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文檔簡介
單元八先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論1.掌握ADAS的基本含義。2.熟悉ADAS系統(tǒng)功能及分類解析。3.熟悉ADAS的組成及基本邏輯。4.熟悉當(dāng)前ADAS在汽車中的應(yīng)用車型及自動駕駛功能。5.熟悉當(dāng)前智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用車型及自動駕駛功能。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容
一、ADAS基本概念
二、ADAS功能
三、ADAS發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
一、ADAS基本概念先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng),英文全稱AdvancedDriverAssistantSystem,簡稱ADAS。圖7.1為高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)系統(tǒng)功能
二、ADAS功能(一)ADAS系統(tǒng)功能概述ADAS系統(tǒng)常用的汽車高級輔助駕駛系統(tǒng)通常包括導(dǎo)航系統(tǒng)、實時交通系統(tǒng)TMC、電子警察系統(tǒng)ISA、車載網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)VCS、自適應(yīng)巡航ACC、車道保持系統(tǒng)LCA、車道偏移報警系統(tǒng)LDWS、車道偏離預(yù)警LDW、碰撞避免或預(yù)碰撞系統(tǒng)(Collisionavoidancesystem或Precrashsystem)、前向碰撞報警系統(tǒng)FCWS、后碰撞報警(RearCollisionWarningRCW)、夜視系統(tǒng)(NightVision)、交叉車流報警(CrossTrafficAlertCTA)、自適應(yīng)燈光控制(Adaptivelightcontrol)、行人保護(hù)系統(tǒng)(Pedestrianprotectionsystem)、自動泊車系統(tǒng)(Automaticparking)、交通標(biāo)志識別(Trafficsignrecognition)、盲點探測BSD(BlindSpotDetection)、駕駛員疲勞探測(Driverdrowsinessdetection)、下坡控制系統(tǒng)(Hilldescentcontrol)、電動汽車報警(Electricvehiclewarningsounds)系統(tǒng)。其中,現(xiàn)在比較主流的應(yīng)用有ACC,BSD,LCA,CTA,F(xiàn)CW,RCW等。(二)ADAS系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展路線及其類別技術(shù)發(fā)展路線:ADAS的發(fā)展遵循“感知預(yù)警-主動控制-無人駕駛”路線系統(tǒng)構(gòu)成(按功能):分作感知、控制、執(zhí)行等模塊分類(依據(jù)技術(shù)發(fā)展路線和實現(xiàn)功能):識別預(yù)警類ADAS、自主控制類ADAS、輔助類ADAS識別預(yù)警類ADAS自主控制類ADAS輔助類ADAS視覺系A(chǔ)DAS識別預(yù)警類ADAS雷達(dá)系A(chǔ)DAS車內(nèi)輔助ADASMobileye系列產(chǎn)品車道偏離警示系統(tǒng)(LDW)通標(biāo)志識別系統(tǒng)(TSR)行人碰撞預(yù)警系統(tǒng)(PCW)360全景影像系統(tǒng)(MVC)夜視輔助(NV)車載攝像頭獲取路面信息前向防碰撞預(yù)警系統(tǒng)(FCW)盲區(qū)檢測系統(tǒng)(BLIS)泊車輔助(PA)以毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)或單線激光雷達(dá)傳感器為主要的感知模塊抬頭顯示系統(tǒng)(HUD)駕駛員疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)(BAWS)改善駕駛體驗
(三)ADAS系統(tǒng)功能分類解析識別預(yù)警類ADAS識別預(yù)警類ADAS車道偏移報警系統(tǒng),英文全稱LaneDepartureWarningSystem,簡稱LDWS。是一種通過報警的方式輔助駕駛員減少汽車因車道偏離而發(fā)生交通事故的系統(tǒng)。車道偏移報警系統(tǒng)LDWS可確保車輛高速行駛時更加安全,避免駕駛員因注意力不集中、疲勞駕駛等原因帶來的危險。該系統(tǒng)由圖像處理芯片、控制器、傳感器等組成。前向碰撞報警系統(tǒng)FCWS英文全稱ForwardCollisionWarningSystem,由安裝在車頭的雷達(dá)偵測自車和前方車輛的距離及速度,發(fā)出警告聲提醒駕駛?cè)俗⒁廛嚲啵糗嚲喑掷m(xù)拉近,車輛會自動輕踩剎車并輕拉安全帶2~3次,系統(tǒng)判定追撞無法避免時,啟動自動緊急剎車(AEB)并立刻拉緊安全帶固定駕駛?cè)?,降低意外發(fā)生后的傷害。FCW作用條件為車輛時速0-60km/h范圍,可檢測前車的運動狀態(tài),發(fā)出警告以避免碰撞。UFCW用于城市道路低速行駛時,對車前即將發(fā)生的危險發(fā)出警告。車距檢測及警告系統(tǒng)HMW英文全稱HeadwayMonitoring&Warning,簡稱HMW。用于檢測本車與前車的車距,在車距過近的情況下向駕駛員發(fā)出警報。車距檢測及警告系統(tǒng)HMW和前向碰撞報警系統(tǒng)FCWS均通過檢測本車與前車的車距,在車距過近的情況下向駕駛員發(fā)出警報。兩種系統(tǒng)的區(qū)別在于HMW的車距時間和FCW的碰撞時間(TTC)計算方式不同。后碰撞報警RCW英文全稱RearCollisionWarning,簡稱為RCW。交叉車流報警系統(tǒng)(CrossTrafficAlertCTA)英文全稱CrossTrafficAlert,簡稱為CTA。行人探測與防撞警示PCW行人探測與防撞警示,英文全稱PedestrianCollisionWarning,簡稱PCW??梢詴r刻監(jiān)測車輛前方行人的情況,當(dāng)車輛與行人距離過近有碰撞可能時,PCW將向會警示駕駛員及時減速。PCW可以大幅度提高車輛和行人的安全性,其作用條件為車輛時速0-60km/h范圍。行人檢測系統(tǒng)PDS行人檢測系統(tǒng),英文全稱PedestrianDetectionSystem,簡稱PDS。通常整合到碰撞預(yù)防系統(tǒng)當(dāng)中,利用雷達(dá)攝像頭和感應(yīng)器來檢測行人,并及時減速剎車從而減少事故傷害。交通標(biāo)志識別TSR交通標(biāo)志識別,英文全稱TrafficSignRecognition,簡稱TSR。能識別路上的交通標(biāo)志牌如限速標(biāo)志,包括固定或非固定的LED標(biāo)志。這些信息還可以與導(dǎo)航地圖信息相融合,提供更精確的信息。技術(shù)要點主要在于圖像處理,及標(biāo)志結(jié)構(gòu)信息的提取與識別。盲點探測系統(tǒng)BSDS英文全稱Blindspotmonitoringsystem,簡稱BSDS。汽車駕駛?cè)说拿c是指三面后視鏡,左、右、內(nèi)看不到的區(qū)域,它也是在眾多事故中,常發(fā)生的意外之一。所謂盲點監(jiān)測,就是運用超聲波雷達(dá)和傳感器,來偵測本車兩側(cè)后方3m×3m的視野盲區(qū),相鄰車道后方有沒有車子在靠近,以及后視鏡盲區(qū)里有沒有車子。夜視系統(tǒng)NVS夜視系統(tǒng),英文全稱NightVisionsystem,簡稱NVS。該系統(tǒng)是一種源自軍事用途的汽車駕駛輔助系統(tǒng)。在這個輔助系統(tǒng)的幫助下,駕駛者在夜間或弱光線的駕駛過程中將獲得更高的預(yù)見能力,它能夠針對潛在危險向駕駛者提供更加全面準(zhǔn)確的信息或發(fā)出早期警告。電動汽車報警系統(tǒng)EVWS電動汽車報警(Electricvehiclewarningsounds)是一種安裝在車上的報警裝置。如果有人擊打、撞擊或移動汽車,傳感器就會向控制器發(fā)送信號,指示震動強度。根據(jù)震動的強度,控制器會發(fā)出表示警告的聲音或者全面拉響警報。以此來震懾偷盜者,并提示通知車主。車輛檢測VD(VihicleDetection)在僅基于視覺的模式下,VD目前要能檢測70米遠(yuǎn)的車輛,并能持續(xù)跟蹤到100米開外。但在大霧、極端天氣及攝像頭被阻擋的情況下,VD是不可用的,但能提示用戶不可用。自主控制類ADAS自適應(yīng)巡航ACC文全稱Adaptivecruisecontrol,簡稱ACC。自適應(yīng)巡航ACC是在早已存在的巡航控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,一般都基于雷達(dá)或激光技術(shù),現(xiàn)在可以基于視覺/相機(jī)技術(shù)。該系統(tǒng)是一種智能化的自動控制系統(tǒng),可根據(jù)駕駛員設(shè)定的目標(biāo)速度及與前車的相對距離,自動調(diào)整車速,ACC在一定程度上減輕駕駛員駕駛的疲勞。自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)ACC在車輛時速30-150km/h時,該功能才能激活。自動緊急制動AEB英文全稱Advanced/AutomaticEmergencyBrakingsystem,簡稱AEB。自動緊急制動AEB是一種汽車主動安全技術(shù)。該系統(tǒng)在駕駛者無法通過自身能力避免碰撞時通過系統(tǒng)干預(yù),降低事故的嚴(yán)重程度。自動緊急制動AEB主要由3大模塊構(gòu)成,包括控制模塊,測距模塊,和制動模塊。其中測距模塊的核心包括毫米波雷達(dá)、攝像頭等,它可以提供前方道路安全、準(zhǔn)確、實時的圖像和路況信息。車道保持系統(tǒng)LCA或LKS英文全稱LaneKeepingSystem,簡稱LKS。車道保持系統(tǒng)LKS屬于智能駕駛輔助系統(tǒng)中的一種。它可以在車道偏離預(yù)警系統(tǒng)(LDWS)的基礎(chǔ)上對剎車的控制協(xié)調(diào)裝置進(jìn)行控制;可檢測本車在車道內(nèi)的位置,并可自動調(diào)整轉(zhuǎn)向,使本車保持在車道內(nèi)行駛。碰撞避免或預(yù)碰撞系統(tǒng)CAS碰撞避免或預(yù)碰撞系統(tǒng),英文全稱Collisionavoidancesystem或Precrashsystem,簡稱CAS。系統(tǒng)能自動探測前方障礙物,測算出發(fā)生碰撞的可能性。若系統(tǒng)判斷碰撞的可能性很大,則會發(fā)出警報聲。系統(tǒng)還可通過自動調(diào)節(jié)一系列安全系統(tǒng):預(yù)碰撞剎車輔助系統(tǒng)、緊急轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)、汽車動態(tài)綜合管理系統(tǒng)來盡可能避免碰撞。若系統(tǒng)判斷碰撞不可避免,則會預(yù)先收緊前座安全帶、啟動剎車來最大限度的減輕損傷。自適應(yīng)燈光控制ALC自適應(yīng)燈光控制Adaptivelightcontrol也叫智能遠(yuǎn)光燈控制IHC(IntelligentHighBeamControl)或遠(yuǎn)光自動控制IHC。