現(xiàn)行之智能汽車安全防護的相關標準解讀

車子是人們日常生活中不可或缺的一部分，不管是代步或是出游，大眾運輸系統(tǒng)或是個人用車；而車輛產(chǎn)業(yè)在過去多年來，一直就是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)的代表，連帶著許多零組件的產(chǎn)業(yè)也一起蓬勃發(fā)展。隨著車輛逐漸滲透至大眾的生活中，且車輛本身的功能性也日漸復雜，許多以往未曾使用過的電子零組件都出現(xiàn)在現(xiàn)今的車輛上，豪華舒適不再是人們對車輛的唯一選擇，行車的安全保障也逐漸為大眾所重視。未來的車子提供的將是以往所未能達到的許多功能，例如：主動式安全系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、實時車流導航信息系統(tǒng)等；有別于傳統(tǒng)汽車中，是一種結合汽車、半導體、電子、物聯(lián)網(wǎng)、信息通訊與光電等科技于一身的車輛，透過不同的物聯(lián)網(wǎng)傳感器、雷達、與無線通信等裝置，來提供人們所需的功能。過去對車輛安全的認知，是透過許多技術以提高車子本身的安全性；未來的科技將更進一步的在事故可能發(fā)生前即產(chǎn)生動作，也因為如此，對于安全防護相關的標準制定就顯得非常重要。

本文先針對制定汽車安全主要的標準組織進行概略性的介紹，進而列舉整理制訂中或是現(xiàn)行之智能汽車安全防護的相關標準供讀者參考。一、國際重要標準組織1、IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer, Inc)美國電子電機工程師協(xié)會該協(xié)會成立于1963年，在工業(yè)界所定義的標準有著極大的影響，主要領域包括電能、能源、生物技術和保健等?，F(xiàn)有會員約426,000，下轄39個技術社群(Technical Society)以及6個技術委員會(Technical Council)，并有一個約50-60成員的標準協(xié)會(Standard Association)來制定相關標準。IEEE是主要的國際標準機構，現(xiàn)行約有1100項有效標準正在使用。2、ISO (International Organization for Standardization)國際標準化組織ISO于1947年2月23日成立于瑞士的日內瓦，是一個具代表性且由許多來自不同國家標準組織所組成的標準設立單位，同時也是全球最具規(guī)模的國際標準的出版及研發(fā)機構。ISO并非為政府組織，但其設立的標準卻經(jīng)常為各國制定法規(guī)時所引用或參考，也因此成為與各國政府保持著緊密聯(lián)系關系的非政府組織。3、IEC(International Electro-technical Commission)國際電工委員會IEC 于 1906 年10 月在倫敦正式成立，是世界上最早成立的國際標準化團體，其負責制訂電氣和電子領域的國際標準。IEC現(xiàn)已成立了82個技術委員會、1個無線電干擾特別委員會(CISPR)、 1個IEC／ISO聯(lián)合技術委員會(JICI)、127個分技術委員會和700個工作小組。4、SAE International自動機工程學會該學會在1905年成立于美國紐約，前稱為 Society of Automotive Engineers，是一個致力發(fā)展移動技術之工程和科學的國際性組織，擁有多達121,000位會員，會員涵蓋97個國家。近年來更致力于混合動力和電動車標準，其制定的相關充電等標準，使得電動車的充電更安全及更有效率，已為一般大眾接受。5、UL (Underwriter Laboratories Inc.) 保險商試驗所UL 于1894年成立，總公司在美國的伊利諾伊州。是一個獨立的、非營利的、為公共安全做試驗的專業(yè)機構。經(jīng)過近百年的發(fā)展，UL已成為具有世界知名度的認證機構，其自身具有一整套嚴密的組織管理體制、標準開發(fā)和產(chǎn)品認證程序。二、功能安全控制與防碰撞相關標準隨著車載信息通訊技術的發(fā)達，在可預見的未來里，駕駛人可以透過遠距離通訊的技術存取不同地點的數(shù)據(jù)文件來參與在線會議的討論；而車上行車計算機也會自動根據(jù)其他車輛或系統(tǒng)發(fā)送出來的信息，建議駕駛人進行適當?shù)姆磻员苊獍l(fā)生交通事故。種種的技術演進中又以行車安全相關議題最受關注，因此這也促成車載環(huán)境無線存取（Wireless Access in Vehicular Environments，WAVE）/DSRC相關國際規(guī)范的誕生。在車輛通訊中，短距車間(V2V)與車路(V2R)通訊中，歐、美兩大陣營各自提出自己的通訊標準，用以搶奪汽車通訊市場這塊大餅，其中在美國的DSRC的標準為IEEE802.11p與IEEE1609/WAVE系列；歐洲則由車間通訊聯(lián)盟(Car-to-Car Communication Consortium，C2C-CC) 來規(guī)范歐洲的DSRC標準，歐洲的標準大部份皆是參考IEEE 802.11p再修改成適用于歐洲的版本。