哪吒汽車董事長方運(yùn)舟：攻克智能汽車操作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展，汽車與能源、交通、信息通信等領(lǐng)域的技術(shù)加速融合，電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化成為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是全球汽車行業(yè)的增長熱點(diǎn)和競爭焦點(diǎn)。2020年2月，國家發(fā)改委等十一部委聯(lián)合發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，發(fā)展智能汽車確立為汽車強(qiáng)國戰(zhàn)略，規(guī)劃在2025年實(shí)現(xiàn)有條件自動駕駛。2020年10月20日，國務(wù)院公布新能源汽車2021-2023發(fā)展規(guī)劃：堅(jiān)持電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化發(fā)展方向，以融合創(chuàng)新為重點(diǎn)，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，加快建設(shè)汽車強(qiáng)國，規(guī)劃中明確提出加快車用操作系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用。

目前，我國汽車產(chǎn)業(yè)在開發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)化的過程中，面臨芯片、操作系統(tǒng)、安全三大挑戰(zhàn)，尤其是智能汽車的操作系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)性、高可靠性和高安全性，是我們必須攻克的關(guān)鍵技術(shù)。

一、開發(fā)中國智能汽車安全實(shí)時(shí)車控操作系統(tǒng)的戰(zhàn)略意義

智能網(wǎng)聯(lián)汽車深刻地改變汽車的開發(fā)模式與產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，甚至改變普通人的生活方式和社會的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。在“軟件定義汽車”的時(shí)代，車控操作系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用是建設(shè)汽車強(qiáng)國的必要之舉。如果沒有操作系統(tǒng)，就沒有現(xiàn)在的智能手機(jī)與強(qiáng)大生態(tài)圈；如果沒有操作系統(tǒng)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展將遭遇瓶頸，甚至影響美好發(fā)展愿景的實(shí)現(xiàn)。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要一個(gè)安全可靠、實(shí)時(shí)運(yùn)行、并行計(jì)算和分布管理的車規(guī)級操作系統(tǒng)，能夠支持人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、高算力等新一代信息技術(shù)應(yīng)用。汽車操作系統(tǒng)平臺是重構(gòu)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)鏈的基礎(chǔ)，是我們必須掌握的關(guān)鍵技術(shù)。

國外行業(yè)巨頭例如特斯拉已經(jīng)開始著手研究與開發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)，構(gòu)建了以操作系統(tǒng)為架構(gòu)新的開發(fā)體系，初步形成了引領(lǐng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展趨勢。目前國內(nèi)企業(yè)也開始針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)開展了研究與開發(fā)，例如哪吒汽車初步建立了以操作系統(tǒng)為核心的軟件系統(tǒng)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化的接口，預(yù)計(jì)2021年可完成測試與試用版。但是，從中國汽車產(chǎn)業(yè)整體來看，汽車操作系統(tǒng)未得到足夠重視，也尚未形成發(fā)展合力。

另一方面，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車大規(guī)模發(fā)展與應(yīng)用，也將涉及到產(chǎn)業(yè)鏈安全與社會安全等方面。產(chǎn)業(yè)鏈安全方面。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車全產(chǎn)業(yè)鏈上有不少關(guān)鍵技術(shù)，比如軟件操作系統(tǒng)，智能軟件，車用高性能芯片和車用傳感器大量依賴國外公司和技術(shù)。在國際局勢不穩(wěn)定的情況下，很大程度會影響到我國汽車產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈安全。例如2019年在智能手機(jī)行業(yè)的操作系統(tǒng)和芯片等事件，只有自主解決“卡脖子”技術(shù)，突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，才不會受制于人。社會安全方面。如果沒有一個(gè)安全可靠、實(shí)時(shí)運(yùn)行的車規(guī)級的汽車操作系統(tǒng)，就很容易出現(xiàn)信息泄露與篡改，使系統(tǒng)做出錯(cuò)誤判斷，可能會引發(fā)車輛安全事故。同時(shí)智能汽車在使用過程中產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)如果沒有進(jìn)行有效的管理，這將對我國的社會安全和信息安全造成很大的隱患。