自適應(yīng)燈光控制ALC是根據(jù)車速,打方向的角度而自動調(diào)整近光燈轉(zhuǎn)向角度側(cè),擴(kuò)大車輛轉(zhuǎn)彎時有效照明范圍。自動水平調(diào)節(jié)功能可確保無論承載情況如何,燈光始終照向前方地面;在黑暗的道路上,附近沒有車輛的情況下可對車輛的前大燈進(jìn)行控制,將其由近光燈自動切換成遠(yuǎn)光燈。泊車輔助系統(tǒng)PAS泊車輔助系統(tǒng),英文全稱ParkingAssistanceSystem,簡稱PAS。該系統(tǒng)可輔助駕駛員進(jìn)行泊車。自動泊車系統(tǒng)就是不用人工干預(yù),可以使汽車自動地以正確的??课徊窜?。該系統(tǒng)包括環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、中央處理器和車輛策略控制系統(tǒng)。環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又由圖像采集系統(tǒng)和車載距離探測系統(tǒng)組成。下坡控制系統(tǒng)DAC或HDCDAC下坡輔助系統(tǒng)(Down-h(huán)illassistcontrol)。下坡行車輔助控制系統(tǒng)(Down-h(huán)illassistcontrol)與發(fā)動機(jī)制動的道理相同,為了避免制動系統(tǒng)負(fù)荷過大,減輕駕駛員負(fù)擔(dān),下山輔助控制在分動器位于L位置;車速5-25km/h并打開DAC開關(guān)的條件下,不踩加速踏板和制動踏板,下山輔助控制系統(tǒng)可以自動把車速控制在適當(dāng)水平。下山輔助控制系統(tǒng)工作時停車燈會自動點亮。DAC系統(tǒng)的出現(xiàn)能使車輛以恒定低速行駛,防止車輪鎖死,同時可以大大降低車輛在坑洼路面下坡時產(chǎn)生的震動,從而確保了行駛的穩(wěn)定性與提高駕乘舒適性。智能車速輔助系統(tǒng)ISA智能車速輔助系統(tǒng),英文全稱IntelligentSpeedAssistance,簡稱ISA。智能速度控制系統(tǒng)(ISA)是一種車載系統(tǒng),它使用與該特定位置的有效速度限制有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)中車輛位置的信息。ISA可以支持驅(qū)動程序,以幫助他們遵守網(wǎng)絡(luò)中所有地方的速度限制。ISA確保駕駛者在法定限速內(nèi)行駛,有效避免駕駛者在無意識情況下的超速行為。該系統(tǒng)可獲取當(dāng)前路段的限速信息,當(dāng)本車超速行駛時,可提醒駕駛員或自動減速。換道輔助系統(tǒng)LCA換道輔助系統(tǒng),英文全稱LaneChangeAssistance,簡稱LCA??杀O(jiān)控車輛后方駕駛員視野盲區(qū)內(nèi)的范圍,當(dāng)有其他車輛對本車的換道造成危險時,可向駕駛員發(fā)出警告。輔助類ADAS抬頭顯示系統(tǒng)HUD英文全稱Head-UpDisplay,簡稱HUD。該系統(tǒng)把汽車行駛過程中儀表顯示的重要信息(如車速、導(dǎo)航等)投射到前風(fēng)擋玻璃上,不僅能夠幫助對速度判斷缺乏經(jīng)驗的新手控制自己的車速,避免在許多的限速路段中因超速而違章,更重要的是它能夠使駕駛員在大視野不轉(zhuǎn)移的條件下瞬間讀數(shù),始終頭腦清醒地保持最佳觀察狀態(tài)。駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)DCW英文全稱DriverConditionWarning,簡稱DCW。該系統(tǒng)可通過監(jiān)控駕駛員的眼部或頭部運動來判斷駕駛員的疲勞狀態(tài),當(dāng)發(fā)現(xiàn)駕駛員疲勞駕駛時,可向駕駛員發(fā)出警告。現(xiàn)階段裝備于車輛的駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)主要通過圖像分析手段對駕駛員臉部與眼睛特征進(jìn)行疲勞評估。系統(tǒng)利用攝影機(jī)偵測駕駛者臉部,判斷專注力程度、是否有打瞌睡的象征,還有系統(tǒng)更是利用駕駛?cè)搜劬﹂_閉頻率情況,來辨別安全等級,提供適合的警告或是協(xié)助動作,如果駕駛者的臉部表情變化減少,甚至出現(xiàn)閉眼的情況,車輛就會透過聲響與燈號來警示車主注意,以減少意外事故發(fā)生。全景影像系統(tǒng)SVM英文全稱SurroundViewMonitor,簡稱SVM。該系統(tǒng)由安裝在車身前后左右的四個超廣角魚眼攝像頭,同時采集車輛四周的影像,經(jīng)過圖像處理單元畸變還原→視角轉(zhuǎn)化→圖像拼接→圖像增強,最終形成一幅車輛四周無縫隙的360°全景俯視圖。在顯示全景圖的同時,也可以顯示任何一方的單視圖,并配合標(biāo)尺線準(zhǔn)確地定位障礙物的位置和距離。實時交通系統(tǒng)TMC英文全稱TrafficMessageChannel,簡稱TMC。是歐洲的輔助GPS導(dǎo)航的功能系統(tǒng)。它是通過RDS方式發(fā)送實時交通信息和天氣狀況的一種開放式數(shù)據(jù)應(yīng)用。借助于具有TMC功能的導(dǎo)航系統(tǒng),數(shù)據(jù)信息可以被接收并解碼,然后以用戶語言或可視化的方式將和當(dāng)前旅行路線相關(guān)的信息展現(xiàn)給駕駛者。電子警察系統(tǒng)ISA英文全稱IntelligentSpeedAdaptation,簡稱ISA。我國道路交通管理系統(tǒng)中的“電子警察”是隨著科技的發(fā)展而產(chǎn)生的,是一個時代的產(chǎn)物。它作為現(xiàn)代道路交通安全管理的有效手段,可以迅速地監(jiān)控、抓拍、處理交通違章事件,迅速地獲取違章證據(jù),提供行之有效的監(jiān)測手段,為改善城市交通擁堵現(xiàn)象起到了重要的作用,已成為道路交通管理隊伍中必不可少的一員,以充分發(fā)揮它準(zhǔn)確、公正的執(zhí)法作用。車載網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)VSA英文全稱VehicularCommunicationSystems,簡稱VSA。該系統(tǒng)由車輛位置、速度和路線等信息構(gòu)成的巨大交互網(wǎng)絡(luò)。通過GPS、RFID、傳感器、攝像頭圖像處理等裝置,車輛可以完成自身環(huán)境和狀態(tài)信息的采集;通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),所有的車輛可以將自身的各種信息傳輸匯聚到中央處理器;通過計算機(jī)技術(shù),這些大量車輛的信息可以被分析和處理,從而計算出不同車輛的最佳路線、及時匯報路況和安排信號燈周期。強現(xiàn)實導(dǎo)航ARNAVI英文全稱AugmentedRealityNavigation,簡稱ARNAVI。增強現(xiàn)實導(dǎo)航是將普通導(dǎo)航儀與攝像頭結(jié)合,ARNAVI不僅用前向攝像頭將車前的路況錄下來,而且據(jù)導(dǎo)航地圖的信息,在視頻上劃出虛擬線路箭頭,顯示導(dǎo)航相關(guān)信息。若ARNAVI與PED,VD,LDW等應(yīng)用結(jié)合,其功能會得到進(jìn)一步增強。行人保護(hù)系統(tǒng)PPS英文全稱Pedestrianprotectionsystem,簡稱PPS。對于最基本的行人保護(hù)技術(shù),主要涉及車身吸能材料的應(yīng)用,如吸能保險杠、軟性的引擎蓋材料、大燈及附件無銳角等。其中,在發(fā)動機(jī)艙蓋段面上采用緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計,則是國內(nèi)汽車廠商較為常見的做法。三、ADAS發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢ADAS系統(tǒng)作用ADAS系統(tǒng)通過激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和攝像頭等傳感器技術(shù)實時感知周邊環(huán)境,為車輛計算系統(tǒng)提供精準(zhǔn)的路況數(shù)據(jù)、障礙物、道路標(biāo)線等相關(guān)信息。ADAS系統(tǒng)組成ADAS系統(tǒng)主要包含傳感器、處理器、軟件、映射和執(zhí)行器等組成。傳感器實時生成可操作的數(shù)據(jù),處理器分析傳感器數(shù)據(jù)并執(zhí)行決策,軟件算法合成車輛周圍的環(huán)境,映射功能存儲和更新車輛傳感器收集的地理和基礎(chǔ)設(shè)施信息,執(zhí)行器系統(tǒng)的電氣化與車輛中的其他電氣組件進(jìn)行交互。7.4ADAS系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢7.4ADAS系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(一)ADAS發(fā)展現(xiàn)狀未來科技進(jìn)步趨勢將從互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,智能駕駛是“萬物互聯(lián)”的最好載體,無人駕駛是汽車智能的終極發(fā)展方向。ADAS是智能駕駛汽車的關(guān)鍵落地點,模塊化分類主要有以下幾種:車道偏離預(yù)警(LDW)、車道保持輔助(LKA)、緊急自動剎車(AEB)、智能遠(yuǎn)光燈(IHC)、自動泊車(AP))等。目前ADAS在國內(nèi)外都屬于研究階段,只有一些高端車有了部分的技術(shù)儲備,例如:豐田的公路自動駕駛輔助AHAC、特斯拉的自動巡航Autopilot、通用的SuperCruise。(二)ADAS市場格局分析智能駕駛技術(shù)未來的空間格局呈現(xiàn)金字塔結(jié)構(gòu),主要分為以下三層。(1〉傳統(tǒng)車企掌握著汽車生產(chǎn)資質(zhì)和整車控制集成的核心競爭,科技型企業(yè)或者研究所憑借在人工智能、人機(jī)交互方面的優(yōu)勢搶占一部分市場份額。(2)ADAS供應(yīng)商利用掌握的感知識別算法等為車企和科技型公司提供ADAS系統(tǒng)解決方案。底層零部件諸如雷達(dá)、攝像頭、芯片、電子剎車等,都掌握在供應(yīng)商的手上,比較分散,其核心價值在于市場份額占據(jù)比例;塔尖的傳統(tǒng)車企與科技公司,一般都會以合作的方式,核心產(chǎn)品大多為無人駕駛汽車這種涉及汽車生產(chǎn)資質(zhì)與人工智能高端、核心算法的結(jié)合領(lǐng)域;中間層的ADAS研究是銜接二者的一個關(guān)鍵落地點。底層零部件是ADAS實現(xiàn)的載體,無人駕駛汽車是ADAS的高度集成。(3)ADAS技術(shù)領(lǐng)域的研究不僅僅可以作為塔尖與塔底的結(jié)合點,還可以通過ADAS技術(shù)的逐步深入研究與系統(tǒng)化集成,逐漸成為屹立于塔尖的科技型企業(yè),從而實現(xiàn)整個技術(shù)點在質(zhì)上的飛越與創(chuàng)新。(三)關(guān)于ADAS未來發(fā)展趨勢的思考思考1:攝像頭與融合方案,哪—種將是主流?(三)關(guān)于ADAS未來發(fā)展趨勢的思考思考2:專用芯片與通用芯片,誰將勝出?第九章智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試評價與標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論1.熟知智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試與評價技術(shù)概述。2.掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車評價。3.掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容
