。 - **结构分解**：将制动执行机构进一步细分为电机驱动、传感器和执行器等组件。 - **时间分解**：根据制动过程的不同阶段（如制动请求、制动执行、制动释放等），为每个阶段指定合适的ASIL等级。 #### 五、结论 ISO 26262标准中的ASIL等级确定与分解是确保汽车电子系统功能安全的关键步骤。通过对系统的危害分析、风险评估及ASIL等级的合理确定与分解，可以有效降低开发成本和周期，同时确保系统的安全性。EPB系统的案例展示了这一过程的实际应用，为企业在开发过程中实施功能安全提供了有益的参考。