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主创新环境,提升整体技术水平和国际竞争力,构建安全、高效、
健康、智慧运行的未来汽车社会。
二、构建方法
智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器
等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与X (人、车、路、
云端等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、
协同控制等功能,可实现 “安全、高效、舒适、节能”行驶,并
最终可实现替代人来操作的新一代汽车。
构建科学、合理的智能网联汽车标准体系,应充分考虑不同
层面的基本情况并理清构建思路:面向未来技术,避免对技术创
新和产业发展形成的制约;以智能化为主,同时考虑智能化和网
联化两条路径;立足基本国情,适应我国道路交通特点与产业需
求;科学进行分类,合理确定层级、定位和适用范围;确定工作
进度,加快急需标准项目的制修订;强化体系协调,实现与其它
相关行业标准的兼容;坚持开放态度,积极参与国际标准法规的
制定与协调。在充分考虑以上构建思路的基础上,着重从技术逻
辑结构和产品物理结构两个层面进行系统分析,剖析智能网联汽
车技术和产品基本特性,构建整个标准体系。
(一)技术逻辑结构
智能网联汽车技术逻辑的两条主线是 “信息”和 “控制”,
其发展的核心是由系统进行信息感知、决策预警和智能控制,逐
渐替代驾驶员,并最终完全自主执行全部驾驶任务 (如图1所
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示)。智能网联汽车通过智能化与网联化两条技术路径协同实现
“信息”和“控制”功能,可据此进行功能等级划分(见附件2)。
图1 智能网联汽车技术逻辑结构
在信息方面,根据信息对驾驶行为的影响和相互关系分为
“驾驶相关类信息”和 “非驾驶相关类信息”;其中,“驾驶相关
类信息”包括传感探测类和决策预警类,“非驾驶相关类信息”
主要包括车载娱乐服务和车载互联网信息服务。传感探测类又可
根据信息获取方式进一步细分为依靠车辆自身传感器直接探测
所获取的信息(自身探测)和车辆通过车载通信装置从外部其它
节点所接受的信息 (信息交互)。“智能化+网联化”相融合可以
使车辆在自身传感器直接探测的基础上,通过与外部节点的信息
交互,实现更加全面的环境感知,从而更好地支持车辆决策和控
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制。
在控制方面,根据车辆和驾驶员在车辆控制方面的作用和职
责,区分为 “辅助控制类”和 “自动控制类”,分别对应不同等
级的智能控制。其中,辅助控制类主要指车辆利用各类电子技术
辅助驾驶员进行车辆控制,如横向 (方向)控制和纵向 (速度)
控制及其组合,可分为驾驶辅助 (DA)和部分自动驾驶 (PA);
自动控制类则根据车辆自主控制以及替代人进行驾驶的场景和
条件进一步细分为有条件自动驾驶 (CA)、高度自动驾驶 (HA)
和完全自动驾驶 (FA)。
(二)产品物理结构
智能网联汽车的产品物理结构是把技术逻辑结构所涉及的
各种 “信息”与 “控制”功能落实到物理载体上。车辆控制系统、
车载终端、交通设施、外接设备等按照不同的用途,通过不同的
网络通道、软件或平台对采集或接收到的信息进行传输、处理和
执行,从而实现了不同的功能或应用 (如图2所示)。
功能与应用层根据产品形态、功能类型和应用场景,分为车
载信息类、智能驾驶辅助类、自动驾驶类以及协同控制类等,涵
盖与智能网联汽车相关各类产品所应具备的基本功能。
软件和平台层主要涵盖大数据平台、云计算平台和操作系统
等基础平台产品,以及资讯、娱乐、导航和诊断等应用软件产品,
共同为智能网联汽车相关功能的实现提供平台级、系统级和应用
级的服务。
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网络和传输层根据通信的不同应用范围,分为车内总线通
信、车内局域通信、短程通信和广域通信,是信息传递的 “管
道”。
设备终端层按照不同的功能或用途,分为车辆控制系统、车
载终端、交通设施终端、外接设备等,各类设备和终端是车辆与
外界进行信息交互的载体,同时也作为人机交互界面,成为连接
