智能网联汽车信息物理系统参考架构1.0_103页_4mb

智能网联汽车信息物理系统参考架构1.0总结

核心内容

智能网联汽车信息物理系统参考架构1.0是由国家智能网联汽车创新中心牵头，联合多家机构共同设计的系统架构，旨在构建智能网联汽车与智能交通融合发展的“中国方案”。该架构以信息物理系统（CPS）理论为基础，融合了现代通信、网络、大数据、云计算、人工智能等技术，支持多领域、多层级系统的协同控制，推动智能网联汽车和智能交通的协同发展。

主要观点

• 智能网联汽车的定义与特征：智能网联汽车是融合了智能感知、决策、控制与通信技术的高科技产品，具有智能化和网联化双重特征，其发展成为汽车产业的战略方向。
• 信息物理系统的应用：CPS广泛应用于制造业、交通、医疗等多个领域，强调物理与信息空间的闭环交互，实现系统的实时性、可靠性、安全性。
• 系统架构的目标：构建支持人-车-路-云协同控制、面向业务、可灵活定制、技术中立且可持续演进的系统参考架构。
• 系统设计方法：采用基于模型的系统工程（MBSE）方法，结合 SysML 语言，构建模型驱动、分布异构集成、按需动态架构等特征。
• 架构的多视图呈现：系统参考架构通过产业视图、功能视图、物理视图和通信视图，从不同角度描述系统的结构和功能。

关键信息

1. 系统架构设计原则

• 协同控制：支持多领域多层次系统的深度协同，涵盖紧急控制、车群协同、交通流协同、局部交通规则协同等。
• 异构系统兼容性：推动异构系统技术独立性和系统的兼容性，支持多技术标准的协调与配合。
• 安全与可靠性：充分考虑汽车和交通行业的安全与可靠性要求，建立系统安全体系。
• 灵活定制与持续创新：支持系统功能的灵活定制、自我优化和持续创新，提高系统适应性和可扩展性。
• 开放平台与知识共享：建立开源平台开发环境和知识共享的模型库与场景库体系，推动行业协同开发。

2. 系统参考架构组成

• 概念模型：以人、车、路、云等为核心，构建物理世界与信息世界的映射，支持自动驾驶、交通控制等。
• 参考模型：从三个维度（Z轴、X轴、Y轴）构建智能网联汽车信息物理系统的抽象模型，涵盖全生命周期活动与相关行业领域。
• 四个视图：
  • 产业视图：描述系统涉及的利益相关方、服务集和产业生态。
  • 功能视图：涵盖系统功能域、子功能和过程，支持协同控制、信息交互等。
  • 物理视图：描述系统中的物理对象及其部署架构，包括智能网联汽车、路侧设备、云平台等。
  • 通信视图：定义系统中通信网络的架构和接口，支持C-V2X、5G等通信技术。

3. 利益相关方与服务集

• 利益相关方：包括用户、拥有者、维护者、管理者、测试人员、政策制定者、应用开发者、装置开发者、服务供应商和相关团体。
• 服务集分类：涵盖车辆安全与控制、出行、公共安全、交通管理、数据管理、支持系统等11大类服务，支持多样化的功能需求和业务场景。

4. 产业生态与发展趋势

• 汽车产业变革：汽车正从传统的机械产品向智能化、网联化、服务化方向发展，未来将成为移动数据终端和流量入口。
• 产业生态重构：传统垂直结构将被打破，形成以创新、生产、应用为核心的生态体系，平台和数据成为核心，政策和支撑体系成为保障。
• 产业协同：智能网联汽车与智能交通、智慧城市等产业融合，推动新生态和新模式的形成。

架构演进与发展建议

1. 架构演进

• 影响要素：包括技术发展、政策法规、产业需求等。
• 演进方向：从集中控制向群体智能演进，从单一功能向多领域协同演进。
• 演进方法与路径：通过MBSE方法实现系统建模、仿真、测试和验证，推动架构的持续优化和升级。
• 架构评价：从功能、性能、安全、兼容性等多个维度对架构进行评估，确保其科学性和实用性。

2. 发展建议

• 统筹协调：推动智能网联汽车相关产业高质量发展，加强跨行业、跨领域合作。
• 政策法规与标准：加快研制智能网联汽车政策法规和标准，完善政策环境。
• 核心技术研发：重视核心共性技术的突破，支撑智能网联汽车创新发展。
• 信息安全防护：建立全面、高效、可靠的安全管理体系，保障系统安全运行。

术语与定义

• 信息物理系统（CPS）：一种融合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，强调物理与信息空间的闭环交互。
• 协同控制：包括车-车、车-路、车-云、车-人等多类协同控制，实现系统功能的高效运行。
• MBSE（基于模型的系统工程）：一种通过模型驱动进行系统设计、开发和管理的方法，提高开发效率和系统可靠性。

总结

智能网联汽车信息物理系统参考架构1.0是推动我国智能网联汽车与智能交通协同发展的关键工具，其设计基于CPS理论，采用MBSE方法，涵盖多视图、多领域协同、安全可靠等核心要素。该架构为智能网联汽车和智能交通产业提供了统一的系统设计框架，支持全生命周期管理，推动产业生态的重构与协同发展。