智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試與評價技術(shù)概述
智能網(wǎng)聯(lián)汽車評價
智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)
一、
智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試與評價技術(shù)概述(一)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試目的及意義(1)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試的目的智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試的目的是測試汽車零部件和整車的功能、性能是否符合一定的要求,或者與其他汽車相比,是否具備更佳的性能等。智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試主要有符合性測試、比對測試和研發(fā)測試三種。1)符合性測試對于符合性的定義,在不同的標(biāo)準(zhǔn)中表述有所不同,在此所談到的符合性指的是產(chǎn)品、過程或服務(wù)及有關(guān)結(jié)果是否符合指定的規(guī)范要求,多指標(biāo)準(zhǔn)符合性測試。標(biāo)準(zhǔn)符合性測試是依據(jù)一個標(biāo)準(zhǔn)的描述對標(biāo)準(zhǔn)的某個實現(xiàn)進(jìn)行測試,判別一個標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)與所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)描述是否相一致。通??梢愿鶕?jù)符合性測試的結(jié)果評價該實現(xiàn)是否符合既定的目標(biāo)。若測試結(jié)果認(rèn)定目標(biāo)沒有實現(xiàn),則須對進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)符合性測試的對象做修正改進(jìn)。
2)比對測試比對測試是為了比較各種汽車的性能而進(jìn)行的測試與評價活動,如各種汽車專業(yè)雜志舉辦的各類汽車的性能比較活動,或者在汽車設(shè)計初始階段,作為決定質(zhì)量目標(biāo)的一種信息來源,對競爭對手的車輛的性能進(jìn)行調(diào)查、比較研究的測試活動。比對測試最重要的目標(biāo)是通過對兩個或兩個以上對象的對比結(jié)果進(jìn)行分析,獲得或探究某種因素與對象之間的關(guān)系,并將之作為某種選擇或決定的依據(jù)。例如,在汽車ECU控制軟件開發(fā)過程中,為了檢驗和評估所開發(fā)的或自動代碼生成的控制器代碼與所設(shè)計邏輯的一致程度,往往需要通過比對測試的方式,測量與評價代碼模塊與設(shè)計控制器模型在不同設(shè)定輸入條件下的輸出結(jié)果?;诜蠂H汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO
26262規(guī)定,在采用基于模型的自動代碼生成開發(fā)方式中,采用代碼與模型的一致性對比測試,可以將代碼安全審查的工作轉(zhuǎn)移到模型安全審查和工具安全審查上,因而大大降低了開發(fā)方承擔(dān)的工作量和難度。3)研發(fā)測試研發(fā)測試是為了改進(jìn)汽車性能和產(chǎn)品開發(fā)而進(jìn)行的測試與評價活動。一般來說,學(xué)校、研究所或汽車制造廠商、汽車零部件廠、汽車電子廠商進(jìn)行的研究或開發(fā)測試屬于此范疇。為了適應(yīng)市場對汽車性能、功能的要求和用戶需求的多樣化,研發(fā)階段的測試與評價涉及范圍非常廣,為了適應(yīng)新技術(shù)還需要不斷地制定新的測試與評價方法。研發(fā)測試最重要的目標(biāo)是在最初階段就把相應(yīng)的質(zhì)量問題或安全問題考慮進(jìn)去,以便可以直接把研發(fā)設(shè)計階段的成果作為生產(chǎn)的模板,如此不但有利于縮短研發(fā)時間,而且有利于降低研發(fā)成本。由此可見,在研發(fā)階段需要進(jìn)行一定量的模擬測試和實車測試。值得注意的是,研發(fā)測試不僅僅是為了證明產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)既定功能,還要盡可能多地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中的錯誤和缺陷,而且這種發(fā)現(xiàn)越早越好,這樣更改產(chǎn)品設(shè)計的成本更低。理想情況下,通過所有研發(fā)測試意味著車輛開發(fā)能夠最終定型,因此,對于研發(fā)測試來說,最重要是保障有效性、客觀性和完整性。
(2)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試意義
智能網(wǎng)聯(lián)汽車的開發(fā)與應(yīng)用一直以來備受關(guān)注,當(dāng)前除了研究智能網(wǎng)聯(lián)汽車的新功能和算法之外,智能網(wǎng)聯(lián)汽車在行駛環(huán)境中的可靠與安全已成為開發(fā)的最大難點。因此,只有通過完善的智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試與評價技術(shù),才能夠盡早在研發(fā)階段發(fā)現(xiàn)問題,挖掘隱藏的功能缺陷及不合理之處,才能夠保證智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用的功能完備性及有效性。1)保證車輛行駛的安全智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,通常來說,智能網(wǎng)聯(lián)汽車是從駕駛輔助逐步提高自動化程度到實現(xiàn)自動駕駛的過程。目前駕駛輔助技術(shù)的滲透率正在逐漸上升,部分自動駕駛、有限自動駕駛技術(shù)也發(fā)展迅速,推動汽車向完全自動駕駛乃至無人駕駛方向前進(jìn)。但是,汽車的首要功能是能夠?qū)⑷嘶蛘哓浳飶囊粋€地點運送到另一個地點,車輛的智能化和網(wǎng)聯(lián)化是為了更好、更有效地實現(xiàn)上述功能,而安全是首先要保證的。通過對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的功能和性能進(jìn)行測試與評價,能夠確保智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全、高效地完成任務(wù),且不會干擾正常的交通環(huán)境。2)推動汽車行業(yè)的發(fā)展測評和標(biāo)準(zhǔn)本身對整個汽車產(chǎn)業(yè)來說是一種推動和促進(jìn)的作用。完善的測評工作首先能夠?qū)χ悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車進(jìn)行基本的判斷和分類,根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義,確定廠商提供的車輛是否屬于智能網(wǎng)聯(lián)汽車,并根據(jù)車輛的智能化和網(wǎng)聯(lián)化的程度對車輛進(jìn)行分類。同時,通過測評形成標(biāo)準(zhǔn),能夠促成一些參考架構(gòu),使得所有的參與機(jī)構(gòu)能夠基于車聯(lián)網(wǎng)和自動駕駛的標(biāo)準(zhǔn)參考架構(gòu)來促進(jìn)和實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。另外,搭建開放共享的測試評價平臺,既能保證各個參與方保持自己獨特的自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)的功能,同時滿足標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)互聯(lián)互通。
(二)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試原理測試主要涉及兩個方面:一是測量,二是試驗。測量側(cè)重于測量工具的使用以及測量獲取數(shù)據(jù)的處理與分析,而試驗側(cè)重于通過設(shè)置環(huán)境探測產(chǎn)品、設(shè)備的某項最優(yōu)性能或是否滿足某項性能。探求產(chǎn)品、設(shè)備某項最優(yōu)性能或是滿足某項性能時測試方案的常用設(shè)計方法是研究的重點,測試方案設(shè)計是以概率論與數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎(chǔ),經(jīng)濟(jì)地、科學(xué)地安排測試的一項科學(xué)技術(shù),其主要內(nèi)容是討論如何合理地安排測試方案和正確地分析測試數(shù)據(jù),以達(dá)到用盡量少的測試次數(shù)盡快地達(dá)到測評的目的。測試方案設(shè)計實際上是測試優(yōu)化技術(shù),它是通過在測試過程中運用各種不同的數(shù)學(xué)方法,達(dá)到測評目標(biāo)以及實現(xiàn)測評過程的最優(yōu)化,從而達(dá)到節(jié)省人力、物力、時間的目的,常見的測試方案設(shè)計方法有4種。
(1)單因素測試方案設(shè)計單因素測試是指影響測評的主要因素只有一個,一般在為了改進(jìn)汽車性能和產(chǎn)品開發(fā)時進(jìn)行,根據(jù)生產(chǎn)和科研中的不同問題,利用數(shù)學(xué)原理,合理地安排測試,優(yōu)化測試流程。通??梢赃\用常見的一維尋查方法(如序貫實驗的平分法、斐波那契法、黃金分割法、三點二次插值法等)逼近或獲取最優(yōu)。(2)多因素測試方案設(shè)計當(dāng)影響因素較多時,即需要進(jìn)行多因素測試方案的設(shè)計。一般常采用正交設(shè)計法,也可在進(jìn)行了一輪或多輪多因素測試后找到其中的主要影響因素進(jìn)行較為細(xì)致的單因素測試,用一維尋查法求其最優(yōu)化結(jié)果。
(3)疲勞/壽命測試方案設(shè)計
模擬零部件使用載荷對零部件直接進(jìn)行疲勞測試以確定零部件的疲勞強度與壽命的方法稱為疲勞/壽命測試設(shè)計方法。一般常說的疲勞測試主要是指金屬疲勞測試,主要測定金屬及其合金材料在室溫狀態(tài)下的拉伸、壓縮或拉、壓交變負(fù)荷的疲勞性能。一般來說,在足夠大的交變應(yīng)力的作用下,于金屬構(gòu)件外形突變、表面刻痕或內(nèi)部缺陷等部位,都可能因較大的應(yīng)力集中引發(fā)微觀裂紋。分散的微觀裂紋經(jīng)過集結(jié)溝通將形成宏觀裂紋。已形成的宏觀裂紋逐漸緩慢地擴(kuò)展,構(gòu)件橫截面逐步削弱,當(dāng)達(dá)到一定限度時,構(gòu)件會突然斷裂。這種金屬因交變應(yīng)力引起的失效現(xiàn)象稱為金屬的疲勞,金屬疲勞測試就是測定金屬材料疲勞極限的方法。
