智能网联汽车信息物理系统(CPS)是融合了计算机系统和物理实体技术的一套系统,它在智能网联汽车领域发挥着至关重要的作用。这一系统通过高度集成的车载传感器、控制器、执行器等装置,结合现代通信和网络技术,使得汽车能够实现与外界环境的智能信息交互和共享,从而具备复杂环境感知、智能决策和协同控制等功能。
智能网联汽车的发展背景源于新一轮科技革命和产业变革的影响,新一代信息技术与制造技术的深度融合推动了汽车产业的转型升级。汽车产品逐渐由传统的机械产品转变为具备机电一体化、智能化、网联化的高科技产品。在这一趋势下,汽车产业与电子、信息、交通等相关产业的紧密联系和协同发展越发明显。
信息物理系统在智能网联汽车的发展中起到了核心作用,它通过映射信息空间与物理空间的各要素并实现互操作,建立了实时、动态、闭环的协同控制机制。这种机制有效地解决了智能网联汽车与智能交通系统协同控制中的关键问题,如移动多接入、多层次互操作和协同、大规模高密度实时控制、低时延高可靠计算决策等。
中国智能网联汽车的发展正面临着重大机遇和挑战。我国人口众多、汽车保有量大、地理状况和道路环境复杂,这为智能网联汽车和智能交通的发展提出了迫切需求。同时,我国也相继发布了多项政策文件和技术规范,如《汽车产业中长期发展规划》、《智能汽车创新发展战略(征求意见稿)》等,为智能网联汽车和智能交通的发展指明了方向,并提出了具体的安全、效率、可靠性等方面的要求。
在智能网联汽车信息物理系统的发展过程中,研究团队提出了基于系统思维的智能网联汽车信息物理系统的参考架构。这个架构从2019年10月开始设计,其目的在于为智能网联汽车和智能交通复杂系统的总体设计、重构设计和中国标准体系完善提供基础支持。该架构的构建对于推动我国智能网联汽车和智能交通产业的技术创新、产品创新、新产业生态以及相关体系的构建至关重要。
智能网联汽车信息物理系统的参考架构包括了几个关键部分:
1. 研究背景与挑战:探讨了中国智能网联汽车的发展背景、信息物理系统的发展背景,以及研究智能网联汽车信息物理系统时面临的挑战。
2. 架构研究目的与意义:明确了架构研究的目的、意义以及研究原则与方法。
3. 核心概念定义:详细介绍了信息物理系统的通用定义,以及其中的“C”(Cyber)和“P”(Physical)的含义。
4. 参考架构:设计了智能网联汽车信息物理系统的分类架构,并在研发设计、车用、运行管理三个CPS(Cyber-Physical Systems)层面进行阐述。
5. ICVCPS的设计与实施:探讨了智能网联汽车7S体系架构框架,基于MBSE(Model-Based Systems Engineering,基于模型的系统工程)的设计方法,以及数字主线技术在连接四大ICVCPS中的应用。
6. 关键共性技术体系架构:分析了研发设计CPS、车用CPS、运行管理CPS中的相关关键共性技术。
这一研究报告详细阐述了智能网联汽车信息物理系统的研究成果,为实现智能网联汽车的“安全、高效、舒适、节能”行驶提供了理论和实践指导,并为智能网联汽车和智能交通产业的发展提供了技术基础和创新方向。