賽迪智庫(kù)
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)超越了傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的范疇,與人工智能、信息通信、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)跨界相連,軟件技術(shù)的快速迭代與進(jìn)步促進(jìn)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的技術(shù)革新。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)搶占先機(jī)、趕超發(fā)展的重要突破口,但是,我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件整體上發(fā)展滯后,加快實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件的自主安全可控至關(guān)重要。
“軟件定義汽車(chē)”成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)
軟件將成為汽車(chē)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)快速發(fā)展,軟件正成為汽車(chē)智能化、網(wǎng)聯(lián)化、信息化發(fā)展的基礎(chǔ)和核心。上世紀(jì)80年代初,一輛轎車(chē)電子系統(tǒng)只有5萬(wàn)行代碼,現(xiàn)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的電子系統(tǒng)有6500萬(wàn)行,是前者的1300倍,StrategyAnalytics 預(yù)測(cè),2020年汽車(chē)的程序代碼將超2億行。汽車(chē)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)將由技術(shù)與性能逐步向“軟件定義汽車(chē)”轉(zhuǎn)變。
國(guó)際巨頭紛紛布局智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件。一方面,汽車(chē)零部件巨頭積極布局車(chē)聯(lián)網(wǎng)及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。自 2014 年以來(lái),德?tīng)柛i_(kāi)始對(duì)很多電子與安全業(yè)務(wù)范疇、涉及自動(dòng)駕駛技術(shù)范疇的硬件及軟件技術(shù)公司進(jìn)行收購(gòu)整合和戰(zhàn)略投資 ,例如收購(gòu)Ottomatika、MOVIMENTO、戰(zhàn)略投資 Quanergy 等,為其系統(tǒng)整合做準(zhǔn)備。另一方面,ICT 企業(yè)也在積極布局。市面上常見(jiàn)的車(chē)載軟件操作系統(tǒng)平臺(tái)有黑莓QNX 、微 軟 WindowsEmbedded Automotive、諸多基于Linux的定制操作系統(tǒng),以及基于Android開(kāi)源項(xiàng)目(AOSP)的操作系統(tǒng),車(chē)企通常會(huì)基于這些操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)定制界面。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件發(fā)展及國(guó)產(chǎn)化動(dòng)態(tài)
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件可以分為車(chē)控軟件、操作系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛軟件,以及應(yīng)用類(lèi)軟件四大類(lèi)。
車(chē)控軟件:車(chē)控軟件(MCU Software)是通過(guò)ECU直接向執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如電子閥門(mén),繼電器開(kāi)關(guān),執(zhí)行馬達(dá)等)發(fā)送指令以控制車(chē)輛關(guān)鍵部件(如轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),制動(dòng)機(jī)構(gòu),動(dòng)力電池等)的協(xié)同工作。全球主流的車(chē)控軟件開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是AUTOSAR,其具備可移植性和高復(fù)制性。國(guó)內(nèi)軟件平臺(tái)廠商參照上述標(biāo)準(zhǔn),依托國(guó)家“核高基”課題,研制國(guó)產(chǎn)汽車(chē)電子基礎(chǔ)軟件,并針對(duì)國(guó)產(chǎn)汽車(chē)應(yīng)用特點(diǎn),制定國(guó)產(chǎn)電子基礎(chǔ)軟件規(guī)范。
操作系統(tǒng):操作系統(tǒng)(OS)是管理和控制智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)硬件與軟件資源的底層系統(tǒng)軟件,提供運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行機(jī)制、通信機(jī)制和安全機(jī)制等。 目前全球的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)仍然以 QNX、 Windows Embedded Automotive 和Linux為主。其中黑莓QNX系統(tǒng)在車(chē)用市場(chǎng)占有率達(dá)75%,寶馬ConnectedDrive、奧迪 MMI、奔馳COMMAND等均是基于QNX系統(tǒng)打造的。目前國(guó)內(nèi)該類(lèi)產(chǎn)品的代表有阿里巴巴推出的基于Linux的YunOS,搭載了自主設(shè)計(jì)、架構(gòu)、研發(fā)的系統(tǒng)核心虛擬機(jī),為開(kāi)發(fā)者提供便利,是我國(guó)自主操作系統(tǒng)躋身車(chē)聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)領(lǐng)域的重要契機(jī)。
