《智能网联汽车信息物理系统参考架构2.0》在京发布

第八届国际智能网联汽车技术年会于2021 5月25日在北京宜昌国际会展中心隆重开幕。清华大学教授、国家智能网联汽车创新中心首席科学家、中国智能网联产业创新联盟专家委员会主任李克强在开幕式上正式发布了《智能网联车辆信息物理系统参考架构2.0》。

“智能网联汽车信息物理系统参考架构1.0”自2019年发布以来，初步构建了支持车路云协同控制、面向业务且可灵活定制、技术中立且可持续演进的设计方法和参考框架。从工业、功能、物理和通信四个角度描述了体系结构，并初步形成了基于参考体系结构模型、模型库和设计工具的研究方法和关键技术总结。在此基础上，为了解决智能网联汽车领域复杂大规模系统研究理论和方法的不足，以及智能网联车跨领域开发中新的关键技术和难点的出现，参考架构2.0继承了1.0阶段的成果和研究思路，在2.0阶段，充分参考了国际标准和国内外军工复杂大型系统研究的理论与方法，以及CPS和ICV应用研究的理论和方法，在工具等方面取得了突破，全面展示了智能网联汽车信息物理系统作为一个复杂的大型系统，从系统到系统、从框架到体系结构，在不同层次、不同角度、不同范围内的严谨性和完整性。为今后进一步的工业应用和实施奠定了坚实的理论基础。

发布会上，李克强教授介绍并解读了“背景与意义”、“工作方法与进展”、“阶段性成果”、“实施路径与建议”四个部分。以下将介绍参考体系结构2.0的核心内容。核心内容一：智能网联汽车CPS核心概念定义CPS是一个支持信息化和工业化深度融合的综合技术体系，是数据价值提升和业务流程再造的规则体系，是一种层次化、系统化的系统形式。信息”体现了控制、通信、协作、云化、计算和推理，可以被描述为一个信息空间。“物理学”可以被描述为物理空间，进一步指的是物理实体，指的是人、机器、物体等在物理世界中真实可见的形式。只有当信息空间和物理空间相互补充时，它们的组合效应才能支持CPS的完整实施。从智能网联汽车的整个生命周期和主要利益相关者的角度来看，智能网联汽车CPS根据不同阶段可分为四种：智能网联车D CPS：智能网联网汽车研究与设计信息物理系统智能网联车辆M CPS：智能联网汽车生产制造信息物理系统信息物理系统

智能网联汽车CPS 2四大分类的核心内容：复杂大系统开发的支撑方法和工具链智能网联车CPS是一个典型的复杂大系统，涉及智能网联车辆、智能交通系统和云控制系统。它实际上是通过从汽车、交通和云控制三个不同的角度观察智能网联汽车CPS而获得的。它们与智能网联车辆中涉及的复杂大型系统是“三位一体”的关系。

智能网联汽车所涉及的复杂大型系统智能网联车CPS作为一个复杂的大型系统，在技术和产业上都比传统燃油车呈现出更多的新特点。其发展所需的方法和过程也不可避免地对传统的设计提出了挑战……

修剪方法。参考国际主流标准和复杂的大规模系统开发范式，建议将系统工程和系统工程引入智能网联汽车CPS的开发过程。智能网联汽车7S架构框架最早是在智能网联车领域提出的，并基于这一规则对系统级需求进行了捕获、排序和分析。然后，使用基于模型的系统工程将系统级需求传输到系统级开发过程。通过需求工程、系统建模与分析、系统仿真与验证、功能与预期功能安全分析等过程，最终将所有模型驱动的数据和模型传输环节通过数字主线连接起来，实现数据源的统一和协同开发。Reference Architecture 2.0全面展示了打造智能网联汽车CPS中国解决方案的愿景，提供了适合国情的系统建设方法论，并希望推动行业的创新发展。同时，依托方法论创新智能网联汽车CPS创新研发范式，构想了基础理论、方法论、整体设计平台和具体工具的全链条生态系统的建设方向，以助力产业创新升级，提升国际竞争力。

基于参考架构的开发环境平台核心内容3：智能网联汽车CPS参考架构提出了智能网联车研发设计CPS、智能网联车辆CPS和智能网联运营管理CPS的参考架构，并从功能架构、逻辑架构、，以及用于每种类型的ICV CPS的分层体系结构。基于参考体系结构，ICV CPS的设计和实现顺序如下：7S体系结构框架作为ICV CPS设计系统层的输入基础；MBSE设计方法作为具体的设计步骤；

数字主线技术连接了四大智能网联汽车消费品安全系统。

基于7S的ICV CPS架构框架的核心内容是4：ICV CPS的关键技术和初步应用案例。提出了实现智能网联汽车CPS所需的关键技术体系架构的总体概念，总结了不同类型智能网联车CPS的总体技术、支撑技术和核心技术。最后，以典型AVP场景下智能网联汽车运营管理CPS的设计为例，初步论证了支持智能网联车CPS设计与实现的方法论和应用范式。

智能网联汽车CPS技术系统是一个综合概念，集成了智能网联车辆、智能交通和信息物理系统。通过集成汽车、交通、通信、信息等行业的产品和系统，可以设计、开发、模拟、验证、部署和运行智能网联汽车信息物理系统，实现异构信息系统和物理系统之间安全可靠的协作和互操作，支持智能网联汽车可靠、高效、实时的感知和决策控制，提高驾驶舒适性和便利性，提高交通安全性和效率。当前，智能网联汽车的发展正处于一个关键和充满挑战的时期。为全面推进我国智能网联汽车信息物理系统建设，需要依托全链条、全维度、全范围的参考架构，以基础理论体系为基础，突破关键技术体系，加快智能网联车CPS的实施和示范应用。下一步，研究团队将把握产业技术发展脉搏，不断更新完善“智能网联汽车信息物理系统参考架构”，支持中国智能网联车辆产业的发展实践。同时，我们呼吁业界参考关键共性技术体系架构，集中力量突破相关关键共性技术，为我国智能网联汽车信息物理系统早日落地应用贡献智慧，服务行业和社会。

图：智能网联汽车CPS实施路径展望

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