[发明专利]一种基于功能安全HARA定量分析的车辆危险行为仿真方法

说明书

本发明涉及一种基于功能安全HARA定量分析的车辆危险行为仿真方法，包括模拟车辆在行驶中的非预期行为，输入Carsim仿真软件，并在Carsim环境中定义车辆参数，根据HARA中的场景定义，得到假设的他车、其他交通参与者、环境参数，并输入Simulink仿真软件，当Carsim仿真车辆满足设定条件时，判断危害发生，Simulink将Carsim瞬时输出的值作为该仿真结果的整体输出，从而判断危害事件的可控度、严重度。本发明的应用不限于特定自动驾驶控制功能，特定自动驾驶场景，能够覆盖由驱动系统，制动系统，转向系统参与的综合复杂场景的危害仿真。在项目开发中，应用更加灵活，适用场景更加广泛。

技术领域

本发明涉及车辆功能安全领域，具体涉及一种基于功能安全HARA定量分析的车辆危险行为仿真方法。

背景技术

在车辆功能安全领域，为了满足道路车辆上E/E系统特定的功能安全需求指定了IOS系列标准，以适用于由电子、电气和软件组件组成的安全相关系统在安全生命周期内的所有活动。安全是道路车辆发展的关键问题之一，汽车功能的开发和集成将强化对功能安全的需求，并且要求提供满足功能安全目标的证明。随着技术日益复杂、软件和机电一体化应用不断增加，来自系统性失效和随机硬件失效(这些被视为功能安全范围)的风险逐渐增加。

危害分析和风险评估(HARA)的目的是识别相关项中因故障而引起的危害，并对危害进行归类，制定防止危害事件发生或减轻危害程度的安全目标以及对应的ASIL等级，以避免不合理的风险。ASIL等级的确定需要考虑严重度、暴露概率和可控度。其中：

严重度(S)：危害事件为驾驶员，乘客和其他交通参与人员带来潜在伤害的严重程度；

暴露度(E)：危害事件所对应的各个运动场景的暴露概率；

可控度(C)：驾驶员或其他处于运行场景中的人员对某危害事件的可控程度；

FTTI时间：若安全机制未激活，从相关项故障的发生到危害事件可能发生的时间间隔。

在ISO系列标准中，对暴露度，可控度和严重度给出了相应的评判标准：

表1：严重等级：

表2：操作情况下暴露概念分类：

表3：可控性类别：

在实际项目开发当中，对于不同的电子电器系统的失效所带来的危害事件，很难参照一个笼统的等级概念进行准确的定量分析。

当前行业内对于HARA分析中，严重度和可控度的评级主要依赖于不同电子电器系统的开发经验，结合对应的场景来为潜在的严重度和可控度打分，这样等级评定以定性分析为主，严重依赖功能安全开发人员的开发经验，主观的人为因素对HARA分析结果有很大影响；而现有碰撞的仿真方法大多源于直线运动模型的简化，与实际交通状况中的场景差距较大。

参见公开号为CN115221679A的专利公开了一种用于自动驾驶系统的HARA量化分析的方法及系统，能够遍历当前自动驾驶系统定义的功能场景及子功能故障进行仿真，可以基于仿真测试结果自动完成HARA分析，保证HARA条目的完整性。当该专利只针对自动驾驶功能覆盖的特定控制系统，特定场景下的危害分析，并能够通过脚本工具自动生成HARA分析文档。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于功能安全HARA定量分析的车辆危险行为仿真方法，应用不限于特定自动驾驶控制功能、特定自动驾驶场景，能够覆盖由驱动系统、制动系统、转向系统参与的综合复杂场景的危害仿真。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于功能安全HARA定量分析的车辆危险行为仿真方法，包括：