智能化、網(wǎng)聯(lián)化是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，汽車操作系統(tǒng)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的根基，因此，研究與開發(fā)中國智能汽車安全實(shí)時(shí)車控操作系統(tǒng)，具有較高的戰(zhàn)略意義。

二、推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)的建議與措施

1、集中力量進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)時(shí)、安全的汽車操作系統(tǒng)平臺主要包括汽車操作系統(tǒng)和智能計(jì)算平臺兩部分。智能車輛的現(xiàn)有車載操作系統(tǒng)，如安卓車載嵌入式系統(tǒng)等，因受實(shí)時(shí)性和可靠性的制約，只能使用于娛樂和座艙系統(tǒng)。目前的車控操作系統(tǒng)比如QNX和AUTOSAR只能滿足L2級自動駕駛的要求。更高級別的自動駕駛需要更高性能的車控操作系統(tǒng)?，F(xiàn)有智能駕艙和智能駕駛采用的是車載與車控兩套不同的操作系統(tǒng)，不能很好的進(jìn)行系統(tǒng)融合和資源共享。

同時(shí)，隨著汽車智能化的發(fā)展，單一芯片和簡單運(yùn)算的硬件平臺已經(jīng)不滿足基于多個(gè)百萬像素的攝像頭，多個(gè)毫米波雷達(dá)，多個(gè)激光雷達(dá)和基于V2X的海量數(shù)據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的要求。智能計(jì)算平臺需要演變成分布式的硬件平臺。需要基于MCU、GCU、FPGA和SOC等芯片不同特性和架構(gòu)的新型計(jì)算平臺，支撐高級人工智能所需要的大量并行計(jì)算，能夠?qū)崿F(xiàn)域控制器到車載計(jì)算機(jī)的演變。

研究與開發(fā)中國智能汽車安全實(shí)時(shí)車控操作系統(tǒng)，建議可從以下幾方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

1）強(qiáng)化汽車操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與可靠性

隨著電動化和智能化汽車的逐漸普及，動力傳動域、車身底盤域和駕駛安全域的域控制器要求操作系統(tǒng)可以提供面向控制的服務(wù)。因此，開發(fā)量產(chǎn)的高實(shí)時(shí)性、高可靠性的車輛操作系統(tǒng)將是必然發(fā)展趨勢。

汽車作為出行工具，其可靠性要求從來都是在眾多消費(fèi)者心目中的第一位，操作系統(tǒng)的安全機(jī)制將是保障廣大人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的第一道關(guān)口。目前車控操作系統(tǒng)的安全規(guī)范尚不完善，近幾年來國外巨頭的智能汽車產(chǎn)品造成了一些事故。而這些事故和其操作系統(tǒng)有密不可分的關(guān)系?；ヂ?lián)網(wǎng)行業(yè)在給汽車產(chǎn)業(yè)帶來新的產(chǎn)業(yè)模式和軟件技術(shù)架構(gòu)。但并沒有開發(fā)一個(gè)滿足汽車這樣復(fù)雜機(jī)電一體化系統(tǒng)車規(guī)操作系統(tǒng)。這就需要兩個(gè)行業(yè)的專業(yè)人士協(xié)同開發(fā)，我們必須有一個(gè)更加嚴(yán)格、更加規(guī)范的安全標(biāo)準(zhǔn)，打造一個(gè)實(shí)時(shí)安全的車規(guī)級操作系統(tǒng)內(nèi)核和以軟件定義汽車的操作系統(tǒng)架構(gòu)。

2）建立多核計(jì)算資源的虛擬與管理技術(shù)

汽車正在承載越來越多的屬性，從單純的出行工具，到新一代的移動智能終端，這意味著汽車會被賦予越來越多的創(chuàng)新功能。同時(shí)，由于“軟件定義汽車”帶來的開發(fā)方式轉(zhuǎn)變，這些功能的迭代將變得更快，功能更復(fù)雜。整車軟件代碼數(shù)量和數(shù)據(jù)傳輸量的急速增加，當(dāng)前一個(gè)豪華汽車所有的代碼行數(shù)加起來，很容易就超過幾千萬行。隨著百萬像素級攝像頭和激光雷達(dá)傳感器的應(yīng)用，一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車每天會產(chǎn)生數(shù)百T的數(shù)據(jù)。

