编制说明-《智能网联汽车预期功能安全场景要素及管理规范》

《智能网联汽车预期功能安全场景要素及管理规范》

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《智能网联汽车预期功能安全场景要素及管理规范》团体标准是由中国汽车工

程学会批准立项。文件号中汽学函【2021】60号，任务号为2021-60。本标准由中

国汽车工程学会中国智能网联汽车产业创新联盟提出，清华大学、国汽（北京）智

能网联汽车研究院有限公司等单位起草。

1.2编制背景与目标

随着科学与技术的发展，智能化成为汽车新的核心技术，并推动汽车产业性模

式、新设施、新生态的产生，进而催生出全新的产业生态系统，因此，世界各汽车

强国已将发展智能汽车作为顶层战略目标。

然而，因技术成熟度的局限，如系统功能不足、性能局限，以及人员误用等预

期功能安全问题，大大限制了智能驾驶相关产品的快速落地与安全应用。包含模拟

仿真测试、封闭场地测试、实际道路测试等的多支柱测试方法是目前已知的可有效

降低智能驾驶产品功能不足，提高应用与使用安全性的最佳手段。如何构建高效、

可行、可信的测试场景，是目前解决智能驾驶预期功能安全问题亟需解决的问题。

本项目研究的安全场景要素及管理规范，旨在解决预期功能安全场景库的非标

准化、不规范化、欠系统化等问题，为智能驾驶系统级功能不足与性能局限分析相

关标准提供场景要素支撑，为整车预期功能安全测试相关标准提供场景框架，为测

试用例的设计与场景构建提供基础，最终提升我国智能驾驶预期功能安全场景库建

设能力，有力的支撑我国智能驾驶技术与产品的研发。

1.3主要工作过程

本标准于2021年1月到2021年3月进行了标准定位、内容、预期效果梳理工

作；2021年4月到2021年6月进行了标准初步框架设计、分析工作；2021年7月

到2021年9月进行了申请标准立项、标准必要性与可行性评审工作；2021年9月

到2022年6月撰写标准草案、多次召开标准讨论会，于2022年6月形成标准征求

意见稿。

二、标准编制原则和主要内容

1

2.1标准制定原则

本标准研究的智能网联汽车预期功能安全场景要素及管理规范，参考国际标准

ISO34501-自动驾驶系统测试场景术语和定义、ISO34502-基于场景的自动驾驶安全

评价工程框架与流程、ISO34503-自动驾驶汽车设计运行范围(ODD)分类法、ISO

34504-场景特征及场景分类定义、ISO34505-基于场景的自动驾驶系统的评测体系，

以及国内外场景库建设相关经验，对智能驾驶预期功能安全场景库中场景案例进行

分析与对场景案例中要素进行梳理，并对要素的参数进行定义与要求说明。

2.1.1通用性原则

本标准提出的方法不仅适用于智能网联汽车开发初期阶段中设计运行域范围的

选择与确定，同时也适用于开发过程中危害分析与风险评估、测试阶段中测试场景

构建与测试用例设计。

2.1.2指导性原则

本标准提出的方法能为智能网联汽车预期功能安全场景库的建设提供指导作用。

目前国内暂未出现预期功能安全场景库同类或相似相关标准，用来指导智能网联汽

车预期功能安全场景库的建设，而本标准提出的方法可以实现多种驾驶预期功能安

全的智能驾驶预期功能安全场景或场景库的建设。

2.1.3协调性原则

本标准提出的方法与目前国外场景库相关标准研究中的方法协调统一、互不交

叉。仅作为一种更全面、准确度更高、更高效的方法为其他标准提供基础与重要支

撑。

2.1.4兼容性原则

本标准提出的智能网联汽车预期功能安全场景要素及管理规范充分考虑了预期

功能安全场景要素结构化和规范化的要求，建立了全面详细的场景库信息，具有普

遍实用性。

2.2标准主要技术内容

本标准共分为7章，规定了智能网联汽车预期功能安全场景的架构、要素与管

理规范。内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、缩略语、预期功能安全场

景要素规范、预期功能安全场景设计、场景管理。

2.3关键技术问题说明

2

本标准主要研究自动驾驶预期功能安全场景库的场景架构、场景元素及相关要

求。用于自动驾驶系统开发初期阶段中设计运行范围的选择与确定、开发过程中危

害分析与风险评估、测试阶段中测试场景构建与测试用例设计。其技术内容有：1.