(4)攻防測試方案設(shè)計
攻防測試主要是指在信息安全領(lǐng)域通過模擬各種攻擊手段來檢測系統(tǒng)信息安全防護(hù)能力的測試,常見的有滲透測試—指為了對一個目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的安全性進(jìn)行實際檢查,進(jìn)行帶有攻擊性行為的全面的安全壓力測試。滲透測試是一個在評估目標(biāo)主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的安全性時模仿黑客特定攻擊行為的過程。詳細(xì)地說,是指安全工程師盡可能完整地模擬黑客使用的漏洞發(fā)現(xiàn)技術(shù)和攻擊手段,對目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的安全性作深入的探測,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)最脆弱環(huán)節(jié)的過程。測試過程中,會采用各種手段和途徑,包括端口掃描、漏洞掃描、密碼猜測、密碼破解、數(shù)據(jù)竊聽、偽裝欺騙等技術(shù)方式,最終目的就是為了檢驗該網(wǎng)絡(luò)各個環(huán)節(jié)的安全性。
(三)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試方法智能網(wǎng)聯(lián)汽車常見的測試方法主要包括模型在環(huán)測試方法、軟件在環(huán)測試方法,模型在環(huán)和軟件在環(huán)對比測試方法、硬件在環(huán)測試方法、臺架在環(huán)測試方法和實車測試方法。其中模型在環(huán)測試、軟件在環(huán)測試和硬件在環(huán)測試均屬于計算機(jī)測試方法。(1)模型在環(huán)、軟件在環(huán)測試方法圖9-1模型在環(huán)測試和軟件在環(huán)測試
(2)硬件在環(huán)測試方法汽車系統(tǒng)項目的開發(fā)是一項系統(tǒng)工程,科技含量高、工作量大,整車和各零部件的開發(fā)同步進(jìn)行。為了保證項目的進(jìn)度,將硬件置于測試回路是一種將實物部件和軟件模型聯(lián)合、廣泛運用于部件測試或控制系統(tǒng)測試的技術(shù)形式如圖9-2所示。硬件在環(huán)測試與模型在環(huán)測試、軟件在環(huán)測試不同之處在于引入了信號的傳遞環(huán)節(jié)。廣義上來說,硬件在環(huán)測試系統(tǒng)可以分為四種類型:圖9-2硬件在環(huán)測試
第一類,將真實的控制器置于測試回路,將其余部件的壓力或電力信號用真實信號或者仿真環(huán)境模擬的信號納人控制器的控制回路,不包含動力加載裝置。第二類,用計算機(jī)快速地建立其控制器模型,而將受控對象作為實物放置在仿真回路中,構(gòu)造起在環(huán)測試系統(tǒng),這個過程也稱為快速原型設(shè)計。第三類,利用動力加載裝置模擬系統(tǒng)其余部件的動力學(xué)特性對實物部件進(jìn)行加載,實物部件輸出的信號反饋回系統(tǒng)模型,構(gòu)成系統(tǒng)回路。第四類,主要是在第一類的基礎(chǔ)上,將在回路系統(tǒng)模型過程量或?qū)嵨锊考妮敵隽考{入一個更大的控制器控制回路。
(3)臺架在環(huán)測試方法臺架在環(huán)測試是指對待測對象的一些指標(biāo)進(jìn)行檢測,如汽車發(fā)動機(jī)臺架測試,可以測試發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速、使用壽命等。發(fā)動機(jī)臺架測試為發(fā)動機(jī)及相關(guān)零部件提供了測試、驗證以及改進(jìn)的技術(shù)支持。在臺架在環(huán)測試中,由于待測的對象實物需要加載裝置提供力矩、速度或電流等參數(shù),將整個臺架系統(tǒng)與其余部件模型構(gòu)成回路如圖9-3所示,因此,當(dāng)待測對象為控制對象時還會引人新的控制回路。按照臺架測試的目的,臺架測試分為性能測試和可靠測試。其中性能測試是為了評定發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性及其他重要性能;可靠性測試是通過對發(fā)動機(jī)及相關(guān)零部件施加各種負(fù)荷以考驗其可靠性。圖9-3臺架在環(huán)測試
(4)實車測試方法模型在環(huán)、軟件在環(huán)、硬件在環(huán)和臺架試驗適用于控制器、部件、系統(tǒng)或總成的測試,但當(dāng)把這些零部件或總成組裝在一起時,也常常會產(chǎn)生意想不到的故障或問題,所以必須做整車的測試評價。進(jìn)行整車的測試與評價,一般需要借助于試驗場或一些通用大型測試設(shè)備。1)汽車試驗場汽車試驗場是進(jìn)行汽車整車道路試驗的場所。為滿足汽車的實際行駛要求,汽車試驗場的主要設(shè)施是集中修建的各種各樣的試驗道路,包括汽車高速行駛的環(huán)形跑道、可造成汽車強烈顛簸的凸凹不平的道路以及動力學(xué)廣場、坡道、ABS試驗路、噪聲試驗路等,給汽車提供穩(wěn)定的路面試驗條件。汽車試驗場有大有小,試驗道路的形態(tài)和長短也不盡相同,而且隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,不斷會提出修筑新的試驗設(shè)施的要求。汽車試驗場是重現(xiàn)汽車使用中遇到的各種各樣道路條件和使用條件的試驗場地。試驗道路是實際存在的各種各樣的道路經(jīng)過集中、濃縮、不失真的強化并典型化的道路。汽車在試驗場試驗比在實驗或一般行駛條件下的試驗更嚴(yán)格、更科學(xué)、更真實。其王要任務(wù)包括:汽車產(chǎn)品的質(zhì)量鑒定測評;汽車新產(chǎn)品的研發(fā)、認(rèn)證測試;為實驗室試驗提供路譜采集條件;汽車法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的研究和測評等。2)通用大型試驗設(shè)備通用大型試驗設(shè)備包括環(huán)境試驗設(shè)備、碰撞試驗設(shè)備、電波暗室和半消聲室等。①環(huán)境試驗設(shè)備。為了保障汽車在使用環(huán)境中發(fā)揮期望的性能,需要在不同氣候環(huán)境下進(jìn)行汽車試驗。由于實地試驗所消耗的時間成本和經(jīng)濟(jì)成本過高,因此期望有高精度模擬世界各地氣候條件的環(huán)境試驗設(shè)備,從而快速檢驗汽車的環(huán)境適應(yīng)性。常見的環(huán)境試驗設(shè)備有高溫環(huán)境風(fēng)洞試驗室、低溫環(huán)境風(fēng)洞試驗室、低壓試驗室、防塵性能試驗室、淋雨試驗室等。②碰撞試驗設(shè)備。為了保證車輛的安全性,車輛必須經(jīng)過嚴(yán)格的碰撞測試檢驗。最典型的碰撞試驗設(shè)備是碰撞試驗室,一般通過牽引系統(tǒng)將車輛牽引到規(guī)定的速度后釋放。車輛依靠慣性與固定壁障、蜂窩鋁壁障或其他車輛等進(jìn)行碰撞,檢驗車輛的車身結(jié)構(gòu)和約束系統(tǒng)是否能夠為乘員提供良好的保護(hù)。當(dāng)前一些典型的碰撞試驗,如正面全重疊碰撞、正面40%偏置碰撞、側(cè)碰等都已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn),也是新車碰撞測試(New
Car
Assessment
Program,NCAP)確定車輛安全星級的基礎(chǔ)。同時,針對車輛的開發(fā),一些更接近現(xiàn)實生活的事故形態(tài),如正面25%小重疊率碰撞、正面撞柱等也被納入碰撞試驗中。另外,為提高測試效率同時降低測試成本,臺車也是廣泛采用的碰撞試驗設(shè)備。
③電波暗室。隨著汽車電子系統(tǒng)占比的逐漸提高,車載電子設(shè)備的性能要求越來越重要。由于車載電子設(shè)備的振動、溫度和電磁等環(huán)境較為惡劣,為確保車載電子的性能可靠,需要衡量其電磁干擾抗性和電波噪聲,因此可以建立電波暗室,排除室外電磁環(huán)境的干擾。④半消聲室。隨著汽車安靜性能要求的提開,噪聲的相關(guān)要求逐漸嚴(yán)格,為了進(jìn)行有效測量,往往需要采用半消聲室。(四)智能網(wǎng)聯(lián)汽車常用評價方法評價需要解決的主要問題是分類、排序和整體評價,評價方法主要圍繞此類目的展開。有關(guān)系統(tǒng)評價的理論和方法大致可以分為3類:一是以數(shù)理理論為基礎(chǔ)的方法,它以數(shù)學(xué)理論和解析方法對評價系統(tǒng)進(jìn)行定量描述和計算,通常需要在一定的假設(shè)條件下進(jìn)行評價,評價方法主要有模糊分析法、灰色系統(tǒng)分析法、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析法等;二是以統(tǒng)計分析為主的方法,其特點是把統(tǒng)計樣本數(shù)據(jù)看作隨機(jī)數(shù)據(jù)處理,對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,所得均值、方差、協(xié)方差反映指標(biāo)潛在的規(guī)律,通過統(tǒng)計方法對指標(biāo)體系進(jìn)行分析,得出在大樣本數(shù)據(jù)下對評價對象的綜合認(rèn)識,評價方法有主成分分析法、因子分析法、聚類分析法、判別分析法、關(guān)聯(lián)分析法、層次分析法等;三是重現(xiàn)決策支持的方法,以計算機(jī)系統(tǒng)仿真和模擬技術(shù)為主,研究如何使系統(tǒng)的運行和人類行為目標(biāo)一致,以此得出系統(tǒng)評價結(jié)果。
二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車評價(一)功能安全評價
目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車功能安全評價主要指功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262的符合性測評,對此ISO26262的符合性要求為:1)如果要宣稱符合ISO26262,那必須是符合其每個要求,除非有如下情況之一。①根據(jù)ISO26262-2中,對不適用的要求進(jìn)行安全行為的裁剪;②針對不符合項,提出其說明理由,并對該理由根據(jù)ISO26262-2進(jìn)行評估。2)所有安全行為的輸出物都在ISO26262中有明確的規(guī)定。
(1)安全完整性等級評估ISO26262標(biāo)準(zhǔn)中對系統(tǒng)做功能安全設(shè)計時,前期重要的一個步驟是對系統(tǒng)進(jìn)行危害分析和風(fēng)險評估,識別出系統(tǒng)的危害并且對危害的風(fēng)險等級—ASIL等級(AutomotiveSafetyIntegrationLevel,汽車安全完整性等級)進(jìn)行評估。(2)安全完整性等級依據(jù)ISO26262標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行功能安全測評時,首先需要確定系統(tǒng)危害事件的安全完整性等級。根據(jù)定義,功能故障和駕駛場景的組合叫做危害事件(hazardevent),危害事件確定后,可以根據(jù)ISO26262的3個關(guān)鍵因子—嚴(yán)重度等級(Severity)、暴露概率等級(Exposure)和可控性等級(Controllability)評估危害事件的風(fēng)險級別—ASIL等級。其中嚴(yán)重度是指在可能發(fā)生潛在危害的場景下,對一個或多個人員造成傷害程度的預(yù)估;暴露概率是指人員暴露在系統(tǒng)的失效能夠造成危害的場景中的概率;可控性是指通過所涉及人員的及時反應(yīng),也可能通過外部措施的支持,避免特定的傷害或損傷的能力。這3個因子分別在表9-1、表9-2和表9-3中給出。
