论文部分内容阅读
智能网联汽车超越了传统汽车产业的范畴，与人工智能、信息通信、大数据等新技术和新兴产业跨界相连，软件技术的快速迭代与进步促进了智能网联汽车的技术革新。智能网联汽车是我国汽车产业抢占先机、赶超发展的重要突破口，但是，我国智能网联汽车软件整体上发展滞后，加快实现智能网联汽车软件的自主安全可控至关重要。
“软件定义汽车”成为智能网联汽车发展趋势
软件将成为汽车产品竞争的焦点。随着智能网联汽车快速发展，软件正成为汽车智能化、网联化、信息化发展的基础和核心。上世纪80年代初，一辆轿车电子系统只有5万行代码，现在智能网联汽车的电子系统有6500万行，是前者的1300倍，StrategyAnalytics 预测，2020年汽车的程序代码将超2亿行。汽车产品竞争力评价标准将由技术与性能逐步向“软件定义汽车”转变。
国际巨头纷纷布局智能网联汽车软件。一方面，汽车零部件巨头积极布局车联网及自动驾驶系统。自 2014 年以来，德尔福开始对很多电子与安全业务范畴、涉及自动驾驶技术范畴的硬件及软件技术公司进行收购整合和战略投资 ，例如收购Ottomatika、MOVIMENTO、战略投资 Quanergy 等，为其系统整合做准备。另一方面，ICT 企业也在积极布局。市面上常见的车载软件操作系统平台有黑莓QNX 、微 软 WindowsEmbedded Automotive、诸多基于Linux的定制操作系统，以及基于Android开源项目（AOSP）的操作系统，车企通常会基于这些操作系统开发定制界面。
智能网联汽车软件发展及国产化动态
智能网联汽车软件可以分为车控软件、操作系统、自动驾驶软件，以及应用类软件四大类。
车控软件：车控软件（MCU Software）是通过ECU直接向执行机构（如电子阀门，继电器开关，执行马达等）发送指令以控制车辆关键部件（如转向机构，制动机构，动力电池等）的协同工作。全球主流的车控软件开发的标准协议是AUTOSAR，其具备可移植性和高复制性。国内软件平台厂商参照上述标准，依托国家“核高基”课题，研制国产汽车电子基础软件，并针对国产汽车应用特点，制定国产电子基础软件规范。
操作系统：操作系统（OS）是管理和控制智能网联汽车硬件与软件资源的底层系统软件，提供运行环境、运行机制、通信机制和安全机制等。 目前全球的智能网联汽车应用软件开发系统仍然以 QNX、 Windows Embedded Automotive 和Linux为主。其中黑莓QNX系统在车用市场占有率达75%，宝马ConnectedDrive、奥迪 MMI、奔驰COMMAND等均是基于QNX系统打造的。目前国内该类产品的代表有阿里巴巴推出的基于Linux的YunOS，搭载了自主设计、架构、研发的系统核心虚拟机，为开发者提供便利，是我国自主操作系统跻身车联网操作系统领域的重要契机。
自动驾驶软件：自动驾驶核心软件（AV kernel Software）是在OS上层进行自动驾驶相关的核心算法（如环境感知、决策判断和控制执行等）的开发软件，包括图像处理、机器学习、高级驾驶辅助系统（ADAS）模拟仿真等软件。自动驾驶软件作为自动驾驶的核心，在软件运行流程上，此部分需要车载硬件、传感器集成、感知预测，以及控制规划等多个模块的协同配合，融合传感器、图像处理、通信技术和人工智能技术做出分析决策。国内软件开发商尚未完全掌握应用于ADAS的软件平台解决方案，智能网联汽车各类控制器设计所需的设计工具、程序库被国外企业和科研机构主导。目前，国内具备基于主流平台进行软件二次开发和应用的能力，而独立开发、更新和维护的能力不足。