对自动化驾驶预期功能安全场景库建设总则进行分析与定义，包括：（1）场景库

建设目标；（2）场景库建设原则；（3）场景库统一定义等要求。2.自动化驾驶预

期功能安全场景库案例的基本信息进行定义。3.自动化驾驶预期功能安全场景库设

计，包括（1）SOTIF场景库设计总体该框架；（2）SOTIF场景道路结构；（3）

SOTIF场景交通设施：（4）SOTIF临时事件；（5）SOTIF场景交通参与物；（6）

SOTIF自然环境；（7）SOTIF场景信息；（8）被测车辆信息。4.预期功能安全场

景库动态数据，包括（1）动态数据描述；（2）轨迹信息；（3）动作信息；（4）

指示信息变化。

2.4标准主要内容的论据

智能网联汽车预期功能安全场景要素及管理规范主要研究自动驾驶预期功能安

全场景库的场景架构、场景元素及相关要求。识别预期功能场景要素应采用分析推

理的方法，研究者以已有的预期功能事件、交通事故场景等素材为依据，获得预期

功能安全服从的基本规律或共同规律，并假设预期功能安全场景要素服从这些规

律，进而将这些规律作为发现未知且不安全场景的基本原理。

通过对智能网联车辆系统预期功能安全局限性分析，例如使用危害分析和风

险评估（HazardAnalysisandRiskAssessment）,系统理论过程分析（System

TheoreticProcessAnalysis）,失效模式与效应分析（FailureModeand

EffectAnalysis）,故障树分析（FaultTreeAnalysis）,危险与可操作性分析

（HazardandOperability）等方法，对事故致因从智能网联汽车的核心功能或系

统等角度进行分析，推导系统的潜在功能不足问题，明确安全约束和要求，从中获

得初步的场景要素列表。进一步，考虑场景要素的预期功能安全典型性、完备性和

结构化等要求，对初步获取的场景要素进行增删修改，适当地合并细化，从而获得

合理的场景要素。

2.5标准工作基础

编写组主要起草单位清华大学、国汽（北京）智能网联汽车研究院有限公司协

同工作，具有完备的预期功能安全场景库建设能力。自项目开展以来，在国外场景

库相关标准ISO34501-自动驾驶系统测试场景术语和定义、ISO34502-基于场景的

3

自动驾驶安全评价工程框架与流程、ISO34503-自动驾驶汽车设计运行范围(ODD)

