智能网联汽车信息物理系统参考架构2.0-CICV-2021.5正式版

——研究报告2021年5月1智家国能编制说明4中智第一章概述12新心家1.1背景与挑战12创国车汽211.1.2信息物理系统发展背景心联25网1.1.3智能网联汽车信息物理系统研究背景中1.1.4智能网联汽车信息物理系统研究挑战28能新智创家1.3架构研究原则与方法汽37国1.4特别说明42车心联44第二章：ICVCPS相关核心概念定义中网能新智442.1.1CPS的通用定义家车2.1.2CPS中的“C”汽47创国512.1.3CPS中的“P”联2.2系统与相关概念网52心能2.3架构相关概念63中智77新第三章：智能网联汽车信息物理系统参考架构3.1家77创智能网联汽车信息物理系统分类架构3.2ICV研发设计CPS国833.3ICV车用CPS90中心

2智家3.4ICV运行管理CPS国98第四章：ICVCPS的设计与实施105能心105中智1084.2基于MBSE设计方法的ICVCPS设计流程创国4.3数字主线技术连接四大ICVCPS112车115第五章：ICVCPS关键共性技术体系架构汽心115联1195.2ICV车用CPS相关关键共性技术新智5.3ICV运行管理CPS相关关键共性技术132创143家能第六章：总结与展望车145附录1：ICV运行管理CPS在典型AVP场景的设计案例国汽心需求分析联147运行分析148能新系统分析150网逻辑架构智创家车157国汽163联附录2：术语表心网能中智新家创国中心

3智家编制说明国心能汽车产业是国民经济重要的战略性、支柱性产业，与人民生活密家新切相关。当前，在新一轮科技革命和产业变革的影响下，新一代信息中智创国技术与制造技术深度融合，汽车正由传统的机械产品逐步演变为机电车汽联相关产业紧密相连、协同发展的趋势。发展智能网联汽车成为汽车产网中业的战略发展方向。心能新智能网联汽车与智能交通紧密相关，两者融合协同发展是未来的智创车家主要趋势。智能网联汽车通过搭载先进的载传感器、控制器、执行汽国心联中网等功能，可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶，进而使汽车成为新能智创划》、《智能汽车创新发展战略（征求意见稿）》、《车联网（智能网联汽汽车）产业发展行动计划》、《交通信息化“十三五”发展规划》、《推车进智慧交通发展行动计划（国联2017-2020年）》、《智能网汽车道路测心网能中智系统分类与定义》等指导文件和技术规范定义了自动驾驶/智能汽车家创等级，提出了安全、效率、可靠性、环境耐受性、容错性、冗余性等国新要求，明确了智能网联汽车和智能交通的发展方向。我国人口众多、汽车保有量大、地理状况和道路环境复杂，亟需中心

4智家国构建具有中国属性、适应中国现状、符合中标准的智能网联汽车“中国方案”，从而推动我国智能网联汽车和智能交通产业的技术创能心中智目前，智能网联汽车与智能交通融合所形成的复杂大系统具有跨创国行业、跨领域、跨地域的高度复杂性、异构互操作性等特性，需要解车决移动多接入、多层次互操作和协同、大规模高密度实时控制、低时汽心联延高可靠计算决策等协同控制关键问题。同时需要明确相关产业中利益攸关人的视角以及关注点从而更好的理解不同立场下的需要及需新智求。从宏观上更快的讲智能网联汽车与智能交通融合转变成一个完整创家能的体系，跨越目前的复杂大系统阶段。根据国内外理论研究和工程实车践，信息物理系统（Cyber-PhysicalSystem）或信息物理复杂大系国汽心联统（Cyber-PhysicalSystemofSystems）通过信息空间（CyberSpace）和物理空间（PhysicalSpace）各要素的映射和互操作，建立实时、中新能动态、闭环的协同控制机制，可以有效解决智能网联汽车和智能交通网智创家车的协同控制问题。因此，智能网联汽车相关体系的构筑以智能网联汽车信息物理系统理论辅以系统思维作为初期研究基础。联基于此，设计团队提出了智能网联汽车信息物理系统的概念，并网于2019年10月完成了智能网联汽车信息物理系统参考架构1.0的设心能计。旨在通过不断发展和演进，研究成果可以为智能网联汽车和智能中智新家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创撑，同时促进智能网联汽车自主技术创新体系和“中国方案”的智能网联汽车产业链的完善，支持智能基础设施建设的实施，推动智能网国中心

5智家国联汽车与智能交通、智慧城市深度融合生态体系的构建。在系统参考架构1.0的基础上，设计团队更进一步的提出了智能能心中智架，并对与ICV和CPS相关的核心概念进行了明确的定义。随后，设创国计团队明确了智能网联汽车信息物理系统的四个阶段，并对相对应的车功能参考架构、逻辑参考架构和分级参考架构进行了定义。同时完成汽心联了国内首创的智能网联汽车7S体系架构框架，并且全面应用基于模型的系统工程（MBSE）作为具体设计方法步骤，构筑并且描述参考架新智构模型。此外，设计团队提出了应用数字主线技术连接四大ICVCPS创家能数字孪生体的设计流程，并明确了ICVCPS落地所需要的关键共性技车术突破重点。整合了以上各个研究结果，完成了智能网联汽车信息物国汽心联理系统参考架构2.0（以下简称“参考架构2.0”）。参考架构2.0旨在推进智能网联汽车体系的构筑以及对相关使能体系的适配，从宏观中新能上加速智能网联汽车产业从处于复杂大系统阶段的信息物理复杂大网智创车家系统向协同一致的能网联汽车体系的转化，从而在根本上为“中国国汽方案”的智能网联汽车的发展提供支持。车信息参考架构2.0提出了从智能网联汽车系统到智能网网物理复杂大系统再到智能网联汽车体系的概念。明确了目前智能网联心能汽车信息物理复杂大系统的参考架构模型描述对减少复杂性的重要中智新家性，同时也论证了智能网联体系和信息物理复杂大系统之间的递进关创系。定义了智能网联汽车体系是在智能网联汽车信息物理复杂大系统的基础上，通过构筑使能体系、协调不同立场下的各方视角、统一车国中心

