智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系分析
根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需要及未來發(fā)展趨勢,分階段建立適應(yīng)我國國情并與國際接軌的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系。通過建立完善的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系,引導(dǎo)和推動我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品應(yīng)用,培育我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的自主創(chuàng)新環(huán)境,提升整體技術(shù)水平和國際競爭力,構(gòu)建安全、高效、健康、智慧運行的未來汽車社會。
1. 引言
隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革不斷深化,先進(jìn)制造、信息通信和人工智能等技術(shù)發(fā)展,車聯(lián)網(wǎng)時代正向我們走來。
車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是汽車、電子、信息、交通、定位導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)通信、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等行業(yè)領(lǐng)域深度融合的新型產(chǎn)業(yè),是全球創(chuàng)新熱點和未來發(fā)展的制高點。我國高度重視車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,《中國制造 2025》將智能網(wǎng)聯(lián)汽車與節(jié)能汽車、新能源汽車并列作為我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。大力發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)是深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,推動新舊動能持續(xù)轉(zhuǎn)換,建設(shè)制造強國、網(wǎng)絡(luò)強國、交通強國的重要支撐,是培育經(jīng)濟發(fā)展新動能的重要引擎。
從技術(shù)層面看,隨著人工智能、信息通信、定位導(dǎo)航、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,汽車正由人工機械操作加速向電子信息系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)變,這正是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,也是不斷滿足人民群眾日益增長的對美好生活的向往。
從產(chǎn)業(yè)層面看,隨著「互聯(lián)網(wǎng)+」行動計劃深入實施,傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)順應(yīng)融合大勢,加速與信息通信、智能交通等跨界合作的全面展開,汽車產(chǎn)業(yè)鏈面臨重構(gòu),價值鏈不斷延伸拓展,產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)智能化、平臺化、網(wǎng)絡(luò)化特征。
從應(yīng)用層面看,隨著信息技術(shù)的牽引,汽車的功能和使用方式發(fā)生深刻變化,汽車由單純的交通工具逐漸具有智能移動空間、移動家居、娛樂休閑等功能,不斷加快共享出行、共享貨運等,推動社會生產(chǎn)、生活出現(xiàn)新的模式。
2. 車聯(lián)網(wǎng)概念及內(nèi)涵
車聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)智能動態(tài)信息服務(wù)、車輛智能化控制和智能化交通管理等應(yīng)用的重要手段,是物聯(lián)網(wǎng)與智能汽車的深度集成和應(yīng)用,是信息化與工業(yè)化深度融合的重要領(lǐng)域。具有應(yīng)用空間廣、產(chǎn)業(yè)潛力大、社會效益強的特點,對帶動汽車、電子、信息通信、交通等行業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。

圖 1 車聯(lián)網(wǎng)「三網(wǎng)」融合的網(wǎng)絡(luò)
車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車云網(wǎng)為基礎(chǔ),進(jìn)行通信和信息交換的信息物理融合系統(tǒng)。因此,從某種程度上說,車聯(lián)網(wǎng)是車內(nèi)網(wǎng)、車載移動互聯(lián)網(wǎng)、車際網(wǎng)「三網(wǎng)」融合的網(wǎng)絡(luò),具體如圖 1 所示:
車內(nèi)網(wǎng)是指通過應(yīng)用成熟的總線技術(shù)建立的一個標(biāo)準(zhǔn)化的整車網(wǎng)絡(luò);
車載移動互聯(lián)網(wǎng)是指車載終端通過 3G/4G/5G 等通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行無線連接的網(wǎng)絡(luò);
車際網(wǎng)是指基于 DSRC 技術(shù)(IEEE 802.11 系列無線局域網(wǎng)協(xié)議)和 LTE-V 的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

圖 2 車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)
車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用,車(智能汽車)、網(wǎng)(通信)、路(智能交通)、牌(車輛智能管理)和電子產(chǎn)品 5 大重點領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)都應(yīng)當(dāng)分為感知層(端)、網(wǎng)絡(luò)層(管)和應(yīng)用層(云)三個層次,如圖 2 所示。
3. 車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系
