智能网联汽车信息物理系统参考架构1.0丨厚势汽车

2019 年 11 月 5 日 厚势

当前，新一代人工智能、大数据与云计算技术带来革命性变化，智能网联汽车和智能交通系统正在改变交通系统的构成。传统智能交通系统方面开展了大量创新与实践，但难以满足新的车辆交通特点和出行需求。V2X 信息交互提升了安全和效率，但能否满足汽车运动控制对安全性、实时性、可靠性和精确性的严格要求，需要进行系统性评估。汽车、通信、交通、信息等行业的协同研发、部署和运营，也亟需建立行业认同的体系架构。国际上，美国、欧洲、日本等国家和地区也开展协作式智能交通的参考架构研究和部署（部分资料链接见文章末位）。

因此，国家智能网联汽车创新中心联合清华大学、中国信通院、赛迪研究院、交通部公路院、公安部交科所、中国一汽、北汽研究总院、联通智网、华为、大唐电信、四维图新、北斗星通、启迪云控等单位共同研究，2019 年 10 月 22 日正式发布了《智能网联汽车信息物理系统参考架构 1.0 》（简称「参考架构」）。

参考架构是一套支持车路云协同控制、面向业务可灵活定制、技术中立可持续演进的设计方法和参考框架，从产业、功能、物理和通信四个视图描述架构，形成基于参考架构的模型/模型库、设计工具。能够支持智能网联汽车中国方案的构建，为复杂系统的总体设计、重构设计和中国标准体系完善提供基础支撑，推动汽车、交通和信息技术链和产业链的转型升级。

智能网联汽车信息物理系统参考架构框图及视图呈现

其中，产业视图：从智能网联汽车产业的视角看待智能网联汽车信息物理系统的架构问题，产业视图包括利益相关方、业务需求、服务/服务集、产业和产业生态等相关内容。

功能视图：采用结构分析法建模，定义智能网联汽车信息物理系统参考架构的抽象功能域、功能元素和逻辑交互关系，包括 7 大功能域、600 余项功能和过程，描述功能虚拟化参考架构和数据流模型，梳理 1700 余条信息流和 7000 余项数据类型，其中车路交互数据类型 1500 余项。

物理视图：将功能元素映射到系统物理对象并构建系统部署架构，定义人员携带设备、车辆设备组件、道路设施设备、边缘节点、中心节点等 5 类 40 种物理对象，设计接口方案、包括 22 类物理对象间接口、6 类车辆内部接口，构建物理对象的部署架构，提出系统总体要求及共性基础能力。

通信视图：基于通信技术和计算技术构建适用于智能网联汽车应用场景的车联网体系架构，提出人-车-路-云全域互联、协同控制的参考架构和设计思路，梳理 LTE-V2X 通信架构、提出部署和维护方式以及 LTE-V2X 与 5G NR-V2X 共存的通信架构，呈现边缘计算架构及场景，构建智能网联汽车信息物理系统互操作参考模型、系统架构及业务流程。

参考架构遵循 ISO 42010「系统和软件工程-架构描述」标准进行描述、采用基于模型的系统工程方法（Model-Based Systems Engineering，MBSE）进行设计，能够向产业参与者和利益相关方呈现科学、完备的智能网联汽车信息物理系统参考架构，确保各方对系统参考架构形成一致理解；支持系统设计者根据功能需求和技术要求进行模型选择和导入、自动生成系统总体架构，并实现新产品导入模型库，有效提高系统的开发效率，保障产品质量和系统可靠性，支持系统快速迭代和持续演进。

参考架构将为国家和地方智能网联汽车和智能交通系统规划与建设提供参考性框架，支撑相关技术产业发展和创新；通过梳理产业关键利益相关方，定义系统建设过程中角色和依赖关系，推进达成行业共识，促进智能网联汽车产业健康发展；通过构建支持智能网联汽车和智能交通项目开发的工具集和模型库，为系统集成和部署提供技术框架和指南；通过系统化建模、仿真测试和项目示范，为智能网联汽车与智能交通融合发展提供具有示范作用的成熟解决方案。

智能网联汽车信息物理系统参考架构将持续更新优化，协同各行业进一步完善模型库和设计工具,共同推动智能网联驾驶基础设施建设，推进产业的转型升级，建立中国特色的智能网联汽车生态体系。

资料链接：

【1】美国国家标准与技术研究院( NIST )信息物理系统框架:

https://pages.nist.gov/cpspwg/

【2】工业互联网联盟（ IIC ）工业互联网参考架构( IIRA )：

https://www.iiconsortium.org/IIRA.htm

【3】ISO/IEC 30141:2018 物联网参考架构：

https://www.iso.org/standard/65695.html

【4】智能网联汽车信息物理系统参考架构 1.0:

http://www.china-icv.cn/newsDetail?id=79

【5】美国交通部协作式智能交通参考架构( ARC-IT ): https://local.iteris.com/arc-it/index.html

【6】欧洲 C-ITS 移动性创新和部署计划( C-Mobile ):