6智家国路云三方需求以及明确产业定位从而完成转化。基于相关概念的相关性以及行业共识的缺失，参考架构2.0提出能心中智的递进关系，定义了架构、参考架构以及架构框架的相关特点，同时创国明确了在不同视角下，针对不同概念级别的系统需要对整合、互操作车以及协同的不同需要。此外，参考架构2.0从智能网联汽车全生命周汽心联期和主要的利益攸关者考虑，将智能网联汽车信息物理系统按阶段划分，分成了智能网联汽车研发设计信息物理系统（ICVDCPS）、智能新智网联汽车生产制造信息物理系统（ICVMCPS）、智能网联汽车车用信创家能息物理系统（ICVVCPS）以及智能网联汽车运行管理信息物理系统车（ICVOMCPS）。为了更清晰地定义不同阶段的智能网联汽车信息物国汽心联理系统，参考架构2.0同时描述了其对应的功能参考架构、逻辑参考架构和分级参考架构。中新能为了加速智能网联汽车体系的构建同时完善智能网联汽车信息网智创家车物理复杂大系统的参考架构模型，参考架构2.0融合了国际上流行的体系架构框架（EAF），参考复杂体系的开发和构筑流程，首创了适用联于“中国方案”的智能网联汽车7S体系架构框架。通过定义包含7个主视图47网个子视图且可应用于智能网联汽车和智能交通中不同立心能场的架构框架，在三个方面助力智能网联汽车体系的构建以及智能网中智新家联汽车信息物理系统参考架构模型的规范化：1）通过7个主视图47创个子视图的具体细分，支持对各方立场和相关视角下不同层级不同方面的需求的深层挖掘，从而更好的明确智能网联汽车体系中方方面面国中心

7智家国的开发需求。2）通过对统一的整理各方对智能网联汽车体系中相关方面的认识，从而支持无障碍的沟通以达到统一产业认识的目的。3）能心中智联汽车信息物理复杂大系统参考架构模型进行搭建。在7S创国体系架构框架内，针对智能网联汽车信息物理系统设计、车开发、集成和运营的复杂性问题，参考架构2.0全面采用已被广泛证汽心联明适用于复杂系统设计开发的基于模型的系统工程方法（Model-BasedSystemsEngineering，MBSE），以提高系统的开发效新智率、保障产品质量和系统可靠性，支持系统快速迭代和持续演进。除创家能此之外，参考架构2.0贯彻应用MBSE配套的系统建模语言（SysML）车与面向对象的系统工程方法（OOSEM），严格规范的构建了参考架构模国汽心联型样板。具体模型在参考架构1.0的基础上更加明确了国际上流行的“需求-功能-逻辑-参数（RFLP）”系统工程框架。通过对参考架构中新能模型的构建，作为样板为产业共同参与搭建不同立场不同行业的系统网智创家车参考架构模型提供参考依据。此外，参考架构2.0提出应用数字主线智能网联汽车信息物理系统四个阶段的数字孪生体连接起来，覆盖并联建立从设计到运维的全生命周期数据的连接和有效传递，为各业务环网节提供统一的、一致的、实时的数据，提高业务运营效率。心能智能网联汽车和智能交通涉及的对象具有多样性和复杂性的特中智新家点，传统的设计方式难以满足复杂系统工程的开发需求。系统参考架创构通过抽象的方法对各类对象及其相互作用建立可复用的形式化模型，支持智能网联汽车和智能交通系统的协同开发、仿真测试以及工国中心

8智家国程体系建设，推动构建标准化、可演进的研发平台和生态环境。为了向产业参与者和利益相关方呈现科学、完备的智能网联汽车能心中智确保各方对相关概念形成一致理解，参考架构2.0遵循国际标准化组创国织系统和软件工程架构描述标准（ISO42010/20/30），系统全生命周车期（ISO15288），复杂大系统（ISO21839/40/41）以及国际系统工汽心联程师协会发布的《系统工程手册》与《系统工程知识体指南》。为了充分发挥国家智能网联汽车创新中心对行业的引领和支撑新智作用，设计团队基于团队成员对汽车、交通、通信、公安等行业信息创家能化发展的深刻理解，聚焦国内外汽车业、交通业和信息通信业关注的车智能网联汽车关键问题，通过基于模型的系统工程方法和工具设计并国汽心首创了智能网联汽车7S联体系架构框架与参考架构模型，以构建技术中立的平台，推动建立标准化体系，有效促进产业的沟通与融合。中新能2.0由国家智能网联汽车智能网联汽车信息物理系统参考架构网智创家车创新中心牵头，清华大学、中国信息通信研究院、中国电子信息产业发展研究院、交通运输部公路科学研究院、公安部交通管理科学研究联所、中国第一汽车股份有限公司、北京汽车研究总院有限公司、东风网汽车集团有限公司、中移（上海）产业研究院、华为技术有限公司、心能大唐高鸿数据网络技术股份有限公司、北京四维图新科技股份有限公中智新家司、北京北斗星通导航技术股份有限公司、启迪云控（北京）科技有创限公司、北京地平线机器人技术研发有限公司、黑芝麻智能科技(上海)有限公司、东软睿驰汽车技术（上海）有限公司、麒麟软件有限国中心

