随着汽车电气化和智能化程度不断提升，车载控制系统的复杂性也在迅速上升。在此背景下，《ISO 26262》作为汽车功能安全的国际标准，为确保电子/电气系统在失效情况下不会造成不可控危害提供了系统性的指导。而在整个标准框架中，危害分析（HazardAnalysis）作为功能安全设计的第一步，承担着识别潜在安全风险并分配安全等级（ASIL）的核心任务。本文围绕ISO 26262危害分析是什么ISO 26262危害分析步骤两个主题展开深入解析，并进一步探讨危害分析中“驾驶场景建模”的关键技术策略。
一、ISO 26262危害分析是什么
ISO 26262危害分析，英文称为Hazard Analysisand Risk Assessment（HARA），是功能安全开发生命周期中的概念阶段核心环节。其主要目的是识别系统功能失效可能导致的危害，评估其严重程度、暴露概率与可控性，并据此确定系统或子功能的ASIL等级，为后续的安全需求分解和技术实现提供基础。
1.危害分析的定义和目标
危害（Hazard）是指由于系统功能失效或错误引起的潜在危及人身安全的物理事件；
危害分析的目标是系统性地识别所有功能可能失效的情况，并在考虑驾驶场景下评估其潜在后果；
分析结果用于决定每项功能的安全完整性等级（ASIL），即A至D四个等级，D为最严苛。
2.HARA的适用范围
适用于所有与电气/电子（E/E）系统相关的功能，如转向控制系统、电子制动系统、自动驾驶辅助功能；
对自动化程度高的系统（如L2\~L4自动驾驶系统）尤为重要，因其控制策略失效可能直接威胁乘员和其他道路使用者的安全；
适用于软件定义汽车（Software-Defined Vehicle）架构中所有具备执行功能的模块或逻辑。
3.危害分析与其他分析的区别
与FMEA（故障模式影响分析）侧重单一组件不同，HARA聚焦于系统功能级别；
与FTA（故障树分析）强调逻辑故障传播路径不同，HARA更加注重功能失效对外部行为的影响；
HARA是制定安全目标（SG）和系统安全需求（SSR）的前提。
4.ASIL等级评估要素
S（Severity）严重度：描述潜在伤害的严重程度，分为S0\~S3，S3为可能致命；
E（Exposure）暴露率：描述特定驾驶情境发生的频率，分为E0\~E4；
C（Controllability）可控性：描述驾驶员或系统是否能避免事故，分为C0\~C3。
二、ISO 26262危害分析步骤
危害分析的流程具有高度系统性，需要开发团队协同多个角色共同完成。标准规定的HARA分析步骤不仅要求逻辑严密，还需与车辆实际应用场景紧密结合。
1.功能识别与细化
建立功能结构树（Functional Tree），对系统功能进行逐级拆解；
每个功能单元需具备明确的输入/输出、控制信号与逻辑边界；
区分主功能与辅助功能，例如自动紧急制动与其警示功能属于不同风险单元。
2.驾驶场景建模
将每个功能放入真实场景中进行情境推演，如城市道路、高速路段、雨雪天气等；
场景建模采用基于UseCase的方法或场景库（Scenario Catalog），以覆盖尽可能多的环境因素；
结合Operationa lDesign Domain（ODD）限制进行裁剪，明确哪些场景是当前系统能力允许的。
3.失效模式定义
明确每个功能的可能失效情况，如功能丧失（Loss of Function）、功能错误执行（Incorrect Function）；
每种失效需关联潜在触发机制，如传感器误差、计算异常、通信延迟等；
使用DFD（Data Flow Diagram）或FMECA方式辅助建立失效路径。
4.危害识别与分组
基于功能失效与场景交叉构造“失效-场景-后果”矩阵；
例如：“高速路段-转向执行失败-车辆偏离车道”构成一个完整的危害条目；
对重复危害或轻微影响的条目进行合并、分组处理，提高分析效率。
5.风险评估与ASIL等级分配
为每个危害条目评估S、E、C三个指标，根据ISO 26262标准提供的ASIL矩阵得出风险等级；
对不同等级的功能赋予相应开发流程，例如ASILD需满足最高级别的设计验证标准；
对不影响安全的功能赋予QM等级，仅需符合常规质量管理。
6.输出文档与后续关联
输出《Hazard Analysis Report》，包含每项功能的危害定义、风险等级、应对策略建议；
建立与后续《功能安全目标（SG）》和《系统安全需求（SSR）》的追踪链；
将分析结果导入建模工具如Ansys Medini、IBM Rhapsody、Siemens Polarion建立可追溯架构。
三、如何建立高效的自动化HARA工具链
传统的危害分析往往依赖Excel手工表格进行管理，不仅易出错，而且难以与后续开发流程无缝集成。随着系统复杂度提升，自动化HARA工具链成为提升效率与准确性的关键手段。
1.建立建模基础：统一的系统功能模型
使用SysML/UML对系统进行功能建模，定义各模块的输入输出、依赖关系；
将功能分解图同步到功能安全建模工具，实现数据一致性；
采用模型驱动工程（Model-Based Engineering）手段构建功能层级与行为场景。
2.集成场景库与ODD数据
将场景库中的典型驾驶情境与功能失效自动交叉，生成初步危害矩阵；
引入ODD限制自动排除非适用场景，提升建模精度；
场景库可对接ASAM Open Scenario标准或自研驾驶数据平台。
3.自动生成风险等级与SG链条
根据设定的S/E/C规则引擎自动计算ASIL等级；
工具根据ASIL等级推荐相应的安全目标与开发流程要求；
支持向下追溯到SSR、TSR、SW Safety Requirement的分解。
4.可视化报告与审计支持
生成可视化的危害分析矩阵、功能图谱、风险评估图表；
支持审计跟踪、版本控制、变更记录功能；
工具代表产品如Medini Analyze、ANSYS Safety Analysis、YAKINDU SafetySuite等。
总结
危害分析是ISO 26262功能安全体系中不可替代的第一步，既是安全目标确立的基础，也是后续技术设计的核心依据。通过系统性地定义功能、建模场景、识别失效路径并量化风险等级，HARA为整车及关键模块的功能安全开发奠定了坚实的技术根基。未来，在软件定义汽车、域控制器架构和自动驾驶系统逐步普及的趋势下，建立高度自动化、模型驱动的危害分析流程，将成为保障汽车安全性能、提升开发效率的关键所在。