分类法、ISO34504-场景特征及场景分类定义、ISO34505-基于场景的自动驾驶系

统的评测体系研究上也投入了大量的精力，并基于ISO11280(LaneKeeping

assistanceSystems)、ISO15622(AdaptiveCruiseControlsystems)、ISO

15623(ForwardVehicleCollisionWarningSystems)、ISO17387(LaneChange

DecisionAidSystems)、ISO22178(LowSpeedFollowingSystems)、ISO

22179(FullSpeedRangeAdaptiveCruiseControlSystems)、ISO

22839(ForwardVehicleCollisionMitigationSystems)、ISO22840(Extended-

rangeBackingAidSystems)、SAEJ2399(SAEJ2399AdaptiveCruiseControl

(Acc)OperatingCharacteristicsandUserInterface)、SAEJ2400(Human

FactorsinForwardCollisionWarningSystems)、SAEJ2478(Implementation

ofaNewMetricforAssessingandOptimizingtheSpeechIntelligibility

InsideCars，分析自动驾驶系统预期功能安全定义、性能需求、测试需求、评价

需求，梳理预期功能安全相关要素、要素参数、场景框架、场景库结构等。

本标准提出的自动驾驶预期功能安全场景库为不同自动化水平/等级的自动驾

驶系统、功能的整车级危害分析与风险评估相关标准提供数据基础，为智能驾驶系

统级功能不足与性能局限分析相关标准提供场景要素支撑，为整车预期功能安全测

试相关标准提供场景框架，为测试用例的设计与场景构建提供基础，本标准具有一

定的先进性、通用性、科学性和可操作性。

三、主要试验（或验证）情况分析

基于智能网联汽车预期功能安全场景要素及管理规范，由清华大学牵头，在中

国汽研、上海测讯、吉林大学、合肥工业大学等多家单位支持下共同进行了封闭道

路实车测试的实验设计、执行和分析。

4

测试场地设计如图所示，为双向十字路口，各路口均包含标准斑马线。实验分

别于十月份、十二月份在重庆、上海、长沙等地进行，测试条件均满足原始场地设

计，并在不同天气、光照条件下进行对比测试。

在测试用例设计上，引入行人（可控假人）、电动自行车（可控自行车模

型）、车辆（等比可控碰撞车）进行多样化辨识测试。同时，冲突轨迹运动设计包

含不同横穿、抢道等十字路口交通参与者典型轨迹，并基于测试方提供包括道路摩

擦系数等参数对实验运动轨迹进行精确计算和仿真，确保实验的有效性。

实验流程为被测车辆在距离路口200米处起点启动，并加速至巡航系统开启要

求，在停止线前方30米处保持巡航状态，并触发交通参与者相关动作轨迹。观察

并记录实验结果和相关数据。每组实验在确保相关实验人员安全性前提下重复三次

以上。

其中，被测车辆包括特斯拉、蔚来、长安等带有自动驾驶辅助巡航系统的

L2/L2+级别智能汽车。

其中，采集数据包括自车状态（时序坐标、速度、加速度等）、车内监控系统

（如特斯拉中控屏幕）、交通参与者状态（时序坐标、速度、加速度等）、天气、

光照强度、与车道线距离等信息。

在经过不同地区的多组实验测试，可以发现：（1）大多数L2/L2+智能汽车能

够及时检测到相关交通参与者，并紧急启动AEB等辅助驾驶功能，应对横穿等危险

5

行为；（2）当前L2/L2+级别智能汽车多采用巡线或高精度地图，对环境要求限制

较高；（3）光照等环境因素对智能汽车运行有较大影响。

综合测试流程和测试结果，可以得出以下结论：

1）试验场景完整规范，具有典型性和完备性，场景库中不仅涵盖了预期功能

安全场景中可能出现实体及其关键参数，并能够具体、清晰地体现场景中实体随着

时间的状态变化。

2）试验场景逻辑性强，预期功能安全场景各要素之间都存在相关性，并进一

步形成逻辑关联和层次架构。

3）试验通用性强，不仅可以用于智能网联汽车开发初期阶段中设计运行域范

围的选择与确定，也适用于开发过程中危害分析与风险评估、测试阶段中测试场景

构建与测试用例设计。

4）整个试验过程时间周期短，成本低，安全性高，能够在很快的时间内就可