9智家国公司、普华基础软件股份有限公司参与设计。参考架构模型的搭建遵循以下原则：心能中智2)支持异构系统互操作，兼顾技术中立性和系统兼容性。创国3)充分考虑汽车工业和交通行业标准的安全性、防护性和标准车体系要求。汽心联4)支持面向业务、可灵活定制、可持续发展的系统优化机制，支持创新、开放、可持续发展、可持续优化的平台运营机制。新智5)支持用户应用平面和控制平面的解耦，控制平面涉及设备控创家能制、平台控制、交通控制、车辆控制等，支持传感、执行和车运动控制的虚拟化、边缘化和软件定义。国汽心联6)支持基于MBSE方法实现需求管理、产品管理、开发管理、运营管理和全生命周期管理，构建仿真、测试、验证和优化的中新平台。能网创智家车7)建立开源的平台开发环境和支持知识共享的模型库与场景库国汽参考架构2.0在1.0的基础上通过抽象和归纳出智能网联车信网息物理复杂大系统的概念模型和系统特征，依据智能联汽车7S体心能系架构框架搭建属于战略视图、利益攸关方视图、服务视图、系统视中智新家创图。是智能网联汽车信息物理复杂大系统参考架构的国参考架构2.0中心

10智家国第二步方案。设计团队将以参考架构2.0为基础，进一步开展基于MBSE的模型和方案库建设、仿真测试验证、模型系统开发、示范工能心中智感谢主管部门领导、业界专家以及参与设计单位对智能网联汽车创国信息物理系统参考架构设计工作给予的大力支持。限于时间和研究水车平，参考架构2.0仍存在有待改进之处，需要不断修订和完善，欢迎汽心领导、专家以及业界同仁提出指导意见和建议，也欢迎相关单位加入联中网智能网汽车体系架构以及智能网联汽车信息物理复杂大系统参考新智架构的研究工作。设计单位将根据各方面的反馈意见，结合智能网联创家能汽车系统工程体系建设效果和国内外技术发展情况，对参考架构进行持续修订和更新。车汽国心联网中能新智创家车国汽联心网能中智新家创国中心

11智家国第一章概述心能1.1背景与挑战新家车众生活密切相关。本世纪以来，我国汽车产业快速发展，产业规模稳汽心联居世界首位，综合实力显著增强。随着汽车普及程度不断提高，我国中已快速进入汽车社会。当前，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，能新智网展智能汽车不仅是解决创汽车社会面临的交通安全、道路拥堵、能源消耗、环境污染等问题的家车汽国心成现代化强国的重要支撑，对不断满足人民日益增长的美好生活需要中网具有十分重要的意义。随着智能化、网联化等技术取得长足进步，智联新能创能网联汽车已经成为中国智能汽车明确的发展方向。1.1.1中国智能网联汽车发展背景智车家汽国1.中国汽车工业发展背景网汽车工业发展从18心世纪后期第一辆汽车诞生至今，经历了工业能1.0阶段的机械化、工业2.0阶段的电气化、工业3.0的信息化和机中智新家创国息物理系统产品。这一发展历程如图1-1所示。中心

12智家国心能中智新家创国图1-1汽车发展与趋势汽心联每一次工业转型都给汽车产业和汽车交通系统带来了深刻的变革，有理由判断在以信息物理系统为标志的工业4.0时代，基于网络新智一体化的新型智能汽车——智能网联汽车也将在未来的10到15年给创家能中国的汽车工业和交通系统带来全面的革新。根据2020年2月车24日我国国家发改委等11部委联合印发的《智国汽心联能汽车创新发展战略》中的定义，智能汽车是指通过搭载先进传感器等装置，运用人工智能等新技术，具有自动驾驶功能，逐步成为智能中新能移动空间和应用终端的新一代汽车。在中国，智能汽车的未来发展目网智创标明确是智能网联汽车，从而更好、更安全的实现自动驾驶。车家国汽智能汽车已成为汽车产业发展的战略方向。从技术层面看，汽车联始终是新技术应用的重要载体，随着信息通信、互联网、大数据、云网计算、人工智能等新技术在汽车领域广泛应用，汽车正由人工操控的心能机械产品加速向智能化系统控制的智能产品转变，智能汽车已成为产中智新家业技术的战略制高点。从产业层面看，智能汽车已成为产业融合发展创的重点，传统汽车企业快速转型，电子信息、网络通信等企业加速渗透，汽车与相关产业全面融合，产业链面临重构，价值链不断延伸，国中心

13智家国产业边界日趋模糊，呈现智能化、网络化、平台化发展特征。从应用层面看，汽车产品功能和使用方式正在发生深刻变化，由单纯的交通能心中智休闲、数字消费、公共服务等功能，推动车联网数据服务、共享出创国行等生产生活新模式加快发展。从竞争层面看，智能汽车已成为新一车轮产业布局必争之地，一些传统行业巨头和新兴创新企业强强联合、汽心联优势互补，率先开展产业布局，在竞争中占据主动，主要发达国家通过制定国家战略、强化技术优势、完善标准法规、营造市场环境，形成了智能汽车先发优势。新智创家能2.智能网联汽车发展背景车对于面向自动驾驶以及其他高等级服务的智能汽车，目前国际上国汽心联主要有两种技术发展路径，一是智能化，二是网联化。其中自主式智能主要依赖车载传感器来感知信息，并辅之以高精度地图和高精度定中新能位技术。在智能化交通基础设施尚未普及，网V2X车用通信技术也不够智创家车成熟的情况下，自主式技术路线是当前智能驾驶发展的主流路线。然而，随着智能驾驶向更高级别发展，自主式智能由于依赖于传统的汽联车软硬件技术架构，因此对车载计算芯片、传感器的要求愈发严苛。网从单个汽车来看，这无疑带来了成本控制、功耗控制等多方面的巨大心能压力和问题，也将影响和制约规模化生产，同时安全性和可靠性也有中智新家待检验；从整个交通系统来看，节点间信息交互的滞后降低了单节点创高度智能化的效能。网联式发展路径以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按国中心

