《智能网联汽车信息物理系统参考架构2.0》在京发布

第八届国际智能网联汽车技术年会（CICV 2021）于2021年5月25日在北京亦创国际会展中心隆重开幕，清华大学教授、国家智能网联汽车创新中心首席科学家、中国智能网联汽车产业创新联盟专家委员会主任李克强在开幕式上正式发布《智能网联汽车信息物理系统参考架构2.0》（以下简称“《参考架构2.0》”）。

《智能网联汽车信息物理系统参考架构1.0》自2019年发布以来，初步构建了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，初步形成了基于参考架构的模型、模型库以及设计工具等的研究思路和关键技术总结。在此基础上，为应对复杂大系统研究理论和方法在ICV领域的不足及ICV在跨领域研制所涌现出的新的关键技术和难点，《参考架构2.0》在继承了1.0的阶段成果和研究思路的基础上，在2.0阶段，充分的参考了国际标准和国内外军工领域在复杂大系统研究中的理论和方法，在CPS与ICV结合应用研究的理论、方法、工具等方面有所突破，比较全面的论证了作为复杂大系统的智能网联汽车信息物理系统从体系到系统、从框架到架构等不同层级，不同视角，不同范围的理论和方法，做到了自身理论体系的严谨性和完备性。为后续进一步的产业应用和落地实施构建起了扎实的“理论根基”。

发布会上，李克强教授围绕“背景与意义”“工作方法和进展”“阶段性成果”“实施路径与建议”四部分内容做出了介绍与解读。

下文将对《参考架构2.0》部分核心内容进行介绍。

核心内容1：ICV CPS核心概念定义

CPS是支撑信息化和工业化深度融合的一套综合技术体系，又是数据价值提升与业务流程再造的规则体系，还是一种具有层次性和系统性的系统形式。“信息”体现了控制（Control）、通信（Communication）、协同（Cooperation）、云化（Cloudization）、计算（Computation）和推演（Calculate）,可描述为信息空间。“物理”可描述为物理空间，进一步指代物理实体，指人、机、物等在物理世界中真实存在、可见的形体。信息空间和物理空间的共同作用，相辅相成才能支撑起CPS的完整实现。

从智能网联汽车全生命周期和主要不同利益攸关者考虑，按照不同的阶段，可将ICV CPS分为四种：

ICV D CPS：智能网联汽车研发设计信息物理系统

ICV M CPS：智能网联汽车生产制造信息物理系统

ICV V CPS：智能网联汽车车用信息物理系统

ICV OM CPS：智能网联汽车运行管理信息物理系统

ICV CPS的四种分类

核心内容2：复杂大系统研制的支撑方法论和工具链

ICV CPS是典型的复杂大系统，涉及的智能网联汽车，智能交通系统，云控系统其实是站在汽车，交通，云控三个不同视角观察ICV CPS而得到的，它们与智能网联汽车参与的复杂大系统的关系为“三位一体”。

智能网联汽车参与的复杂大系统（System of Systems，SoS）

ICV CPS作为复杂大系统，无论是从技术层面还是产业层面都呈现出了比传统燃油汽车更多的新特点，其研制所需要的方法和流程也必然对传统研制方式构成挑战。参考国际主流标准和复杂大系统研制范式，提出了将体系工程、系统工程引入到ICV CPS的研制过程中。在ICV领域首次提出了智能网联汽车7S体系架构框架，并以此规则捕获、梳理、分析形成体系级需求。然后将体系级需求传递到采用基于模型的系统工程（MBSE）的系统级研制过程中，经过需求工程、系统建模与分析、系统仿真与验证、功能和预期功能安全分析等过程，最后通过数字主线打通所有模型驱动的数据和模型传递链路，实现统一数据源和协同开发。《参考架构2.0》全面展示了打造ICV CPS中国方案的愿景，提供了适合国情的系统建设方法论，期望牵引行业的创新发展。同时，依托方法论革新 ICV CPS 创新研发范式，构思了基础理论-方法论-总体设计平台-具体工具的全链生态的建设方向，以期助力产业的创新升级，提升国际竞争力。

基于参考架构的开发环境平台

核心内容3：ICV CPS参考架构

针对ICV研发设计CPS、ICV车用CPS、ICV运行管理CPS分别提出了参考架构，并就每种类型的ICV CPS在功能架构、逻辑架构、分层架构方面详细阐述了其各自的功能、逻辑和分级内容。基于参考架构，ICV CPS的设计与实施从前到后依次为：7S体系架构框架作为ICV CPS设计的体系层输入依据；MBSE设计方法作为具体设计步骤；数字主线技术连接四大ICV CPS。

基于7S的ICV CPS架构框架

核心内容4：ICV CPS关键技术和初步应用案例

针对ICV CPS的落地所需要的关键技术体系架构进行总体构思，分别概括了不同ICV CPS类型的总体技术、支撑技术和核心技术。最后以ICV运行管理CPS在典型AVP场景的设计为案例，初步展示了支撑ICV CPS设计与实施的方法论和应用范式。

ICV CPS技术体系

作为集合了智能网联汽车、智能交通和信息物理系统的综合性概念，智能网联汽车信息物理系统可以通过汽车、交通、通信、信息等行业产品和系统间的一体化设计、研发、仿真、验证、部署和运营，实现异构信息系统和物理系统间的安全可靠的协同与互操作，支持智能网联汽车可靠、高效、实时的感知与决策控制，提高驾乘舒适度和便捷性，提升交通安全和效率水平。当前，智能网联汽车发展正处于关键期、攻关期，为了能够全面推进中国方案智能网联汽车信息物理系统的建设，需要以全链条、全维度、全范畴参考架构为依托，基于基础理论体系，突破关键技术体系，加速ICV CPS的落地示范应用。

下一步，研究团队将把握产业技术发展脉搏，持续更新完善《智能网联汽车信息物理系统参考架构》，支持我国智能网联汽车产业发展实践。同时，呼吁行业参考关键共性技术体系架构，集中力量突破相关关键共性技术，为中国智能网联汽车信息物理系统早日落地应用，服务产业和社会贡献智慧。

图：ICV CPS的落地实施路径展望