[论文解读] Waymo's Safety Methodologies and Safety Readiness Determinations

Nick Webb, Dan Smith+6 more|arXiv (Cornell University)|Oct 30, 2020

Safety Systems Engineering in Autonomy被引用 11

一句话总结

本文詳細闡述了 Waymo 對其 Level 4 自動駕駛系統（Waymo Driver）所採用的全面安全方法論，整合了硬體、軟體與作業安全流程。它提出了一套結構化、基於風險的準備度評估框架，結合工程判斷與系統性分析，以確保在多樣化的作業設計範圍內安全部署。

ABSTRACT

Waymo's safety methodologies, which draw on well established engineering processes and address new safety challenges specific to Automated Vehicle technology, provide a firm foundation for safe deployment of Waymo's Level 4 ADS, which Waymo also refers to as the Waymo Driver. Waymo's determination of its readiness to deploy its AVs safely in different settings rests on that firm foundation and on a thorough analysis of risks specific to a particular Operational Design Domain. Waymo's process for making these readiness determinations entails an ordered examination of the relevant outputs from all of its safety methodologies combined with careful safety and engineering judgment focused on the specific facts relevant for a particular determination. Waymo will approve when it determines the ADS is ready for the new conditions without creating any unreasonable risks to safety. This paper explains Waymo's methodologies as applied to the three layers of its technology: hardware, ADS behavior, and operations, and also explains Waymo's safety governance. Waymo will continue to apply and adapt those methodologies, and to learn from the important contributions of others in the AV industry, as Waymo continues to build an ever safer and more able ADS.

研究动机与目标

• 建立一個強健且可擴展的安全框架，以實現 Level 4 自動駕駛車在真實環境中的部署。
• 解決自動駕駛車技術所帶來的獨特安全挑戰，超越傳統汽車工程的範疇。
• 正式建立基於工程判斷與風險分析的準備度評估流程，適用於特定的作業設計範圍。
• 確保安全治理貫穿自動駕駛系統的所有層級（硬體、ADS 行為、作業）。
• 提供透明且可重複的方法論，用於評估 ADS 是否具備部署條件，且無不合理之安全風險。

提出的方法

• 應用經典工程安全流程，並根據自動駕駛系統的獨特挑戰進行調整。
• 在三個核心領域進行分層安全評估：硬體可靠性、ADS 行為表現與作業安全。
• 採用結構化、以事實為基礎的流程，評估所有安全方法論的輸出，再決定是否批准準備度。
• 將安全治理與持續學習及適應能力整合，以應對新引入的作業範圍。
• 運用安全與工程判斷，權衡每種作業設計範圍特有的風險因素。
• 建立正式的批准流程，僅在確認無不合理安全風險時才予通過。

实验结果

研究问题

• RQ1 傳統工程安全方法論應如何調整，以應對自動駕駛系統所帶來的新風險？
• RQ2 何種系統化流程可確保 ADS 在新作業設計範圍內可安全部署？
• RQ3 Waymo 如何將安全治理整合至 ADS 的硬體、軟體與作業層級？
• RQ4 在真實環境中，Level 4 自動駕駛車的「安全準備度」由何種標準定義？
• RQ5 當組織擴展至新環境時，如何在創新與安全之間取得平衡？

主要发现

• Waymo 的安全方法論建立在經典工程原則之上，並針對自動駕駛車特有的風險進行調整。
• 僅在對特定作業設計範圍內的風險進行徹底、多層次分析後，才會做出準備度決策。
• 安全治理框架確保一致且基於事實的決策，結合工程判斷與整合的安全輸出。
• 此流程僅在確認無不合理安全風險時，才允許在新環境中安全部署 Waymo Driver。
• 該方法論設計具可擴展性與適應性，可隨 ADS 的演進與新作業範圍的擴張而持續優化。
• 該框架支援基於實地測試與產業安全貢獻的持續學習與精進。