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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·  來源：佐思汽車研究  
　
國汽智聯(lián) 昨天當前，新一代人工智能、大數(shù)據(jù)與云計算技術(shù)帶來革命性變化，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)方面開展了大量創(chuàng)
當前，新一代人工智能、大數(shù)據(jù)與云計算技術(shù)帶來革命性變化，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)方面開展了大量創(chuàng)新與實踐，但難以滿足新的車輛交通特點和出行需求。V2X信息交互提升了安全和效率，但能否滿足汽車運動控制對安全性、實時性、可靠性和精確性的嚴格要求，需要進行系統(tǒng)性評估。汽車、通信、交通、信息等行業(yè)的協(xié)同研發(fā)、部署和運營，也亟需建立行業(yè)認同的體系架構(gòu)。國際上美國、歐洲、日本等國家和地區(qū)也開展協(xié)作式智能交通的參考架構(gòu)研究和部署（部分資料鏈接見文章末尾）。
 
因此，國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心聯(lián)合清華大學、中國信通院、賽迪研究院、交通部公路院、公安部交科所、中國一汽、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)務可靈活定制、技術(shù)中立可持續(xù)演進的設計方法和參考框架，從產(chǎn)業(yè)、功能、物理和通信四個視圖描述架構(gòu)，形成基于參考架構(gòu)的模型/模型庫、設計工具。能夠支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車中國方案的構(gòu)建，為復雜系統(tǒng)的總體設計、重構(gòu)設計和中國標準體系完善提供基礎支撐，推動汽車、交通和信息技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型升級。
 
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)問題，產(chǎn)業(yè)視圖包括利益相關(guān)方、業(yè)務需求、服務/服務集、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余項功能和過程，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余項數(shù)據(jù)類型，其中車路交互數(shù)據(jù)類型1500余項。

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)物理對象并構(gòu)建系統(tǒng)部署架構(gòu)，定義人員攜帶設備、車輛設備組件、道路設施設備、邊緣節(jié)點、中心節(jié)點等5類40種物理對象，設計接口方案、包括22類物理對象間接口、6類車輛內(nèi)部接口，構(gòu)建物理對象的部署架構(gòu)，提出系統(tǒng)總體要求及共性基礎能力。
 
物理視圖部署架構(gòu)
 
通信視圖：基于通信技術(shù)和計算技術(shù)構(gòu)建適用于智能網(wǎng)聯(lián)汽車應用場景的車聯(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)和設計思路，梳理LTE-V2X通信架構(gòu)、提出部署和維護方式以及LTE-V2X與5GNR-V2X共存的通信架構(gòu)，呈現(xiàn)邊緣計算架構(gòu)及場景，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”標準進行描述、采用基于模型的系統(tǒng)工程方法（Model-based Systems Engineering，MBSE）進行設計，能夠向產(chǎn)業(yè)參與者和利益相關(guān)方呈現(xiàn)科學、完備的智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)，確保各方對系統(tǒng)參考架構(gòu)形成一致理解；支持系統(tǒng)設計者根據(jù)功能需求和技術(shù)要求進行模型選擇和導入、自動生成系統(tǒng)總體架構(gòu)，并實現(xiàn)新產(chǎn)品導入模型庫，有效提高系統(tǒng)的開發(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。
 
應用基礎模型庫的系統(tǒng)敏捷開發(fā)示例
 
參考架構(gòu)將為國家和地方智能網(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；通過梳理產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵利益相關(guān)方，定義系統(tǒng)建設過程中角色和依賴關(guān)系，推進達成行業(yè)共識，促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展；通過構(gòu)建支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能交通項目開發(fā)的工具集和模型庫，為系統(tǒng)集成和部署提供技術(shù)框架和指南；通過系統(tǒng)化建模、仿真測試和項目示范，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)進一步完善模型庫和設計工具,共同推動智能網(wǎng)聯(lián)駕駛基礎設施建設，推進產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，建立中國特色的智能網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)體系。

資料鏈接：
【1】   美國國家標準與技術(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移動性創(chuàng)新和部署計劃(C-Mobile):
https://c-mobile-project.eu/
【7】    OpenFog霧計算參考架構(gòu)：
https://standards.ieee.org/standard/1934-2018.html
【8】  ETSI邊緣計算規(guī)范：
https://www.etsi.org/committee/1425-mec
【9】   歐洲CAR 2 CAR 通信協(xié)會：
https://www.car-2-car.org/
 
 
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