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智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)1.0
2019-11-05 00:11:06· 來(lái)源：佐思汽車研究
國(guó)汽智聯(lián) 昨天當(dāng)前，新一代人工智能、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)帶來(lái)革命性變化，智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能交通系統(tǒng)改變了交通系統(tǒng)的構(gòu)成。傳統(tǒng)智能交通系統(tǒng)方面開(kāi)展了大量創(chuàng)
當(dāng)前，新一代人工智能、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)帶來(lái)革命性變化，智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能交通系統(tǒng)改變了交通系統(tǒng)的構(gòu)成。傳統(tǒng)智能交通系統(tǒng)方面開(kāi)展了大量創(chuàng)新與實(shí)踐，但難以滿足新的車輛交通特點(diǎn)和出行需求。V2X信息交互提升了安全和效率，但能否滿足汽車運(yùn)動(dòng)控制對(duì)安全性、實(shí)時(shí)性、可靠性和精確性的嚴(yán)格要求，需要進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)估。汽車、通信、交通、信息等行業(yè)的協(xié)同研發(fā)、部署和運(yùn)營(yíng)，也亟需建立行業(yè)認(rèn)同的體系架構(gòu)。國(guó)際上美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)家和地區(qū)也開(kāi)展協(xié)作式智能交通的參考架構(gòu)研究和部署（部分資料鏈接見(jiàn)文章末尾）。
因此，國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心聯(lián)合清華大學(xué)、中國(guó)信通院、賽迪研究院、交通部公路院、公安部交科所、中國(guó)一汽、北汽研究總院、聯(lián)通智網(wǎng)、華為、大唐電信、四維圖新、北斗星通、啟迪云控等單位共同研究，2019年10月22日正式發(fā)布了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)1.0》（簡(jiǎn)稱“參考架構(gòu)”）。
參考架構(gòu)是一套支持車路云協(xié)同控制、面向業(yè)務(wù)可靈活定制、技術(shù)中立可持續(xù)演進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和參考框架，從產(chǎn)業(yè)、功能、物理和通信四個(gè)視圖描述架構(gòu)，形成基于參考架構(gòu)的模型/模型庫(kù)、設(shè)計(jì)工具。能夠支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車中國(guó)方案的構(gòu)建，為復(fù)雜系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、重構(gòu)設(shè)計(jì)和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系完善提供基礎(chǔ)支撐，推動(dòng)汽車、交通和信息技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)框圖及視圖呈現(xiàn)
其中，產(chǎn)業(yè)視圖：從智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的視角看待智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)的架構(gòu)問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)視圖包括利益相關(guān)方、業(yè)務(wù)需求、服務(wù)/服務(wù)集、產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)等相關(guān)內(nèi)容。
功能視圖：采用結(jié)構(gòu)分析法建模，定義智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)的抽象功能域、功能元素和邏輯交互關(guān)系，包括7大功能域、600余項(xiàng)功能和過(guò)程，描述功能虛擬化參考架構(gòu)和數(shù)據(jù)流模型，梳理1700余條信息流和7000余項(xiàng)數(shù)據(jù)類型，其中車路交互數(shù)據(jù)類型1500余項(xiàng)。
功能邏輯關(guān)系
智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)功能虛擬化模型
物理視圖：將功能元素映射到系統(tǒng)物理對(duì)象并構(gòu)建系統(tǒng)部署架構(gòu)，定義人員攜帶設(shè)備、車輛設(shè)備組件、道路設(shè)施設(shè)備、邊緣節(jié)點(diǎn)、中心節(jié)點(diǎn)等5類40種物理對(duì)象，設(shè)計(jì)接口方案、包括22類物理對(duì)象間接口、6類車輛內(nèi)部接口，構(gòu)建物理對(duì)象的部署架構(gòu)，提出系統(tǒng)總體要求及共性基礎(chǔ)能力。
物理視圖部署架構(gòu)
通信視圖：基于通信技術(shù)和計(jì)算技術(shù)構(gòu)建適用于智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用場(chǎng)景的車聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，提出人-車-路-云全域互聯(lián)、協(xié)同控制的參考架構(gòu)和設(shè)計(jì)思路，梳理LTE-V2X通信架構(gòu)、提出部署和維護(hù)方式以及LTE-V2X與5GNR-V2X共存的通信架構(gòu)，呈現(xiàn)邊緣計(jì)算架構(gòu)及場(chǎng)景，構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)互操作參考模型、系統(tǒng)架構(gòu)及業(yè)務(wù)流程。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車互操作系統(tǒng)參考架構(gòu)
參考架構(gòu)遵循ISO42010“系統(tǒng)和軟件工程-架構(gòu)描述”標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行描述、采用基于模型的系統(tǒng)工程方法（Model-based Systems Engineering，MBSE）進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠向產(chǎn)業(yè)參與者和利益相關(guān)方呈現(xiàn)科學(xué)、完備的智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)，確保各方對(duì)系統(tǒng)參考架構(gòu)形成一致理解；支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)者根據(jù)功能需求和技術(shù)要求進(jìn)行模型選擇和導(dǎo)入、自動(dòng)生成系統(tǒng)總體架構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品導(dǎo)入模型庫(kù)，有效提高系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量和系統(tǒng)可靠性，支持系統(tǒng)快速迭代和持續(xù)演進(jìn)。
應(yīng)用基礎(chǔ)模型庫(kù)的系統(tǒng)敏捷開(kāi)發(fā)示例
參考架構(gòu)將為國(guó)家和地方智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能交通系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)提供參考性框架，支撐相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新；通過(guò)梳理產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵利益相關(guān)方，定義系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中角色和依賴關(guān)系，推進(jìn)達(dá)成行業(yè)共識(shí)，促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展；通過(guò)構(gòu)建支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能交通項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的工具集和模型庫(kù)，為系統(tǒng)集成和部署提供技術(shù)框架和指南；通過(guò)系統(tǒng)化建模、仿真測(cè)試和項(xiàng)目示范，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車與智能交通融合發(fā)展提供具有示范作用的成熟解決方案。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)將持續(xù)更新優(yōu)化，協(xié)同各行業(yè)進(jìn)一步完善模型庫(kù)和設(shè)計(jì)工具,共同推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)駕駛基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，建立中國(guó)特色的智能網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)體系。
資料鏈接：
【1】 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)信息物理系統(tǒng)框架:
https://pages.nist.gov/cpspwg/
【2】工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)(IIRA)：
https://www.iiconsortium.org/IIRA.htm
【3】ISO/IEC30141:2018 物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)：
https://www.iso.org/standard/65695.html
【4】 智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)1.0:
http://www.china-icv.cn/newsDetail?id=79
【5】 美國(guó)交通部協(xié)作式智能交通參考架構(gòu)(ARC-IT): https://local.iteris.com/arc-it/index.html
【6】 歐洲C-ITS移動(dòng)性創(chuàng)新和部署計(jì)劃(C-Mobile):
https://c-mobile-project.eu/
【7】 OpenFog霧計(jì)算參考架構(gòu)：
https://standards.ieee.org/standard/1934-2018.html
【8】 ETSI邊緣計(jì)算規(guī)范：
https://www.etsi.org/committee/1425-mec
【9】 歐洲CAR 2 CAR 通信協(xié)會(huì)：
https://www.car-2-car.org/
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