道路车辆 自动驾驶系统的安全性 设计、验证和确认标准立项发展报告

道路车辆自动驾驶系统的安全性设计、验证和确认标准立项发展报告标准编号：ISO/TS5083:2025标准名称（中文）：道路车辆自动驾驶系统的安全性设计、验证和确认标准名称（英文）：Roadvehicles—Safetyforautomateddrivingsystems—Design,verificationandvalidationStandardizationDevelopmentReport:Roadvehicles—Safetyforautomateddrivingsystems—Design,verificationandvalidation摘要随着全球汽车产业向电动化、智能化、网联化方向的深刻变革，自动驾驶系统已成为重塑未来出行模式的核心技术。然而，自动驾驶系统高度的复杂性、对环境的强依赖性以及与传统车辆安全理念的差异，使得其安全性设计、验证与确认成为制约技术大规模商业化应用的关键瓶颈。在此背景下，国际标准化组织（ISO）正式发布了ISO/TS5083:2025《道路车辆自动驾驶系统的安全性设计、验证和确认》技术规范。本报告旨在系统阐述该标准的立项背景、核心内容、技术路线及产业价值。报告首先分析了自动驾驶系统安全标准体系的演进脉络与当前面临的挑战，指出ISO/TS5083:2025旨在填补高级别自动驾驶（SAEL3级以上）在系统级安全开发流程方面的空白。其次，报告详细解读了标准的核心框架，包括基于“安全设计-安全验证-安全确认”三阶段的安全生命周期模型、危险识别与风险评估（HARA）的针对性扩展、以及涵盖预期功能安全（SOTIF）与信息安全深度融合的系统安全性论证方法。最后，报告总结了该标准对行业的影响，指出其不仅为全球OEM和供应商提供了统一的技术准则，加速产品开发与合规进程，更有助于建立社会对自动驾驶技术的信任。展望未来，该标准将作为动态演进的基准，与ISO26262、ISO21448等标准共同构成自动驾驶安全的基础支柱，推动行业迈向更安全、更可靠的自动驾驶时代。关键词自动驾驶系统；道路车辆安全；ISO/TS5083；设计验证与确认；预期功能安全（SOTIF）；安全生命周期；系统安全论证KeywordsAutomatedDrivingSystems;RoadVehicleSafety;ISO/TS5083;DesignVerificationandValidation;SafetyoftheIntendedFunctionality(SOTIF);SafetyLifecycle;SystemSafetyCase正文一、引言安全是自动驾驶技术实现大规模商业应用不可逾越的基石。随着SAEJ3016所定义的L3级（有条件自动驾驶）及以上级别的自动驾驶系统从研发测试逐步进入量产阶段，如何系统性、可证明地确保这些系统在复杂的真实世界环境中的安全性，已成为全球汽车行业面临的最大技术与法规挑战。传统的道路车辆安全标准，如ISO26262《道路车辆功能安全》，主要针对电子电气系统的随机硬件失效和系统性故障，其安全理念基于“故障可被探测并响应”。然而，自动驾驶系统面临的真正挑战来自于其“预期功能”本身——即系统在没有故障的情况下，由于对复杂驾驶场景感知的局限性（如传感器性能限制、算法对环境理解的偏差）或决策算法的非预期行为而引发的安全风险。为应对这一挑战，国际标准化组织（ISO）在2022年发布了ISO21448《道路车辆预期功能安全》（SOTIF），系统性地提出了应对上述风险的方法论。ISO21448主要聚焦于功能定义阶段和系统设计阶段，但未对高级别自动驾驶系统在系统集成、整车级别的验证与确认（V&V）活动，以及如何结合功能安全、SOTIF和信息安全（Cybersecurity）输出统一的“安全论证（SafetyCase）”提供明确的技术规范。在此背景下，ISO/TC22/SC32/WG8（道路车辆技术委员会/电子电气部件及通用系统分委会/自动驾驶系统工作组）历经数年研讨，于2025年4月29日正式发布了ISO/TS5083:2025。