表9-1嚴(yán)重度等級
等級S0S1S2S3描述無傷害輕度和中度傷害嚴(yán)重的和危及生命的傷害(有存活的可能)危及生命的傷害(存活不確定),致命的傷害
表9-2暴露概率等級
等級E0E1E2E3E4描述不可能非常低的概率低概率中等概率高概率表9-3可控性等級
等級C0C1C2C3描述原則上可控(一般,易控)簡單可控正??煽兀ㄒ话悖╇y以控制或不可控
(3)危害分析與風(fēng)險評估依據(jù)ISO26262標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行功能安全測評時,首先審核被測系統(tǒng)的功能,并審核分析其所有可能的功能故障(Malfunction),可采用的分析方法有HAZOP、FTA、FMEA、頭腦風(fēng)暴等。如果在系統(tǒng)測評的過程中發(fā)現(xiàn)沒有識別出來的故障,都要回到這個階段,進(jìn)行更新。功能故障在特定的駕駛場景下才會造成傷亡事件,比如近光燈系統(tǒng),其中一個功能故障就是燈非預(yù)期熄滅,如果在漆黑的夜晚行駛在山路上,駕駛員看不清道路狀況,可能會掉入懸崖,造成車毀人亡;如果此功能故障發(fā)生在白天就不會產(chǎn)生任何的影響。所以進(jìn)行功能故障分析后,要進(jìn)行情景分析,識別與此故障相關(guān)的駕駛情景,比如:高速公路超車、車庫停車等。分析駕駛情景可以從公路類型:比如國道、城市道路、鄉(xiāng)村道路等;路面情況:比如濕滑路面、冰雪路面、干燥路面;車輛狀態(tài):比如轉(zhuǎn)向、超車、制動、加速等;環(huán)境條件:比如風(fēng)雪交加、夜晚、隧道燈;交通狀況:擁堵、順暢、紅綠燈等;人員情況:比如乘客、路人等幾個方面去考慮。(二)信息安全評價(1)信息安全測評的定義信息安全測評(又稱信息安全測試與評估)作為信息系統(tǒng)安全工程過程(ISSE)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在整個信息系統(tǒng)的生命周期中具有十分重要的作用,關(guān)系到信息系統(tǒng)安全建設(shè)的成敗。信息安全測評的對象從傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展到涵蓋技術(shù)和管理在內(nèi)的完整的信息安全保障體系。信息安全測評主要是通過測評技術(shù)及手段,進(jìn)而保證信息的完整性、可用性、真實性、保密性、可靠性及未授權(quán)拷貝和所寄生系統(tǒng)的安全性。通俗來說,信息安全測評的目的就是要保護(hù)信息系統(tǒng)或信息網(wǎng)絡(luò)中的信息資源免受各種類型的威脅、干擾和破壞,即保證信息的安全性。包括如何防范商業(yè)企業(yè)機(jī)密泄露、防范青少年對不良信息的瀏覽、個人信息的泄露等,以及采用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息安全體系等手段保證信息安全,包括計算機(jī)安全操作系統(tǒng)、各種安全協(xié)議、安全機(jī)制(數(shù)字簽名、消息認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密等),乃至安全系統(tǒng),如UniNAC、DLP等。
(2)傳統(tǒng)信息安全存在問題在這個信息爆炸的年代,現(xiàn)代人每天不論于公于私,都會經(jīng)手大量數(shù)據(jù)信息,而在信息安全問題上會出現(xiàn)各種麻煩,信息安全重要性日益凸顯。信息已經(jīng)成為各企事業(yè)單位的重要資源,也是一種重要的“無形財富”。互聯(lián)網(wǎng)和IT技術(shù)的普及,使得應(yīng)用信息突破了時間和空間上的障礙,信息的價值在不斷提高。但與此同時,網(wǎng)頁篡改、計算機(jī)病毒、系統(tǒng)非法入侵、數(shù)據(jù)泄密、網(wǎng)站欺騙、服務(wù)癱瘓、漏洞非法利用等信息安全事件時有發(fā)生。為分析當(dāng)前的信息安全問題,列舉以下幾個典型的急需解決的信息安全問題。一是網(wǎng)絡(luò)共享與惡意代碼防控。網(wǎng)絡(luò)共享方便了不同用戶、不同部門、不同單位等的信息交換,但是,惡意代碼利用信息共享、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境擴(kuò)散等漏洞,影響越來越大。如果對惡意信息交換不加限制,將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的QoS下降,甚至系統(tǒng)癱瘓不可用。二是信息化建設(shè)超速與安全規(guī)范不協(xié)調(diào)。網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)缺乏規(guī)范操作,常常采取“亡羊補牢”之策,導(dǎo)致信息安全共享難度遞增,也留下了安全隱患。
三是信息產(chǎn)品國外引進(jìn)與安全自主控制。國內(nèi)信息化技術(shù)嚴(yán)重依賴國外,從硬件到軟件都不同程度地受制于人。目前,國外廠商的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、辦公文字處理軟件、瀏覽器等基礎(chǔ)性軟件都大量地部署在國內(nèi)的關(guān)鍵信息系統(tǒng)中,但是這些軟件或多或少存在一些安全漏洞,使得惡意攻擊者有機(jī)可乘。目前,我們國家的大型網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)許多關(guān)鍵信息產(chǎn)品長期依賴于國外,一旦出現(xiàn)特殊情況,后果將不堪設(shè)想。
四是IT產(chǎn)品單一性和大規(guī)模攻擊問題。信息系統(tǒng)中軟硬件產(chǎn)品單一性,如同一版本的操作系統(tǒng)、同一版本的數(shù)據(jù)庫軟件等,這樣一來攻擊者可以通過軟件編程,實現(xiàn)攻擊過程的自動化,從而導(dǎo)致大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)安全事件的發(fā)生,如網(wǎng)絡(luò)蠕蟲、計算機(jī)病毒、“零日”攻擊等安全事件。
五是IT產(chǎn)品類型繁多和安全管理滯后的矛盾。目前,信息系統(tǒng)部署了眾多的IT產(chǎn)品,包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫平臺、應(yīng)用系統(tǒng)。但是不同類型的信息產(chǎn)品之間缺乏協(xié)同,特別是不同廠商的產(chǎn)品,不僅產(chǎn)品之間安全管理數(shù)據(jù)缺乏共享,而且各種安全機(jī)制缺乏協(xié)同,各產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的服務(wù)接口,從而造成信息安全工程建設(shè)困難。系統(tǒng)中安全功能重復(fù)開發(fā),安全產(chǎn)品難以管理,也給信息系統(tǒng)管理留下了安全隱患。
六是IT系統(tǒng)復(fù)雜性和漏洞管理。多協(xié)議、多系統(tǒng)、多應(yīng)用、多用戶組成的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜性高,存在難以避免的安全漏洞。據(jù)統(tǒng)計,絕大部分操作系統(tǒng)存在安全漏洞。由于管理、軟件工程難度等問題,新的漏洞被不斷地引入到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,所有這些漏洞都將可能成為攻擊切入點,攻擊者可以利用這些漏洞入侵系統(tǒng)、竊取信息。為了解決來自漏洞的攻擊,一般通過打補丁的方式來增強系統(tǒng)安全。但是,由于系統(tǒng)運行的不可間斷性及漏洞修補風(fēng)險的不可確定性,即使發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在安全漏洞,系統(tǒng)管理員也不敢輕易地安裝補丁。特別是大型的信息系統(tǒng),漏洞修補是一件極為困難的事。因為漏洞既要做到修補,又要能夠保證在線系統(tǒng)正常運行。
七是網(wǎng)絡(luò)攻擊突發(fā)性和防范響應(yīng)滯后。網(wǎng)絡(luò)攻擊者常常掌握主動權(quán),而防守者被動應(yīng)付。攻擊者處于暗處,而攻擊目標(biāo)則處于明處。以漏洞的傳播及利用為例,攻擊者往往先發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的漏洞,然后開發(fā)出漏洞攻擊工具,最后才是防守者提出漏洞安全對策。
八是口令安全設(shè)置和口令易記性難題。在一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,每個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或系統(tǒng)都要求不同的認(rèn)證方式,用戶需要記憶多個口令。據(jù)估算,用戶平均至少需要4個口令,特別是系統(tǒng)管理員,需要記住的口令就更多,如開機(jī)口令、系統(tǒng)進(jìn)入口令、數(shù)據(jù)庫口令、郵件口令、Telnet口令、FTP口令、路由器口令、交換機(jī)口令等。按照安全原則,口令設(shè)置既要復(fù)雜,口令長度還要足夠長,但是口令復(fù)雜則記不住,因此,用戶選擇口令只好用簡單的、重復(fù)使用的口令,以便于保管。這樣一來,攻擊者只要猜測到某個用戶的口令,就極有可能引發(fā)系列口令泄露事件。
九是遠(yuǎn)程移動辦公和內(nèi)網(wǎng)安全。隨著網(wǎng)絡(luò)普及,移動辦公人員在大量時間內(nèi)需要從互聯(lián)網(wǎng)上遠(yuǎn)程訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。由于互聯(lián)網(wǎng)是公共網(wǎng)絡(luò),安全程度難以得到保證,如果內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)直接允許遠(yuǎn)程訪問,則必然帶來許多安全問題,而且移動辦公人員計算機(jī)又存在失竊或被非法使用的可能性。“既要使工作人員能方便地遠(yuǎn)程訪問內(nèi)部網(wǎng),又要保證內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全”就成了許多單位都面臨的一個問題。