14智家国照约定的通信协议和数据交互标准，在车-路-云-网之间，进行无线通讯和信息交换。随着公路等基础设施的网联化程度提升，以及V2X能心中智位等均可依赖外部通信提供，不仅可以大幅降低车辆的成本，以及车创国辆对车载软硬件的依赖和要求，亦可提升车辆可靠性。车结合当前我国国情、汽车产业基础和总体工业发展背景来看，需汽心联要结合这两条技术发展路径，融合自主式智能和网联式智能，取长补短，构建具有中国特色的智能网联汽车。智能网联汽车的发展路径已新智经经过充分的论证。然而，这条技术路线的前方没有国际成功经验和创家能既定道路可以借鉴，必须立足高新技术与产业发展要求，并结合国情，车打造智能网联汽车创新发展的中国方案。国汽心联具体而言，需要通过建立中国方案的智能网联汽车信息物理系统，充分融合智能化与网联化发展特征，以五大基础平台（包括云控中新能基础平台、高精度动态地图基础平台、车载终端基础平台、计算基础网智创家车平台、信息安全基础平台）为载体，实现“人-车-路-云”一体化的智能网联汽车系统。联3.本地属性概述网智能网联汽车是自动驾驶汽车发展的新阶段，也是单车智能与网心能联式汽车融为一体的新产品，其必将带来新模式与新生态。与常规汽中智新家车相比，智能网联汽车具备两大重要特征：一是多技术交叉、跨产业创融合。常规汽车是机电一体化产品，而智能网联汽车是信息物理系统产品，需要汽车、交通设施、信息通信基础设施（包含国4G/5G、地图中心

15智家国与定位、数据平台）、数字设施等多个产业跨界融合。二是区域属性与社会属性增加。智能网联汽车在行驶过程中需要具有高度本地属性能心中智自己的使用标准规范，加之各国的交通基础设施、各国人民的总体驾创国驶行为不一样，所以产品也会不一样。因此智能网联汽车开发和使用车具有强烈的本地属性。汽心联中国具有较为复杂的交通环境以及与西方国家不同的驾驶行为网中特点，国外标准下的智能网联系统经常会出现不适应国交通环境和新智创家能以及智能交通系统等领域发展迅速，同时中国具有强大的ICT、互联车网产业基础和创新能力。汽车产业与优势的ICT、互联网产业深度融国汽心联合，是中国智能网联汽车产业发展的必然趋势。中国具有不同于西方国家的政府治理机制，必须要匹配适合中国治理机制的智能网联汽车中新能产业发展标准和路线。同时，智能网联汽车更关乎到国家信息安全、网智创车产业安全等战略安全层面，更需要发展中国标准下的智能网联汽。家汽所谓中标准智能网联汽车，是指符合中国一系列智能化、网联联网驶环境，充分发挥中国产业“两化融合”的发展特色与体制优势，在心能保障国家信息安全的同时开创智能网联汽车发展的新路径，加速中国中智新家汽车产业转型超越，在全球范围内构筑竞争优势，实现智能网联汽车创强国的发展目标。具体来说，中国标准智能网联汽车应符合中国智能基础设施标国中心

16智家国准，包括道路基础设施、地图数据标准、V2X通信标准以及中国交通法规等；要符合中国联网运营标准，包括智能网联汽车准入机制、网能心中智准，包括中国标准的智能终端、通信系统、云平台、网关、驾驶辅助创国系统以及自动驾驶系统等；要符合中国信息安全管理标准，遵循我国车信息安全监管、数据隐私保护等规范。汽心联智能网联汽车发展至今，各部委及地方政府陆续出台了相应的政新智策法规来推动和助力自动驾驶汽车的应用示范。表1-1列出至2021创家能年4月，中国智能网联汽车行业发展相应成果。表1-1车中国智能网联汽车行业发展相关成果国相关政策汽发布时间2021年3月《国家车联网产业标准体系建设指南（指南交通相关）》中2021年1月《交通运输部关于服务构建新发展格局的指导意见》心《交通运输部关于促进道路交通自动驾驶技术发展和应用的指导意见》2020年12月新《中国智能网联汽车7S体系架构框架》2020年11月创2020年11月《智能网联汽车技术路线图2.0》《关于推动交通运输领域新型基础建设的指导意见》2020年8月车2020年4月《2020年智能网联汽车标准化工作要点》国汽《智能汽车创新发展战略》2020年2月《推进综合交通运输大数据发展行动纲要（2020-2025年）》2019年12月《交通强国建设纲要》网2019年9月《车联网（指南网联汽车）产业发展行动计划》2018年12月2018年6月《国家车联网产业标准体系建设指南》中《智能网联汽车道路测试管理规范》2018年4月2018年2月《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》2017年9月《智慧交通让出行更便捷行动方案（2017-2020年）》《新一代人工智能发展规划》2017年7月创《智能网联汽车技术路线图1.0》2016年10月《车联网发展创新行动计划（2015-2020年）》2015年12月《中国制造2025》2015年5月中心

