中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系研究

王 兆，鄧湘鴻，劉 地

（中國汽車技術研究中心，天津 300300）

中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系研究

王 兆，鄧湘鴻，劉 地

（中國汽車技術研究中心，天津 300300）

簡要介紹智能網(wǎng)聯(lián)汽車 （ICV）技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢以及在此領域的標準化工作概況；闡述構建標準體系的原則及方法，并據(jù)此提出中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系的建議。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車；技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展；標準體系

智能網(wǎng)聯(lián)汽車 （Intelligent&Connected Vehicles，簡稱ICV）是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡技術，具備復雜環(huán)境感知、智能化決策、自動化控制功能，使車輛與外部節(jié)點間實現(xiàn)信息共享與控制協(xié)同，進而實現(xiàn) “零傷亡、零擁堵”，達到安全、高效、節(jié)能行駛的下一代汽車。廣義上，智能網(wǎng)聯(lián)汽車并不是特指某類或單個車輛，而是以車輛為主體和主要節(jié)點，由車輛、道路設施及交通控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)存儲與處理系統(tǒng)等共同構成的多車輛系統(tǒng)。

面對智能網(wǎng)聯(lián)汽車帶來的新機遇和新挑戰(zhàn)，研究建立層次分明、科學合理、適應中國具體情況的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系，可清晰展示智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準化活動發(fā)展全貌，明確標準化工作重點和努力方向，為制定標準、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和行業(yè)管理提供重要依據(jù)，從而引領智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況

作為汽車產(chǎn)業(yè)與信息通信產(chǎn)業(yè)跨界融合的重要載體和典型應用，智能網(wǎng)聯(lián)汽車代表了汽車技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然方向，也是國際汽車產(chǎn)業(yè)未來競爭的重要陣地。歐、美、日等汽車工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)都將發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為重要國家戰(zhàn)略，通過加強共性技術研發(fā)、示范運行、標準法規(guī)、政策鼓勵等綜合措施引導和促進其發(fā)展。

2015年5月，國務院發(fā)布了 《中國制造2025》戰(zhàn)略綱要，明確提出了汽車低碳化、信息化、智能化的發(fā)展方向，并將智能網(wǎng)聯(lián)汽車與節(jié)能汽車、新能源汽車并列作為我國汽車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向［1-2］。在產(chǎn)業(yè)層面，汽車、信息、通信、交通等各個行業(yè)依托各自產(chǎn)業(yè)基礎和優(yōu)勢在車載信息服務、車輛自動控制與智能駕駛、車車及車路通信等不同方向，進行了有益的探索并取得了積極的進展。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準化工作概況

在聯(lián)合國 （UN）框架范圍內，道路安全論壇 （即道路交通安全工作組，簡稱WP1）近年致力于對 《維也納道路交通公約》中有關 “駕駛員應一直控制其車輛或指引畜力”的規(guī)定進行修訂。修訂案于2016年3月22日正式生效［3］，這項修訂案明確規(guī)定 “在全面符合聯(lián)合國車輛管理條例或者駕駛員可以選擇關閉該技術的情況下，將駕駛車輛的職責交給自動駕駛技術可以被允許應用到交通運輸當中”，修訂案的生效為車輛自動駕駛技術在應用方面的管理奠定了重要里程碑；世界車輛法規(guī)協(xié)調論壇 （WP29）設立了ITS／AD非正式工作組，統(tǒng)籌智能交通系統(tǒng)及自動駕駛技術的共性問題和法規(guī)協(xié)調，并著手修訂相關轉向法規(guī) （UN R79）中關于 “禁止使用全動力轉向系統(tǒng)”以及 “禁止在速度超過10km／h時使用自動控制轉向系統(tǒng)”等限制條款，為先進駕駛輔助系統(tǒng)及自動駕駛技術應用消除法規(guī)障礙。

在國際標準化組織 （ISO）下，ISO／TC 22（道路車輛技術委員會）、ISO／TC 204（智能運輸系統(tǒng)技術委員會）針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關技術標準的研究制定和協(xié)調達成初步共識：ISO／TC 22側重基于車輛自身裝置而進行的信息采集、處理、決策和行為的車輛技術領域；ISO／TC 204側重基于道路交通設施的信息傳遞以及交通管理信息化方面；車輛與道路交通設施的通信及信息共享方面，由ISO／TC 22和ISO／TC 204兩個技術委員會進行溝通與協(xié)調。

3 構建智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系的基本原則

1）標準體系應為未來預留發(fā)展空間和接口。智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初級階段，盡管各方對其未來應用前景基本形成共識，但對其概念范疇、發(fā)展路徑特別是中短期任務等還存在不同的理解和認識。而且，智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為多領域、多行業(yè)融合發(fā)展的新技術，正處于不斷擴展和完善過程中。構建標準體系時，應考慮未來技術發(fā)展的多樣性和可變性，采取開放、融合的態(tài)度，以共性基礎和成熟技術應用為重點，為未來預留發(fā)展的空間和接口，避免形成制約。

