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智能汽车自动驾驶系统功能安全与预期功能安全系统理论分析.docx
资料介绍
智能汽车自动驾驶系统功能安全与预期功能安全系统理论分析
摘要：系统理论过程分析是自动驾驶系统安全分析的方法论基础，通过系统理论视角分析系统安全性与安全约束。本文系统分析了STPA方法在自动驾驶系统功能安全与SOTIF分析中的应用，涵盖系统级事故与危险识别、安全约束识别、控制结构建模、不安全控制行为分析以及场景分析，深入探讨了STPA在自动驾驶系统安全分析中的工程价值。
一、引言
传统的功能安全分析方法如FMEA与FTA基于组件故障的假设，认为安全风险主要来自组件故障。然而，在自动驾驶系统中，许多安全风险来自组件之间的交互，而并非组件本身的故障。STPA系统理论过程分析从系统理论的视角分析系统安全性，关注组件之间的交互安全，特别适合分析自动驾驶系统中由功能不足与交互异常导致的安全风险。2026年，STPA已在自动驾驶系统的安全分析中得到广泛应用，与FMEA、FTA等传统方法互补，共同构成完整的系统安全分析体系。
二、STPA基本概念
2.1 系统理论事故模型
STPA基于系统理论事故模型，认为事故不仅由组件故障引起，还由组件之间的不安全交互引起。系统理论事故模型将系统视为一个整体，分析系统各组件的交互关系，识别可能的不安全交互。
2.2 安全约束
安全约束是STPA的核心概念，是确保系统安全必须满足的条件。安全约束可以是物理约束、功能约束、操作约束或管理约束。在自动驾驶系统中，安全约束包括跟车距离不小于安全距离、转向角不超过最大限制等。
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