2021年,全国两会如期召开。全国人大代表、合众新能源汽车有限公司董事长方运舟将在两会中提出关于集中力量攻克智能汽车安全实时车控操作系统的建议。具体如下:

 

合众新能源,方运舟

 

当前,新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展,汽车与能源、交通、信息通信等领域的技术加速融合,电动化、智能化、网联化成为汽车产业的发展潮流和趋势。智能网联汽车是全球汽车行业的增长热点和竞争焦点。2020年2月,国家发改委等十一部委联合发布《智能汽车创新发展战略》,发展智能汽车确立为汽车强国战略,规划在2025年实现有条件自动驾驶。2020年10月20日,国务院公布新能源汽车2021-2023发展规划:坚持电动化、网联化、智能化发展方向,以融合创新为重点,突破关键核心技术,加快建设汽车强国,规划中明确提出加快车用操作系统开发与应用。

 

目前,我国汽车产业在开发智能网联化的过程中,面临芯片、操作系统、安全三大挑战,尤其是智能汽车的操作系统需要实时性、高可靠性和高安全性,是我们必须攻克的关键技术。

 

一、开发中国智能汽车安全实时车控操作系统的战略意义

智能网联汽车深刻地改变汽车的开发模式与产业链结构,甚至改变普通人的生活方式和社会的经济结构。在“软件定义汽车”的时代,车控操作系统开发与应用是建设汽车强国的必要之举。如果没有操作系统,就没有现在的智能手机与强大生态圈;如果没有操作系统,智能网联汽车发展将遭遇瓶颈,甚至影响美好发展愿景的实现。

 

智能网联汽车需要一个安全可靠、实时运行、并行计算和分布管理的车规级操作系统,能够支持人工智能、物联网、高算力等新一代信息技术应用。汽车操作系统平台是重构智能网联汽车的产业链和技术链的基础,是我们必须掌握的关键技术。

 

国外行业巨头例如特斯拉已经开始着手研究与开发智能网联汽车操作系统,构建了以操作系统为架构新的开发体系,初步形成了引领智能网联汽车领域的创新发展趋势。目前国内企业也开始针对智能网联汽车操作系统开展了研究与开发,例如哪吒汽车初步建立了以操作系统为核心的软件系统架构和标准化的接口,预计2021年可完成测试与试用版。但是,从中国汽车产业整体来看,汽车操作系统未得到足够重视,也尚未形成发展合力。

 

另一方面,随着智能网联汽车大规模发展与应用,也将涉及到产业链安全与社会安全等方面。产业链安全方面。在智能网联汽车全产业链上有不少关键技术,比如软件操作系统,智能软件,车用高性能芯片和车用传感器大量依赖国外公司和技术。在国际局势不稳定的情况下,很大程度会影响到我国汽车产业的供应链安全。例如2019 年在智能手机行业的操作系统和芯片等事件,只有自主解决“卡脖子”技术,突破产业发展瓶颈,才不会受制于人。社会安全方面。如果没有一个安全可靠、实时运行的车规级的汽车操作系统,就很容易出现信息泄露与篡改,使系统做出错误判断,可能会引发车辆安全事故。同时智能汽车在使用过程中产生大量的数据,而这些数据如果没有进行有效的管理,这将对我国的社会安全和信息安全造成很大的隐患。

 

智能化、网联化是汽车产业发展的必然趋势,汽车操作系统是智能网联汽车的根基,因此,研究与开发中国智能汽车安全实时车控操作系统,具有较高的战略意义。

 

二、推进智能网联汽车操作系统的建议与措施

1、集中力量进行技术攻关

智能网联汽车实时、安全的汽车操作系统平台主要包括汽车操作系统和智能计算平台两部分。智能车辆的现有车载操作系统,如安卓车载嵌入式系统等,因受实时性和可靠性的制约,只能使用于娱乐和座舱系统。目前的车控操作系统比如QNX和AUTOSAR只能满足L2级自动驾驶的要求。更高级别的自动驾驶需要更高性能的车控操作系统。现有智能驾舱和智能驾驶采用的是车载与车控两套不同的操作系统,不能很好的进行系统融合和资源共享。

 

同时,随着汽车智能化的发展,单一芯片和简单运算的硬件平台已经不满足基于多个百万像素的摄像头,多个毫米波雷达,多个激光雷达和基于V2X的海量数据智能网联汽车的要求。智能计算平台需要演变成分布式的硬件平台。需要基于MCU、GCU、FPGA和SOC等芯片不同特性和架构的新型计算平台,支撑高级人工智能所需要的大量并行计算,能够实现域控制器到车载计算机的演变。

