2025-02-07 智能网联汽车标准体系及重点标准研究与展望

01摘要
本文提出了以汽车智能化、网联化、汽车电子及综合安全为核心的智能网联领域标准研制路径以及国际标准法规协调方向。
通过研究驾驶自动化系统、车载通信、汽车电子等领域的技术体系、典型产品和应用场景,提出了先进驾驶辅助系统、自动驾驶系统、网联功能与应用及汽车电子的标准体系框架及标准制定路线;提出了面向智能网联汽车的多维安全概念,包括功能安全、预期功能安全、网络安全和数据安全,提出各类安全标准的制定路线;最后论述了智能网联汽车国际标准法规研制思路及中国标准制定与国际标准法规的协同关系。结合中国智能网联汽车技术及标准发展需求和国际标准法规协调趋势,对中国智能网联汽车标准体系建设及重点标准制定提供了思考方向和建议。
02背景介绍

智能网联汽车是人工智能、信息通信、云计算、大数据等技术在汽车领域应用的关键载体,也是全球汽车产业转型升级的战略方向,近年来在全球范围内都得到了广泛关注。智能网联汽车技术的融合发展正在推动汽车产业开发、制造、测试、应用模式的全面变革,产业边界不断扩大,价值链加速扩展,同时也为未来汽车的发展提供了新的方向,对交通系统和城市管理产生深远影响。

从技术发展来看,智能网联汽车系统复杂、应用场景多样化,需要实现人、车、路、云等多要素的融合交互,同时具有地域性和交互性发展特征,相关功能还处于快速发展、不断迭代的阶段。智能化技术和网联化技术是智能网联汽车发展的两个核心方向,它们相辅相成,共同推动了智能网联汽车的进步。智能化技术与网联化技术的融合可以促进汽车由驾驶辅助到无人驾驶、由单车智能到多车协同的方向演进,智能化与网联化融合路径也逐渐成为行业共识。随着移动通信技术的持续进步,未来智能网联汽车将与路、云等设备终端融合发展 ,车路云融合的生态发展路径逐渐清晰。

从产业化进程来看,目前中国智能网联汽车已经从小规模测试验证向应用试点阶段迈进。依托车联网到车载通信(cellular vehicle-to-everything,C-V2X)技术和驾驶自动化融合方案,推动规模化示范应用和新型商业模式,多地已开始 L4 级自动驾驶技术的商业化示范项目运营,自动驾驶乘用车、无人巴士、自主代客泊车、干线物流以及无人配送等多场景应用有序开展,总体呈现出自动驾驶城区运行应用、车路云一体化发展、定向物流自动驾驶应用的特点。

从行业管理来看,中国相关主管部门陆续出台了一系列智能网联汽车行业管理政策,逐步推进智能网联汽车行业发展。智能网联汽车行业管理形成了由道路测试到示范应用再向准入试点过渡的发展路径。总的来看,智能网联汽车产业正处于快速发展阶段,技术不断迭代进步,形成智能化与网联化融合发展的技术路径;市场规模持续扩大,呈现出自动驾驶城区运行应用、车路云一体化发展、定向物流自动驾驶应用的特点;管理路径逐渐清晰,形成了由道路测试到示范应用再向准入试点过渡的发展路径。标准对于产业发展的引领作用以及对于行业管理的支撑作用逐渐凸显。
03智能网联汽车标准建设路径
1. 智能网联汽车标准体系整体规划
智能网联汽车核心技术逻辑可通过“三横两纵”的结构图进行呈现,横向以智能感知与信息通信层、决策控制与执行层、资源管理与应用层3个层次为基础,纵向以功能安全和预期功能安全、网络安全和数据安全通用规范技术为支撑,技术逻辑结构图如图1所示。

图1  智能网联汽车标准体系技术逻辑结构图

在智能感知与信息通信方面,根据信息收集与传递的方式和技术的不同,主要包括激光雷达、毫米波雷达、摄像头等智能传感技术以及无线通信、卫星通信等通信技术。在决策控制与执行方面,根据决策及控制的自动化程度,分为智能决策、协同控制、自动控制等。在资源管理与应用方面,根据基础支撑技术与资源类型,主要包括芯片、软件、数据、架构、平台等。同时结合智能网联汽车与移动终端、基础设施、智慧城市、出行服务等相关要素的技术关联性,体现跨行业协同特点,共同构建以智能网联汽车为核心的协同发展有机整体,更好地发挥智能网联汽车标准体系的顶层设计和指导作用。

按照智能网联汽车的技术逻辑结构,综合考虑不同功能、产品和技术类型以及各子系统的交互关系,智能网联汽车标准体系框架主要包括基础、通用规范、产品与技术应用3个部分,如图2所示。

图2  智能网联汽车标准体系框架图

智能网联汽车标准研制路径主要为:面向产品功能实现层面的驾驶自动化系统类(依据驾驶自动化等级可分为先进驾驶辅助和自动驾驶),网联功能与应用类(包括车载通信技术和基于通信技术的功能规范)和汽车电子类(包括支撑智能化网联化功能实现的电子部件及终端、汽车软件及芯片、电磁兼容等)以及保障产品基线安全的综合安全类(功能安全、预期功能安全、网络安全、数据安全),标准研制路径图见图3。