自動(dòng)駕駛軟件:自動(dòng)駕駛核心軟件(AV kernel Software)是在OS上層進(jìn)行自動(dòng)駕駛相關(guān)的核心算法(如環(huán)境感知、決策判斷和控制執(zhí)行等)的開(kāi)發(fā)軟件,包括圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)模擬仿真等軟件。自動(dòng)駕駛軟件作為自動(dòng)駕駛的核心,在軟件運(yùn)行流程上,此部分需要車(chē)載硬件、傳感器集成、感知預(yù)測(cè),以及控制規(guī)劃等多個(gè)模塊的協(xié)同配合,融合傳感器、圖像處理、通信技術(shù)和人工智能技術(shù)做出分析決策。國(guó)內(nèi)軟件開(kāi)發(fā)商尚未完全掌握應(yīng)用于ADAS的軟件平臺(tái)解決方案,智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)各類(lèi)控制器設(shè)計(jì)所需的設(shè)計(jì)工具、程序庫(kù)被國(guó)外企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)主導(dǎo)。目前,國(guó)內(nèi)具備基于主流平臺(tái)進(jìn)行軟件二次開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的能力,而獨(dú)立開(kāi)發(fā)、更新和維護(hù)的能力不足。
應(yīng)用類(lèi)軟件:應(yīng)用軟件(AV Application Software)是和人類(lèi)生活密切相關(guān)的開(kāi)發(fā)軟件,如人機(jī)交互界面(HMI)、云端軟件等。蘋(píng)果、安卓等國(guó)外ICT企業(yè),車(chē)載HMI開(kāi)發(fā)時(shí)間較早,經(jīng)驗(yàn)豐富,搶得先機(jī),而我國(guó)ICT企業(yè)利用自身優(yōu)勢(shì),布局車(chē)聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈,衍生云端應(yīng)用軟件。目前國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出了科大訊飛、高德等實(shí)力較強(qiáng)的車(chē)載應(yīng)用軟件供應(yīng)商;擁有普華、博思、中科博泰等車(chē)載終端系統(tǒng)供應(yīng)商,相關(guān)產(chǎn)品在一些車(chē)型中已得到量產(chǎn)應(yīng)用。
幾點(diǎn)建議
制定智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件國(guó)產(chǎn)化路線圖。我國(guó)汽車(chē)軟件產(chǎn)業(yè)整體上發(fā)展滯后,黑莓、德?tīng)柛?、博世等?guó)外企業(yè)表現(xiàn)出強(qiáng)大的控制力,掌握了大多數(shù)的關(guān)鍵技術(shù),設(shè)置了較高的進(jìn)入壁壘。建議明確我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件發(fā)展時(shí)間表和路線圖,制定推進(jìn)政策及政府采購(gòu)政策,加快汽車(chē)軟件國(guó)產(chǎn)化。鼓勵(lì)我國(guó)軟件和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)發(fā)揮核心技術(shù)研發(fā)能力強(qiáng)、產(chǎn)品迭代速度快,熟悉汽車(chē)企業(yè)軟件需求和特點(diǎn)的優(yōu)勢(shì),共同探索互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放模式下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件技術(shù)、產(chǎn)品及服務(wù)創(chuàng)新。
加快制定我國(guó)的 C-AUTOSAR 標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)在智能輔助駕駛系統(tǒng),雷達(dá)、攝像頭等傳感系統(tǒng)方面,車(chē)載終端操作系統(tǒng),車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議等關(guān)鍵共性技術(shù)還沒(méi)有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用軟件的接口協(xié)議不規(guī)范,制約了我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件的發(fā)展。建議建立我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē) C-AUTOSAR(China-AUTOSAR)標(biāo)準(zhǔn),按照功能劃分包括應(yīng)用編程接口標(biāo)準(zhǔn)、通用標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用編程接口標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)參考并兼容Adaptive AUTOSAR的API標(biāo)準(zhǔn),與國(guó)際保持一致。制定我國(guó)操作系統(tǒng)架構(gòu)、協(xié)議、測(cè)試、安全等通用標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)建立自動(dòng)駕駛核心算法開(kāi)發(fā)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。制定車(chē)端計(jì)算平臺(tái)軟件故障診斷、安全管理等服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)??傮w上實(shí)現(xiàn)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、自主可控、開(kāi)放兼容。
構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)測(cè)試與認(rèn)證平臺(tái)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)與傳統(tǒng)車(chē)輛的開(kāi)發(fā)流程和測(cè)試流程不相適應(yīng),并且智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)尚不完善,數(shù)據(jù)安全等級(jí)界定、流通開(kāi)放共享、運(yùn)行安全監(jiān)管的體制機(jī)制尚未建立。建議建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)模擬仿真測(cè)試平臺(tái),研究制定車(chē)載計(jì)算平臺(tái)測(cè)試方法及規(guī)范,開(kāi)發(fā)相關(guān)測(cè)試工具及測(cè)試軟件,通過(guò)正向及逆向測(cè)試,進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)與代碼優(yōu)化,不斷完善自動(dòng)駕駛算法,促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)軟件研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。