為貫徹落實《中國制造 2025》戰(zhàn)略部署,發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)性和引導(dǎo)性作用,促進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的高度融合,以滿足研發(fā)、測試、示范、運行等需求,推動汽車技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,帶動電子、信息、通信等相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展,建設(shè)安全、高效、健康、智慧運行的未來汽車社會,建立跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、適應(yīng)我國技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系,工業(yè)和信息化部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會聯(lián)合組織制定《 國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南 》。
車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系分為智能汽車、智能交通、網(wǎng)絡(luò)通信、車輛智能管理、電子產(chǎn)品與服務(wù)5個重點領(lǐng)域和共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、共性安全標(biāo)準(zhǔn)兩大部分。共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是為了統(tǒng)一不同行業(yè)對車聯(lián)網(wǎng)的定義、功能、構(gòu)成的認(rèn)識理解,確保體系完整和統(tǒng)一;共性安全標(biāo)準(zhǔn)集中在安全等級、安全規(guī)范、安全架構(gòu)、安全監(jiān)控和緊急救援等方面。
車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)目標(biāo)主要分為如下兩個階段。
第一階段為 2018-2020 年,主要解決標(biāo)準(zhǔn)體系融合貫通和共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)缺失的問題:
一是以駕駛安全為重點,完成一批車輛主動安全及輔助駕駛相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),啟動車路協(xié)同關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究;
二是形成基本能夠滿足行業(yè)需要的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系;
三是完成車載電子產(chǎn)品與服務(wù)終端、安全等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用;
四是制定基于LTE-V2X的車聯(lián)網(wǎng)無線通信關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),開展車輛信息通信安全關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作;
五是完成汽車電子標(biāo)識安全技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),制定智能網(wǎng)聯(lián)車輛安全運行測試管理規(guī)范。
第二階段為 2020-2025 年,主要解決標(biāo)準(zhǔn)體系完善及標(biāo)準(zhǔn)推廣應(yīng)用問題:
完成包括功能安全、信息安全、人機界面在內(nèi)的能夠支撐環(huán)境感知、決策預(yù)警和智能控制等核心功能及性能評價的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)標(biāo)準(zhǔn)體系;
形成一批智能駕駛、車路協(xié)同關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)體系;
完成車載電子產(chǎn)品與服務(wù)平臺的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及測試標(biāo)準(zhǔn),建立車載智能終端的安全和質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系;
開展面向車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的 5G eV2X 關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定;
在車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)及云平臺的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,推動車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)及云平臺標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)業(yè)中的實際應(yīng)用。
4. 智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系
智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系是整個車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的重要組成部分,主要針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車通用規(guī)范、核心技術(shù)與關(guān)鍵產(chǎn)品應(yīng)用,有目的、有計劃、有重點地指導(dǎo)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作,加快構(gòu)建包括整車及關(guān)鍵系統(tǒng)部件功能安全和信息安全在內(nèi)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系,充分發(fā)揮智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)在車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)、核心產(chǎn)品和功能應(yīng)用的基礎(chǔ)支撐和引領(lǐng)作用,并逐步形成統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)。
4.1 標(biāo)準(zhǔn)體系框架及內(nèi)容