 

研究与开发中国智能汽车安全实时车控操作系统,建议可从以下几方面进行技术攻关。

 

1强化汽车操作系统的实时性与可靠性

随着电动化和智能化汽车的逐渐普及,动力传动域、车身底盘域和驾驶安全域的域控制器要求操作系统可以提供面向控制的服务。因此,开发量产的高实时性、高可靠性的车辆操作系统将是必然发展趋势。

 

汽车作为出行工具,其可靠性要求从来都是在众多消费者心目中的第一位,操作系统的安全机制将是保障广大人民群众生命财产安全的第一道关口。目前车控操作系统的安全规范尚不完善,近几年来国外巨头的智能汽车产品造成了一些事故。而这些事故和其操作系统有密不可分的关系。互联网行业在给汽车产业带来新的产业模式和软件技术架构。但并没有开发一个满足汽车这样复杂机电一体化系统车规操作系统。这就需要两个行业的专业人士协同开发,我们必须有一个更加严格、更加规范的安全标准,打造一个实时安全的车规级操作系统内核和以软件定义汽车的操作系统架构。

 

2)建立多核计算资源的虚拟与管理技术

汽车正在承载越来越多的属性,从单纯的出行工具,到新一代的移动智能终端,这意味着汽车会被赋予越来越多的创新功能。同时,由于“软件定义汽车”带来的开发方式转变,这些功能的迭代将变得更快,功能更复杂。整车软件代码数量和数据传输量的急速增加,当前一个豪华汽车所有的代码行数加起来,很容易就超过几千万行。随着百万像素级摄像头和激光雷达传感器的应用,一辆智能网联汽车每天会产生数百T的数据。

 

而且,不断增长的控制器的计算力也要求使得目前的处理器已经从单核逐渐过渡到多核,未来的处理器还将具有越来越多的计算资源。如何采用一种高效和灵活的方式管理和利用众多的计算资源以及如何充分发挥多核体系结构的性能等问题,都可以借助操作系统及虚拟化技术找到优化方案。

 

3)加强操作系统的功能与信息安全机制

操作系统都需要提供安全策略对用户的操作进行访问控制,防止用户对资源的非法访问(篡改、破坏等,保证车辆运行的功能安全。为达到这个目标,建立一系列完善的功能与信息安全机制就成为重中之重,这其中包括运动安全、信息安全和决策安全三层安全机制。其中运动安全是保障车辆行驶运动的安全可靠;信息安全是对车辆感知设备和信息处理设备的安全保障;决策安全是对开放的第三方应用的行为进行安全监控与安全决策。

 

4)搭建操作系统的层次化、模块化、平台化软件架构

目前,软件在汽车的成本中占10%左右,而预计到2030年占比将高达30%。在汽车产业链上的所有企业均在尝试在新的价值链上获利。软件公司和其他数字服务企业正从目前的二、三级供应商逐步成为整车企业的一级供应商。未来智能车辆可以通过操作系统来实现这种新的产业链格局,对软件进行层次化、模块化管理。通过应用模块为车辆开发提供框架、开发工具以及应用接口,实现软硬件分离,有利于扩展新应用。平台化的开发也会有效的避免重复开发,减少代码数量,使得操作系统更加安全高效。

 

2、出台相关的政策支持

1)  成立中国汽车操作系统技术委员会,制定中国汽车操作系统的技术发展路线、体系架构、技术标准和技术协议等。

 

2)  设立重大技术专项基金,组织和协调产、学、研进行核心技术攻关。

 

3)  设立产业引导基金和产业发展基金,鼓励和协调中国汽车操作系统生态链的建设与发展。

 

4)  成立示范区,鼓励中国汽车操作系统的示范与应用,推动技术成果转化。

 

5)  建设中国操作系统数据平台与安全中心,加强车辆操作系统的安全防范和安全监控。

 

我国汽车产业蓬勃发展,制度优势明显,市场空间大,技术也在迎头赶上,但是芯片、操作系统仍是软肋。2月19日,中央深改委第十八次会议强调:加快攻克重要领域“卡脖子”技术,有效突破产业瓶颈。汽车操作系统正是我们需要突破的关键技术,所以提出推动中国智能汽车操作系统开发和应用的建议,并坚信通过我们的不懈努力,中国汽车产业定能在全球汽车产业技术百年未有之大变局中脱颖而出,立于潮头。