17智家国《中国制造2025》指出到2020年我国将掌握智能辅助驾驶总体技术和各项关键技术，初步建立智能网联汽车自主研发体系和生产配能心中智善的智能网联汽车自主研发体系，生产配套及产业群，基本完成汽车创国产业的转型升级。车2020年2月，由国家发改委等11部委联合发布的《智能汽车创汽心联新发展战略》指出到2025年，中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、标准法规、产品监管和网络安全体系基本形成。实新智现有条件自动驾驶的智能汽车道道规范化生产，智能交通系统和智慧创家能相关设施建设取得积极进展。展望2035-2050年，中国标准智能汽车车体系全面建成、更加完善。安全、高效、绿色、文明的智能汽车强国国汽心联愿景逐步实现，智能汽车充分满足人民日益增长的美好生活需要。2019年由清华大学教授，国家智能网联汽车创新中心首席科学中新能家李克强教授提出智能网联汽车发展需要本地属性的产品，例如车载网智创家车终端基础平台、高精度动态地图基础平台等五大基础平台的支撑，而这些基础平台要从国家战略层面做好顶层设计。联2020年12月，交通运输部发布《关于促进道路交通自动驾驶技网术发展和应用的指导意见》提出支持开展自动驾驶载货运输服务，鼓心能励港口，机场，物流场站等开展自动驾驶载货示范应用。稳步推动自中智新家动驾驶客运出行服务。支持自动驾驶公交出行示范应用。鼓励自动驾创驶新业态发展，鼓励开展自动驾驶车辆共享、摆渡接驳、智能泊车等试运行及商业运营服务国中心

18智能网联汽车目前面临的问题

国家智目前智能网联汽车面临着一些挑战，如相关技术离散度高、五大能心中智晰、缺少国产自主工具链等。国创a)相关技术离散度高车智能网联汽具有多学科多专业高度参与的特点，因此多种多样汽心联的相关技术均需要进行发展与突破，但是在智能网联汽车方兴未艾的当下，各种技术的蓬勃发展也带来了技术之间离散度高，协同性低，缺乏顶层设计的问题。新智创家能同时，亟需建立中国方案的智能网联汽车信息物理系统参考架车构，通过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，国汽心联实现“人-车-路-云”一体化的智能网联汽车系统。然而五大平台间的关系目前相对对立，未能很好地形成协同。需加强统筹规划、统一中新能标准、提高各平台能力和整体能力。网创智家车b)需加强多领域融合国汽发展中方案的智能网联汽车需建立跨界协同的技术创新体系，形成世界一流的创新能力。在新一轮科技变革的形势下，亟需抓住汽网车电动化、智能化、网联化发展的机遇，实现整车及关键零部件核心心能技术的自主突破，形成中国在智能网联汽车领域技术的总体领先优中智新势。家创c)示范难度大，不同技术路线没有融合。当前阶段，尚未统一最优的自动驾驶汽车技术路线，多种技术路国中心

19智家国线共同发展，这给自动驾驶汽车的示范应用带来了难度，难以保证各路线间的兼容性和一致性。诚然，在现阶段多种技术路线之间存在“百能心中智计，从而集中国家和社会资源，以示范带动整体智能网联汽车产业的发展。创国车d)智能网联汽车研发方法论不清晰汽心联当前的智能网联汽车研发仍遵循传统汽车开发的经验方法与流程，而智能网联汽车作为包含“车”、“路”、“云”、“网”的Systemof新智Systems(SoS)，需要更具针对性且创新的方法论指导。根据其他领创家能域，例如航空航天国防军事领域的相关经验，智能网联汽车这种高复车杂度、总体高投入、社会影响极大的系统开发需要明确架构开发的方国汽心联法论，同时搭配例如基于模型的系统工程（Model-BasedSystemEngineering，MBSE）的复杂大系统研发方法论与相应范式的支撑。中新能而目前，我国的汽车工业对新型研发方法论和范式的接受度还未网智创家车到适当的程度，这一定程度上是因为作为庞大的工业领域，汽车工业的研发方法论和范式具有很大的惯性。为了实现引入新型研发方法论联和范式，亟需结合中国汽车工业现状，有针对性地开发创新方法论和网范式，同时以应用案例作为支撑，加速我国智能网联汽车的研发方法心能中论的形成。智新e)发展国产自主工具链家创中国发展智能网联汽车，必然在未来实现对国际传统汽车工业国家的追赶甚至反超，但是最近几年，西方一些国家对中国的某些高精国中心

20智家国尖工业领域实施了错误的封锁政策，这无疑给中国的汽车工业敲响了警钟。智能网联汽车的研发、生产制造、车用操作系统的开发以及运能心中智关工业软件均来自国外。这无疑是中国智能网联汽车发展的“达摩克创国里斯之剑”。因此，中国的智能网联汽车乃至汽车工业的发展不但应车该建成全球顶级的中国品牌整车企业和世界顶级的自主品牌零部件汽心联企业，也应该培育出全周期工具链供应商。在汽车信息化、电子化发展的今天，还应该培育出全球标杆性的IT企业巨头对智能网联汽车新智进行赋能。总之，就是需要打造一批中国汽车行业的“航空母舰战斗创能群”，形成中国汽车产业在全球层面的影响力和竞争优势。家车1.1.2信息物理系统发展背景心联网1.信息物理系统发展背景新信息物理系统（Cyber-PhysicalSystems，CPS）这一名词，最中智创早由美国国家航空航天局（能NASA）在1992年提出。2006年，美国国家车国汽家科学基金会（NSF）的海伦·吉尔（HelenGill）在第一次信息物理系统国际研讨会（NSFWorkshoponCyber-PhysicalSystems）上将这一术语进行了详细的描述。网能心中事实上，Cyber-PhysicalSystems的术语来源可以追溯到更早智时期，图1-2展示了CPS术语来源历程。1948年，诺伯特·维纳创新家国创造了“Cybernetics”这个单词。1954年，我国著名学者钱学森在其所著的《EngineeringCybernetics》一书中，第一次在实际的工程中心