智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系如圖 3 所示,包括「基礎(chǔ)」、「通用規(guī)范」、「產(chǎn)品與技術(shù)應(yīng)用」、「相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)」4 個部分,同時根據(jù)各具體標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容范圍、技術(shù)等級上的共性和區(qū)別,對 4 部分做進(jìn)一步細(xì)分,形成內(nèi)容完整、結(jié)構(gòu)合理、界限清晰的 14 個子類。

圖 3 智能網(wǎng)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系
基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)主要包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車術(shù)語和定義、分類和編碼、標(biāo)識和符號三類基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。
「通用規(guī)范」類標(biāo)準(zhǔn)主要從整車層面提出全局性的要求和規(guī)范,主要包括功能評價、人機界面、功能安全和信息安全等方面。
產(chǎn)品與技術(shù)應(yīng)用類標(biāo)準(zhǔn)主要涵蓋信息感知、決策預(yù)警、輔助控制、自動控制和信息交互等智能網(wǎng)聯(lián)汽車核心技術(shù)和應(yīng)用的功能、性能要求及試驗方法,但不限定具體的技術(shù)方案,以避免對未來技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展和應(yīng)用產(chǎn)生制約或障礙。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要包括車輛信息通信的基礎(chǔ)——通信協(xié)議,主要涵蓋實現(xiàn)車與 X(人、車、路、云端等)智能信息交互的中短程通信、廣域通信等方面的協(xié)議規(guī)范;在各種物理層和不同的應(yīng)用層之間,還包含軟硬件界面接口的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)計劃到 2020 年,初步建立支撐駕駛輔助及低級別自動駕駛的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系,制定 30 項以上智能網(wǎng)聯(lián)汽車重點標(biāo)準(zhǔn),涵蓋功能安全、信息安全、人機界面等通用技術(shù)以及信息感知與交互、決策預(yù)警、輔助控制等與核心功能相關(guān)的技術(shù)要求和試驗方法,促進(jìn)智能化產(chǎn)品的全面普及與網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)的逐步應(yīng)用。
到 2025 年,系統(tǒng)形成支撐高級別自動駕駛的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系。制定 100 項以上智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn),涵蓋智能化自動控制、網(wǎng)聯(lián)化協(xié)同決策技術(shù)以及典型場景下自動駕駛功能與性能相關(guān)的技術(shù)要求和評價方法,促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車「智能化 + 網(wǎng)聯(lián)化」融合發(fā)展,以及技術(shù)和產(chǎn)品的全面推廣普及。
4.2 標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法
智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實現(xiàn)車與 X(人、車、路、云端等)智能信息交換、共享,具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能,可實現(xiàn)「安全、高效、舒適、節(jié)能」行駛,并最終可實現(xiàn)替代人來操作的新一代汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系著重從技術(shù)邏輯結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)兩個層面進(jìn)行系統(tǒng)分析,剖析智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)和產(chǎn)品基本特性,構(gòu)建整個標(biāo)準(zhǔn)體系。
4.2.1 技術(shù)邏輯結(jié)構(gòu)
智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)邏輯的兩條主線是「信息感知」和「決策控制」,其發(fā)展的核心是由系統(tǒng)進(jìn)行信息感知、決策預(yù)警和智能控制,逐漸替代駕駛員的駕駛?cè)蝿?wù),并最終完全自主執(zhí)行全部駕駛?cè)蝿?wù)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)邏輯結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過智能化與網(wǎng)聯(lián)化兩條技術(shù)路徑協(xié)同實現(xiàn)「信息感知」和「決策控制」功能。

圖 4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)邏輯結(jié)構(gòu)
在信息感知方面,根據(jù)信息對駕駛行為的影響和相互關(guān)系分為「駕駛相關(guān)類信息」和「非駕駛相關(guān)類信息」。其中,「駕駛相關(guān)類信息」包括傳感探測類和決策預(yù)警類,「非駕駛相關(guān)類信息」主要包括車載娛樂服務(wù)和車載互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)。傳感探測類又可根據(jù)信息獲取方式進(jìn)一步細(xì)分為依靠車輛自身傳感器直接探測所獲取的信息(自身探測)和車輛通過車載通信裝置從外部其他節(jié)點所接受的信息(信息交互)?!钢悄芑?+ 網(wǎng)聯(lián)化」的融合可以使車輛在自身傳感器直接探測的基礎(chǔ)上,通過與外部節(jié)點的信息交互,實現(xiàn)更加全面的環(huán)境感知,從而更好地支持車輛進(jìn)行決策和控制。