十是內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)隔離安全和數(shù)據(jù)交換方便性。由于網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)不斷增強,惡意入侵內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險性也相應(yīng)急劇升高。網(wǎng)絡(luò)入侵者可以滲透到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),竊取數(shù)據(jù)或惡意破壞數(shù)據(jù)。同時,內(nèi)部網(wǎng)的用戶因為安全意識薄弱,可能有意或無意地將敏感數(shù)據(jù)泄露出去。為了實現(xiàn)更高級別的網(wǎng)絡(luò)安全,有的安全專家建議內(nèi)外網(wǎng)及上網(wǎng)計算機(jī)實現(xiàn)物理隔離,以求減少來自外網(wǎng)的威脅。但是,從目前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用來說,許多企業(yè)或機(jī)構(gòu)都需要從外網(wǎng)采集數(shù)據(jù),同時內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)也需要發(fā)布到外網(wǎng)上。因此,要想完全隔離開內(nèi)外網(wǎng)并不太現(xiàn)實,網(wǎng)絡(luò)安全必須既要解決內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交換需求,又要能防止安全事件出現(xiàn)。
(3)信息安全保護(hù)對象1)終端產(chǎn)品保護(hù)
通過對代碼、端口、網(wǎng)絡(luò)連接、移動存儲設(shè)備接入、數(shù)據(jù)文件加密、行為審計進(jìn)行分級控制,實現(xiàn)操作系統(tǒng)加固及信息系統(tǒng)的自主、可控、可管理,保障終端系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全。2)安全軟件保護(hù)
實現(xiàn)軟件數(shù)據(jù)的強制訪問控制和統(tǒng)一管理控制、敏感文件及加密密鑰的冗余存儲備份,包括文件權(quán)限管理、用戶管理、共享管理、外發(fā)管理、備份管理、審計管理等。3)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施的防御
關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)及基礎(chǔ)設(shè)施,可以從兩個方面來理解:一個是信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵部分;另一個是關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施中的信息部分。前者通常包括電信網(wǎng)絡(luò)、廣播電視網(wǎng)絡(luò)、域名系統(tǒng)、電子簽名認(rèn)證系統(tǒng)等,后者即我們通常所說的重要信息系統(tǒng)。實際上,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施普遍網(wǎng)絡(luò)化和信息化,這兩個方面的融合度已經(jīng)越來越高。一般通過檢測骨干網(wǎng)可用性、無線網(wǎng)安全框架、VPN和緊耦合連接程度等,對網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施的業(yè)務(wù)連接能力、自主可控能力、數(shù)據(jù)安全防御能力等進(jìn)行評測。
4)邊界防御
通過對外界硬件或程序進(jìn)入系統(tǒng)的監(jiān)控掃描,在非法攻擊、病毒尚未被運行時即可被判定為安全或不安全,從而最大限度地保障對本地機(jī)器的安全防護(hù)。一般通過網(wǎng)絡(luò)訪問控制、遠(yuǎn)程訪問策略、多級別安全策略、入侵檢測系統(tǒng)等進(jìn)行評測。5)計算環(huán)境防御
計算機(jī)環(huán)境分為物理環(huán)境、虛擬環(huán)境等。為保證計算機(jī)系統(tǒng)的安全可靠性,在計算機(jī)系統(tǒng)對信息進(jìn)行采集、處理、傳輸、存儲過程中,不至受到人為(包括未授權(quán)的使用計算機(jī)資源)或自然因素的危害,而使信息丟失、泄露或破壞,需對計算機(jī)設(shè)備、設(shè)施(包括機(jī)房建筑、供電、空調(diào)等)、環(huán)境、人員等采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?。一般通過對端用戶環(huán)境、應(yīng)用系統(tǒng)安全進(jìn)行檢測,對計算機(jī)系統(tǒng)涉及設(shè)施、人員進(jìn)行審查等。6)支撐性基礎(chǔ)設(shè)施
相對于關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施而言,支撐性基礎(chǔ)設(shè)施主要是輔助網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中關(guān)鍵業(yè)務(wù)執(zhí)行、數(shù)據(jù)傳輸?shù)饶軌虬踩行У剡\行。一般從整個信息系統(tǒng)運作流程中,
反饋并評測出支撐性基礎(chǔ)設(shè)施的KMI/PKI指數(shù),以及業(yè)務(wù)監(jiān)視和響應(yīng)情況。
(4)測試與評價的意義
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用,特別是我國國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化進(jìn)程的全面加快,信息化帶動了工業(yè)化的發(fā)展,初步實現(xiàn)了互聯(lián)互通、資源共享、跨越式發(fā)展的信息化發(fā)展目標(biāo)?;A(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)與重要信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)性、全局性作用日益增強,已成為國家和社會發(fā)展新的重要戰(zhàn)略資源。與此同時,隨著社會信息化的依賴程度越來越高,網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)的安全問題愈加重要。保障基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和重要信息系統(tǒng)安全,更好地維護(hù)國家安全、保障社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)命脈,是信息化發(fā)展中必須要解決的重大問題,也是我們開展信息安全測評的重大意義。(三)服務(wù)系統(tǒng)評價
智能網(wǎng)聯(lián)汽車云平臺服務(wù)系統(tǒng)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心部分,主要是面向各種網(wǎng)聯(lián)化汽車的應(yīng)用,為了實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的廣泛應(yīng)用,需要構(gòu)筑數(shù)據(jù)平臺、運營平臺和支撐平臺,負(fù)責(zé)車輛運行中的動態(tài)、靜態(tài)信息的采集以及管理、底層設(shè)備的初始化、維護(hù)管理、安全管理、系統(tǒng)管理以及信息發(fā)布等工作,同時提供挖掘整理后的數(shù)據(jù)信息。智能網(wǎng)聯(lián)汽車所收集到的交通信息量將非常巨大,如果不對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理和利用,就會迅速被信息所湮沒。因此需要采用數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等方式提取有效信息,同時過濾掉無用信息??紤]到車輛行駛過程中需要依賴的信息具有很大的時間和空間關(guān)聯(lián)性,因此有些信息的處理需要非常及時,對計算能力要求很高,所以需要深入學(xué)習(xí)以下兩種技術(shù)。
(1)智能網(wǎng)聯(lián)汽車服務(wù)系統(tǒng)技術(shù)
一是智能技術(shù)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)該是一種智能化的新型網(wǎng)絡(luò),需要在網(wǎng)聯(lián)化當(dāng)中采用一些先進(jìn)的智能技術(shù)。通過使用智能技術(shù),可以使車輛具備一定的智能性,能夠主動感知環(huán)境的變化、實時交通狀況甚至是駕駛員的需求等。智能技術(shù)研究的主要內(nèi)容包括人工智能理論、智能控制系統(tǒng)、信號處理識別、信息融合等方面的內(nèi)容。被寄予重望的汽車無人駕駛、交通智能導(dǎo)航等應(yīng)用都要以智能技術(shù)的運用為基礎(chǔ)。
二是云計算。云計算平臺也稱為云平臺,云計算是近年來發(fā)展起來的一種新的計算形態(tài),體現(xiàn)了一種全新概念的信息服務(wù)模式,運用虛擬化技術(shù)、分布式計算、并行計算技術(shù)等將資源按需供給,因其自動化IT資源調(diào)度和高速信息部署以及優(yōu)異的擴(kuò)展而著稱。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,移動云計算的發(fā)展亦如火如茶,克服移動終端資源受限的缺陷,用戶通過移動云計算便可以不受已有設(shè)備局限地使用感興趣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
(2)智能網(wǎng)聯(lián)汽車服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用
從功能上,智能網(wǎng)聯(lián)汽車服務(wù)系統(tǒng)主要完成以下兩部分的功能:一是通過車載網(wǎng)絡(luò)把信息傳感設(shè)備與車輛設(shè)備連接起來,實現(xiàn)車輛智能化監(jiān)控和管理;二是運用移動通信技術(shù)把車載網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)連接起來,實現(xiàn)車與人、車與車、車與路、車與遠(yuǎn)程終端之間的信息交換。隨著智能汽車和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,汽車電控系統(tǒng)越來越多,汽車將不再是一個孤立的單元,而是成為可移動的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。智能網(wǎng)聯(lián)汽車服務(wù)系統(tǒng)在車內(nèi)構(gòu)成獨立的網(wǎng)絡(luò),
同時也連接車外網(wǎng)絡(luò)(如汽車門禁、NFC近距離通信、DSRC專用短程通信等),成為整個物聯(lián)網(wǎng)智慧交通平臺的一個重要環(huán)節(jié)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,各地區(qū)側(cè)重點也有所不同。北美比較注意安全應(yīng)用,政府導(dǎo)向的服務(wù)比較多,如E911服務(wù)等;歐洲、日本路況比較復(fù)雜,服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用以導(dǎo)航居多;中國目前主要以增強用戶行車體驗為主,但中國城市交通矛盾突出,智能網(wǎng)聯(lián)汽車服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍將會非常廣泛。其典型應(yīng)用簡介如下。