应用类软件：应用软件（AV Application Software）是和人类生活密切相关的开发软件，如人机交互界面（HMI）、云端软件等。苹果、安卓等国外ICT企业，车载HMI开发时间较早，经验丰富，抢得先机，而我国ICT企业利用自身优势，布局车联网生态圈，衍生云端应用软件。目前国内涌现出了科大讯飞、高德等实力较强的车载应用软件供应商；拥有普华、博思、中科博泰等车载终端系统供应商，相关产品在一些车型中已得到量产应用。
几点建议
制定智能網联汽车软件国产化路线图。我国汽车软件产业整体上发展滞后，黑莓、德尔福、博世等国外企业表现出强大的控制力，掌握了大多数的关键技术，设置了较高的进入壁垒。建议明确我国智能网联汽车软件发展时间表和路线图，制定推进政策及政府采购政策，加快汽车软件国产化。鼓励我国软件和互联网企业发挥核心技术研发能力强、产品迭代速度快，熟悉汽车企业软件需求和特点的优势，共同探索互联网开放模式下的智能网联汽车软件技术、产品及服务创新。
加快制定我国的 C-AUTOSAR 标准。我国在智能辅助驾驶系统，雷达、摄像头等传感系统方面，车载终端操作系统，车联网通信协议等关键共性技术还没有形成统一标准，应用软件的接口协议不规范，制约了我国智能网联汽车软件的发展。建议建立我国智能网联汽车 C-AUTOSAR（China-AUTOSAR）标准，按照功能划分包括应用编程接口标准、通用标准和服务标准。应用编程接口标准的制定应参考并兼容Adaptive AUTOSAR的API标准，与国际保持一致。制定我国操作系统架构、协议、测试、安全等通用标准，同时建立自动驾驶核心算法开发规范及标准。制定车端计算平台软件故障诊断、安全管理等服务标准。总体上实现中国标准、自主可控、开放兼容。
构建智能网联汽车测试与认证平台。智能网联汽车软件开发与传统车辆的开发流程和测试流程不相适应，并且智能网联汽车的测试标准尚不完善，数据安全等级界定、流通开放共享、运行安全监管的体制机制尚未建立。建议建立智能网联汽车模拟仿真测试平台，研究制定车载计算平台测试方法及规范，开发相关测试工具及测试软件，通过正向及逆向测试，进行软件开发与代码优化，不断完善自动驾驶算法，促进智能网联汽车软件研发和产业化进程。
“软件定义汽车”成为智能网联汽车发展趋势
软件将成为汽车产品竞争的焦点。随着智能网联汽车快速发展，软件正成为汽车智能化、网联化、信息化发展的基础和核心。上世纪80年代初，一辆轿车电子系统只有5万行代码，现在智能网联汽车的电子系统有6500万行，是前者的1300倍，StrategyAnalytics 预测，2020年汽车的程序代码将超2亿行。汽车产品竞争力评价标准将由技术与性能逐步向“软件定义汽车”转变。
国际巨头纷纷布局智能网联汽车软件。一方面，汽车零部件巨头积极布局车联网及自动驾驶系统。自 2014 年以来，德尔福开始对很多电子与安全业务范畴、涉及自动驾驶技术范畴的硬件及软件技术公司进行收购整合和战略投资 ，例如收购Ottomatika、MOVIMENTO、战略投资 Quanergy 等，为其系统整合做准备。另一方面，ICT 企业也在积极布局。市面上常见的车载软件操作系统平台有黑莓QNX 、微 软 WindowsEmbedded Automotive、诸多基于Linux的定制操作系统，以及基于Android开源项目（AOSP）的操作系统，车企通常会基于这些操作系统开发定制界面。
智能网联汽车软件发展及国产化动态
智能网联汽车软件可以分为车控软件、操作系统、自动驾驶软件，以及应用类软件四大类。
车控软件：车控软件（MCU Software）是通过ECU直接向执行机构（如电子阀门，继电器开关，执行马达等）发送指令以控制车辆关键部件（如转向机构，制动机构，动力电池等）的协同工作。全球主流的车控软件开发的标准协议是AUTOSAR，其具备可移植性和高复制性。国内软件平台厂商参照上述标准，依托国家“核高基”课题，研制国产汽车电子基础软件，并针对国产汽车应用特点，制定国产电子基础软件规范。