该技术规范旨在填补上述空白，为L3级及以上自动驾驶系统的安全性设计、验证和确认过程提供一个完整的、系统的技术框架。其核心价值在于，它将安全从一种“事后验证”的活动转变为一种贯穿整个开发过程的“设计原则”。二、标准核心内容与技术架构ISO/TS5083:2025作为一项技术规范（TechnicalSpecification,TS），具有高度的前瞻性和指导性。其内容丰富且结构严谨，核心架构可归纳为以下几个关键维度：1.场景驱动的安全生命周期模型该标准最显著的创新之一是提出了一个以“场景”为驱动核心的、一体化的安全生命周期模型。该模型将传统的“V”型开发流程与安全工程活动深度融合，并明确划分为以下三个阶段：*安全设计(DesignforSafety):本阶段始于系统级危害分析与风险评估（HARA），但相较于ISO26262有显著扩展。它要求不仅要识别由电子电气失效导致的危害，更要通过全面定义运行设计域（ODD，OperationalDesignDomain），系统性地识别所有潜在的“危险行为”，包括功能不足、性能局限以及由感知、决策、执行各环节可能导致的非预期行为。该阶段的核心输出是经过细化的安全目标和安全要求，这些要求被分解到感知、规划、控制等各个子系统。*安全验证(VerificationforSafety):该阶段关注“是否正确地实现了系统？”。标准强调采用多种方法进行验证，包括但不限于：基于模型的测试、形式化分析、软件在环测试、硬件在环测试等。特别是，它要求在仿真环境中进行大量、高覆盖率的场景测试，以确保所有安全要求均被正确实施。验证活动需要覆盖已知安全场景（KnownSafeScenarios）、已知危险场景（KnownHazardousScenarios），并探索未知场景（UnknownScenarios）。*安全确认(ValidationforSafety):该阶段是ISO/TS5083的核心，旨在回答“是否构建了正确的系统？”。确认活动不再仅仅依赖有限的实车测试里程，而是转向一种基于“证据”的综合性论证。标准提供了确认的多种途径，包括在真实交通环境下的测试（在特定ODD内）、基于统计学的评估（如基于蒙特卡洛模拟评估碰撞概率）、以及对整个系统在未预见的场景下表现的合理性论证。关键指标在于可接受的风险水平，标准要求企业必须制定明确的安全确认准则（SafetyValidationTargets）。2.多层次安全论证体系(SafetyCase)ISO/TS5083强调整个开发过程是一个产出一致性、连贯性“安全论证”的过程。安全论证不同于简单的检查清单或测试报告，而是一个逻辑严密的论证结构。标准主张建立一个“顶级安全论证”统领下的多层次论证体系，包括：*功能安全论证:证明系统在失效情况下如何保障安全（依据ISO26262）。*预期功能安全论证:证明系统在其功能限制被理解并管理后，其风险是可接受的（依据ISO21448）。*信息安全论证:证明系统如何防止网络攻击导致的安全功能失效（依据ISO21434）。*整体系统安全论证:将上述三者有机融合，并补充系统在真实世界上路前的“置信度”论证。3.基于证据的置信度评估标准引入了“置信度（ConfidenceLevel）”的概念，以量化方式评估系统安全性的可靠程度。这种评估不再是一个简单的“通过/失败”二分法，而是一个多维度的综合评分，其影响因素包括：*危险识别与场景覆盖的广度与深度。*验证与确认所用测试方法（仿真、台架、实车）的覆盖率和保真度。*所使用数据的代表性、多样性和量级。*安全论证的逻辑强度与无矛盾性。通过这种方式，开发团队可以清晰地看到系统在哪个方面存在不确定性，从而有针对性地进行资源投入，提升整体安全水平。三、标准的技术创新与产业价值1.技术演进：从“故障安全”到“操作安全”ISO/TS5083代表了行业安全理念从“故障安全”（Fail-Safe，故障后进入安全状态）向“操作安全”（Fail-Operational，部分功能失效后仍能安全驾驶）及更进一步的“功能操作安全”的演进。