让客车安全盲区“无处遁形”——对话森鹏首席功能安全专家衡雪丽

安全,公共交通文化最核心的关键词。加强公交安全管理,确保安全运营是公交行业的工作重点,也是维护社会和谐稳定的关键因素。过去一年间,多起公交安全事故令行业绷紧了神经,其中部分事故矛头指向一点——公交车辆安全盲区。如何减少大型车辆安全盲区?这对于全行业都是共性问题。

日前,中国客车网公共交通满意度调研活动(小组)走进郑州森鹏电子技术有限公司(简称:森鹏科技),与森鹏科技首席功能安全专家衡雪丽进行一番沟通交流,她向记者详述了森鹏对于客车安全盲区的解决方案以及在车辆功能安全方面的经验与思考。

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▲森鹏科技首席功能安全专家衡雪丽

 

何谓“功能安全”?初衷在于防患于未然

汽车行业大量的技术创新都来源于电子电器领域,由乘用车先行研发应用,后续辐射至商用车领域。汽车电子技术快速迭代,车身电子系统、动力传动系统、驾驶员辅助系统等电子系统日趋复杂,与安全相关的软、硬件出现任何故障或失效,都可能给人员、设备、环境造成严重后果。由此衍生出一个新的概念,即“功能安全”。

如何在产品设计阶段就规避潜在的风险,已成为汽车制造商以及相关零部件供应商迫切需要解决的问题。对于汽车“功能安全”方面的设计经验与思考,拥有15年汽车电子系统功能安全设计经验的衡雪丽有发言权。

2005年,衡雪丽从北京大学毕业后进入比亚迪工作,从事车灯设计。在比亚迪工作5年后,2011年,衡雪丽进入全球五大汽车零部件供应商之一的德国大陆集团就职,侧重整车及电机控制器的设计研发,在大陆集团就职后期,专注功能安全方面的工作。2018年6月,衡雪丽入职森鹏科技,任首席功能专家,主导森鹏第三代SuperViu™ Mirror电子后视镜系统项目研发。

“之前在比亚迪和大陆集团,我主要研究方向是乘用车。相较商用车,乘用车各方面的技术标定与质量要求更高,森鹏拿乘用车的经验去套商用车零部件的研发生产,能在很大程度上提高产品在可靠性方面的优势。”衡雪丽向中国客车网表示,“功能安全”的本质是产品可靠性,要从设计阶段将设备发生故障的概率降至最低。

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“2011年,我国出台了ISO26262,这是一个功能安全标准,命名为‘道路车辆-功能安全’”。衡雪丽介绍,该标准从产品的整个生命周期进行评估,从需求开始,到概念设计、软件设计、硬件设计,包括最终的生产、操作,整个生命周期都提出了严格的要求,来保证安全相关的电子产品的功能性失效不会造成危险的发生。

“电子产品的‘功能安全’不是说不允许出现故障,而是说一是发生故障的概率非常低,二是发生的故障能够被驾驶员识别到。”衡雪丽介绍,以森鹏电子后视镜为例,如果出现任何故障情况,会给予驾驶员声音与灯光两层的警示,让驾驶员意识到设备存在问题,尽快靠边停靠,避免事故的发生。”

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“‘功能安全’对于我国商用车领域还是一个比较新的概念。2011年国家标准发布之后,主机厂才开始慢慢关注功能安全,而乘用车领域其实很早就起步了。商用车领域也应该尽快把这个概念普及起来,这对于塑造安全的公共交通大环境是有很大帮助的。”衡雪丽说。

“V”模型开发流程多个技术难点依次攻关

任何工业产品从立项、研发到产出都要经历漫长且复杂的过程。汽车及相关零部件产品由于具备人员承载功能的特殊性,这就要求其在研发、生产制造等流程必须科学、严谨,为产品受众的生命财产安全负责。基于在大陆集团的履职经验,衡雪丽同样将世界领先的产品开发理念引入森鹏。

“‘V模型’,这是汽车产品开发过程中的一个重要模型,它能够很好地保证产品每一条设计都有依据,每一条需求都可以追踪。特别是像大陆集团、李尔公司这些世界汽车零部件巨头,它们对于‘V模型’研发的流程贯彻的非常好,流程非常的成熟。森鹏科技的核心技术团队也是出身于这些公司,同样将‘V模型’的开发流程沿用到自身的产品研发当中。”

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衡雪丽表示,汽车产品开发的‘V模型’大体可以划分为需求分析、概要设计、详细设计、软件编码、单元测试、集成测试、系统测试、验收测试等几个流程,由于其模型构图形似字母V,所以被称为‘V模型’。

“综合考虑ISO26262的功能安全要求,森鹏为产品定制了开发流程。以森鹏第三代电子后视镜开发流程为例,从客户需求分析到具体的设计,然后到产品样品出来,到最后的测试验证,都遵循‘V模型’开发流程。”衡雪丽介绍,从需求分析开始,电子后视镜的需求相对比较明确,就是让驾驶员看到传统玻璃镜看不到的盲区,再综合法律法规以及客户的个性化需求,把这个需求文件化,然后针对需求做产品的下阶段设计。