以实现各种环境下的测试。

5）准确性高，经过验证，场景库构建的方法极大地提高了试验结果的准确

性。

综上所述，本标准提出的方法对于当前智能网联汽车的开发各阶段都具有良好

的适用性，不失为一种智能网联汽车的开发全生命周期下的场景测试与风险评估的

新选择。

四、标准中涉及专利的情况

无

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况

本标准的发布，实现了自动驾驶系统开发初期阶段中设计运行域范围的选择与

确定、开发过程中危害分析与风险评估、测试阶段中测试场景构建与测试用例设计。

为智能驾驶预期功能安全标准体系的基础标准，为其他标准提供基础与重要支撑：

为智能驾驶系统预期功能安全相关功能及ODD运行设计域定义等相关标准提供基础；

为智能驾驶系统预期功能安全方案设计或设计指南或设计规范或相关标准提供基础；

为智能驾驶系统功能测试相关标准提供基础。

六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键

指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况

本标准参考了多个国际标准以及国内外场景库建设相关经验，基于ISO34502提

6

出的安全场景库框架，提出了面向预期功能安全的7层场景库框架结构，扩增了与

车辆硬件设备状态、运动状态、驾驶员和乘客状态的自车状态场景要素，侧重动态

场景库的构建。

1、目前国际标准ISO34501，将面向自动驾驶测试场景的实际应用需求，制定

自动驾驶测试场景的“字典”以统一相关术语和定义的使用，并在标准内容上通过

同义词、注释和用例等形式进一步深入阐述各相关术语之间的关系，指导自动驾驶

测试场景标准、相关法规及工程应用中的概念统一。

2、国际标准ISO34502提出了基于场景库评价的技术框架和方法论，增加逻辑

场景评价过程方法以及参数范围，并在场景的功能开发流程上构建了基于数据驱动

的过程评价体系，形成了包括面向安全评估的场景生成流程、场景框架结构、数据

库存储与接口架构、逻辑场景参数及道路交通参数选取等内容的完整标准框架。

3、国际标准ISO34503规范了自动驾驶汽车设计运行范围的表述形式、适用层

级和具体内容，使具备各类自动驾驶功能的车辆根据该标准对其设计运行范围做出

规范性的描述，实现车辆设计者、生产者、使用者和管理者对于其运行能力范围的

统一理解和认识。

4、国际标准ISO34504提出了基于6层模型的测试场景的属性，通过定义“标

签”提供额外的信息来协调场景的分类，为自动驾驶车辆测试场景提供了标准化、

国际化的形式。

5、自动驾驶系统设计运行条件白皮书为自动驾驶车辆启动、安全执行动态驾

驶任务的操作条件进行分析，为行业内自动驾驶设计运行条件和设计运行范围的概

念进行统一定义。

国内外相关标准内容更多面向自动驾驶汽车安全评估场景库的流程及框架构建，

目前国内外还未有面向预期功能安全场景库要素的管理和规范可以参考，本标准的

提出及编制补充了国家及行业标准的不足。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协

调性

本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标

准、行业标准相协调。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

尚无。

7

九、标准性质的建议说明

本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准,供学会会员和社会自愿使

用。

十、贯彻标准的要求和措施建议

无。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他应予说明的事项

无。

标准起草工作组

2022年3月22日

（注：具体内容可以结合项目本身撰写，如不涉及的可填写无）

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《智能网联汽车预期功能安全场景要素及管理规范》

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《智能网联汽车预期功能安全场景要素及管理规范》团体标准是由中国汽车工