“人”和 “系统”的载体。
基础和通用层涵盖电气/电子环境以及行为协调规则。安装
在智能网联汽车上的设备、终端或系统需要利用汽车电源,在满
足汽车特有的电气、电磁环境要求下实现其功能;设备、终端或
系统间的信息交互和行为协调也应在统一的规则下进行。
此外,产品物理结构中还包括功能安全和信息安全两个重要
组成部分,两者作为智能网联汽车各类产品和应用需要普遍满足
的基本条件,贯穿于整个产品物理结构之中,是智能网联汽车各
类产品和应用实现安全、稳定、有序运行的可靠保障。
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图2智能网联汽车产品物理结构
三、标准体系
(一)体系框架
按照智能网联汽车的技术逻辑结构、产品物理结构的构建方
法,综合不同的功能要求、产品和技术类型、各子系统间的信息
流,将智能网联汽车标准体系框架定义为 “基础”、“通用规范”、
“产品与技术应用”、“相关标准”四个部分,同时根据各具体标
准在内容范围、技术等级上的共性和区别,对四部分做进一步细
分,形成内容完整、结构合理、界限清晰的14个子类 (如图3
所示,括号数字内为体系编号)。
图3 智能网联汽车标准体系框架
(二)体系内容
智能网联汽车标准体系表见附件1,涵盖如下部分与类型。
1. 基础 (100)
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基础类标准主要包括智能网联汽车术语和定义、分类和编
码、标识和符号等三类基础标准。
术语和定义标准用于统一智能网联汽车相关的基本概念,为
各相关行业协调兼容奠定基础,同时为其它各部分标准的制定提
供支撑。
分类和编码标准用于帮助各方统一认识和理解智能网联标
准化的对象、边界以及各部分的层级关系和内在联系。
标识和符号标准用于对智能网联汽车中各类产品、技术和功
能对象进行标识与解析,为人机界面的统一和简化奠定基础。
2. 通用规范 (200)
通用规范类标准从整车层面提出全局性的要求和规范,主要
包括功能评价、人机界面、功能安全和信息安全等方面。
功能评价标准主要从整车及系统层面提出智能化、网联化功
能评价规范以及相应的测试评价应用场景,在一定程度上反映了
对产品和技术应用前景的判断。
人机界面标准主要考虑智能网联汽车产品形态较传统汽车
在人机工程、功能信息传递上的差异,同时着重考虑驾驶模式切
换等问题,人机界面的优劣与驾驶安全密切相关,同时也会影响
驾驶员的实际驾乘体验和对产品的接受度。
功能安全标准侧重于规范智能网联汽车各主要功能节点及
其下属系统在安全性保障能力方面的要求,其主要目的是确保智
能网联汽车整体及子系统功能运行的可靠性,并在系统部分或全
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部发生失效后仍能最大程度地保证车辆安全运行。
信息安全标准在遵从信息安全通用要求的基础上,以保障车
辆安全、稳定、可靠运行为核心,主要针对车辆及车载系统通信、
数据、软硬件安全,从整车、系统、关键节点以及车辆与外界接
口等方面提出风险评估、安全防护与测试评价要求,防范对车辆
的攻击、侵入、干扰、破坏和非法使用以及意外事故。
3. 产品与技术应用 (300)
产品与技术应用类标准主要涵盖信息感知、决策预警、辅助
控制、自动控制和信息交互等智能网联汽车核心技术和应用的功
能、性能要求及试验方法,但不限定具体的技术方案,以避免对
未来技术创新发展和应用产生制约或障碍。
信息感知是指车辆利用自身搭载的传感器,探测和监控车辆
驾乘人员、车辆自身运行情况及周围环境(包括道路、交通设施、
其它车辆、行人等交通参与者)等与驾驶相关的信息,覆盖人员
状态监测系统、车身传感探测系统,驾驶员视野拓展系统,以及
传感器、雷达、摄像头等关键部件的功能、性能要求及试验方法。
决策预警是指车辆按照某种逻辑规则对探测和监控的车辆
运行情况、周围环境信息等进行处理、分析和决策,判定车辆在
发生危险倾向、处于危险状态或达到其它(例如可能危及其它交
通参与者)需要提醒驾驶员注意或采取措施时,通过光学、声学
及其它易于识别的方式发出报警信号,覆盖车辆前后向行驶、转
向等不同行驶工况下的提醒和报警系统及其关键部件的功能、性
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能要求及试验方法。
智能控制主要指车辆行驶过程中横向(方向)控制和纵向(速
