车载安全系统部署!自动驾驶风险管控成标配

2025-08-22 18:26:53      来源:科技新视讯

一、技术进展:从被动防护到主动预判的智能化跃迁

  1. 主动安全系统全面普及
    • 自动紧急制动(AEB):2025年6月起,国内所有新车强制安装AEB系统,通过雷达和摄像头实时监测前方障碍物,追尾事故风险降低25%以上。例如,沃尔沃XC90的第三代城市安全系统可识别500米内行人、自行车甚至小型动物,实现0.1秒级自动刹停;本田Pilot的Honda Sensing 360系统支持十字路口紧急避让功能,NHTSA侧面碰撞测试中第三排乘客保护得分达98分(满分100)。
    • 全场景覆盖与响应速度突破:福特锐界L主驾座椅配备心率监测功能,突发疾病时自动靠边停车并呼叫救援;吉利星瑞接入DeepSeek大模型,通过情绪识别主动调节空调、播放音乐,疲劳驾驶警报触发率提升40%。毫米波雷达+摄像头融合使自动刹车响应时间≤0.1秒,配合540°全景影像(如瑞虎8 PRO透明底盘技术),复杂路况盲区减少90%。
    • 云端联防与网络安全:5G联网实时诊断隐患,加密技术防御黑客攻击,2025年汽车网络安全事件同比减少35%。
  2. 被动安全技术材料革命与精细化防护
    • 车身材料与结构优化:领克Z20采用SEA浩瀚架构,81.62%高强度材料车身设计,Euro NCAP成人保护得分率超90%;比亚迪夏采用龙鳞式强化结构,高强度钢占比超35%,抗扭刚度≥30000N·m/°。铝制部件减重方面,福特锐界L采用钢铝混合车身,C-NCAP碰撞测试获五星+评级,电池组水冷防火隔层设计确保30分钟无明火。
    • 智能气囊与触发逻辑:极氪007全系标配8个气囊,覆盖头部、膝部及后排侧气囊,形成“360度保护网”;斯巴鲁傲虎配备膝部气囊+后排侧气囊,IIHS翻滚测试变形量仅为同级车型的60%。气囊基于碰撞角度智能调整,减少误爆风险。
  3. 智能驾驶安全:从辅助到准自动驾驶的跨越
    • L2+级辅助驾驶普及:全速自适应巡航+车道居中功能成本降至5000元以内,卓驭科技方案算力芯片(如地平线J6P)算力提升至560TOPS;城市NOA渗透率20%,比亚迪DiPilot 100支持高快路领航与代客泊车,29个高精度传感器实现精准环境感知。
    • 视觉方案替代激光雷达:成本下降30%,算力需求降低至100TOPS即可支持城市NOA功能;岚图知音通过OTA推送AI作诗、实时检索等功能,车辆“越用越聪明”,用户满意度达92%。
    • 安全冗余设计:福特锐界L采用双处理器(VPA智驾系统),系统故障时仍可保障基础防护;数据驱动优化方面,清华大学团队提出认知驱动自动驾驶框架,结合规则与AI算法提升复杂场景决策能力。

二、行业标准与法规:构建安全铁三角

  1. ISO 21448(SOTIF):预期功能安全标准
    • 标准定位与目标:ISO 21448全称为《道路车辆 预期功能安全》,简称SOTIF,专注于解决没有发生故障的情况下,由于性能局限、设计不足、环境干扰或可预见的误用导致的危害风险。其核心目标是识别和减轻由预期功能在特定场景下表现不足或驾驶员可预见误用而引发的风险,确保系统在已知和未知场景下都能达到可接受的安全水平。
    • 适用范围:特别适用于依赖复杂传感器(摄像头、雷达、激光雷达等)和算法(感知、决策)的系统,尤其是当系统功能表现受环境、场景复杂性或用户行为显著影响时。
    • 生命周期活动(V模型框架):包括功能定义与操作设计域定义、危害识别与风险评估、功能修改规范、制定SOTIF需求、系统架构设计、设计并实施SOTIF措施、已知场景验证、未知场景探索与确认、残余风险评估等环节。
  2. NHTSA自动驾驶安全法规
    • 最新电动汽车安全标准:2025年1月6日,美国根据世界贸易组织(WTO)《技术性贸易壁垒协定》(TBT)第10.6条的规定,发布了一份关于美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)新电动汽车安全标准的通知(G/TBT/N/USA/2113/Add.1)。该通知旨在引入新的联邦机动车安全标准(FMVSS)No. 305a,以取代现有的FMVSS No. 305,确保电动汽车的电解液泄漏和电气冲击防护。新标准将适用于轻型和重型车辆,并包括对推进电池的性能要求。此外,NHTSA还建立了新的法规第561部分,要求制造商编制风险缓解文件,并提交标准化的应急响应信息,以帮助处理电动汽车的第一和第二响应人员。
    • 自动驾驶系统(ADS)车辆自愿性监管框架提案:2025年1月16日,美国交通部国家公路交通安全管理局(NHTSA)发布自动驾驶系统(ADS)车辆的自愿性监管框架提案,旨在建立一个名为AV STEP(ADS-Equipped Vehicle Safety, Transparency, and Evaluation Program)的自愿性框架,以加强对ADS车辆的评估和监督,在促进技术发展的同时保障公众安全。