对于L3级自动驾驶，系统在驾驶员请求接管但无响应时，必须能够自动执行最小风险策略（MRM，MinimalRiskManeuver），这正是该标准所规范的核心场景之一。2.融合与统一：构建完整的安全技术栈该标准最核心的价值在于其“整合”能力。它成功地将过去相对独立的三大安全领域——功能安全、预期功能安全和信息安全——纳入了同一个安全生命周期和论证框架中。例如，一个信息安全攻击可能导致感知系统产生错误数据，从而触发预期功能安全事件，标准要求对这种“跨域”的失效链进行联合分析与验证。3.产业价值：降本增效与合规指引对产业界而言，该标准提供了明确的“处方”。过去，企业往往针对不同的安全领域独立开展活动，导致流程冗余、文档繁复、验证场景割裂。ISO/TS5083提供了一个流程化的管理方法，通过统一的场景库和管理体系，企业可以优化开发资源，减少重复劳动，显著降低成本。同时，规范化的安全输出方法也极大地提升了通过与认证机构（如TÜV等）进行评审的效率。四、主要参与单位介绍ISO/TS5083:2025的制定凝聚了全球顶尖的汽车制造企业、关键零部件供应商、技术服务提供商、学术研究机构以及国际标准组织专家的集体智慧。其中，位于德国的博世集团（RobertBoschGmbH）作为该项目的主要推动者和核心贡献者之一，在标准制定过程中发挥了至关重要的领导作用。作为全球领先的汽车技术与服务供应商，博世在自动驾驶领域拥有深厚的技术积累和丰富的产业实践经验。早在21世纪初，博世便开始研发驾驶辅助系统，并逐步演进至高级别自动驾驶。博世深耕于感知、决策、执行的全栈技术领域，并率先在全球范围内将L3级及以上的自动驾驶系统安全工程方法商业化。在此次ISO/TS5083的制定过程中，博世作为ISO/TC22/SC32/WG8的核心成员，主要贡献如下：1.方法论输出：博世将其在量产项目（如L2+级高速公路领航辅助及L3级拥堵领航辅助）中积累的，经过实践检验的安全设计、验证与确认方法提炼为通用化流程。特别是博世内部使用的“安全论证模板”和“目标导向的场景测试方法”成为标准技术框架的重要蓝本。2.技术挑战攻关：在标准讨论的初期阶段，博世专家就“如何量化评估未知场景的风险”以及“如何构建基于统计学的安全确认模型”等核心难题提出了开创性的解决方案，推动了标准从理论探讨走向可操作的技术规范。3.协调与整合：博世作为一级供应商，需要同时满足不同OEM的特定需求，其天然地扮演了跨企业、跨领域的协调者角色。公司在标准工作组中积极游说各方，成功将功能安全、SOTIF和信息安全的各方专家凝聚在一起，最终促成了该标准“三合一”的整合框架。博世的专业性和中立性，为标准的广泛共识奠定了基础。博世的深度参与，不仅体现了其作为行业领导者的创新实力和责任担当，也使得ISO/TS5083在诞生之初就具备了极强的实际可操作性和产业落地价值。五、结论ISO/TS5083:2025的发布，是自动驾驶安全标准化进程中一座里程碑。它不仅是对现有功能安全和预期功能安全标准的继承与发展，更是针对高级别自动驾驶系统这一复杂工程对象所建立的全新、系统的安全性设计、验证与确认范式。该标准的深远意义在于：1.确立了统一的全球基准：为全球OEM和Tier1供应商（一级供应商）在开发L3级及以上自动驾驶系统时，提供了公认的技术语言和开发流程，有效减少了因地方法规和内部标准差异导致的技术壁垒，加速了全球化产品部署的进程。2.推动了安全工程的范式转变：从传统的“测试导向的验证”转向“证据导向的论证”。这种转变从根本上解决了“自动驾驶系统需要多少测试里程才能证明其安全”这一世纪难题，提供了一套更科学、更经济的论证方法。3.增强了社会信任：标准要求企业以透明和可审计的方式生成安全论证，这为政府监管机构、第三方评估机构以及最终用户提供了清晰的安全评估框架。当越来越多的企业按照该标准进行开发并公开展示其安全论证时