自动驾驶车辆规避紧急机动的风险评估
系统与控制
2026-04-30 v1 系统与控制
摘要
本文提出了针对自动驾驶车辆规避最小风险机动（EMRM）功能的系统性验证与验证（V\&V）框架，解决了现有安全评估方法中的关键空白。我们引入首个形式化集成的管道，将危险分析与风险评估（HARA）、系统技术过程分析（STPA）和有限状态机（FSM）建模统一集成到单一可追溯的工作流程中，专为EMRM V\&V设计。将HARA与STPA通过结构化危险-损失映射集成，以识别危险与不安全控制动作；FSM层捕获危险到损失的状态转换，此类转换Neither方法单独建模；统一框架驱动自动化场景生成，实现可衡量的参数空间覆盖。在T型路口EMRM案例研究中，框架指导1,880次基于RRT的仿真，涵盖主车速度、碰撞时间（TTC）和路面摩擦系数，发现关键物理结果：T型路口几何使停止与通过的难度相当，因而中间缓解模式仅占可行参数空间的1.9\%。EMRM驾驶策略实现81\%的碰撞规避率，将剩余冲击速度从18.9 km/h 降至9.0 km/h，而该框架在危险、不安全控制动作和参数空间方面实现100\%的覆盖率，而传统方法的覆盖率仅为\leq 1\%。这些结果表明，集成的HARA-STPA-FSM框架实现高分辨率、可追溯的EMRM V\&V，而任何单一方法都无法实现。
引用
@article{arxiv.2604.26050,
title = {Risk Assessments for Evasive Emergency Maneuvers in Autonomous Vehicles},
author = {Aliasghar Arab and Milad Khaleghi and Koorosh Aslansefat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.26050},
year = {2026}
}