三、自动驾驶风险管控:冗余设计与故障检测的实操案例

  1. 冗余设计:硬件与软件的多重备份
    • 传感器冗余:在自动驾驶系统中设置多个相同或相似的功能模块,当其中一个模块出现故障时,其他模块能够迅速接管工作。例如,在传感器方面,常见的有激光雷达、摄像头和毫米波雷达等,通过设置多个不同类型的传感器,可以在某个传感器失效时,利用其他传感器的数据来维持自动驾驶功能。
    • 计算单元冗余:在自动驾驶汽车的计算单元中,采用多个处理器并行计算,一旦某个处理器出现故障,其他处理器可以承担起全部的计算任务,保证系统的运算能力不受影响。
    • 软件算法冗余:冗余的软件算法可以对同一数据进行处理和分析,当一个算法出现错误时,其他算法可以提供正确的决策。
  2. 故障检测与应急处理:实时监测与快速响应
    • 故障诊断模块:智能驾驶系统具备完善的故障诊断模块,能够实时监测各个子系统的工作状态,一旦发现问题,立即启动应急预案,采取必要的安全措施。例如,当某个传感器出现故障时,系统可以自动切换到其他传感器,或者提示驾驶员接管车辆。
    • 应急预案:针对可能出现的各种故障情况,制定相应的应急预案。例如,当车辆遇到紧急情况时,系统可以自动紧急制动、避让或者停车,确保车辆和乘客的安全。

四、车企应用案例:特斯拉与Waymo的技术路径对比

  1. 特斯拉:纯视觉方案与数据驱动
    • 传感器哲学:特斯拉选择了“纯视觉”的技术路线,其核心论点是人类仅凭双眼就能驾驶,因此配备了摄像头的汽车,只要拥有足够强大的AI大脑,也应能实现完全自动驾驶。基于这一理念,特斯拉不仅放弃了激光雷达,甚至在后续车型中移除了雷达,声称不同传感器之间的数据冲突(即所谓的“传感器融合难题”)可能比它们带来的好处更麻烦。
    • AI软件架构:随着2023年末FSD v12的推出,特斯拉对其软件架构进行了一场彻底的革命,从传统的模块化系统转向了一个单一的“端到端”(End-to-End,E2E)神经网络。这个新系统颠覆了传统的编程范式:它不再依赖工程师编写的数千条规则代码,而是将来自摄像头的原始视频流作为输入,直接输出车辆的控制指令,如转向、加速和刹车。
    • 数据引擎与商业模式:特斯拉的摄像头套件成本仅为每车100至200美元,这使得公司能够将支持FSD的硬件作为标准配置安装在每一辆出厂的汽车上,为其创造了一个由数百万辆汽车组成的庞大潜在车队,理论上只需通过软件更新即可激活自动驾驶功能,实现了无与伦比的可扩展性。
  2. Waymo:冗余优先与多传感器融合
    • 传感器哲学:Waymo遵循一种“冗余优先”的原则,采用激光雷达、摄像头和雷达相结合的多传感器融合方案,旨在通过硬件冗余建立一个可验证的、以安全为核心的系统。这种策略使其成功部署了全球领先的L4级(在特定区域内完全无人驾驶)自动驾驶出租车(Robotaxi)服务。
    • 硬件套件与成本:一辆典型的Waymo捷豹I-PACE测试车装备了多达29个摄像头、5个激光雷达(LiDAR)和6个雷达,共同构成了一个360度的多层感知系统。激光雷达能够直接、高精度地测量距离和生成三维点云,为车辆提供精确的深度感知;雷达则擅长在恶劣天气(如雨、雪、雾)中探测物体的速度和距离;而高分辨率摄像头则负责识别交通信号灯、路标和物体细节。在早期,单个激光雷达单元的成本高达75000美元,这使得商业化遥不可及,然而,随着技术的进步和规模化生产,Waymo已将每辆车的传感器套件成本大幅降低至约7500至10000美元。
    • 安全案例框架:Waymo的方法体现了一种“安全案例”(Safety Case)框架,这是一种在航空、核能等高风险行业中广泛采用的模式,即在系统部署前,必须通过可验证的证据和多重冗余来证明其安全性。

