一种车载系统安全性需求分级与推荐方法及系统

本发明涉及智能交通系统安全工程领域，具体地说，是一种车载系统安全性需求分级与推荐方法及系统。

背景技术：

1、随着车载系统的日益智能化和复杂化，车辆功能安全问题日益凸显。iso 26262（道路车辆功能安全）标准作为国际上首个针对车辆电子电气系统功能安全的标准，为车辆安全性能的提升提供了重要指导。

2、目前，学者和工程师们已经提出了一些关于依照iso 26262标准进行车载系统功能安全风险分析的方法，以开发车载系统安全策略。然而，在实际的车载系统开发和生产过程中，车载系统的安全需求的制定和实现往往受到开发预算、硬件性能、软件架构等客观条件的制约。如何有效应用iso 26262标准，对车载系统的安全性需求进行分级和推荐，仍是当前面临的重要问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种车载系统安全性需求分级与推荐方法，该方法通过定量分析车载系统安全风险的影响度、发生概率和可控性，以及相应的安全需求的预期效果和代价，为车载系统的安全需求的权重分配和分级提供依据。基于车载系统安全需求的权重和系统安全工程制约，使用优化算法筛选优先实现的车载系统安全性需求。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案。

2、一种车载系统安全性需求分级与推荐方法，包括以下两个部分：

3、 (1)车载系统安全性需求分级部分，和(2)车载系统安全性需求推荐部分。

4、其中，(1)车载系统安全性需求分级方法部分，按照以下步骤进行：

5、确定车载系统的安全工程对象；

6、根据安全工程对象，确定安全保证目标；

7、将所述的车载系统安全工程对象的安全保证目标以树状结构进行分解，形成一个或多个子目标。迭代进行这一分解过程，直到所有的安全目标不可再细分；

8、对威胁安全保证目标的车载系统的故障模式进行系统化分析。对构成车载系统的子系统、组件、以及构成运行过程的各处理步骤逐一进行分析，识别潜在的失效模式和系统安全风险；

9、在评估各故障模式对车辆、车载系统和驾驶员的影响、故障发生的概率、以及故障的可控性的基础上，定量评估系统风险等级；

10、设计所述各故障模式和系统风险相应的安全策略，明确实现这些安全策略所需的系统需求；

11、基于所述系统风险等级和相应安全策略包含的系统需求的预期效果，计算相应的安全策略所需的系统需求的重要性权重。所有的系统需求的重要性权重值构成一个重要性权重向量，此权重向量可作为系统安全性需求分级的依据。

12、 (2)车载系统安全性需求推荐方法部分，按照以下步骤进行：

13、确定系统安全工程的制约条件；

14、系统安全工程的制约条件包括但不限于系统工程预算、系统安全功能所需工时、安全功能的导入对系统性能影响容许范围等；

15、评估实现安全性策略所需的功能或非功能性需求的实现代价；

16、基于所述车载系统安全工程的制约条件，使用优化算法筛选车载系统的安全需求；

17、可使用的优化算法包括但不限于贪心法、递归法、动态规划和遗传算法等。

18、本发明的有益效果如下：

19、首先，通过定量分析方法，本发明能够准确评估车载系统的安全风险，为安全需求的权重分配和分级提供了科学依据，从而有助于企业更精确地制定安全策略。

20、其次，本发明通过优化算法，能够在系统安全工程的制约条件下，高效地筛选出优先实现的车载系统安全性需求，这对于资源有限的情况下，确保系统安全性的最大化至关重要。

21、此外，本发明的方法具有通用性和灵活性，可广泛应用于不同类型的车载系统，为整个汽车行业的安全性能提升做出了积极贡献。

技术特征：

1.一种车载系统安全性需求分级与推荐方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的车载系统安全需求分级与推荐方法，其特征在于：将所述的车载系统安全工程对象的安全保证目标以树状结构进行分解，形成一个或多个子目标。此过程迭代进行，直到所有的安全目标不可再细分。

3.根据权利要求1或2所述的车载系统安全需求分级与推荐方法，其特征在于：对所述的车载系统故障模式进行分析时，对构成车载系统的子系统、组件、以及构成运行过程的各处理步骤逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式和系统安全风险。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载系统安全需求分级与推荐方法，其特征在于：在评估所述各故障模式对车辆、车载系统和乘员的影响以及故障发生的概率和故障的可控性的基础上，定量评估系统安全风险等级。

5.根据任一上述权利要求所述的车载系统安全需求分级与推荐方法，其特征在于：设计所述各故障模式和系统风险相应的安全策略，分析实现这些安全策略所需的系统需求。

6.根据任一上述权利要求所述的车载系统安全需求分级与推荐方法，其特征在于：基于所述系统风险等级和安全策略的预期效果，计算相应的安全策略所需的系统需求的重要性权重，并获取预算报价。

7.根据任一上述权利要求所述的车载系统安全需求分级与推荐方法，其特征在于：基于所述车载系统安全工程的预算空间，筛选车载系统的安全需求。

8.一种车载系统安全性需求分级与推荐系统，其特征在于，所述系统包括：车载系统安全目标设定和分解模块、系统安全需求重要性定量分析模块、系统安全工程预算输入模块、系统安全需求重要性权重计算和显示模块、以及系统安全需求推荐模块。

9.根据权利要求8所述的车载系统安全需求分级与推荐系统，其特征在于：所述车载系统安全目标设定和分解模块，用于设定车载系统安全工程对象和车载系统安全保证目标，并对所述车载系统安全目标进行分类和分解。

10.根据权利要求8或9所述的车载系统安全需求分级与推荐系统，其特征在于：所述系统安全需求重要性定量分析模块，用于输入和分析车载系统安全需求重要性。其中，决定所述车载系统安全需求重要性的因素包括：系统安全风险的严重性，暴露概率，可控性，以及系统安全需求的预期效果。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的车载系统安全需求分级与推荐系统，其特征在于：所述系统安全工程预算输入模块，用于输入系统安全工程的预算空间。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的车载系统安全需求分级与推荐系统，其特征在于：所述系统安全需求重要性权重计算和显示模块，用于计算并显示系统安全需求重要性权重。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的车载系统安全需求分级与推荐系统，其特征在于：所述系统安全需求推荐模块，用于计算并显示车载系统安全需求的推荐策略。其中，车载系统安全需求的推荐策略是一段表示是否推荐实现系统安全需求的编码。

技术总结
本发明提供了一种车载系统安全性需求分级与推荐方法及系统，旨在通过定量分析车载系统安全风险的影响度、发生概率和可控性，以及相应的安全需求的预期效果和代价，为车载系统的安全需求提供权重分配和分级依据。该方法包括两个主要部分：安全性需求分级和安全性需求推荐。在安全性需求分级部分，本发明首先确定车载系统的安全工程对象，进而设定安全保证目标，并将其以树状结构分解为不可再细分的子目标。然后，通过系统化分析威胁安全保证目标的故障模式，定量评估系统风险等级，并设计相应的安全策略。基于系统风险等级和安全策略的预期效果，计算各系统需求的重要性权重，为安全性需求分级提供依据。在安全性需求推荐部分，本发明根据系统安全工程的制约条件，如预算、工时和系统性能影响等，评估实现安全性策略所需的功能或非功能性需求的代价，并利用优化算法筛选出优先实现的车载系统安全需求。该方法有助于在有限的资源下，实现车载系统安全性的最大化。

技术研发人员：周正书,马晓晴,宁璐,龙潜,支强,王改华
受保护的技术使用者：天津科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/1