2）標準體系范疇以智能化為主，同時考慮智能化、網(wǎng)聯(lián)化兩條路徑。考慮到網(wǎng)聯(lián)化功能依賴于車輛與外部節(jié)點，包括其它交通參與者及道路交通設施等的信息交互，需要較大規(guī)模的基礎設施建設，需要一定范圍和比例安裝覆蓋率才具有實際的應用價值，而智能駕駛技術及功能可不依靠任何外來信息和輔助，完全依靠車輛自身裝置進行信息采集、處理、決策和行為，完全屬于車輛技術范疇。因此，目前標準體系的構建以 “V” （汽車）為重點，適度考慮 “2”（汽車與外界通信、協(xié)調），暫不考慮 “X”（道路交通設施）。

3）標準構成應區(qū)分不同性質、層級定位和適用范圍。對影響較大、相對成熟或未來擬強制實施的標準，應由政府主導并通過國家標準的形式制定發(fā)布；對行業(yè)有共性需求但尚不成熟、不適合制定國家標準的，可以行業(yè)標準或指導性文件的方式制定發(fā)布并根據(jù)行業(yè)發(fā)展及時修訂；對具有特定行業(yè)需求但尚不成熟或發(fā)展更新較快的技術或產(chǎn)品，可由各行業(yè)學會、協(xié)會等具有團體標準制定發(fā)布資質的組織先行制定團體標準并在一定范圍內推薦實施，待時機成熟后作為制定行業(yè)或國家標準的基礎，從而實現(xiàn)國家標準、行業(yè)標準和團體標準的良好配合與銜接。

4）標準體系應著重考慮中國的具體情況，同時根據(jù)需求度和可行性確定重點任務。由于中國汽車技術水平、道路交通環(huán)境和駕駛習慣以及由此產(chǎn)生的道路交通特征與汽車發(fā)達國家和地區(qū)存在明顯差異，標準體系建設應根據(jù)中國道路交通特點、典型駕駛行為、事故形態(tài)、應用模式等具體情況研究確定。同時，智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術發(fā)展和功能完善必將是一個長期演進的過程，標準體系建設工作也應與技術及產(chǎn)業(yè)不同發(fā)展階段相適應，依據(jù)各種不同場景下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關技術應用前景分析，按照短、中、長期目標，設立優(yōu)先開展的重點項目及具體時間表，有步驟、有計劃推進和協(xié)同發(fā)展。

5）標準體系模塊化構成應與中國其它相關行業(yè)的標準體系兼容。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領域，中國汽車、交通、信息通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)分別在智能控制與自動駕駛、V2V／V2X、車載信息服務等3種不同的技術路徑上進行了實際的應用，并在不同專業(yè)領域研究、制定、實施了部分技術標準。盡管這些由各行業(yè)分別獨立制定的標準相對零散、不成體系，但其可以作為中國后續(xù)制定完善智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系的起點，構建智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系應與上述產(chǎn)業(yè)的技術標準體系在最大程度上保持協(xié)調和兼容。

4 標準體系建設及建議

4.1 技術邏輯結構

技術邏輯結構是對功能或服務的抽象化，是構建標準體系的重要步驟。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的本質是駕駛員或車輛借助信息與通信技術，實現(xiàn)使車輛與外部節(jié)點的信息共享與控制協(xié)同，從而達到安全、高效和節(jié)能的行駛。如圖1所示，不管是給駕駛員提供預警還是最終的車輛全自動駕駛，其核心是對駕駛員進行信息輔助和控制輔助，全自動駕駛亦可看作為最高等級的控制輔助。

在信息探測方面，根據(jù)信息對駕駛行為的影響和關系，分為駕駛相關類信息和非駕駛相關類信息。其中，非駕駛相關類信息主要包括車載娛樂服務和車載互聯(lián)網(wǎng)信息服務；駕駛相關類信息主要包括傳感探測類和決策報警類。傳感探測類根據(jù)信息獲取方式，進一步細分為依靠車輛自身傳感器直接探測所獲取的信息 （自身探測）和車輛通過車載通信裝置從外部其它節(jié)點所接受的信息 （即信息交互）。

圖1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術邏輯結構

在車輛控制方面，根據(jù)車輛 （控制系統(tǒng)）和駕駛員在車輛控制方面的作用和職責，區(qū)分為駕駛輔助類和自動駕駛類，分別對應不同等級的自動控制和自動駕駛。其中，駕駛輔助主要針對車輛最基本的控制行為，即橫向 （方向控制）和縱向 （速度控制）及其組合；自動駕駛則根據(jù)車輛自主控制以替代人進行駕駛的場景和條件，進一步細分為部分自動駕駛、有條件自動駕駛、高度自動駕駛和完全自動駕駛。

4.2 標準體系框架

標準體系框架是對標準體系的整體描述，通過體系框架對智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系的系統(tǒng)規(guī)劃、定義、集成，以及各個子系統(tǒng)之間的邏輯、物理構成及相互關系進行宏觀解釋。按照智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術邏輯結構、產(chǎn)品物理結構、智能化等級劃分和系統(tǒng)工程過程的構建思路，綜合不同的功能要求、產(chǎn)品和技術類型、各子系統(tǒng)間的信息流和數(shù)據(jù)流，將智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系框架定義為基礎、通用規(guī)范、產(chǎn)品與技術應用、相關標準4個部分。如圖2所示。

