李駿，中國工程院院士，清華大學教授，中國汽車工程學會理事長。1989年畢業於吉林工業大學（現吉林大學），同年進入中國一汽集團長春汽車研究所工作，2000年後歷任中國一汽技術中心總工程師、技術中心主任、集團公司副總工程師、中國一汽股份有限公司總工程師職務， 2018年3月入職清華大學車輛學院工作。曾獲得國家科技進步一等獎1項、二等獎1項，國家技術發明獎二等獎1項，中國汽車工業科技進步特等獎3項、一等獎2項，國家機械工業科技進步一等獎2項、二等獎1項，省部級一等獎1項，2012年榮獲何梁何利科學與技術創新獎,2018年獲FISITA傑出貢獻獎。

王長君，公安部道路交通安全研究中心主任，研究員，博士生導師，道路交通集成優化與交通安全國家工程實驗室主任。1985年畢業於南京工學院（現東南大學）無線電工程繫，進入公安部交通管理科學研究所工作，1990年至1991年公派加拿大安大略省運輸部進修學習，2020年調至公安部道路交通安全研究中心工作。兼任中國道路交通安全協會會長、中國智能交通協會副理事長。

程洪，電子科技大學機器人研究中心教授，人機智能技術與繫統工程研究中心主任，國家萬人計劃科技創新領軍人纔。主要研究領域為人工智能與機器人，主持國家重點研發計劃、國家自然科學基金項目共計10餘項，編寫教材與學術專著3部，發表論文120篇（其中SCI論文50餘篇），授權專利80項，吳文俊人工智能科技進步獎一等獎1項。

王紅，清華大學車輛與運載學院副研究員、智能出行所副所長，入選2020年中國科協青年人纔托舉工程。長期致力於自動駕駛決策與預期功能安全領域的研究工作，近五年在汽車領域高水平學術期刊及會議發表論文六十餘篇。近年來主持或作為骨干參與研究項目十餘項。目前擔任CAICV-智能網聯汽車預期功能安全工作組執行副組長及中國汽車工程學會青年工作委員會副秘書長職務，主要學術兼職包括IEEE Transactions on Vehicular Technology副主編，IEEE Transactions on Intelligent Vehicles副主編,Engineering 青年通訊專家、Automotive Innovation科學編輯等。

張玉新，吉林大學汽車仿真與控制國家重點實驗室副教授。主要研究方向為智能運載工具安全繫統工程，尤其是自動駕駛功能安全和預期功能安全。吉林大學繫統工程博士後，合作導師為陳虹教授；吉林大學與加州大學伯克利分校車輛工程聯合培養博士，師從郭孔輝院士與 Karl J Hedrick院士。國際標準ISO26262/21448/3450X 工作組成員， SAE J3187/UL4600/OpenX 標準工作組技術代表， SAE 自動駕駛安全技術委員會委員/論文主席/編委。依托國家自然科學基金、工信部及企業合作等項目，開展高級別自動駕駛繫統安全領域的研究和實踐。

陳君毅，博士，同濟大學汽車學院講師，碩士生導師。主要研究領域為自動駕駛繫統仿真測試、自動駕駛汽車預期功能安全、自動駕駛汽車智能性和舒適性評價。主持和參與的國家十三五和十四五重點研發項目、國家自然基金項目，省部級項目及企業合作項目共計20餘項，發表論文30餘篇，申請發明專利20餘件。

李紅，國家智能網聯汽車創新中心預期功能安全部部長，工學博士，高級工程師。主要研究領域為智能汽車安全駕駛分析、開發、測試驗證等技術，承擔或參與、省市級重點研發項目多項，發表論文10餘篇，申報專利10餘項，成果轉化多項，為中國智能網聯汽車產業創新聯盟預期功能安全工作組秘書長及國內外多家期刊審稿人。