1)活動道路安全應(yīng)用
活動道路安全應(yīng)用主要是為了減少交通事故的概率和交通參與者(乘員、行人等)的生命財產(chǎn)損失。每年在世界各地發(fā)生的交通事故中,相當(dāng)部分事故比例都是在路口處碰撞所致?;顒拥缆钒踩珣?yīng)用,主要提供信息幫助司機(jī)避免此類事故。這類事故可以通過共享車輛與用來預(yù)測碰撞的路側(cè)單元的信息來完成。這些信息可以代表路口的位置、車輛的位置、速度和車頭距離。此外,車輛和路側(cè)單元之間的信息交換還可以用來定位道路上的危險位置,如濕滑或坑洼路段。有關(guān)活動道路安全應(yīng)用的具體應(yīng)用包括:交叉口碰撞預(yù)警、超速警告、盲點警告、車輛超車警告、頭部碰撞預(yù)警、追尾警告、緊急車輛(救護(hù)車、警車等)警告、緊急制動警告、逆行預(yù)警、禁行警告、靜止的車輛警告、交通條件的預(yù)警、交通信號違規(guī)警告、碰撞風(fēng)險預(yù)警、十字路口處預(yù)警、危險位置通知、禁止疲勞或酗酒駕駛、失控車輛警告。
2)交通效率和管理應(yīng)用
交通效率和管理應(yīng)用主要是提高車流量,交通協(xié)調(diào)和輔助,以及提供動態(tài)的現(xiàn)場信息、地圖等,可分為速度管理和協(xié)同導(dǎo)航兩大部分。速度管理:速度管理應(yīng)用主要是協(xié)助駕駛員對自身車輛的速度進(jìn)行管理,以保證車輛的順暢駕駛,以避免不必要的停車。如:綜合考慮限速及綠燈的最佳速度咨詢(路側(cè)單元將信號燈信息廣播給車輛,車輛收到信息后可以根據(jù)自身情況而調(diào)整車速,避免不必要停車或等紅燈的時間浪費)。協(xié)同導(dǎo)航:通過車輛之間的合作、車輛和路側(cè)單元之間的合作來管理車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)以提高交通效率。主要包含以下幾部分:交通信息和行程建議、提高路線指引和導(dǎo)航、限制訪問警告和繞行通知、車內(nèi)交通信號接收、電子不停車收費、協(xié)同自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、協(xié)同公路一車輛自動系統(tǒng)、智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、交通信號燈的智能控制、交通信息預(yù)測系統(tǒng)等。
3)信息娛樂應(yīng)用
信息娛樂應(yīng)用包括本地服務(wù)和Internet服務(wù)等。本地服務(wù)包括:興趣點通知、ITS本地電子商貿(mào)(如停車、購物等)、媒體下載等。Internet服務(wù)包括:保險和金融服務(wù)、車隊管理、車輛軟件/數(shù)據(jù)的配置和更新、氣象服務(wù)、出行信息等。
4)公共服務(wù)應(yīng)用
公共服務(wù)應(yīng)用主要是為方便普通大眾而提供的服務(wù)。如:公交車智能調(diào)度系統(tǒng):根據(jù)車輛、駕駛員或路側(cè)單元發(fā)回來的當(dāng)前人流量信息,對公交車進(jìn)行智能調(diào)度,減少延遲。智能停車場管理系統(tǒng):入停車場時,自動識別車牌號,更新數(shù)據(jù)庫,放行。出停車場時,再次自動識別車牌號,數(shù)據(jù)庫端對車牌號進(jìn)行匹配,匹配成功,扣除相應(yīng)的停車費,余額不足或匹配失敗時,系統(tǒng)向管理員發(fā)出警告信息。多式聯(lián)運:對貨物的位置、發(fā)車時間、運輸方式、行駛時間、里程、當(dāng)前貨物狀況等進(jìn)行實時遠(yuǎn)程跟蹤管理,隨時調(diào)整交通工具或貨物運輸方式。營運車輛管理:車輛終端記錄下車輛當(dāng)前的速度、行駛里程、超車次數(shù)、停車次數(shù)、行駛時間形成報表,
通過網(wǎng)絡(luò),
如GPRS、3G通信發(fā)回控制中心。根據(jù)衛(wèi)星定位系統(tǒng)對車輛進(jìn)行跟蹤記錄下車輛的當(dāng)前位置,控制中心可對車輛遠(yuǎn)程智能管理,根據(jù)報表可以對駕駛員的駕駛習(xí)慣進(jìn)行相關(guān)獎勵或糾正。
(3)智能網(wǎng)聯(lián)汽車服務(wù)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展,車輛操控和車內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)已成為未來汽車發(fā)展方向。就技術(shù)共融性而言,汽車制造商可以選擇和互聯(lián)網(wǎng)公司合作,如通用汽車選擇與人機(jī)交互系統(tǒng)領(lǐng)先的谷歌聯(lián)合,
福特與微軟推出SYNC系統(tǒng)。另外,其他汽車制造商也開始自身車載信息系統(tǒng)的研發(fā),如奔馳COMAND系統(tǒng)、奧迪MMI以及豐田G-book系統(tǒng)等。從技術(shù)角度來說,車聯(lián)網(wǎng)即為物聯(lián)網(wǎng)一個重要分支。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展比較迅猛,微軟、Linux、蘋果、谷歌、黑莓等IT(互聯(lián)網(wǎng))公司,有自主推出了車載服務(wù)系統(tǒng),也有基于汽車與移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,在已有的汽車嵌入式操作系統(tǒng)上推出新的車載服務(wù)系統(tǒng)。
針對車載服務(wù)系統(tǒng),從技術(shù)來源的角度來劃分,可分為以下3類:第一類是IT(互聯(lián)網(wǎng))公司自主推出車載信息系統(tǒng),如蘋果CarPlay系統(tǒng)、谷歌OAA平臺(即OpenAutomotiveAlliance開放汽車聯(lián)盟)、TelsaOS(操作系統(tǒng))、Win8CC(即WindowsConnectCar系統(tǒng))等;第二類是汽車與IT公司相結(jié)合產(chǎn)物,如福特SYNC系統(tǒng)、寶馬iDrive系統(tǒng),以及QNXCAR平臺等;第三類為汽車制造商在已有的嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)上,自主研發(fā)的車載信息系統(tǒng),如奔馳COMAND、豐田G-Book系統(tǒng)、TelsaOS等。
(4)兩種智能網(wǎng)聯(lián)汽車服務(wù)系統(tǒng)
1)安吉星(Onstar)
安吉星(OnStar)主要依賴于CDMA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)通信以及GPS衛(wèi)星進(jìn)行定位和導(dǎo)航服務(wù)。其在北美主要與美國的VerizonWireless和加拿大的BellMobility兩家移動運營商合作,而在中國,OnStar與中國電信簽訂了相關(guān)的協(xié)議,消費者使用的OnStar系統(tǒng)將基于中國電信的CDMA網(wǎng)絡(luò)運行。OnStar系統(tǒng)通過應(yīng)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和無線通信技術(shù)提供汽車安全信息服務(wù),2)SYNC系統(tǒng)汽車與互聯(lián)網(wǎng)公司結(jié)合,其代表性的如福特與微軟的結(jié)合,共同開發(fā)的SYNC技術(shù),目前該系統(tǒng)已搭載超過1000萬輛汽車。此類車載信息系統(tǒng)應(yīng)用前景大,發(fā)展趨勢比較明顯,歸根到底,也是以微軟為代表的IT業(yè)和以福特為代表的汽車制造商兩者多年的技術(shù)積累,具有一定的技術(shù)優(yōu)勢。
三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)(一)國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車法律法規(guī)(1)國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車法律法規(guī)的重要性全球的汽車工業(yè)正在面臨電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的轉(zhuǎn)型升級,各國紛紛通過發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車來保障交通安全、提升出行效率、促進(jìn)節(jié)能減排,進(jìn)而構(gòu)建智能社會。發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車是提升國家綜合競爭力、構(gòu)建智能強國的重要抓手。近年來,美、日、歐等國家和地區(qū)都相繼出臺了以車輛智能化、網(wǎng)聯(lián)化為核心的發(fā)展戰(zhàn)略,制定專門的政策,加緊完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),修訂或新制定專門的法律法規(guī),政府大力推動完善相關(guān)政策規(guī)定,為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展掃除障礙,構(gòu)建有利的發(fā)展環(huán)境。政策、法規(guī)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)、測試、生產(chǎn)、商用等各個環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)與保障,是智能網(wǎng)聯(lián)汽車長遠(yuǎn)發(fā)展的內(nèi)部驅(qū)動。因此,我國要在智能網(wǎng)聯(lián)汽車新一輪的競爭中占據(jù)制高點與主動權(quán),就必須有相關(guān)政策給予指導(dǎo),由法律法規(guī)提供制度保障。
(2)國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車法律法規(guī)的主要內(nèi)容
近年來,我國對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研究日益重視,自國務(wù)院2015年發(fā)布《中國制造2025》《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》將智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展明確為國家戰(zhàn)略以來,國家發(fā)改委、工信部、科技部等部門組織出臺了有關(guān)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的一系列政策文件,見表9-5。此外,《中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體推進(jìn)方案》等文件目前還在研制之中,有望在不久的將來發(fā)布,從而為智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展壯大提供更全面、細(xì)致、立體的政策保障。