基礎類標準主要包括：智能網(wǎng)聯(lián)汽車術語、定義、分類、編碼、標識與符號等基礎標準。

通用規(guī)范類標準是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心所在，主要從整車層面提出全局性的要求和規(guī)范，主要有智能網(wǎng)聯(lián)分級規(guī)范、人機界面原則與規(guī)范、安全類標準，其中安全類標準包括信息安全與功能安全2個部分。

產(chǎn)品與技術應用標準主要范疇為信息采集、預警、車輛控制和信息交互。從產(chǎn)品形態(tài)層面來看，智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關的產(chǎn)品與技術應用，目前主要包括車載信息服務、智能控制與先進駕駛輔助、車輛及車輛與外界的信息交互和控制協(xié)同等智能網(wǎng)聯(lián)汽車3個核心應用和發(fā)展路徑，主要針對用于實現(xiàn)某種或幾種特定功能與服務的具體應用和產(chǎn)品，以車輛技術為主、道路及交通設施和控制為輔。從標準形式層面來看，產(chǎn)品與技術應用標準主要應規(guī)定具體產(chǎn)品和技術的功能要求、性能要求以及對應的試驗方法，但不限定具體的技術方案，以避免對未來技術的發(fā)展形成制約或障礙。

圖2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系框架

相關標準類主要包括信息交互的基礎——通信協(xié)議，主要指車用總線通信、車內局域通信、短程通信、廣域通信等方面的協(xié)議規(guī)范；在各種不同物理層之間，還應包含界面接口的標準規(guī)范。

4.3 標準體系明細表

在對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的標準體系框架以及各重點標準化領域進行深入研究分析的基礎上，提出了智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系明細表［4］，以便對相關標準的研究和制定進行指導。同時，標準體系框架及明細表應根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展、應用進行不斷更新和完善。

5 結論

智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車產(chǎn)業(yè)與信息通信產(chǎn)業(yè)跨界融合的重要載體和典型應用，其標準體系的構建與形成和汽車行業(yè)其他傳統(tǒng)領域的標準體系的 “發(fā)展—成熟—規(guī)范”的自發(fā)形成模式有較大差異，智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系的建設主要以 “共性基礎標準支撐先行”、“相對成熟的技術應用或亟待規(guī)范的需求為重點”的方式開展。同時，由于相關技術及產(chǎn)業(yè)尚處于快速發(fā)展階段，新技術、新產(chǎn)品、新應用、新模式不斷出現(xiàn)，為避免對智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關技術及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形成制約或障礙，智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準體系將根據(jù)發(fā)展狀況，不定期地更新、修訂與完善。只有這樣，標準體系才能有效發(fā)揮其對產(chǎn)業(yè)的基礎支撐、引導和規(guī)范的作用，促進中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術及相關產(chǎn)業(yè)整體競爭力的提升，助力 《中國制造2025》國家戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。

［1］ 中華人民共和國中央人民政府.國務院關于印發(fā) 《中國制造2025》的通知 ［EB／OL］.（2015-05-19）［2015-12-11］. http：／／www.gov.cn／zhengce／content／2015-05／19／content_ 9784.htm

［2］ 中華人民共和國工業(yè)和信息化部.《中國制造2025》規(guī)劃系列解讀之推動節(jié)能與新能源汽車發(fā)展［EB／OL］.（2015-05-22）［2015-12-11］.http：／／www.miit.gov.cn／n1146285／n1146352／n3054355／n3057585／n3057589／c3617217／content.html

［3］ UNECE.UNECE paves the way for automated driving by updating UN international convention［EB／OL］.（2016-03-23）［2016-06-27］.http：／／www.unece.org／info／media／presscurrent-press-h／transport／2016／unece-paves-theway-for-automated-driving-by-updating-uninternational-convention／doc.html

［4］ GB／T 13016—2009，標準體系表編制原則和要求［S］.

（編輯 楊 景）

Research on Standard System of Intelligent&Connected Vehicles（ICV）in China

WANG Zhao，DENG Xiang-hong，LIU Di
（China Automotive Technology&Research Center，Tianjin 300300，China）

Thispaperbriefly introducesthe technology and industry developmenttrend ofIntelligent& Connected Vehicles， as well as the standardization situation at present； Demonstrates principles and methods of standard system construction，and proposes suggestions on ICV standard in China.

Intelligent&Connected Vehicles（ICV）；technology and industry development；standard system

U463.6

A

1003－8639（2016）10－0015－04

2016-09-01

王兆 （1978-），男，山東濰坊人，副總工程師，碩士，主要從事汽車節(jié)能和制動行走系標準法規(guī)及相關課題、政策研究；鄧湘鴻，碩士，工程師；劉地，博士，研究員級高工。