程学会批准立项。文件号中汽学函【2021】60号，任务号为2021-60。本标准由中

国汽车工程学会中国智能网联汽车产业创新联盟提出，清华大学、国汽（北京）智

能网联汽车研究院有限公司等单位起草。

1.2编制背景与目标

随着科学与技术的发展，智能化成为汽车新的核心技术，并推动汽车产业性模

式、新设施、新生态的产生，进而催生出全新的产业生态系统，因此，世界各汽车

强国已将发展智能汽车作为顶层战略目标。

然而，因技术成熟度的局限，如系统功能不足、性能局限，以及人员误用等预

期功能安全问题，大大限制了智能驾驶相关产品的快速落地与安全应用。包含模拟

仿真测试、封闭场地测试、实际道路测试等的多支柱测试方法是目前已知的可有效

降低智能驾驶产品功能不足，提高应用与使用安全性的最佳手段。如何构建高效、

可行、可信的测试场景，是目前解决智能驾驶预期功能安全问题亟需解决的问题。

本项目研究的安全场景要素及管理规范，旨在解决预期功能安全场景库的非标

准化、不规范化、欠系统化等问题，为智能驾驶系统级功能不足与性能局限分析相

关标准提供场景要素支撑，为整车预期功能安全测试相关标准提供场景框架，为测

试用例的设计与场景构建提供基础，最终提升我国智能驾驶预期功能安全场景库建

设能力，有力的支撑我国智能驾驶技术与产品的研发。

1.3主要工作过程

本标准于2021年1月到2021年3月进行了标准定位、内容、预期效果梳理工

作；2021年4月到2021年6月进行了标准初步框架设计、分析工作；2021年7月

到2021年9月进行了申请标准立项、标准必要性与可行性评审工作；2021年9月

到2022年6月撰写标准草案、多次召开标准讨论会，于2022年6月形成标准征求

意见稿。

二、标准编制原则和主要内容

1

NB/SH/T

硫含量（质量分数）/%0.400.300.300.300.310.300.210.33

0822

NB/SH/T

磷含量（质量分数）/%0.0720.070.0650.0630.0680.0670.0680.084

0822

氮含量（质量分数）/%0.100.070.700.700.110.120.060.06GB/T17674

高温腐蚀性试验HTCBT（135℃）SH/T0754

试验后油铜浓度增加/（µg/g）49.55

试验后油铅浓度增加/（µg/g）34102.5

试验后油锡浓度增加/（µg/g）00

试验后铜片腐蚀/等级1a1aGB/T5096

柴油喷嘴剪切安定性SH/T0103

——

（90次循环后）100℃运动黏度/（mm2/s）13.3813.6512.9813.7416.6417.51

液相锈蚀试验（蒸馏水）无锈无锈无锈无锈无锈无锈无锈无锈GB/T11143

抗乳化性测试中GB/T7305

油层/ml10

水层/ml28

分离时间/min>60

乳化层/ml42

低速早燃性能测试方法03T/CSAE182

低速早燃事件

程序Ⅷ发动机试验SH/T0788

轴瓦失重/mg8.2647.16.5

可延伸可延伸可延伸可延伸可延伸

剪切安定性

100℃运动黏度/（mm2/s）14.1913.912.94

卡特皮勒1M-PC试验153.59184.6152.4SH/T0786

总缺点加权评分（WTD）可延伸可延伸可延伸685968可延伸可延伸

顶环槽充炭率（体积分数）(TGF)/%0.0110.0100.010

驻车制坡道驻车制动性能全功能驻坡≥30%，单点全功能驻坡≥30%，单点全功能驻坡≥30%，单点

动性能失效驻坡度≥15%失效驻坡度≥20%失效驻坡度≥30%

EPB动态制动（RWU）≥0.21g≥0.23g≥0.23g

平均减速度（高附）不偏离3.7m标准车道，不偏离3.7m标准车道，不偏离3.7m标准车道，

方向盘可操控，方向盘方向盘可操控，方向盘方向盘可操控，方向盘

的转角在最初2秒内未的转角在最初2秒内未的转角在最初2秒内未

超过90°，总转向角未超过90°，总转向角未超过90°，总转向角未

超过120°。超过120°。超过120°。

EPB降级制动（SRU）≥0.16g≥0.16g≥0.16g

平均减速度不偏离3.7m标准车道，不偏离3.7m标准车道，不偏离3.7m标准车道，

方向盘可操控，方向盘方向盘可操控，方向盘方向盘可操控，方向盘

的转角在最初2秒内未的转角在最初2秒内未的转角在最初2秒内未

超过90°，总转向角未超过90°，总转向角未超过90°，总转向角未

超过120°。超过120°。超过120°。

驻车释放时间≤1s≤0.8s≤0.3s

行车制