图3  智能网联汽车标准研制路径图

2. 先进驾驶辅助系统及自动驾驶标准研制路线

根据中国ADAS的产品及技术分类以及应用情况,考虑行业管理的相关需求,中国ADAS标准体系主要划分为2类,包括基础类标准和产品与技术应用类标准。其中,基础类标准包括术语和定义、符号和编码以及评价方法及工具3类,产品与技术应用标准聚焦不同ADAS产品的功能、性能层面的规范要求以及相应试验方法,旨在保证各ADAS产品的安全应用。

自动驾驶标准体系分为基础、通用规范、关键系统和产品应用4部分。基础类标准将为自动驾驶领域的技术及产品提供定义、分级等基础信息;通用规范类标准侧重于提出适用于自动驾驶技术框架的通用要求并与试验方法类标准配合,共同规范自动驾驶系统的总体安全;关键系统类标准主要规范支撑自动驾驶系统实现的关键必要技术;产品应用类标准主要规范自动驾驶系统在具体场景应用情况下的技术要求和测评方法

3. 网联功能与应用标准研制路线

网联功能与应用标准主要指车辆在自身传感器探测的基础上,通过车载无线通信装置与其他节点进行信息交互。网联功能与应用标准分为基础类标准及产品与技术应用类标准。其中基础类标准主要为车载网联技术提供基础方法论及分级策略等,产品与技术应用类标准主要包括功能规范与网联技术应用。

4. 汽车电子标准研制路线

汽车电子领域标准研制主要围绕车辆电磁兼容、汽车电子环境及可靠性评价、车载电子、汽车芯片等领域开展。电磁兼容领域将持续完善修订整车和零部件测试方法、GB34660、复杂电磁环境适应性、智能网联EMC等标准制修订工作。汽车电子环境及可靠性评价领域将完善修订汽车电子环境可靠性评价、因特网协议(Internet Protocol,IP)等级等标准。车载电子领域将推动车载激光雷达、平视显示系统、车载收音机、车载惯导等标准的研制工作。汽车芯片领域将开展汽车芯片环境及可靠性通用规范、关键芯片产品标准的研制工作。

5. 智能网联汽车多维融合安全标准路线研究

伴随汽车高度智能化、网联化的发展,功能安全与预期功能安全、网络安全和数据安全问题逐渐凸显,需构建智能网联汽车多维融合安全标准路线,智能网联汽车多维融合安全路线见图4。

图4  智能网联汽车多维融合安全标准路线

功能安全标准用于确保电子电气系统故障(包括软件、硬件、系统故障)等功能异常的情况下,车辆能够安全运行、不会引发安全风险。预期功能安全标准用于规避车辆因设计不足、性能局限及人为误用导致危害发生的不合理风险。功能安全和预期功能安全标准主要包括产品层面的安全分析、设计开发要求、测试评价方法,以及企业层面的安全管理要求和审核评估方法。汽车网络安全标准基于车联网复杂环境,以车端为核心运用纵深防御理念保护其免受网络攻击或缓解网络安全风险,主要包括安全保障类与安全技术类标准。汽车数据安全标准用于确保智能网联汽车数据处于有效保护和合法利用的状态并具备保障持续安全状态的能力,对数据提出明确的安全保护要求,对重要数据和个人信息提出重点安全保护要求。

6. 智能网联汽车国际标准法规研究进展

智能网联汽车国际标准法规研究主要依托于国际上的 2 大平台,包括法规领域的联合国世界车辆法规论坛 (UN/WP29) 和标准领域的国际标准化组织道路车辆委员会 (ISO/TC22),当前国际上的这 2 大平台也将智能网联汽车作为重点研究方向,分别开展了智能网联汽车下属多个子领域的技术法规和标准制定工作。

在智能网联领域,中国全面参与了国际标准法规技术协调,逐渐实现了由参与者向引导者的转变,取得了积极的进展和成果:中国承担自动驾驶与网联车辆工作组、自动驾驶系统非正式工作组、自动驾驶系统法规适用性审查任务组以及车载通信任务组等相关领导职责;承担自动驾驶等重点国际法规项目牵头及研究任务,深度参与智能网联各领域近10项国际法规文件的研究和编写。在ISO标准制定方面,中国专家担任自动驾驶测试场景工作组和感知部件工作组召集人、测试设备工作组联合召集人,牵头发布自动驾驶场景、充放电功能安全等3项国际标准或技术文件,牵头推进自动驾驶、驾驶辅助、雷达、功能安全、电磁兼容、操作系统等近10项国际标准研制。

04总结与展望

本文提出了智能网联汽车标准研制路径即“单车智能‒网联赋能‒电子支撑‒安全保障”及各领域标准研制路线。深入剖析了驾驶自动化系统、网联功能与应用、汽车电子和智能网联汽车综合安全领域的重要概念、产品形态、技术分类以及当前技术及产业发展过程面临的主要矛盾和问题;全面分析了中国参与国际标准法规协调现状,明确了后续的协调目标。表明智能网联汽车标准体系建设及标准研制需要顺应产品形态和技术路径多样化的发展,在此基础上构建科学合理可落地的标准研制逻辑,要重点关注智能化、网联化及汽车电子、综合安全的产品及技术发展路线。此外,随着新技术逐渐应用,产品的测试评价方法将发生变化,智能网联汽车标准的实施应用需要构建“人-机-料-法-环”多个层面的测试评价体系,进而保证标准顺利实施。

未来智能网联汽车标准体系将以智能网联汽车产品为核心,向着智能化与网联化融合兼顾电子的支撑作用和综合安全的保障作用的方向发展。

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