自動(dòng)駕駛汽車(chē)安全嗎？當(dāng)代汽車(chē)中的軟件包含上億行代碼，這些代碼使得許多不同的功能得以實(shí)現(xiàn)——巡航控制、速度輔助和停車(chē)攝像頭。且這些嵌入式系統(tǒng)中的代碼只會(huì)變得更加復(fù)雜。

隨著未來(lái)汽車(chē)變得更加互聯(lián)，汽車(chē)逐漸變得更加依賴技術(shù)，并且逐漸變得更加自動(dòng)化——最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，了解自動(dòng)駕駛汽車(chē)的安全問(wèn)題變得非常重要，這樣你才能回答“自動(dòng)駕駛汽車(chē)安全嗎”和“自動(dòng)駕駛汽車(chē)比人類(lèi)更安全嗎”這樣的問(wèn)題。

但是，自動(dòng)駕駛汽車(chē)安全嗎？自動(dòng)駕駛汽車(chē)比人類(lèi)更安全嗎？

根據(jù)專(zhuān)家的說(shuō)法，自動(dòng)駕駛汽車(chē)有潛力比人類(lèi)駕駛員更安全。

而且自動(dòng)駕駛汽車(chē)正在改進(jìn)：《Nature Communications Journal 》雜志最近發(fā)表的一項(xiàng)研究比較了2100個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和25113輛人類(lèi)駕駛汽車(chē)的事故數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)可比場(chǎng)景中，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的事故比人類(lèi)駕駛車(chē)輛少。

支持使用自動(dòng)駕駛汽車(chē)的數(shù)據(jù)是有道理的——畢竟，人類(lèi)駕駛員每年會(huì)發(fā)生數(shù)百萬(wàn)起事故。2022年，人類(lèi)駕駛的車(chē)輛大約發(fā)生了600萬(wàn)起事故。其中不到1%的事故是致命的。

然而，該研究的其他數(shù)據(jù)顯示，自動(dòng)駕駛汽車(chē)在成為常態(tài)之前還有很長(zhǎng)的路要走。

例如，當(dāng)Nature study分析其他場(chǎng)景的事故率時(shí)，發(fā)現(xiàn)在黎明和黃昏時(shí)分，以及在轉(zhuǎn)彎條件下，使用高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的事故更為頻繁。

此外，Nature study研究也承認(rèn)，由于自動(dòng)駕駛汽車(chē)仍然很少見(jiàn)，所以事故數(shù)據(jù)很小。與此同時(shí)，那些確實(shí)發(fā)生并成為頭條新聞的事故可能會(huì)侵蝕公眾對(duì)完全自動(dòng)駕駛汽車(chē)的信任。例如，《福布斯》的一項(xiàng)法律調(diào)查發(fā)現(xiàn)，93%的受訪者對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)有顧慮。

臭名遠(yuǎn)揚(yáng)的是，2018年3月，優(yōu)步的一輛自動(dòng)駕駛測(cè)試車(chē)輛在亞利桑那州與一名騎自行車(chē)的人發(fā)生致命碰撞。這輛自動(dòng)駕駛汽車(chē)直到無(wú)法停車(chē)時(shí)才識(shí)別出騎自行車(chē)的是人類(lèi)。而車(chē)內(nèi)的人類(lèi)安全駕駛員也沒(méi)有注意到騎自行車(chē)的人。

我們可能需要一段時(shí)間才能看到自動(dòng)駕駛汽車(chē)的廣泛使用。

與此同時(shí)，由人類(lèi)駕駛的汽車(chē)正在越來(lái)越多地使用越來(lái)越多的技術(shù)在高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）中。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)是如何保證安全的？

如今，大多數(shù)新車(chē)都配備了ADAS。

ADAS包括：

• 車(chē)道跟蹤
• 自動(dòng)緊急制動(dòng)
• 增強(qiáng)視覺(jué)系統(tǒng)

提供這些功能的系統(tǒng)依賴于傳感器和執(zhí)行器，它們通過(guò)本地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，這些由微控制器控制。

汽車(chē)之間還會(huì)相互通信。這被稱(chēng)為車(chē)對(duì)車(chē)通信（V2V）。它們還與基礎(chǔ)設(shè)施通信——例如交通燈、路標(biāo)或衛(wèi)星。這被稱(chēng)為車(chē)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）或V2X。

當(dāng)然，所有這些的實(shí)現(xiàn)都是通過(guò)軟件。除了應(yīng)用程序代碼外，還有操作系統(tǒng)和中間件——例如網(wǎng)絡(luò)通信堆棧——以及傳感器、執(zhí)行器和顯示接口。

