10月25日，2023年中国汽车工程学会年会在北京北人亦创国际会展中心举行。中国汽车工程学会副理事长、会士、中国工程院院士、清华大学教授、国家智能网联汽车创新中心首席科学家李克强在大会论坛上发表了题为“面向网联云控自动驾驶业务的车路云一体化系统参考架构”的主旨演讲。他指出，新一代科技与产业变革推动汽车的智能化、网联化加速转型，全球智能网联汽车发展形成竞争态势。作为信息物理系统的典型应用，智能网联汽车在推动产业新一轮历史性转型升级。我国明确提出车路云一体化发展战略，支持智能网联汽车发展，探索汽车、交通和城市的融合发展。车路云一体化成为了智能网联汽车“中国方案”产业化落地的关键。

    李克强表示，车路云一体化系统的发展思路是：建立车路云一体化系统架构，充分融合智能化与网联化发展特征，以五大基础平台为载体，实现车路云一体化的智能网联汽车产业化落地。

    从车路云一体化系统的核心优势看，智能网联汽车兼容单车智能，同时在不显著增加基础设施成本的情况下，可以有效提升智能驾驶安全、能效等能力，实现自动驾驶的规模商业化应用。

    常规的道路交通特征是宏观的交通管理、微观的车辆控制很少，所以宏观和微观耦合很少，铁路可以有闭环，但要素是有限的，而在智能网联的条件下，海量要素是复杂的集成，同时也要开放随机接入，形成车路云一体化系统，需要做到宏观和微观的协同闭环控制，以及系统升级可以快速迭代。 

    李克强指出，车路云一体化的产业化落地，兼具信息物理系统和复杂大系统的典型特点和难点，需要从技术层面、操作层面做工作。当前其实还没有形成完备的系统架构，协同机制也不太明确，因此需要全面加强车路云一体化的一致性设计，建立起先进的车路云一体化系统参考架构，才能为车路云系统的规模化落地，提供架构指导、设计工具和一致标准。在操作层面和系统层面，相当于需要进行总体设计，所以这是一项关键的、基础的工作，也是开展工作的重要背景。

    谈到车路云一体化系统参考架构的设计目标，李克强指出，要建立符合中国方案的车路云一体化系统研发流程，形成全链路数字化闭环的车路云协同设计方法和参考框架，为工程师开展逻辑架构、信息和物理架构等神话设计提供基础。

    明确了架构设计的目标，就要用统一的跨领域架构设计方法、统一的跨领域架构设计语言、统一的跨领域架构设计工具，来实现多领域、多学科、不同角色间的设计和开发多层次系统的高效协同，支撑中国汽车交通产业大型复杂系统的研发能力升级，要完成这项工作具有六大任务，包括需求管理、基于MBSE的系统管理方法、系统化的数据管理、形成可以演变的自身架构和高可用性的标准结果输出。

    设计原则采用系统工程方法论，协同车路云相关利益各方，从顶层体系逐步分解细化，定义车路云一体化系统，形成重力性、完备性、系统化、标准化、可模型化的参考架构，目的就是可用。 

    李克强还指出，车路云一体化系统参考架构有三个特点，构建概念正确、逻辑统一、抽象适中的架构对车路云一体化中国方案落地非常必要。

    概念正确，延续理念： 在《车路云一体化系统》白皮书的基础上，清晰准确定义车路云一体化系统，实现面向智能网联汽车业务需求，系统、概念子系统的组成，以及应具备的功能、交互的逻辑与接口。

    物理分散、逻辑统一:参考架构制定过程中，注重遵守已有相关标准，并识别空白标准不断完善车路云一体化系统标准，推动跨区域建立逻辑统一的车路云一体化系统。

    抽象适中、深化设计:参考架构定义了合适的系统抽象及概念子系统，为相关方开展具体的产品架构、项目架构奠定基础。逐步形成面向车路云一体化中国方案的全链条设计工具软件。

    汽车整车设计跟过去的内容一样，但对象改变了，所以工具和方法论也发生了改变。李克强提出了车路云一体化系统参考架构的设计思路，以智能网联汽车信息物理系统参考架构方法论和已有研究基础，指导业务参考架构设计为行业提供系统组成、功能定义、接口定义和标准规范指导。车路云一体化系统参考架构逐级不断分解细化，得到各层级系统的组成、接口定义、交互关系及关键性能指标。

    站在系统整体角度，重新定C-AD等功能义C-ADAS、建立完备需求体系；分解系统需求，定义系统间交互关系、接口、性能指标形成系统级活动图；定义系统内部概念子系统功能，规范系统级接口，功能定义、交互关系、接口等形成系统内部活动图；定义功能模块接口及全部属性。 

    整个系统设计的流程特点是基于需求功能、逻辑物理，最大的特点是实现虚实结合、平行设计，可以做纵向重构，能够促进系统将来持续改进优化和迭代循环，场景驱动下改变的话又要重新开始，有了这样一个参考架构作为指导，可以实现真正意义上系统的改进、优化和快速迭代循环。根据智能网联汽车车路云一体化的特点，希望将来做到软件自主可控。

    随后，李克强列举了在此设计基础上所做的应用。首先是网联式辅助驾驶。“现在有产业需求称之为基于云控支撑的车联网预测性巡航控制。假设物流车如果能够通过车路云一体化协同设计，节能效果达到5%，一年可以节约2万元，基于强烈的应用背景，基于车路云一体化的架构进行开发，在车路云一体化下通过参考架构支撑促进工作，某种程度上数字孪生、场景落地、工程应用都有非常好的需求。”

    架构下最终需要算法，所以会有算法开放，利用这套逻辑生成网联协同巡航控制的算法框架，指导相关的下一代开发团队进行算法开发，然后也会基于这样一套动态分析的软件进行仿真，完成算法模块的分析、代码框架的生成以及基于框架算法的开发。需要针对大系统进行联合仿真，统一调度控制、算法模型封装，这些就是逻辑化、模型化、系统化，最大的特点就是针对自动驾驶，不是有工况驱动，而是场景驱动，通过模型化快速迭代指导快速开发。

    应用需要验证，包括仿真验证、实施验证、统一空间验证。在城市空间下的典型工况可以实现15%的节油率，排队时间降低8%，高速公路往返也是一个经常应用的场景，6000公里通过这套系统的指导，开发基于云支持的循环控制，平均节油达到6.3%，相对电子巡航也可以节油5%，能够做到快速迭代，真正实现应用。 

    国内有几个典型性的示范环境应用了这套方法，北京的亦庄就是全球首个网联云控高级别自动驾驶示范区，中国方案城市级的网联服务商业化样板，最近在鄂尔多斯的应用也是具有典型性的，能够在复杂系统的指导下进行车路云一体化的合理架构设计，支持示范区各种典型的交通和智能驾驶场景的功能开发，包括实验评价。

    李克强最后表示，在《车路云一体化》白皮书支撑下完成参考架构，具有需求功能逻辑物理信息的流程，通过这项架构已经形成一套验证规范，验证大系统的总体效果，识别大系统的优化方法。可以构建一套标准化、规范化的车路云一体化参考架构，真正意义上推动下一阶段车路云一体化大系统的大规模示范和产业化落地。未来要构建系统参考架构，有效协同社会资源，推动示范建设物理空间的一体性，避免浪费，提高效率。需要提高系统架构的一致性，满足系统的可操作性，规范方法与流程，填补标准的空白，推动大系统高质量可持续发展。（图文：由中国汽车工程学会提供）