符合IS0 26262標(biāo)準(zhǔn)的安全完整性等級(jí)評(píng)估方法的研究.pdf

1、在日常生活中，人們一方面享受著汽車帶來(lái)的便利，另一方面也將自身置于一定的安全風(fēng)險(xiǎn)中，因此，在體驗(yàn)汽車服務(wù)的同時(shí)，更加注重其安全性。近年來(lái)，系統(tǒng)化、一體化集成和智能化逐漸成汽車電子技術(shù)的主流發(fā)展方向，汽車工業(yè)領(lǐng)域中電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)（E/E/EP）得以大量應(yīng)用，而關(guān)于其功能是否安全已然成為現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。為此，國(guó)際上出臺(tái)了ISO26262道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)和測(cè)試，其核心包含了汽車安全完整性等級(jí)（ASIL

2、）的確定。因此，為了實(shí)現(xiàn)精確有效地評(píng)估汽車電子系統(tǒng)的ASIL等級(jí)，本文提出了一種符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)的基于三維風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的馬爾科夫動(dòng)態(tài)評(píng)估方法（Markov-3DRM）。
　　該方法結(jié)合了三維風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)與馬爾科夫法的動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)預(yù)估的優(yōu)點(diǎn)，能夠有針對(duì)性的動(dòng)態(tài)評(píng)估 ASIL。首先，運(yùn)用三維風(fēng)險(xiǎn)矩陣法對(duì)系統(tǒng)的功能安全進(jìn)行初步分析，從而得到不同安全目標(biāo)下的安全等級(jí)。其次，詳細(xì)分析系統(tǒng)硬件架構(gòu)和電路，繪制硬件指標(biāo)計(jì)算表格，

3、得到多個(gè)硬件指標(biāo)值。再與ISO26262的要求進(jìn)行比較，以確定該系統(tǒng)是否滿足安全要求。最后，由系統(tǒng)架構(gòu)來(lái)確定 Markov表決結(jié)構(gòu)，繪制Markov狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖以及建立Markov狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，通過運(yùn)算得到系統(tǒng)失效率的動(dòng)態(tài)變化曲線和不同測(cè)試周期對(duì)平均要求時(shí)失效率（PFDavg）的影響。
　　本文以純電動(dòng)汽車整車控制器驅(qū)動(dòng)控制功能中的加速踏板信號(hào)采集電路為例，通過對(duì)采集系統(tǒng)的功能安全分析，得到其ASIL等級(jí)為C。然后，對(duì)加速踏板信號(hào)采

4、集電路電路和系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析，參考 IEC62380標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電子元器件失效率的規(guī)定，得到了單點(diǎn)故障指標(biāo)為97.02％，潛在故障指標(biāo)為92.49%，隨機(jī)硬件失效指標(biāo)為5.00028*10-9h-1，以上各個(gè)指標(biāo)參數(shù)都滿足ASIL為C級(jí)的系統(tǒng)硬件指標(biāo)要求。另外，得到該采集電路在沒有診斷測(cè)試的情況下5年后將會(huì)失效，在有診斷測(cè)試的情況下其最佳的測(cè)試間隔周期為12個(gè)月。緊接著，使用LABCAR硬件在環(huán)系統(tǒng)對(duì)該采集電路進(jìn)行了一個(gè)月（730小時(shí)）

5、的截尾測(cè)試，加速踏板開度的實(shí)際測(cè)量值與理論計(jì)算值一致性非常好，最大誤差為1%，并未發(fā)生任何失效。最后，利用矩估計(jì)方法來(lái)對(duì)已有的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性估計(jì)，發(fā)現(xiàn)730小時(shí)的測(cè)試能夠代替107小時(shí)的測(cè)試的可靠度為90%。
　　各項(xiàng)結(jié)果表明，本文所提方法可以靈活地表示系統(tǒng)從啟動(dòng)到失效，經(jīng)過修復(fù)到再失效的所有事件，能夠反映系統(tǒng)狀態(tài)間靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的變化以及要求時(shí)失效率和ASIL等級(jí)的動(dòng)態(tài)變化。該方法在評(píng)估系統(tǒng)功能安全等級(jí)方面顯示出的靈活和有效，可