在汽车电子电气系统功能安全领域，ISO 26262标准通过系统化的安全需求分析，将潜在风险转化为可执行的安全目标与技术要求，是保障车辆安全的核心环节。其中，安全需求分析的规范性与危害分析的精准性直接决定后续开发流程的有效性。然而，很多企业在实施中常因流程不清晰、分析维度缺失导致安全需求遗漏或风险评估失真。本文围绕ISO 26262安全需求分析如何开展、ISO 26262安全需求分析危害分析及需求验证管理，深入解析操作要点，帮助开发团队构建严谨的安全需求体系。
一、ISO 26262安全需求分析如何开展
ISO 26262安全需求分析是一个从系统层面到技术层面的逐层分解过程，需基于危害分析结果，结合ASIL等级要求，将安全目标转化为可落地的技术与项目需求，贯穿概念阶段与开发阶段的核心活动。
1、明确分析范围与输入条件
开展安全需求分析前，需界定分析范围：明确目标系统的功能边界（如ADAS的AEB子系统）、接口定义（与制动系统、感知传感器的交互）及运行场景（城市道路、高速公路等）。输入条件包括系统需求文档、危害分析与风险评估（HARA）报告、相关法规要求（如UN R152）及类似项目的历史安全经验。例如，针对纯电动汽车的BMS系统，需明确其涵盖的电池状态监测、充放电控制、热管理等功能模块，确保分析覆盖所有可能引发安全隐患的子功能。
2、基于安全目标导出技术安全需求
安全目标是安全需求分析的核心输入，由HARA过程确定。需将每个安全目标分解为具体的技术安全需求，涵盖系统、硬件、软件三个层面。系统层面需求关注架构设计，如“需实现传感器冗余设计，单一传感器失效时系统仍能正常工作”；硬件层面需求聚焦故障检测与容错，如“MCU的关键引脚需具备短路保护功能”；软件层面需求涉及算法与逻辑，如“电池过充保护算法的响应时间需≤100ms”。技术需求需与ASIL等级匹配，高ASIL（如D级）需求需更严格的设计（如双重冗余、更短的监控周期）。
3、制定项目安全需求与支持过程需求
除技术需求外，还需导出项目安全需求，规范开发过程中的管理要求，如“软件开发需满足MISRA C:2012规则”“硬件测试覆盖率需≥95%”。支持过程需求包括工具资质认定（如用于代码静态分析的工具需经过验证）、配置管理（需求变更需经过评审）及文档管理（所有安全分析文档需保留可追溯记录）。项目需求需确保开发流程符合ISO 26262对相应ASIL等级的要求，如ASIL D级项目需执行更频繁的安全审核与更全面的测试验证。
4、需求的结构化与优先级排序
采用结构化方式梳理需求，使用“需求矩阵”关联安全目标、技术需求、项目需求及验证方法，确保每个需求可追溯至源头。同时，根据风险等级与开发依赖关系排序需求优先级：例如，与防止电池热失控相关的需求优先级高于一般状态监测需求；需在硬件设计阶段实现的冗余需求优先于软件调试阶段的优化需求。优先级排序有助于资源合理分配，确保高风险需求优先落地。
二、ISO 26262安全需求分析危害分析
危害分析是ISO 26262安全需求分析的前提与基础，通过系统化识别危害事件、评估风险等级，为安全目标设定提供依据，核心工具是危害分析与风险评估（HARA），其结果直接决定安全需求的严格程度。
1、识别危害事件与运行场景
危害分析始于识别潜在危害事件，即系统功能失效可能导致的安全后果，如“制动系统失效导致车辆无法减速”“转向系统失控导致车辆偏离车道”。需结合系统功能定义，列出所有可能的失效模式（如传感器故障、执行器卡滞、软件逻辑错误）及其引发的危害事件。同时，定义每个危害事件的运行场景：包括环境条件（如雨天、夜间）、车辆状态（如高速行驶、低速转弯）及用户操作（如急加速、紧急制动），场景需覆盖系统全生命周期的典型使用情况。例如，AEB系统的危害事件“未能检测前方障碍物”需考虑逆光、障碍物为行人或自行车等场景。
2、评估风险等级：严重度（S）、暴露率（E）、可控性（C）
基于识别的危害事件，从三个维度评估风险等级：