“‘V’模型另一端是针对于产品的测试和验证。电子镜作为电子产品,一些司机可能会担心它的可靠性和稳定性。”衡雪丽表示:“森鹏的产品在设计在实际阶段会做非常多的分析,包括计算仿真,热测试等,这样能够让产品在设计阶段的可靠性得到保证,后期还会做相应的一些耐久性、EMC(电磁兼容)方面的测试,保证产品的可靠性。”

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“目前,森鹏SuperViu™ Mirror电子后视镜已经经过了三次产品迭代,我全程主持并参与了第三代产品的研发。”衡雪丽向中国客车网介绍,在电子后视镜研发过程中,功能安全和热管理这两方面是技术攻关要点。

“作为电子件,一方面是它会受车上的电磁环境的干扰,要在产品抗扰能力上做设计,另外一方面其自身发出的辐射也会干扰整车其它的电子件的工作,这是我们在产品设计阶段就有制定安全策略。”

衡雪丽介绍:“因为产品设计在相对紧凑的结构里面,散热也是需要考虑的。森鹏在设计的时候会让热量尽可能均衡散布,结构方面同样进行相应的散热设计,这样能够保证器件在合理的工况下可靠性更高。”

国标出台在即 电子镜取代玻璃镜是必然趋势

“雨天开车我根本不敢变道,玻璃后视镜和侧窗上都水痕,没法擦。尤其是夜里,实在看不清楚两边车道有没有车辆。有些车知道开灯还好,有的车也不开灯,还有电动车、自行车就根本看不见。”一位拥有10多年驾龄的公交司机师傅如是说。

的确,传统玻璃镜片存在视觉变形大、需在多个后视镜之间频繁转换视线、注意力分散、二次视觉盲区、受天气、环境光线影响大等问题,能够提供的目视效果远低于视觉安全底线,易导致大型车辆出现行车安全事故。电子后视镜则是正是针对这些运营“顽疾”的应对之策。

“电子后视镜取代传统玻璃镜是一个趋势,欧美、日本等技术领先的企业正在普遍采用电子后视镜解决盲区问题。宝马、奔驰、奥迪、雷克萨斯等乘用车,以及MAN、梅赛德斯、沃尔沃等大型商用车都采用了电子后视镜来提供持续稳定良好的驾驶视野。”衡雪丽介绍,目前、欧美、日本等国家已有相关法律法规标定,电子后视镜可以替代传统玻璃镜,我国也正在根据欧盟相关标准修订相关国标。

2019年7月4日,《GB 15084-XXXX 机动车辆间接视野装置性能和安装要求》标准修订工作组启动会议在成都召开。作为森鹏商用车电子总线控制系统工程技术研究中心首席功能安全专家,衡雪丽同样参与标准起草工作。

衡雪丽表示:“现行国标里把电子后视镜叫‘间接视野装置’,虽然也引入了一些电子后视镜的概念,但传统玻璃镜依旧需要强制安装。国标委也看到欧洲的趋势,所以国标也在跟进,做相关的修订,我本人也在参与新国标的起草工作。新标准预计明年4月份上报审批,在2020年底或2021年初发布。新国标发布之后,玻璃镜不再是必须安装的一个安全附件,电子后视镜完全可以替代它。”

“电子后视镜主要由三部分组成,一是摄像头获取外部景象,二是控制单元做信号处理,三是输出到的显示单元,也就是显示屏幕。”衡雪丽介绍,“电子后视镜相比传统玻璃镜优势很明显,一是消除视野盲区,驾驶员最关心。另一方面就是说电子后视镜在雨天、雾天、光照弱的恶劣天气下,成像效果远优于玻璃镜。”

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谈及司机最担心的电子后视镜延迟与可靠性问题,衡雪丽向中国客车网表示,对于电子后视镜的系统延迟,法规规定在常温的情况下不能超过200毫秒。森鹏严格按照法规要求,延时尽可能做到100毫秒以内。关于清晰度,森鹏有两方面保证,从图像获取的摄像头端,我们采用高清晰摄像头模组去捕捉外部视野,在显示端,选用大尺寸、高分辨率的LCD显示屏。

“目前,森鹏电子后视镜产品已经到了第三代,新一代的产品也已经进入了我们的开发计划。”衡雪丽表示:“下一代产品将在摄像头、显示屏以及图像算法方面进一步优化,比如将用更大的显示屏将二类视野与四类视野进行拼接,进一步优化驾驶员的驾驶视野。”

“森鹏并不担心市场竞争者,有竞争才有进步。我们参与国标制定,选用最优的硬件,在可靠性和功能安全方面优势明显。对标大陆、博世等国际大厂,森鹏起步相对晚一点,但我们正在向他们靠拢。我相信经过几年之后,森鹏的产品可以与国际品牌同场竞技。”对于衡雪丽而言,电子后视镜这个产品就像是自己的“儿子”,从立项、研发、批量生产到投放市场,为其付出了诸多艰辛,同样也收获了回报。谈及产品的未来,衡雪丽充满信心。

2019年9月23日 11:20
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