前言
第1 章 概述
1. 1智能網聯汽車簡介/ 001
1. 1. 1智能網聯汽車的基本概念/ 001
1. 1. 2智能網聯汽車安全基礎/ 004
1. 2智能網聯汽車預期功能安全基礎概論/ 005
1. 2. 1預期功能安全活動基本流程/ 005
1. 2. 2預期功能安全研究面臨的挑戰/ 007
第2 章 預期功能安全國內外研究現狀
2. 1相關政策與標準/ 010
2. 1. 1政策與法規/ 010
2. 1. 2標準與規範/ 012
2. 2預期功能安全測試評價相關技術研究現狀/ 013
2. 2. 1預期功能安全分析及風險評估/ 013
2. 2. 2預期功能安全驗證與確認/ 016
2. 2. 3預期功能安全測試評價/ 023
第3 章 中國特色預期功能安全場景庫研究
3. 1預期功能安全場景架構/ 025
3. 1. 1預期功能安全場景總體架構設計/ 025
3. 1. 2預期功能安全靜態場景七層架構/ 026
3. 1. 3預期功能安全動態場景架構/ 029
3. 2預期功能安全場景庫建設思路/ 030
3. 2. 1預期功能安全場景庫建設方法/ 031
3. 2. 2預期功能安全場景庫場景管理/ 031
3. 2. 3預期功能安全場景庫用途/ 033
3. 3預期功能安全場景庫建設現狀/ 033
3. 3. 1分地域中國特色預期功能安全場景收集/ 033
3. 3. 2預期功能安全測試用例生成/ 03
第4 章 算法級與部件級智能網聯汽車預期功能安全測試評價研究
4. 1感知繫統預期功能安全探索與實踐/ 036
4. 1. 1感知繫統預期功能安全研究現狀/ 037
4. 1. 2感知繫統局限性與觸發條件分析/ 048
4. 1. 3感知繫統預期功能安全評價體繫研究/ 069
4. 1. 4感知繫統預期功能安全測試方法研究/ 082
4. 1. 5感知繫統性能局限改進措施研究/ 091
4. 2感知算法預期功能安全探索與實踐/ 093
4. 2. 1感知算法局限性與觸發條件分析/ 093
4. 2. 2感知算法評價體繫研究/ 095
4. 2. 3感知算法預期功能安全測試方法研究/ 098
4. 2. 4感知算法性能局限改進措施研究/ 101
4. 3決策算法預期功能安全探索與實踐/ 102
4. 3. 1決策算法局限性與觸發條件分析/ 103
4. 3. 2決策算法測試評價場景研究/ 107
4. 3. 3決策算法評價體繫研究/ 112
4. 3. 4決策算法預期功能安全測試方法研究/ 116
4. 4定位繫統預期功能安全探索與實踐/ 119
4. 4. 1定位繫統局限性與觸發條件分析/ 119
4. 4. 2定位繫統評價體繫研究/ 123
4. 4. 3定位繫統預期功能安全測試方法研究/ 130
4. 4. 4定位繫統性能局限改進措施研究/ 139
4. 5HMI 繫統預期功能安全探索與實踐/ 140
4. 5. 1HMI 繫統局限性與觸發條件分析/ 141
4. 5. 2HMI 繫統評價體繫研究/ 150
4. 5. 3HMI 繫統預期功能安全測試方法研究/ 151
4. 5. 4HMI 繫統性能局限改進措施研究/ 154
4. 6控制繫統預期功能安全探索與實踐/ 155
4. 6. 1控制繫統局限性與觸發條件分析/ 156
4. 6. 2控制繫統評價體繫研究/ 161
4. 6. 3控制繫統預期功能安全測試方法研究/ 162
4. 6. 4控制繫統性能局限改進措施研究/ 166
第5 章 整車級智能網聯汽車預期功能安全測試評價研究
5. 1城市巡航繫統預期功能安全探索與實踐/ 168
5. 1. 1功能定義與危害分析/ 169
5. 1. 2典型場景選取/ 171
5. 1. 3數據采集/ 174
5. 1. 4量化評價體繫/ 176
5. 1. 5測試規程/ 177
5. 2高速公路巡航繫統預期功能安全探索與實踐/ 181
5. 2. 1功能定義與危害分析/ 181
5. 2. 2典型場景選取與采集/ 186
5. 2. 3數據采集/ 187
5. 2. 4量化評價體繫/ 187
5. 2. 5測試規程/ 189
5. 3自主代客泊車繫統預期功能安全探索與實踐/ 192
5. 3. 1功能定義與危害分析/ 192
5. 3. 2典型場景選取/ 199
5. 3. 3數據采集/ 200
5. 3. 4量化評價體繫/ 202
5. 3. 5測試規程/ 203
第6 章 總結與展望 207
附錄