而且，不斷增長的控制器的計(jì)算力也要求使得目前的處理器已經(jīng)從單核逐漸過渡到多核，未來的處理器還將具有越來越多的計(jì)算資源。如何采用一種高效和靈活的方式管理和利用眾多的計(jì)算資源以及如何充分發(fā)揮多核體系結(jié)構(gòu)的性能等問題，都可以借助操作系統(tǒng)及虛擬化技術(shù)找到優(yōu)化方案。

3）加強(qiáng)操作系統(tǒng)的功能與信息安全機(jī)制

操作系統(tǒng)都需要提供安全策略對用戶的操作進(jìn)行訪問控制，防止用戶對資源的非法訪問（篡改、破壞等，保證車輛運(yùn)行的功能安全。為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，建立一系列完善的功能與信息安全機(jī)制就成為重中之重，這其中包括運(yùn)動安全、信息安全和決策安全三層安全機(jī)制。其中運(yùn)動安全是保障車輛行駛運(yùn)動的安全可靠；信息安全是對車輛感知設(shè)備和信息處理設(shè)備的安全保障；決策安全是對開放的第三方應(yīng)用的行為進(jìn)行安全監(jiān)控與安全決策。

4）搭建操作系統(tǒng)的層次化、模塊化、平臺化軟件架構(gòu)

目前，軟件在汽車的成本中占10%左右，而預(yù)計(jì)到2030年占比將高達(dá)30%。在汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的所有企業(yè)均在嘗試在新的價(jià)值鏈上獲利。軟件公司和其他數(shù)字服務(wù)企業(yè)正從目前的二、三級供應(yīng)商逐步成為整車企業(yè)的一級供應(yīng)商。未來智能車輛可以通過操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這種新的產(chǎn)業(yè)鏈格局，對軟件進(jìn)行層次化、模塊化管理。通過應(yīng)用模塊為車輛開發(fā)提供框架、開發(fā)工具以及應(yīng)用接口，實(shí)現(xiàn)軟硬件分離，有利于擴(kuò)展新應(yīng)用。平臺化的開發(fā)也會有效的避免重復(fù)開發(fā)，減少代碼數(shù)量，使得操作系統(tǒng)更加安全高效。

2、出臺相關(guān)的政策支持

1）成立中國汽車操作系統(tǒng)技術(shù)委員會，制定中國汽車操作系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展路線、體系架構(gòu)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)議等。

2）設(shè)立重大技術(shù)專項(xiàng)基金，組織和協(xié)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研進(jìn)行核心技術(shù)攻關(guān)。

3）設(shè)立產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)基金和產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，鼓勵和協(xié)調(diào)中國汽車操作系統(tǒng)生態(tài)鏈的建設(shè)與發(fā)展。

4）成立示范區(qū)，鼓勵中國汽車操作系統(tǒng)的示范與應(yīng)用，推動技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。

5）建設(shè)中國操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺與安全中心，加強(qiáng)車輛操作系統(tǒng)的安全防范和安全監(jiān)控。

我國汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，制度優(yōu)勢明顯，市場空間大，技術(shù)也在迎頭趕上，但是芯片、操作系統(tǒng)仍是軟肋。2月19日，中央深改委第十八次會議強(qiáng)調(diào)：加快攻克重要領(lǐng)域“卡脖子”技術(shù)，有效突破產(chǎn)業(yè)瓶頸。汽車操作系統(tǒng)正是我們需要突破的關(guān)鍵技術(shù)，所以提出推動中國智能汽車操作系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的建議，并堅(jiān)信通過我們的不懈努力，中國汽車產(chǎn)業(yè)定能在全球汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)百年未有之大變局中脫穎而出，立于潮頭。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。