表9-5有關(guān)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的政策文件名稱出臺部門時間《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》工信部聯(lián)合國家發(fā)改委、科技部2017年4月《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》工信部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會2017年12月《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》國務(wù)院2017年7月
(二)智能網(wǎng)聯(lián)汽車質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(1)智能網(wǎng)聯(lián)汽車質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要性一輛傳統(tǒng)燃油汽車在上市之前要經(jīng)歷殘酷的考驗:整車可靠耐久性測試、整車排放耐久性和極端環(huán)境耐久性測試。同樣地,智能網(wǎng)聯(lián)汽車在正式推向市場之前,除了傳統(tǒng)汽車的“考試科目”之外,必須要在更為復(fù)雜的場景中完成技術(shù)考核。因此,為保證智能網(wǎng)聯(lián)汽車的質(zhì)量,在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)品開發(fā)階段就需要滿足一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)與道路、設(shè)施及其他交通參與者的協(xié)調(diào)。(2)智能網(wǎng)聯(lián)汽車質(zhì)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容目前有關(guān)智能網(wǎng)聯(lián)汽車質(zhì)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有《道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262》和《合作式智能運輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》。
1)《道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262》
安全在將來的汽車研發(fā)中是關(guān)鍵要素之一,新的功能不僅用于輔助駕駛,也應(yīng)用于車輛的動態(tài)控制和涉及安全工程領(lǐng)域的主動安全系統(tǒng)。隨著系統(tǒng)復(fù)雜性的提高,軟件和機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用,
來自系統(tǒng)失效和隨機(jī)硬件失效的風(fēng)險也日益增加,ISO26262為避免這些風(fēng)險提供了可行性的要求和流程。道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262是IEC61508對E/E系統(tǒng)在道路車輛方面的功能安全要求的具體應(yīng)用。ISO26262系列標(biāo)準(zhǔn)分為10本,從ISO26262-1到ISO26262-10,分別從功能安全管理、概念、系統(tǒng)級研發(fā)、軟硬件研發(fā)、生產(chǎn)和操作等方面對產(chǎn)品的整個生命周期進(jìn)行了規(guī)范和要求,從而使得產(chǎn)品在各個生命周期都比較完善地考慮了其安全功能。ISO26262為汽車安全提供了一個生命周期(管理、開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營、服務(wù)、報廢)理念,并在這些生命周期階段中提供必要的支持。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋功能性安全方面的整體開發(fā)過程(包括需求規(guī)劃、設(shè)計、實施、集成、驗證、確認(rèn)和配置)。此外,ISO26262標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)安全風(fēng)險程度對系統(tǒng)或系統(tǒng)某組成部分劃分了由A到D的汽車安全完整性等級(AutomotiveSafetyIntegtyLevel,ASIL),其中D級為最高等級,需要最苛刻的安全需求。伴隨著ASIL等級的增加,針對系統(tǒng)硬件和軟件開發(fā)流程的要求也隨之提高。
2)《合作式智能運輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》
為推進(jìn)網(wǎng)聯(lián)化(V2X)技術(shù)在提升汽車安全性、經(jīng)濟(jì)性及交通系統(tǒng)效率等方面的深度應(yīng)用,適應(yīng)V2X通信技術(shù)(DSRC、LTE-V、5G)的多樣性及演進(jìn),推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)在我國的發(fā)展,各車企及后裝V2X產(chǎn)品需要一個獨立于底層通信技術(shù)的、面向V2X應(yīng)用的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)及接口,以便在統(tǒng)一的規(guī)范下進(jìn)行V2X應(yīng)用的開發(fā)、測試并推動工程化。大規(guī)模測試和工程化應(yīng)用都需要先建立統(tǒng)一的規(guī)范,定義基礎(chǔ)服務(wù)和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交互需求和協(xié)議,實現(xiàn)相關(guān)車輛與車輛之間、車輛與道路設(shè)施之間、其他交通參與者之間的信息交互,以實現(xiàn)不同品牌車輛及V2X系統(tǒng)的互聯(lián)互通和具備統(tǒng)一的基礎(chǔ)功能。因此,我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟V2X工作組制定了《合作式智能運輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)》。
①標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注范圍參考國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定的通信系統(tǒng)七層參考模型,以及美國、歐洲正在制定的車用通信系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)架構(gòu),車用通信系統(tǒng)通??梢苑譃橄到y(tǒng)應(yīng)用、應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。該標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注應(yīng)用層及應(yīng)用層與上下相鄰兩層的數(shù)據(jù)交互接口如圖9-4所示。應(yīng)用層協(xié)議主要包括消息集和消息集內(nèi)的數(shù)據(jù)幀與數(shù)據(jù)元素,以及消息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼方式。圖9-4標(biāo)準(zhǔn)范圍示意圖
該標(biāo)準(zhǔn)并不指定底層的通信技術(shù),可以用于不同的傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。該標(biāo)準(zhǔn)通過向上制定與系統(tǒng)應(yīng)用對接的應(yīng)用編程接口(API),可以讓不同的應(yīng)用開發(fā)者獨立開發(fā)能實現(xiàn)互聯(lián)互通的應(yīng)用,無須擔(dān)心使用何種通信方式或者通信設(shè)備;同時通過向下制定與不同通信設(shè)備對接的服務(wù)提供接口(SPI),以實現(xiàn)車用通信系統(tǒng)與不同通信方式或者通信設(shè)備的兼容,并滿足通信技術(shù)不斷更新的需求。
②標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容總體來講,該標(biāo)準(zhǔn)通過對道路安全、通行效率和信息服務(wù)等基礎(chǔ)應(yīng)用的分析,定義在實現(xiàn)各種應(yīng)用時,車輛與其他車輛、道路交通設(shè)施及其他交通參與者之間的信息交互內(nèi)容、交互協(xié)議與接口等。具體來講,該標(biāo)準(zhǔn)選擇了涵蓋安全、效率、信息服務(wù)三大類的17個典型應(yīng)用作為一期應(yīng)用,包括前向碰撞預(yù)警、交叉路口碰撞預(yù)警、異常車輛提醒、綠波車速引導(dǎo)、前方擁堵提醒、汽車進(jìn)場支付等。此外在應(yīng)用定義、主要場景、系統(tǒng)基本原理、通信方式、基本性能要求和數(shù)據(jù)交互需求6個方面對這17個一期應(yīng)用分別進(jìn)行了描述,根據(jù)各應(yīng)用對通信頻率和時延的不同需求進(jìn)行了分類。同時,該標(biāo)準(zhǔn)還對應(yīng)用層數(shù)據(jù)集字典、數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)及接口規(guī)范進(jìn)行了定義,并給出了車輛基本安全消息、地圖消息、信號燈消息、制動系統(tǒng)狀態(tài)、車道屬性等一系列數(shù)據(jù)集的代碼,這些均可直接載人V2X系統(tǒng)中應(yīng)用??梢哉f,此次標(biāo)準(zhǔn)的出臺填補了國內(nèi)V2X應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)的空白,為國內(nèi)各車企及后裝V2X產(chǎn)品提供了一個獨立于底層通信技術(shù)的、面向V2X應(yīng)用的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)及接口,以便在統(tǒng)一的規(guī)范下進(jìn)行V2X應(yīng)用的開發(fā)、測試,對于V2X大規(guī)模路試和產(chǎn)業(yè)化將起到推動作用。(三)智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全標(biāo)準(zhǔn)(1)智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全的重要性汽車信息安全作為汽車發(fā)展的重中之重,在一開始就受到了電信行業(yè)、汽車行業(yè)、汽車電子設(shè)備行業(yè)以及互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商的重視?,F(xiàn)代車輛由許多互聯(lián)的、基于軟件的IT部件組成,為了避免安全問題,需要進(jìn)行非常細(xì)致的測試。然而在汽車領(lǐng)域,通過系統(tǒng)性的安全
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