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title: "Safety Filter（安全过滤器）"
created: 2026-06-29
updated: 2026-06-29
type: concept
tags: [safe-reinforcement-learning, safety, control, filter]
sources: [[safe-equilibrium-exploration]]
confidence: high
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# Safety Filter

> [[safe-exploration|安全探索]] 的经典方法：在策略输出后追加一个**动作监控与干预模块**，检测不安全动作并用安全动作替换。

## 工作原理

```
策略 π(s) → a_raw → [Safety Filter] → a_safe
                         ↓
                    a_raw 是否在
                    [[feasible-zone|可行域]] 内？
                    否 → 替换为安全动作
```

## 主流实现

| 方法 | 技术 | 代表性工作 |
|------|------|-----------|
| 瞬时约束修正 | 最小化修正量 | Dalal et al. (2018) |
| QP 层 | 二次规划 + 线性约束 | Pham et al. (2018) |
| [[control-barrier-function|CBF]] + QP | 控制屏障函数 | Cheng et al. (2019) |
| Safety Index | 多项式安全指标 | Liu et al. |

## 核心局限

- **约束由人类设计**：CBF 需要系统动力学知识，Safety Index 需要手工合成
- **可行域保守**：人工约束通常远小于真实可行域
- **无法自动扩展**：可行域在训练中固定不变

[[safe-equilibrium-exploration|SEE]] 正是为解决这些局限而提出的——自动发现并扩展可行域。

## 相关概念

- [[safe-exploration|安全探索]]
- [[feasible-zone|可行域]]
- [[control-barrier-function|控制屏障函数]]
- [[safe-equilibrium-exploration|SEE]]