21设计和实验应用中使用这一名词。1958

国家智年，其中文版《工程控制论》发布，“Cybernetics”被翻译为“控制论”。此后，“Cyber”经常能心中智目前Cyber-PhysicalSystems译名并不统一，国内的专家学者将其创国翻译成“信息物理融合系统”、“赛博物理系统”、“网络实体系车统”、“赛博实体融合系统”等相关译名，本研究报告中将其统一翻汽心联译为“信息物理系统”，具体原因将在下文进行解释。随着各种产业发展的信息化和工业化，传统嵌入式系统所采用的新智单点解决方案已不能完全适应新一代生产装备信息化和网络化的需创家能求。产业信息化和工业化的结合，促使计算、感知、通信、控制等前车沿技术需要进行更为深度的融合。因此，在云计算、通信、新型传感、国汽心联网入式系统的扩展与延伸，信息物理系统顺势出现。新能智创家车国汽联心网能中智新家创国中心

22智家国图1-2CPS术语来源历程面对产能过剩、供需矛盾、成本上升等诸多问题，当前我国工业能心中智等方式已经不能满足不断涌现的新消费需求与使用需求。为了提高对创国资源的配置利用效率，制造业的数字化转型升级迫在眉睫。为了使生车产系统向柔性化、个性化、定制化方向发展，制造业企业亟需应用新汽心联的数字技术。在这一背景下，对应美国的工业互联网和德国的工业4.0等前沿概念和技术发展方向，《中国制造2025》的两化深度融合智战略正式提出了应用CPS实现个性化定制、极少量生产、服务型制造创能和云制造等新的生产模式的关键技术。在大量新需求的拉动下，CPS国家车汽2.当前国际重要研究成果心联中新能PerspectiveandStatus网onCyber-PhysicalSystems），指出CPS智创家车未来研究方向旨在解决信息系统和物理系统的融合问题。2008年，美国CPS研究指导小组发布了《信息物理系统概要》，把CPS应用于联交通、农业、医疗、能源、国防等方面。2010年，德国工程院启动了agendaCPS网项目，并发布了《信息物理系统综合研究报告》心能（IntegrierteForschungsagendaCyber-PhysicalSystems）。在这中智新家个报告中，德国首次提出了“CPS+制造业=工业4.0”的观点，并在创2012年继续开展了工业4.0有关于CPS的研究，并于2013年发布了《德国工业4.0未来项目实施建议》（国Umsetzungsempfehlungenfür中心

23智家国dasZukunftsprojektIndustrie4.0）。2016年，美国国家标准与技术研究院（NIST）发表了《信息物理系统框架》，提出了CPS的两能心中智系统教育规划报告》（A21stCenturyCyber-PhysicalSystems创国Education），揭示了美国的CPS体系基本形成，并正式进入CPS的应用阶段。车汽心联为了促进我国CPS发展，推动制造业与信息产业融合，2017年，中国电子技术标准化研究院联合CPS发展论坛成员单位，共同研究、新智编撰形成了《信息物理系统白皮书（2017）》，从“为什么”、“是什创家能么”、“怎么干”、“怎么建”、“怎么用”和“怎么发展”等六个车方面对面向制造业的CPS展开了论述，并在业界达成CPS“一个总体国汽心联定位、连接两大空间、作用三个层次、打通四个环节、四大技术要素以及六大典型特征”的基础理论共识。为了进一步推动CPS的发展由中新能年，中国电子技术标准化研究院联合理论共识转向工程实践，2020网智创家车制造业相关企业共同研究、编撰形成了《信息物理系统建设指南（2020）》。该指南提出了CPS建设的“一个核心认识、一个价值体系、联三个要素和四个建设模式”，明确了CPS技术体系和安全支撑，并给出了五大典型行业的CPS建设实践。网能心2021年4月30日，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委中智新家员会批准了《信息物理系统参考架构》和《信息物理系统术语》两创项国家标准的正式发布。作为我国首次发布的CPS基础性标准，《信息物理系统参考架构》和《信息物理系统国术语》对于指导CPS设计中心

24智家开发、测试验证、实施应用，以及统一认识具有重要意义和作用。国3.CPS应用范畴能随着产业信息化和工业化的深度融合，系统复杂度的提升，CPS心的重要性与被重视程度逐渐上升。过去十年，CPS的发展得到了许多智中国家的政府和组织的大力支持，CPS也被逐步应用于各种具有复杂场家新创国车消费、能源、基础设施、制造、卫生保健、机器人、军事、物理安全、汽智慧建筑以及交通运输等行业。CPS可以支撑前沿技术的深度融合，联心帮助企业和国家应对生产装备信息化和网络化的需求，并进一步提网中能升资源配置的利用效率。新智创家车国汽心联网中能新智创家车国汽联网心图1-3CPS应用范畴能中智新1.1.3智能网联汽车信息物理系统研究背景家创国1.智能网联汽车信息物理系统的研究背景中心