有關(guān)ADAS的更多信息，請(qǐng)閱讀我們關(guān)于高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的文章。

安全問(wèn)題：自動(dòng)駕駛汽車(chē)安全嗎？

與以往相比，配備ADAS的車(chē)輛面臨著更多的安全問(wèn)題。

圍繞車(chē)輛的安全問(wèn)題日益增多。隨著V2X通信的增長(zhǎng)，汽車(chē)容易受到惡意攻擊。已經(jīng)有報(bào)道稱(chēng)黑客控制了汽車(chē)并覆蓋了駕駛員的指令。

大多數(shù)汽車(chē)制造商使用車(chē)載診斷（OBD）。OBD為各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)提供訪問(wèn)權(quán)限，以便在服務(wù)中進(jìn)行故障排除和診斷。

接口的技術(shù)細(xì)節(jié)——OBD II——是公開(kāi)可用的。有許多藍(lán)牙OBD連接器，任何人都可以使用手機(jī)訪問(wèn)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。

顯然，這可能會(huì)將發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)暴露給任何有好意或惡意的人。

密歇根大學(xué)最近對(duì)此進(jìn)行了測(cè)試。他們發(fā)現(xiàn)，直接將筆記本電腦連接到OBD接口可以用來(lái)覆蓋駕駛員的指令。

為什么汽車(chē)合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)很重要？

因此，隨著ADAS的增長(zhǎng)和自動(dòng)駕駛汽車(chē)成為常態(tài)，汽車(chē)合規(guī)性將保持其重要性。需要遵循汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)。

ISO 26262可能是最重要的車(chē)輛安全標(biāo)準(zhǔn)。它側(cè)重于電氣和電子系統(tǒng)的功能安全。它適用于與安全相關(guān)的系統(tǒng)整個(gè)生命周期內(nèi)的活動(dòng)。這包括適用于軟件質(zhì)量的要求。

該標(biāo)準(zhǔn)使用汽車(chē)安全完整性等級(jí)（ASIL）來(lái)提供風(fēng)險(xiǎn)的度量。這些等級(jí)從A到D。A是最低的安全完整性等級(jí)。D是最高等級(jí)，要求最多。

風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)包括風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性、暴露的可能性和可控性。

可控性假設(shè)駕駛員：

• 處于適當(dāng)?shù)鸟{駛狀態(tài)。
• 有適當(dāng)?shù)鸟{駛培訓(xùn)（駕駛執(zhí)照）。
• 遵守所有適用的法律規(guī)章。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)合法嗎？

自動(dòng)駕駛汽車(chē)可以在一些國(guó)家合法測(cè)試。但自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要克服更多的法律障礙。

法律需要適應(yīng)以適應(yīng)ADAS和自動(dòng)駕駛汽車(chē)。立法必須考慮到ADAS故障時(shí)會(huì)發(fā)生什么。ADAS需要通知駕駛員并在這些情況下回落到人類(lèi)控制。

軟件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

如果通知失敗，人類(lèi)駕駛員可能沒(méi)有注意，就將無(wú)法避免傷害——像優(yōu)步自動(dòng)駕駛汽車(chē)的情況一樣。如果回退失敗，系統(tǒng)可能會(huì)繼續(xù)控制而不是允許駕駛員進(jìn)行干預(yù)以避免傷害。

汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)（SAE）標(biāo)準(zhǔn)J3016將駕駛自動(dòng)化分為六個(gè)級(jí)別，從無(wú)自動(dòng)化到完全自動(dòng)化。

SAE三級(jí)以上ADAS依賴軟件來(lái)：

• 從傳感器收集數(shù)據(jù)。
• 創(chuàng)建環(huán)境模型。
• 決定如何協(xié)助駕駛員或控制車(chē)輛。

這些級(jí)別的ADAS還確定傳感器是否正常工作，何時(shí)提醒駕駛員，以及何時(shí)觸發(fā)回退到人為控制。

交通法規(guī)

交通法規(guī)需要改變以適應(yīng)ADAS——特別是在責(zé)任和隱私方面。每個(gè)國(guó)家都有自己的交通法規(guī)。

北美

在美國(guó)，國(guó)家公路交通安全管理局提出了一個(gè)正式的分類(lèi)系統(tǒng)，定義了五個(gè)自動(dòng)化級(jí)別。在最低級(jí)別，駕駛員必須始終完全控制車(chē)輛。在最高級(jí)別，車(chē)輛執(zhí)行整個(gè)行程的所有安全關(guān)鍵功能——駕駛員不需要在任何時(shí)候控制車(chē)輛。