在決策控制方面,根據(jù)車輛和駕駛員在車輛控制方面的作用和職責(zé),區(qū)分為「輔助控制類」和「自動控制類」,分別對應(yīng)不同等級的決策控制。其中,輔助控制類主要指車輛利用各類電子技術(shù)輔助駕駛員進(jìn)行車輛控制,如橫向控制和縱向控制及其組合,可分為駕駛輔助(DA)和部分自動駕駛(PA);自動控制類則根據(jù)車輛自主控制以及替代人進(jìn)行駕駛的場景和條件進(jìn)一步細(xì)分為有條件自動駕駛(CA)、高度自動駕駛(HA)和完全自動駕駛(FA)。
4.2.2 產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)
智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)是把技術(shù)邏輯結(jié)構(gòu)所涉及的各種「信息感知」與「決策控制」功能落實到物理載體上,具體如圖 5 所示。車輛控制系統(tǒng)、車載終端、交通設(shè)施、外接設(shè)備等按照不同的用途,通過不同的網(wǎng)絡(luò)通道、軟件或平臺對采集或接收到的信息進(jìn)行傳輸、處理和執(zhí)行,從而實現(xiàn)不同的功能或應(yīng)用。
功能與應(yīng)用層根據(jù)產(chǎn)品形態(tài)、功能類型和應(yīng)用場景,分為車載信息類、智能駕駛輔助類、自動駕駛類以及協(xié)同控制類等,涵蓋與智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)各類產(chǎn)品所應(yīng)具備的基本功能。

圖 5 智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)
軟件和平臺層主要涵蓋車載計算平臺和操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)平臺產(chǎn)品,以及資訊、娛樂、導(dǎo)航和診斷等應(yīng)用軟件產(chǎn)品,共同為智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)功能的實現(xiàn)提供平臺級、系統(tǒng)級和應(yīng)用級的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)和傳輸層根據(jù)通信的不同應(yīng)用范圍,分為車內(nèi)總線通信、車內(nèi)局域通信、中短程通信和廣域通信,是信息傳遞的「管道」。
設(shè)備終端層按照不同的功能或用途,分為車輛控制系統(tǒng)、車載終端、交通設(shè)施終端、外接設(shè)備等,各類設(shè)備和終端是車輛與外界進(jìn)行信息交互的載體,同時也作為人機交互界面,成為連接「人」和「系統(tǒng)」的載體。
基礎(chǔ)和通用層涵蓋電氣/電子環(huán)境以及行為協(xié)調(diào)規(guī)則。安裝在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的設(shè)備、終端或系統(tǒng)需要利用汽車電源,在滿足汽車特有的電氣、電磁環(huán)境要求下實現(xiàn)其功能;設(shè)備、終端或系統(tǒng)間的信息交互和行為協(xié)調(diào)也應(yīng)在統(tǒng)一的規(guī)則下進(jìn)行。
此外,產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)中還包括功能安全和信息安全兩個重要組成部分,兩者作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車各類產(chǎn)品和應(yīng)用需要普遍滿足的基本條件,貫穿于整個產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)之中,是智能網(wǎng)聯(lián)汽車各類產(chǎn)品和應(yīng)用實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、有序運行的可靠保障。
5. 推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)建議
智能網(wǎng)絡(luò)汽車是一項系統(tǒng)工程,涉及的部門多、領(lǐng)域廣,需要加強跨部門跨領(lǐng)域協(xié)作。推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)要加強頂層設(shè)計,根據(jù)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,不斷優(yōu)化完善標(biāo)準(zhǔn)體系,加快基礎(chǔ)共性、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和重點應(yīng)用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的制定。重點做好 4 個協(xié)同:
一是管理協(xié)同,加強汽車、信息通信、公安交通等部門間的溝通協(xié)調(diào),營造有利于推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的政策環(huán)境;
二是行業(yè)協(xié)同,建立跨行業(yè)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車推進(jìn)組織,推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)快速推進(jìn),為政府決策提供有力支撐;
三是研發(fā)協(xié)同,加快智能網(wǎng)聯(lián)汽車科技計劃間的有機銜接,形成智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的協(xié)同效應(yīng);
四是執(zhí)行協(xié)同,建立跨行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)作機制,加快共性標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)。
6. 結(jié)束語
簡要闡述發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的重要意義,介紹車聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與外延,重點就車聯(lián)網(wǎng)重要組成部分的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行分析,并就推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)提出 4 個協(xié)同的建議。對新時期加強智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定,推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)研發(fā),促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有一定參考價值。