開發(fā)中國智能汽車安全實時車控操作系統(tǒng)的戰(zhàn)略意義

當前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展，汽車與能源、交通、信息通信等領域的技術加速融合，電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化成為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是全球汽車行業(yè)的增長熱點和競爭焦點。2020年2月，國家發(fā)改委等十一部委聯(lián)合發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，發(fā)展智能汽車確立為汽車強國戰(zhàn)略，規(guī)劃在2025年實現(xiàn)有條件自動駕駛。2020年10月20日，國務院公布新能源汽車2021-2023發(fā)展規(guī)劃：堅持電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化發(fā)展方向，以融合創(chuàng)新為重點，突破關鍵核心技術，加快建設汽車強國，規(guī)劃中明確提出加快車用操作系統(tǒng)開發(fā)與應用。

目前，我國汽車產(chǎn)業(yè)在開發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)化的過程中，面臨芯片、操作系統(tǒng)、安全三大挑戰(zhàn)，尤其是智能汽車的操作系統(tǒng)需要實時性、高可靠性和高安全性，是我們必須攻克的關鍵技術。

一、開發(fā)中國智能汽車安全實時車控操作系統(tǒng)的戰(zhàn)略意義

智能網(wǎng)聯(lián)汽車深刻地改變汽車的開發(fā)模式與產(chǎn)業(yè)鏈結構，甚至改變普通人的生活方式和社會的經(jīng)濟結構。在“軟件定義汽車”的時代，車控操作系統(tǒng)開發(fā)與應用是建設汽車強國的必要之舉。如果沒有操作系統(tǒng)，就沒有現(xiàn)在的智能手機與強大生態(tài)圈；如果沒有操作系統(tǒng)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展將遭遇瓶頸，甚至影響美好發(fā)展愿景的實現(xiàn)。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要一個安全可靠、實時運行、并行計算和分布管理的車規(guī)級操作系統(tǒng)，能夠支持人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、高算力等新一代信息技術應用。汽車操作系統(tǒng)平臺是重構智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)鏈和技術鏈的基礎，是我們必須掌握的關鍵技術。

國外行業(yè)巨頭例如特斯拉已經(jīng)開始著手研究與開發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)，構建了以操作系統(tǒng)為架構新的開發(fā)體系，初步形成了引領智能網(wǎng)聯(lián)汽車領域的創(chuàng)新發(fā)展趨勢。目前國內(nèi)企業(yè)也開始針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)開展了研究與開發(fā)，例如哪吒汽車初步建立了以操作系統(tǒng)為核心的軟件系統(tǒng)架構和標準化的接口，預計2021年可完成測試與試用版。但是，從中國汽車產(chǎn)業(yè)整體來看，汽車操作系統(tǒng)未得到足夠重視，也尚未形成發(fā)展合力。

另一方面，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車大規(guī)模發(fā)展與應用，也將涉及到產(chǎn)業(yè)鏈安全與社會安全等方面。產(chǎn)業(yè)鏈安全方面。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車全產(chǎn)業(yè)鏈上有不少關鍵技術，比如軟件操作系統(tǒng)，智能軟件，車用高性能芯片和車用傳感器大量依賴國外公司和技術。在國際局勢不穩(wěn)定的情況下，很大程度會影響到我國汽車產(chǎn)業(yè)的供應鏈安全。例如2019年在智能手機行業(yè)的操作系統(tǒng)和芯片等事件，只有自主解決“卡脖子”技術，突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，才不會受制于人。社會安全方面。如果沒有一個安全可靠、實時運行的車規(guī)級的汽車操作系統(tǒng)，就很容易出現(xiàn)信息泄露與篡改，使系統(tǒng)做出錯誤判斷，可能會引發(fā)車輛安全事故。同時智能汽車在使用過程中產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)如果沒有進行有效的管理，這將對我國的社會安全和信息安全造成很大的隱患。

智能化、網(wǎng)聯(lián)化是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，汽車操作系統(tǒng)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的根基，因此，研究與開發(fā)中國智能汽車安全實時車控操作系統(tǒng)，具有較高的戰(zhàn)略意義。

二、推進智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)的建議與措施

1、集中力量進行技術攻關

智能網(wǎng)聯(lián)汽車實時、安全的汽車操作系統(tǒng)平臺主要包括汽車操作系統(tǒng)和智能計算平臺兩部分。智能車輛的現(xiàn)有車載操作系統(tǒng)，如安卓車載嵌入式系統(tǒng)等，因受實時性和可靠性的制約，只能使用于娛樂和座艙系統(tǒng)。目前的車控操作系統(tǒng)比如QNX和AUTOSAR只能滿足L2級自動駕駛的要求。更高級別的自動駕駛需要更高性能的車控操作系統(tǒng)?，F(xiàn)有智能駕艙和智能駕駛采用的是車載與車控兩套不同的操作系統(tǒng)，不能很好的進行系統(tǒng)融合和資源共享。

同時，隨著汽車智能化的發(fā)展，單一芯片和簡單運算的硬件平臺已經(jīng)不滿足基于多個百萬像素的攝像頭，多個毫米波雷達，多個激光雷達和基于V2X的海量數(shù)據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的要求。智能計算平臺需要演變成分布式的硬件平臺。需要基于MCU、GCU、FPGA和SOC等芯片不同特性和架構的新型計算平臺，支撐高級人工智能所需要的大量并行計算，能夠?qū)崿F(xiàn)域控制器到車載計算機的演變。