25智家国当前，新一代人工智能、大数据与云计算技术带来革命性变化，智能网联汽车以及智能交通系统正在推动交通系统的变革。传统智能能心中智特点和出行需求还有一定的距离。V2X信息交互提升了安全和效率，创国但能否满足汽车运动控制对安全性、实时性、可靠性和精确性的严格车要求，还需要进行系统性评估。汽车、通信、交通、信息等行业的协汽心联同研发、部署和运营，也亟需建立行业认同的体系架构。随着信息通信、互联网、大数据、云计算、人工智能等新技术在新智智能网联汽车中得到广泛应用，汽车将由人工操作的机械产品加速向创家能智能化系统控制的智能产品转变；传统汽车企业争相发布智能网联汽车车发展规划，加快智能化和网联化转型与布局，互联网公司/科技公国汽心联司利用智能算法/芯片等技术优势加快智能网联汽车布局，成为智能网联汽车产业链重构的重要参与者，汽车产业的边界日趋模糊，与交中新能通、能源环保、生活服务等联系更加紧密，智能网联汽车呈现智能化、网智创家车网络化、平台化发展特征；与此同时，汽车产品功能和使用方式将由单纯的交通运输工具逐渐转变为智能移动空间，兼有移动办公、移动联家居、娱乐休闲、数字消费、共享出行、公共服务等功能，生产生活的新模式加速涌现。网能心基于智能网联汽车、智能交通和信息物理系统的概念和发展情中智新家况，智能网联汽车信息物理系统是指智能网联汽车与交通系统、信息创系统和通信系统在数字化大背景下有机融合的多维复杂SoS。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、仿国中心

26智家国真、验证、部署和运营，实现异构信息系统（广义）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、实时的感能心中智4.智能网联汽车信息物理系统的前期研究成果总结创国2019年10月22日在2019SAECCE全体大会上，由国家智能网车联汽车创新中心首席科学家李克强教授隆重发布由国家智能网联汽汽心联车创新中心牵头，联合清华大学、中国信息通信研究院、中国电子信息产业发展研究院、交通运输部公路科学研究院、公安部交通管理科新智学研究所、中国第一汽车股份有限公司、北京汽车研究总院有限公司、创家能联通智网科技有限公司、华为技术有限公司、大唐高鸿数据网络技术车股份有限公司、北京四维图新科技股份有限公司、北京北斗星通导航国汽心联技术股份有限公司、启迪云控（北京）科技有限公司共同研究和编写的《智能网联汽车信息物理系统参考架构1.0》。中新能为支持智能网联汽车中国方案的构建，为复杂系统的总体设计、网智创家车重构设计和中国标准体系完善提供基础支撑，推动汽车、交通和信息技术链和产业链的转型升级，国家智能网联汽车创新中心组织开展智联能网联汽车信息物理系统架构研究。《智能网联汽车信息物理系统参网考架构1.0》作为阶段性成果，构建了支持车路云协同控制、面向业心能务可灵活定制、技术中立可持续演进的设计方法和参考框架，从产业、中智新家功能、物理和通信四个视图描述架构，形成基于参考架构的模型、模创型库以及设计工具。《智能网联汽车信息物理系统参考架构国1.0》的描述遵循ISO中心

27智家国42010“系统和软件工程－架构描述”标准，向产业参与者和利益相关方呈现科学、完备的智能网联汽车信息物理系统参考架构，确保各能心中智杂性问题，参考架构设计基于模型的系统工程方法提高系统的开发效创国率，保障产品质量和系统可靠性，支持系统快速迭代和持续演进。《智车能网联汽车信息物理系统参考架构1.0》将为国家和地方智能网联汽汽心联车和智能交通系统规划与建设提供参考性框架，支撑相关技术产业发展和创新；通过梳理产业关键利益相关方，定义系统建设过程中角色新智和依赖关系，推进达成行业共识，促进智能网联汽车产业健康发展；创家能通过构建支持智能网联汽车和智能交通项目开发的工具集和模型库，车为系统集成和部署提供技术框架和指南；通过系统化建模、仿真测试国汽心联和项目示范，为智能网联汽车与智能交通融合发展提供具有示范作用的成熟解决方案。中新能智能网联汽车信息物理系统参考架构将持续更新优化，协同各行网智创家车业进一步完善模型库和设计工具，共同推动智能网联驾驶基础设施建设，推进产业的转型升级，建立中国特色的智能网联汽车生态体系。联1.1.4智能网联汽车信息物理系统研究挑战心网中1.基础概念定义需更清晰智新家国创智能网联汽车信息物理系统的相关基础概念（如信息物理系统，架构框架、参考架构、架构等）不清晰，仍未达成共识，且尚无对智中心

28智家能网联汽车信息物理系统进行清晰的分类分级，不利于行业技术人员国运用和智能网联汽车信息物理系统的应用落地。能2.架构描述标准化心智中新家创国理系统正处于复杂大系统阶段（具体概念在后文给出），各成员系统车间通过互操作来提高各个独立系统间的“合作”。但随着复杂度的不汽心联断提升，仅从技术或解决方案入手会造成“管中窥豹”的现象，因此需要一套由统一语言描述的无歧义的架构来指导智能网联汽车的发新智展，实现自上而下，自抽象至具体地对问题进行抽丝剥茧。这一过程创家能需要整个产业对系统、复杂大系统以及体系的概念与相互关系有正确车的认识并且达成共识，同时需要明确架构框架，参考架构，架构等相国汽心联关概念在这一过程中的重要地位。通过架构研究支持的顶层设计来加速智能网联汽车体系的形成，同时面向产业发展的需要，明确体系架中新能构并且构建相关的参考架构，从而支持实现多领域、多类型的信息系网智创家车统和物理系统的互操作，建立跨领域研发、跨行业合作、跨产业可持续运营的协同发展模式。联3.多维架构的统一框架网智能网联汽车信息物理系统涉及到汽车，交通，通信，地图等多心能领域，各领域的信息物理系统应遵循统一的架构框架。中智新家一是顶层设计不健全，对于智能网联汽车这样的跨多领域的复杂创系统，目前尚难以全面考虑，系统功能难确定。当前智能网联汽车发展路径多样，我国尚未形成一套具备行业共识的战略路线和产业顶层国中心