在州級(jí)別，情況各不相同，2011年，內(nèi)華達(dá)州是第一個(gè)批準(zhǔn)在公共道路上測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車(chē)的州。如今，29個(gè)州允許測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車(chē)。在七個(gè)州——內(nèi)華達(dá)州、佛羅里達(dá)州、喬治亞州、西弗吉尼亞州、猶他州、北卡羅來(lái)納州和北達(dá)科他州——如果車(chē)輛的AI能夠達(dá)到SAE 4級(jí)或5級(jí)，完全自動(dòng)駕駛是合法的。

歐洲

一個(gè)名為“智能車(chē)輛的自動(dòng)駕駛應(yīng)用和技術(shù)”的歐洲研究項(xiàng)目于2014年1月開(kāi)始。它通過(guò)根據(jù)情況和駕駛員狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整自動(dòng)化級(jí)別，為日常交通開(kāi)發(fā)各種自動(dòng)駕駛功能。

該項(xiàng)目還解決了可能影響成功市場(chǎng)推出的法律問(wèn)題。

車(chē)輛和道路自動(dòng)化（VRA）是由歐盟資助的一項(xiàng)支持行動(dòng)。它的目的是創(chuàng)建一個(gè)由專(zhuān)家和利益相關(guān)者組成的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，他們正在研究部署自動(dòng)化車(chē)輛和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施。

亞太地區(qū)

日本政府可能是最接近自動(dòng)駕駛汽車(chē)現(xiàn)實(shí)的。他們及時(shí)通過(guò)了新立法，以便在2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)期間，自動(dòng)駕駛交通系統(tǒng)在有限的條件下并在奧運(yùn)村附近全面運(yùn)行。然而，賽事期間的一次小事故表明，安全改進(jìn)仍然需要，自動(dòng)駕駛汽車(chē)尚未準(zhǔn)備好在正常道路和日常使用中使用。

在中國(guó)，自動(dòng)駕駛立法正在通過(guò)包括上海和北京在內(nèi)的主要城市進(jìn)行。中國(guó)的立法相當(dāng)靈活，因此政府有更多的權(quán)力進(jìn)行必要的更改。然而，他們?nèi)匀恍枰幚砼c其他國(guó)家和地區(qū)相同的復(fù)雜問(wèn)題。

印度

印度也在考慮自動(dòng)駕駛，但面臨重大挑戰(zhàn)。其中之一是緩慢的立法進(jìn)程，以及由于其基礎(chǔ)設(shè)施，難以實(shí)施預(yù)期的規(guī)則。

汽車(chē)開(kāi)發(fā)人員將始終需要智能工具

可以為車(chē)輛開(kāi)發(fā)安全和安全的系統(tǒng)。為了遵守立法和合規(guī)法規(guī)，汽車(chē)開(kāi)發(fā)人員將始終需要智能工具——例如像Klocwork和Helix QAC這樣的靜態(tài)代碼分析器。

軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)安全從設(shè)計(jì)功能開(kāi)始。

這可能包括使用防火墻來(lái)維護(hù)安全關(guān)鍵應(yīng)用程序（如轉(zhuǎn)向和制動(dòng)）與非關(guān)鍵的應(yīng)用程序（如信息娛樂(lè)）之間的分離。對(duì)于那些與外界通信的應(yīng)用程序（如信息娛樂(lè)）來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)尤其重要。

它還包括減少或限制通信，以及檢查和驗(yàn)證任何通信的數(shù)據(jù)。

安全嵌入式代碼

大多數(shù)汽車(chē)嵌入式軟件都是用C或C++編寫(xiě)的。

你可以使用編碼標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確保這個(gè)嵌入式代碼是安全的。MISRA為C和C++提供指導(dǎo)方針。AUTOSAR還為現(xiàn)代C++提供指導(dǎo)方針。

Perforce 靜態(tài)分析工具高效管理自動(dòng)駕駛的功能安全和信息安全

安全是汽車(chē)開(kāi)發(fā)人員中日益增長(zhǎng)的關(guān)注點(diǎn)，它超越了安全，成為Perforce最新發(fā)布的《汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀報(bào)告》中最重要的關(guān)注點(diǎn)。

Klocwork靜態(tài)應(yīng)用安全測(cè)試（SAST）適用于C、C++、C#、Java、JavaScript、Python和Kotlin，識(shí)別軟件安全、質(zhì)量和可靠性問(wèn)題，以保護(hù)你的軟件免受潛在網(wǎng)絡(luò)安全漏洞的侵害。