主要的相關安全標準介紹如下：1、IEC 61508電器電子可編程電子安全相關系統(tǒng)的功能安全用于工業(yè)領域的國際標準，由國際電工委員會(IEC)發(fā)布，其目的要建立一個可應用于各種工業(yè)領域的基本功能安全之標準，針對所有透過復雜的電子科技構成之相關產(chǎn)品中的安全功能，提出一套評估及檢測該安全功能水平的架構。安全完整性等級（Safety Integrity Level，SIL）是機能安全的一部份，其定義為由于安全機能所降低風險的相對水平，或是風險降低后，風險的相對水平。依照歐盟的機能安全標準，定義有4種SIL，分別是 SIL 1、SIL 2、SIL 3及SIL 4，數(shù)字越大表示等級越高，機能安全越可靠。IEC 61508將SIL依其要求項目分為二大類：硬件安全完整性（hardware safety integrity）及系統(tǒng)安全完整性（systematic safety integrity）。設備或系統(tǒng)若要達到特定的SIL等級，需同時符合該等級二大類完整性的要求項目。2、ISO 26262 道路車輛功能安全基本上ISO 26262標準是以IEC 61508標準為基礎來建構，ISO 26262將IEC 61508延伸到車輛的電機/電子系統(tǒng)的安全標準，特別以汽車產(chǎn)業(yè)為應用目標。ISO 26262約于2005年開始發(fā)展，其草案版本于2009年推出，2011年11月發(fā)行正式版本，其適用范圍為3.5T以下的客車所搭載之電子/電機系統(tǒng)。目前全球的車用零組件廠等開發(fā)廠商皆已于系統(tǒng)開發(fā)過程中導入ISO 26262，使其產(chǎn)品符合相關要求。ISO 26262之執(zhí)行主要是依據(jù)安全生命周期，此周期涵蓋了整個產(chǎn)品的生命周期，從管理、開發(fā)、制程、經(jīng)營與服務維修等，皆有相對應的執(zhí)行方法與步驟。ISO 26262亦采用汽車安全完整性等級(ASIL)來評斷需要符合之功能安全程度，以ASIL A(最低)至ASIL D(最高)來衡量系統(tǒng)的安全等級。透過完整詳實的系統(tǒng)分析工具進行設計評估，在開發(fā)階段即導入功能安全的高標準要求，確保ISO 26262可完整實踐在終端設計上，避免產(chǎn)生系統(tǒng)性故障問題。3、IEEE 1609乃針對無線接取技術應用于車載環(huán)境無線存取(WAVE)時，所定義出的通訊系統(tǒng)架構及一系列標準化的服務和接口。其主要目的為制定車與車(V2V)間、車與基礎設施(V2I)間之標準無線通信協(xié)議，并借此提供行車環(huán)境下，包括汽車安全性、增強導航、交通管理、自動收費等應用情境所需之通訊協(xié)議標準。4、IEEE 802.11p這個通訊協(xié)議主要用在車用電子的無線通信上。設定上是從IEEE 802.11擴充延伸，來符合智能型運輸系統(tǒng)（ITS）的相關應用。應用的層面包括高速率的車輛之間以及車輛與5.9千兆赫（5.85-5.925千兆赫）波段的標準ITS路邊基礎設施之間的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換。前述IEEE 1609標準則是以IEEE 802.11p通訊協(xié)議為基礎的高層標準。5、SAE J2735 小范圍通訊信息設置J2735標準目的為規(guī)范專用短程通訊(DSRC/WAVE)中所傳送的應用層訊息格式。其定義了訊息集、數(shù)據(jù)訊框、基本數(shù)據(jù)等單元，目的是為了讓所有基于DSRC通訊技術下傳遞訊息的應用程序，透過這些標準化的訊息格式來相互溝通。J2735標準將車載應用依照情境需求分類，并定義各種不同的訊息格式，其中基本安全訊息(Basic Safety Message，BSM)主要被廣泛應用在各種行車安全的應用上，如十字路口發(fā)生碰撞警告，此訊息將會周期的廣播給鄰近的車輛。6、SAE J2980功能安全標準針對ISO 26262之ASIL來提供更明確的指示內容。7、SAE J3016 / SAE J3018 自動駕駛相關標準J3016將車子的自動駕駛分為0-5級，而J3018則針對SAE J3016的3-5級提供行駛道路的安全準則。8、SAE J2945SAE J2945/1目前的進展已經(jīng)進行至2.0版草稿，主要內容包含:(1)定義車載機的系統(tǒng)需求；(2)定義車載機系統(tǒng)效能要求，無線電波端效能要求，訊息格式的正確性；(3)建議一些不在標準內的要求，如安全性；(4)新定義了標準設置檔(Standard profile)9、UL 991安全控制固態(tài)組件標準/ UL 1998安全控制軟件標準主要是針對與產(chǎn)品安全性相關的控制軟硬件之測試與評估標準。在電子控制技術逐漸成熟而且低成本的情況下，透過電子控制避免失效，將有效降低安全的成本。但電子控制本身也可能出現(xiàn)失效而導致安全的問題，UL 991與UL 1998就是針對控制安全的電子軟硬件進行評估的標準。智能汽車產(chǎn)業(yè)仍屬于剛起飛的階段，不論是其商業(yè)模式或是技術標準都還處于發(fā)展中的階段，我們廠商如果有意愿要參與未來新標準技術的制訂，現(xiàn)在是很好的時機。