附錄A預期功能安全相關專利彙總/ 209
附錄B靜態場景要素七層架構具體信息/ 217
附錄C預期功能安全共享場景庫部分測試用例展示/ 225
附錄D感知繫統觸發條件清單/ 232
附錄E感知繫統觸發條件與基礎場景/ 235
附錄F感知繫統預期功能安全測試用例清單/ 241
附錄G城市巡航繫統預期功能安全典型測試用例/ 244
常用縮寫詞/ 251
參考文獻/ 253

智能網聯汽車已成為全球汽車產業轉型升級的重要戰略方向。智能網聯汽車的出現將對提升行車安全、改善交通環境效率、實施低碳出行產生巨大作用。回顧發展自動駕駛的初衷是降低94%駕駛人為失誤導致的交通事故, 然而自動駕駛汽車在發展過程中仍存在感知、度量以及驗證技術方面的難題, 又為人類帶來新的交通事故。近年來多次嚴重交通事故暴露了預期功能安全問題的嚴峻性。自2016 年5 月以來, 已經發生多起車輛在輔助駕駛模式下與白色貨車相撞的事故, 其中一種可能原因是感知繫統錯將白色車廂識別成了天空。此外, 近年來多次出現的輔助駕駛“幽靈感知” 事件(如進入隧道後感知到旁邊有公交車駛過、在無人墓地感知到周圍有行人走動等), 以及2021 年發生的車輛在城市領航狀態下與高速公路養護車的踫撞事故。諸如此類, 均由於自動駕駛繫統的性能局限與功能不足及合理可預見的人員誤用, 屬於典型的預期功能安全問題。智能汽車的預期功能安全問題如同新能源電動汽車的電池著火問題, 對人民生命財產安全至關重要。
當前國內外對智能網聯汽車預期功能安全的研究尚處於起步階段, 主要集中在討論研究範疇及對內涵的理解, 本書主要介紹了智能網聯汽車、預期功能安全的基本概念以及預期功能安全的研究現狀, 並重點闡述了我國對算法級、部件級以及整車級預期功能安全測試評價進行的探索與研究, 本書的主要內容如下圖所示。
本書主要基於中國智能網聯汽車產業創新聯盟智能網聯汽車預期功能安全工作組的工作內容進行的擴展, 在此感謝清華大學、國汽(北京) 智能網聯汽車研究院有限公司、公安部道路交通安全研究中心、中國汽車工程研究院股份有限公司、公安部交通管理科學研究所、電子科技大學、北京地平線機器人技術研發有限公司、中汽研汽車檢驗中心(天津) 有限公司、吉林大學、同濟大學、上海交通大學、北京航空航天大學、中國一汽集團、合肥工業大學、浙江吉利汽車研究院有限公司、清華大學蘇州汽車研究院、紐劢科技(上海) 有限公司、上海禾賽科技有限公司、禾多科技(北京) 有限公司、東風汽車集團有限公司、長安汽車股份有限公司、上海測迅汽車科技有限公司、廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院、千尋位置網絡有限公司、安徽江淮汽車集團股份有限公司、上海機動車檢測認證技術研究中心有限公司、華為技術有限公司、國汽智控(北京) 科技有限公司、上海智能網聯汽車技術中心有限公司、重慶大學、北京理工大學、北京汽車股份有限公司、泛亞汽車技術中心有限公司、中國信息通信研究院、上海淞泓智能汽車科技有限公司、ANSYS 中國、北京航跡科技有限公司為本書的編寫做出的貢獻。
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