研究與開發(fā)中國智能汽車安全實時車控操作系統(tǒng)，建議可從以下幾方面進行技術攻關。

1）強化汽車操作系統(tǒng)的實時性與可靠性

隨著電動化和智能化汽車的逐漸普及，動力傳動域、車身底盤域和駕駛安全域的域控制器要求操作系統(tǒng)可以提供面向控制的服務。因此，開發(fā)量產(chǎn)的高實時性、高可靠性的車輛操作系統(tǒng)將是必然發(fā)展趨勢。

汽車作為出行工具，其可靠性要求從來都是在眾多消費者心目中的第一位，操作系統(tǒng)的安全機制將是保障廣大人民群眾生命財產(chǎn)安全的第一道關口。目前車控操作系統(tǒng)的安全規(guī)范尚不完善，近幾年來國外巨頭的智能汽車產(chǎn)品造成了一些事故。而這些事故和其操作系統(tǒng)有密不可分的關系?；ヂ?lián)網(wǎng)行業(yè)在給汽車產(chǎn)業(yè)帶來新的產(chǎn)業(yè)模式和軟件技術架構。但并沒有開發(fā)一個滿足汽車這樣復雜機電一體化系統(tǒng)車規(guī)操作系統(tǒng)。這就需要兩個行業(yè)的專業(yè)人士協(xié)同開發(fā)，我們必須有一個更加嚴格、更加規(guī)范的安全標準，打造一個實時安全的車規(guī)級操作系統(tǒng)內(nèi)核和以軟件定義汽車的操作系統(tǒng)架構。

2）建立多核計算資源的虛擬與管理技術

汽車正在承載越來越多的屬性，從單純的出行工具，到新一代的移動智能終端，這意味著汽車會被賦予越來越多的創(chuàng)新功能。同時，由于“軟件定義汽車”帶來的開發(fā)方式轉變，這些功能的迭代將變得更快，功能更復雜。整車軟件代碼數(shù)量和數(shù)據(jù)傳輸量的急速增加，當前一個豪華汽車所有的代碼行數(shù)加起來，很容易就超過幾千萬行。隨著百萬像素級攝像頭和激光雷達傳感器的應用，一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車每天會產(chǎn)生數(shù)百T的數(shù)據(jù)。

而且，不斷增長的控制器的計算力也要求使得目前的處理器已經(jīng)從單核逐漸過渡到多核，未來的處理器還將具有越來越多的計算資源。如何采用一種高效和靈活的方式管理和利用眾多的計算資源以及如何充分發(fā)揮多核體系結構的性能等問題，都可以借助操作系統(tǒng)及虛擬化技術找到優(yōu)化方案。

3）加強操作系統(tǒng)的功能與信息安全機制

操作系統(tǒng)都需要提供安全策略對用戶的操作進行訪問控制，防止用戶對資源的非法訪問（篡改、破壞等，保證車輛運行的功能安全。為達到這個目標，建立一系列完善的功能與信息安全機制就成為重中之重，這其中包括運動安全、信息安全和決策安全三層安全機制。其中運動安全是保障車輛行駛運動的安全可靠；信息安全是對車輛感知設備和信息處理設備的安全保障；決策安全是對開放的第三方應用的行為進行安全監(jiān)控與安全決策。

4）搭建操作系統(tǒng)的層次化、模塊化、平臺化軟件架構

目前，軟件在汽車的成本中占10%左右，而預計到2030年占比將高達30%。在汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的所有企業(yè)均在嘗試在新的價值鏈上獲利。軟件公司和其他數(shù)字服務企業(yè)正從目前的二、三級供應商逐步成為整車企業(yè)的一級供應商。未來智能車輛可以通過操作系統(tǒng)來實現(xiàn)這種新的產(chǎn)業(yè)鏈格局，對軟件進行層次化、模塊化管理。通過應用模塊為車輛開發(fā)提供框架、開發(fā)工具以及應用接口，實現(xiàn)軟硬件分離，有利于擴展新應用。平臺化的開發(fā)也會有效的避免重復開發(fā)，減少代碼數(shù)量，使得操作系統(tǒng)更加安全高效。

2、出臺相關的政策支持

1）成立中國汽車操作系統(tǒng)技術委員會，制定中國汽車操作系統(tǒng)的技術發(fā)展路線、體系架構、技術標準和技術協(xié)議等。

2）設立重大技術專項基金，組織和協(xié)調(diào)產(chǎn)、學、研進行核心技術攻關。

3）設立產(chǎn)業(yè)引導基金和產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，鼓勵和協(xié)調(diào)中國汽車操作系統(tǒng)生態(tài)鏈的建設與發(fā)展。

4）成立示范區(qū)，鼓勵中國汽車操作系統(tǒng)的示范與應用，推動技術成果轉化。

5）建設中國操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺與安全中心，加強車輛操作系統(tǒng)的安全防范和安全監(jiān)控。

我國汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，制度優(yōu)勢明顯，市場空間大，技術也在迎頭趕上，但是芯片、操作系統(tǒng)仍是軟肋。2月19日，中央深改委第十八次會議強調(diào)：加快攻克重要領域“卡脖子”技術，有效突破產(chǎn)業(yè)瓶頸。汽車操作系統(tǒng)正是我們需要突破的關鍵技術，所以提出推動中國智能汽車操作系統(tǒng)開發(fā)和應用的建議，并堅信通過我們的不懈努力，中國汽車產(chǎn)業(yè)定能在全球汽車產(chǎn)業(yè)技術百年未有之大變局中脫穎而出，立于潮頭。

原文標題：方運舟兩會提案：集中力量攻克智能汽車安全實時車控操作系統(tǒng)

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責任編輯：haq