亚远景- 从算法到刹车片:ISO/PAS 8800如何量化自动驾驶的“安全冗余”?
ISO/PAS 8800作为全球首个针对道路车辆人工智能安全的权威标准,通过全生命周期管理框架与量化安全指标,为自动驾驶系统构建了从算法到硬件的“安全冗余”量化体系,其核心逻辑可拆解为以下四层结构:
一、数据层:量化训练数据的“安全覆盖率”
自动驾驶系统的鲁棒性高度依赖训练数据的多样性与质量,ISO/PAS 8800通过以下指标量化数据安全冗余:
场景覆盖率:要求训练数据覆盖99%的常规场景(如晴天、城市道路)及100%的极端场景(如暴雨、夜间低光、冰雪路面)。例如,吉利与腾讯、华为合作开发的多模态感知数据集,通过合成数据技术生成暴雨场景数据,将模型在未知场景下的识别准确率从85%提升至92%。
无偏性指标:行人检测数据需包含不同肤色、体型、年龄的样本,标注误差率≤1%(如车道线标注误差≤5厘米)。地平线通过Label Studio标注平台确保数据一致性,并记录标注人员资质与审核流程。
可追溯性机制:数据需记录来源(如摄像头型号、采集时间)、采集条件(如光照强度、车速)及标注过程(如人工审核次数)。MUNIK公司采用数据质量看板实时监控数据完整性、标注准确率等关键指标。
二、算法层:量化模型鲁棒性的“容错阈值”
针对AI算法的“黑箱”特性,ISO/PAS 8800通过以下方法量化安全冗余:
对抗样本防御率:模型需通过防御性训练(如对抗样本注入)或硬件级防护(如传感器干扰检测),将对抗攻击成功率从行业平均的15%降至≤1%。例如,特斯拉Autopilot采用异构冗余设计,结合摄像头与毫米波雷达的数据融合,降低单一传感器被干扰的风险。
置信度阈值:模型输出需设置动态置信度阈值(如0.95),当预测概率低于阈值时触发警报并切换至备用传感器或人工接管模式。地平线征程5计算方案通过多模型投票机制,部署YOLO、Faster R-CNN等独立训练的模型,对检测结果进行投票决策,提升容错率。
概念漂移监控:部署后持续监控传感器数据分布变化(如冬季路面摩擦系数改变),通过OTA更新推送优化后的模型版本。MUNIK公司通过实时监控摄像头数据质量,发现污损时10秒内触发警报并切换至备用传感器。
三、系统层:量化冗余设计的“故障切换效率”
ISO/PAS 8800要求自动驾驶系统通过硬件与软件的冗余设计,实现故障场景下的无缝切换:
传感器冗余:采用多模态融合(如摄像头+激光雷达+毫米波雷达)与异构冗余(如机械式激光雷达与固态激光雷达),确保单一传感器失效时系统仍能正常运行。特斯拉Autopilot的8摄像头+1毫米波雷达方案,在摄像头失效时由雷达接管感知任务。
计算单元冗余:部署双SoC(系统级芯片)设计,主芯片负责感知与决策,备用芯片实时监控主芯片状态,故障时无缝切换(切换时间≤100毫秒)。地平线征程6系列计算方案通过双芯片冗余设计,实现99.99%的系统可用性。
故障安全模式:当系统检测到严重故障时,自动切换至保守策略(如减速停车或请求人工接管),并记录故障日志供后续分析。MUNIK公司在感知系统中部署双激光雷达+三摄像头方案,结合冗余算法,将系统失效概率从0.1%降至0.01%。
四、全生命周期:量化安全验证的“测试覆盖率”
ISO/PAS 8800通过仿真测试与实车测试的量化指标,确保安全冗余贯穿研发、生产、运维全流程:
仿真测试覆盖率:要求覆盖10万+边缘场景(如“corner cases”),包括未被现有标准覆盖的极端情况(如突然闯入的行人、道路标志被遮挡)。地平线通过仿真测试验证模型性能,将安全决策的可追溯性提升至99%。
实车测试里程:L4级自动驾驶系统需完成至少1000万公里的实车测试,其中高速公路场景占比≥30%,城市复杂场景占比≥50%。
安全保证论据(Safety Assurance Case):企业需建立系统化文档,证明AI系统符合安全要求,包括数据质量控制流程记录、模型测试覆盖范围统计报告及异常事件改进记录等。MUNIK公司通过ISO 8800流程认证,形成覆盖软硬件的完整安全链条。
行业实践:从“合规”到“竞争壁垒”的升级
地平线:全球首张ISO/PAS 8800认证获得者,其“全域安全开发体系”实现ISO/PAS 8800与ISO 26262、ISO 21448、ISO 21434的立体化融合,构建了从计算方案设计到软件集成的全链路功能安全闭环。
MUNIK公司:通过数据清洗工具去除噪声数据,并采用多传感器融合冗余设计降低概念漂移风险,在自动驾驶感知系统开发中将系统失效概率从0.1%降至0.01%。
欧盟法规:已明确将ISO/PAS 8800纳入L4级自动驾驶法规审批流程,预计2025年发布最终版后,全球主要市场将逐步实现认证互认。
安全冗余的“量化革命”
ISO/PAS 8800通过数据覆盖率、算法容错率、系统切换效率等量化指标,将自动驾驶安全从“定性描述”转化为“可测量、可验证、可改进”的工程实践。这一标准不仅为车企提供了合规框架,更推动行业从“被动防御”转向“主动免疫”,为高阶自动驾驶的商业化落地奠定了技术基石。