五、挑战与未来趋势:安全是智能驾驶的生命线

  1. 当前挑战
    • 环境感知的极限挑战:随着智能驾驶应用场景从高速公路、城市高架延伸到城郊道路、复杂城区及特殊气候条件下,传统的单一传感设备难以实现全天候、全场景的高可靠感知。雨雪雾天、夜间、易混淆静动态目标等极端条件,对感知的准确率和鲁棒性提出更高要求。
    • 多源信息融合与高精导航:环境建模的准确性和路径规划的实时性,与高精度地图、实时交通信息、V2X车路协同系统等耦合紧密。若某一环节偏差过大,便可能导致系统性安全隐患。
    • 复杂交通决策与应急处理能力:在实际交通环境下,突发事件(如突然横穿的行人、紧急变道车辆等)层出不穷。如何让智能驾驶系统具备足够的决策速度和预判能力,实现安全可靠的主动规避,成为下一阶段突破的重要方向。
    • 软件/硬件安全及网络防护:智能驾驶系统“大脑”的安全运行离不开高可靠的软件与硬件冗余,同时还需面对网络攻击、系统植入、数据窃取等网络安全隐患。
    • 标准化与法规政策落地:智能驾驶安全性评价体系和标准尚在完善之中。不同厂家、地区存在差异,缺乏统一的监管标准,使得部分低安全门槛产品进入市场,进一步加剧行业竞争与安全风险。
  2. 未来趋势
    • 技术突破加速安全保障:随着AI算力、传感器融合、5G/V2X通信、大数据等技术的持续创新,智能驾驶的安全性有望在以下几个方面获得重大突破:多传感器融合方面,以激光雷达、毫米波雷达、摄像头、超声波为代表的多源传感设备,通过算法高度融合与互补,极大增强障碍物检测与目标识别的精准度,显著降低感知盲区与延迟;地图的动态更新、实时纠错能力直接影响安全冗余和应急处理速度;V2X车路协同与智能交通基础设施方面,通过车与车(V2V)、车与路(V2I)、车与云(V2C)之间的信息交互,实现实时交通状态感知、交通信号优化、危险预警等功能,提升主动安全能力;AI智能决策与仿真测试平台方面,依托大规模云端仿真,系统可以自动学习并复现数十亿公里的模拟路况与极端场景,从而不断优化决策模型、查找风险短板、提升对突发状况的响应速度;软件可靠性与网络安全体系方面,通过多重安全认证、数据加密、异常检测及OTA(无线升级)等多项措施,降低黑客攻击及系统入侵可能,保障车辆运行的全生命周期安全性。
    • 行业现状与用户需求:2025年汽车安全系统行业正经历一场由技术迭代与政策驱动的范式变革。随着全球汽车产业向电动化、智能化加速转型,安全系统从传统的“事故后防护”转向“事故前预防”,从单一硬件堆砌升级为“感知-决策-执行”的完整生态。中研普华产业研究院在《2025-2030年汽车安全系统市场发展现状调查及供需格局分析预测报告》中指出,行业呈现三大特征:主动安全系统占比突破55%,成为市场增长核心引擎;多传感器融合技术渗透率超65%,推动感知精度提升至厘米级;政策法规强制要求升级,倒逼企业技术迭代周期缩短50%。中研普华调研显示,2025年超60%的购车用户愿意为高阶智驾功能支付额外费用,其中L3级自动驾驶功能支付意愿占比达35%。新能源车用户对安全系统的敏感度更高,2024年新能源车安全系统配置率为传统车的1.8倍,电池安全、热失控防护等新兴需求爆发。例如,宁德时代麒麟电池通过1000℃火烧测试,比亚迪e平台3.0实现IP68级防水。
    • 产业链解析与竞争格局:汽车安全系统产业链的深度变革体现在三个环节:上游零部件的国产化率提升,传感器、芯片等核心部件的国产化率从2024年的28%提升至2025年的35%。例如,华为、地平线突破14nm车规级芯片工艺,激光雷达厂商速腾聚创市占率升至15%;高强钢领域,宝钢第三代热成型钢抗拉强度达2000MPa,成本较进口产品低30%。这种国产替代不仅降低供应链风险,还推动成本下降。中游企业通过技术整合与生态协同提升竞争力,例如,均胜电子并购高田后整合全球资源,ADAS控制器出货量突破500万套;德赛西威基于高通8295芯片的域控制器适配20余家车企,算力达30TOPS;经纬恒润L2+级行泊一体方案落地理想、小鹏等新势力,毛利率达35%。这种竞争不仅体现在产品性能,更体现在生态整合能力。下游应用呈现“场景化+定制化”特征,例如,商用车领域政策强制安装AEBS(自动紧急制动系统)、LDWS(车道偏离预警系统),2025年需求缺口达120万套;乘用车领域,消费者对L3级及以上自动驾驶的接受度提升,中研普华调研显示,超60%的购车用户愿为高阶智驾功能支付额外费用。这种细分需求推动企业从“标准化产品”转向“场景化解决方案”。

汽车安全系统的进化,本质上是人类对生命安全的追求与对技术边界的突破。在政策驱动、技术迭代、消费升级的三重驱动下,行业正从“规模扩张”迈向“价值裂变”。对于投资者而言,行业的配置逻辑已从“短期套利”转向“长期价值”。在这个充满不确定性的时代,汽车安全系统行业以其独特的技术属性与社会价值,成为投资者不可忽视的赛道。它的未来,不仅属于企业,更属于每一个将“零事故”视为使命的“追光者”。

[责编:金华]

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