严重度（S）：衡量危害事件后果的严重程度，ISO 26262分为S0（无伤害）至S3（致命或严重伤害）。例如，车辆碰撞导致乘员死亡为S3，轻微擦伤为S1。
暴露率（E）：评估危害事件在特定场景下发生的可能性，分为E0（极罕见）至E4（频繁发生）。例如，高速公路行驶场景的暴露率通常高于乡村道路，评为E3。
可控性（C）：评估驾驶员或系统对危害事件的控制能力，分为C0（完全可控）至C3（无法控制）。例如，低速行驶时驾驶员可通过转向规避风险，可控性C1；高速行驶时规避困难，可控性C3。
3、确定ASIL等级与安全目标
根据S、E、C的评估结果，查表确定对应的ASIL等级（A-D，D为最高）。例如，某危害事件评估为S3（严重伤害）、E3（频繁暴露）、C3（不可控），对应ASIL D级。每个ASIL等级需设定明确的安全目标，安全目标是定性的安全要求，如“防止因BMS失效导致电池热失控”“确保ESP系统在紧急制动时正确介入”。安全目标需与ASIL等级绑定，高ASIL等级的安全目标需更严格的安全机制保障，且不得在开发过程中降低等级，除非通过HARA重新评估证明风险降低。
4、危害分析的迭代与评审
危害分析并非一次性活动，需在系统开发过程中持续迭代：当系统需求变更（如新增功能）、场景扩展（如引入新的使用环境）或发现新的失效模式时，需重新执行HARA。同时，危害分析结果需经过跨职能团队（包括安全专家、系统工程师、测试工程师）评审，确保场景覆盖全面、风险评估客观，必要时邀请外部第三方机构审核，验证分析的合规性与准确性。
三、ISO 26262安全需求的验证与追溯管理
安全需求分析的有效性需通过严格的验证与追溯机制保障，确保需求完整、正确且可执行，为后续开发与测试提供明确依据，避免需求缺失或偏离导致的安全隐患。
1、安全需求的验证方法
针对导出的安全需求，需采用多种方法验证其有效性：
审查验证：组织专家对需求文档进行评审，检查需求是否完整（无遗漏）、准确（与安全目标一致）、可实现（技术上可行）、可测试（有明确的验证标准）。例如，验证“电池过充保护响应时间≤100ms”是否在现有硬件算力支持范围内。
分析验证：通过FMEA（故障模式与影响分析）、FTA（故障树分析）等工具，评估需求是否能有效预防或缓解危害事件。例如，对“传感器冗余需求”进行FTA分析，验证单一传感器失效时系统是否仍能满足安全目标。
测试验证：在开发阶段通过仿真或实物测试验证需求落地情况，如软件单元测试验证算法逻辑是否符合需求，硬件测试验证冗余设计是否有效。
2、建立全链路追溯关系
根据ISO 26262要求，需建立从危害事件到安全目标，再到技术/项目需求，最终到测试用例的全链路追溯关系。通过追溯矩阵记录每个需求的来源（如源自哪个安全目标）、实现方式（如硬件设计文档中的冗余方案）及验证证据（如测试报告编号）。追溯性确保任何需求变更都能追踪影响范围，例如当安全目标调整时，可通过追溯矩阵快速定位受影响的技术需求与测试用例，避免变更遗漏。
3、需求变更管理与版本控制
制定严格的需求变更流程：变更申请需说明原因（如危害分析更新、技术方案调整），评估变更对安全目标、ASIL等级及其他需求的影响，经安全团队与项目管理层批准后方可实施。所有变更需记录在版本控制工具中，保留历史版本，确保可追溯。例如，若因新发现的失效模式需新增安全需求，需重新评审其对现有需求的影响，并更新追溯矩阵与测试计划。
总结
ISO 26262安全需求分析如何开展、ISO 26262安全需求分析危害分析是构建汽车电子电气系统功能安全的核心环节，通过系统化的危害分析确定风险等级与安全目标，再逐层分解为技术与项目需求，结合验证与追溯机制确保需求有效落地。无论是概念阶段的HARA执行，还是开发阶段的需求分解，都需严格遵循ISO 26262的流程要求，确保每个环节可追溯、可验证。通过规范的安全需求分析，企业能从源头降低系统失效风险，为车辆安全提供坚实保障，推动汽车功能安全水平的持续提升。
