遵循ISO 21448和STPA方法的设计

摘要

当前，汽车领域中电控系统的应用范围日益扩大。这种趋势显著提升了车辆设计的复杂程度，并导致系统故障频发，由故障引发的安全隐患正逐渐演变为新的难题。为应对与电气、电子及可编程电子设备功能安全相关的问题，IEC 61508标准被广泛采用，而专为汽车行业制定的ISO 26262标准则于2011年首次发布，并在2018年完成了修订工作。ISO 26262主要针对因系统故障所导致的失效问题，而ISO 21448则被提出用于解决由外部环境变化等因素引起的非预期故障。该标准对整个产品生命周期中的安全相关要求进行了明确规定。在功能安全分析方面，常用的方法包括FTA（故障树分析）、FMEA（故障模式与影响分析）以及HAZOP（危害与可操作性分析）。然而，这些传统方法在处理因复杂交互关系所引发的故障或错误时存在一定的局限性，因为它们通常假设风险的影响源自特定组件的失效。为突破这一限制，有必要引入STPA（系统理论过程分析）技术进行补充和优化。

研究背景与问题提出

当前阶段，电气与电子控制系统在汽车及相关产业中的应用范围持续扩大。随着此类控制系统的广泛采用，系统设计的复杂程度显著提升，进而引发系统故障率的上升。由此产生的社会安全问题也逐渐成为亟需关注的重要议题。

1.1背景和必要性

1985年发生的Therac-25辐射医疗器械事故，是因系统故障