度)控制及其组合对车辆行驶状态的调整和控制,涉及发动机、
变速器、制动、底盘等多个系统。根据车辆智能控制的复杂程度、
自动化水平和适应工况不同,又可分为辅助控制和自动控制两
类。其中:
(1)辅助控制类标准覆盖车辆静止状态下的动力传动系统
控制,车辆行驶状态下的横向(方向)控制和纵向(速度)控制,
以及整车和系统层面的功能、性能要求和试验方法。
(2)自动控制类标准则以城市道路、公路等不同道路条件
以及交通拥堵、事故避让、倒车等不同工况下的应用场景为基础,
提出车辆功能要求以及相应的评价方法和指标。
信息交互主要指具备网联功能的车辆可在车辆自身传感器
探测的基础上,通过车载通信装置与外部节点进行信息交换,为
车辆提供更加全面的环境信息,可视作一种特殊的环境感知传感
器;未来能够在信息交互的基础上进行网联化协同决策与控制,
实现车辆安全、有序、高效、节能运行。该类标准不局限于车辆
自身范畴,还涉及交叉口通行支持、违规警告、事故救援等功能
和服务,也包括车载通信装置、通信协议及对应的界面接口。
4. 相关标准 (400)
相关标准主要包括车辆信息通信的基础——通信协议,主要
涵盖实现车与X (人、车、路、云端等)智能信息交互的中、短
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程通信、广域通信等方面的协议规范;在各种物理层和不同的应
用层之间,还包含软、硬件界面接口的标准规范。
(三)近期计划
根据上述标准体系建设的基本原则,综合考虑我国汽车智能
化、网联化发展应用趋势和产业基础,拟优先开展基础、通用规
范标准,以及技术成熟、应用广泛、与国家战略相关的产品与技
术标准的研究制定 (如表1所示)。
表1 近期拟开展的智能网联汽车标准制定计划
序号 标准性质 项目名称 状态
1 GB/T 乘用车自动紧急制动系统 (AEB)性能要求及试验方法 已立项
2 GB 汽车事件数据记录系统 已申请立项
3 GB/T 先进驾驶辅助系统 (ADAS)术语和定义 已申请立项
4 GB/T 商用车自动紧急制动系统 (AEB)性能要求及试验方法 已申请立项
5 GB/T 乘用车车道保持辅助系统 (LKA)性能要求及试验方法 已申请立项
6 GB/T 商用车车道保持辅助系统 (LKA)性能要求及试验方法 已申请立项
7 GB/T 商用车电子稳定性控制系统 (ESC)性能要求及试验方法 已申请立项
8 GB/T 汽车盲区监测系统性能要求及试验方法 已申请立项
9 QC/T 汽车网关信息安全技术要求 已申请立项
10 GB 汽车信息安全通用技术规范 预研中
11 GB/T 驾驶自动化等级划分 预研中
12 GB/T 汽车远程信息服务通信终端安全规范 预研中
13 GB/T 汽车报警信号优先度性能要求 预研中
14 GB/T 智能泊车辅助系统性能要求及试验方法 预研中
15 GB/T 汽车夜视系统性能要求及试验方法 预研中
16 GB/T 驾驶员注意力监测系统性能要求及试验方法 预研中
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17 GB/T 车载T-BOX信息安全技术要求 预研中
18 GB/T 后部穿行提醒系统性能要求及试验方法 预研中
19 GB/T 车辆横向和纵向组合控制系统性能要求及试验方法 预研中
20 GB/T 汽车紧急转向辅助系统 预研中
21 GB/T 汽车软件升级安全防护规范 预研中
四、组织实施
筹建 “全国汽车标准化技术委员会智能网联汽车分技术委
员会”,构建以汽车产业为主、相关产业协同的标准协调工作机
制,确保智能网联汽车标准体系建设工作 “顶层设计科学、层次
结构清晰、职责范围明确、合作协调顺畅”。
建立标准立项、制定和发布实施绿色通道,满足智能网联汽
车产业发展的快速发展需求。通过财政资金、研发项目等,支持
相关标准研制、试验验证和贯彻实施。
发挥汽车及相关行业企业在标准制定过程中的主体作用,调
动地方主管部门、行业组织和高等院校等的积极性,加快推动各
项标准的制修订工作。
加强国际交流与合作,举办智能网联汽车标准法规国际论
坛,组织开展双边或多边沟通交流;积极参与联合国世界车辆法
规协调论坛 (UN/WP29)、国际标准化组织(ISO)、国际电信联盟
(ITU)等国际标准法规的制定和协调工作。
根据未来技术和应用的多样性及发展需求,实施动态更新完
善机制,通过持续强化部门和行业间的协调、协作,不定期地更
新与完善智能网联汽车标准体系。