操作系统：操作系统（OS）是管理和控制智能网联汽车硬件与软件资源的底层系统软件，提供运行环境、运行机制、通信机制和安全机制等。 目前全球的智能网联汽车应用软件开发系统仍然以 QNX、 Windows Embedded Automotive 和Linux为主。其中黑莓QNX系统在车用市场占有率达75%，宝马ConnectedDrive、奥迪 MMI、奔驰COMMAND等均是基于QNX系统打造的。目前国内该类产品的代表有阿里巴巴推出的基于Linux的YunOS，搭载了自主设计、架构、研发的系统核心虚拟机，为开发者提供便利，是我国自主操作系统跻身车联网操作系统领域的重要契机。
自动驾驶软件：自动驾驶核心软件（AV kernel Software）是在OS上层进行自动驾驶相关的核心算法（如环境感知、决策判断和控制执行等）的开发软件，包括图像处理、机器学习、高级驾驶辅助系统（ADAS）模拟仿真等软件。自动驾驶软件作为自动驾驶的核心，在软件运行流程上，此部分需要车载硬件、传感器集成、感知预测，以及控制规划等多个模块的协同配合，融合传感器、图像处理、通信技术和人工智能技术做出分析决策。国内软件开发商尚未完全掌握应用于ADAS的软件平台解决方案，智能网联汽车各类控制器设计所需的设计工具、程序库被国外企业和科研机构主导。目前，国内具备基于主流平台进行软件二次开发和应用的能力，而独立开发、更新和维护的能力不足。
应用类软件：应用软件（AV Application Software）是和人类生活密切相关的开发软件，如人机交互界面（HMI）、云端软件等。苹果、安卓等国外ICT企业，车载HMI开发时间较早，经验丰富，抢得先机，而我国ICT企业利用自身优势，布局车联网生态圈，衍生云端应用软件。目前国内涌现出了科大讯飞、高德等实力较强的车载应用软件供应商；拥有普华、博思、中科博泰等车载终端系统供应商，相关产品在一些车型中已得到量产应用。
几点建议
制定智能網联汽车软件国产化路线图。我国汽车软件产业整体上发展滞后，黑莓、德尔福、博世等国外企业表现出强大的控制力，掌握了大多数的关键技术，设置了较高的进入壁垒。建议明确我国智能网联汽车软件发展时间表和路线图，制定推进政策及政府采购政策，加快汽车软件国产化。鼓励我国软件和互联网企业发挥核心技术研发能力强、产品迭代速度快，熟悉汽车企业软件需求和特点的优势，共同探索互联网开放模式下的智能网联汽车软件技术、产品及服务创新。
加快制定我国的 C-AUTOSAR 标准。我国在智能辅助驾驶系统，雷达、摄像头等传感系统方面，车载终端操作系统，车联网通信协议等关键共性技术还没有形成统一标准，应用软件的接口协议不规范，制约了我国智能网联汽车软件的发展。建议建立我国智能网联汽车 C-AUTOSAR（China-AUTOSAR）标准，按照功能划分包括应用编程接口标准、通用标准和服务标准。应用编程接口标准的制定应参考并兼容Adaptive AUTOSAR的API标准，与国际保持一致。制定我国操作系统架构、协议、测试、安全等通用标准，同时建立自动驾驶核心算法开发规范及标准。制定车端计算平台软件故障诊断、安全管理等服务标准。总体上实现中国标准、自主可控、开放兼容。
构建智能网联汽车测试与认证平台。智能网联汽车软件开发与传统车辆的开发流程和测试流程不相适应，并且智能网联汽车的测试标准尚不完善，数据安全等级界定、流通开放共享、运行安全监管的体制机制尚未建立。建议建立智能网联汽车模拟仿真测试平台，研究制定车载计算平台测试方法及规范，开发相关测试工具及测试软件，通过正向及逆向测试，进行软件开发与代码优化，不断完善自动驾驶算法，促进智能网联汽车软件研发和产业化进程。