29设计方案。

国家智二是架构缺乏一致性，不同设计者有不同的方法，架构层级不一能心中智业间立场也不一致。行业缺乏有效协同研发机制，产业融合度不高。创国三是缺乏可演进性，面对快速发展的技术和产品，目前架构粒度车拓展性不强，怎样能够保证系统的可用性和可更新性。汽心联首先，对于智能网联汽车信息物理系统这样的复杂系统，目前汽新智车产业尚没有专门应用于复杂系统的设计工具，健全的工具链对于设创家能计开发智能网联汽车至关重要。车另外正如上文所论述，我国正加快推动由汽车大国向汽车强国转国汽心联变，工业软件对于推动汽车产业转型升级具有重要的战略意义。在软件定义汽车已经成为整个产业的共识趋势下，软件在整车成本中的比中新能重日渐增大。作为汽车软件的重要组成部分，基础软件对于汽车电子网智创家车包括各个域控制器、计算平台的研发与应用的重要性不言而喻。基础软件的架构与性能将对上层应用的开发效率与质量产生直接影响。目联前，基础软件处于被国外企业垄断的尴尬局面，中国本土的基础软件网供应商仍处于努力追赶国际领先水平的竞争对手的阶段。国内汽车厂心能商在这一领域缺乏核心技术的后果便是使得自主品牌的生产成本居中智新家高不下，即便是购买外资品牌的产也无法与其他设计完美融合。由欧创洲汽车企业与核心供应商组成的AUTOSAR汽车电子软件标准联盟将绝大多数中国车企与供应商拒之门外。发展国产自主的国ICV-CPS研发中心

30智家国设计工具链对于发展中国方案智能网联汽车而言不可或缺。5.关键共性技术体系不明确心能中智和网联化深度融合的一套综合技术体系。智能网联汽车信息物理系统创国关键技术体系包含将智能网联汽车信息物理系统总体技术如架构技车术，安全技术、实验验证技术等；智能网联汽车信息物理系统支持技汽心联术，包含感知技术，云计算，边缘计算等，智能网联汽车信息物理系统核心技术包含数字孪生、数字主线技术等。这套综合技术体系包含新智智能网联汽车所需要的软硬件等一系列信息通信和控制技术，可构建创家能起一个能够将物理实体和环境精准映射到信息空间并进行实时反馈车的智能系统，并最终作用于产品的从研发设计、生产制造到运行管理国汽心联的全过程、全产业链、全生命周期，并从根本上助力自动驾驶汽车的发展，但目前对智能网联汽车信息物理系统技术体系和关键技术尚缺中新乏没有明确的描述。能网创智家车目前智能网联汽车信息物理系统的落地难度很大，且落地实现的联路径尚待探索，需要更多的科研层面的最小系统构建以及大范围的示范来进行测试、验证与确认。网能心中7.产业潜在影响智新家智能网联汽车信息物理系统作为前沿研究领域，对中国的汽车工创业和生产范式将有如下两个维度的潜在影响，需要提前对应对方案景行部署。首先，ICVCPS作为前沿技术体系以及最新的系统形式，因国中心

31智家国为其涉及得产业范畴要远大于传统汽车产业，必然在价值链、产业链以及供应链三个维度产生影响。同时，CPS这种系统形式目前在汽车能心中智至R&D的投入都提出了更高的要求。其次ICVCPS作为复杂系统，其创国研发设计范式必然需要一定程度的改变，亟需产业对该论点达成共车识，提前对ICVCPS的研发设计进行规定。汽心义联1.2智能网联汽车信息物理系统参考架构研究目的与意网中能新家结合智能网联汽车产业发展情况和中国现阶段的汽车产业发展车智国情，本研究基于智能网联汽车信息物理系统参考架构1.0提出的智国汽心能网联汽车信息物理系统的概念和四个视图的智能网联汽车系统参联网考架构的基础上，进一步研究符合国情的“中国方案”智能网联汽车新信息物理系统参考架构。本研究可以为支持和实现智能网联汽车信息中智创物理系统的参考架构模型的落地应用，提供设计方法和关键共性技术能家车国汽联1.明确智能网联汽车技术体系的总体发展方向网心“中国方案”智能网联汽车需要跨领域研发、跨行业合作、跨产能中业运营、跨系统的协作，才能实现人-车-路-云-网-图的智能网联汽智车信息物理系统的建设和运行。而这种协作要求各参与方必须对智能新家国创网联汽车技术体系有统一的认识和明确的发展方向。为此，本研究通过建立统一的智能网联汽车信息物理系统参考架构，并在业内达成共中心

32智家国识，并推动产业链上下游企业形成合力、分工合作，形成明确的智能网联汽车技术体系的总体发展方向。即智能网联汽车信息物理系统技能心中智安全技术、试验验证技术等的CPS总体技术；含智能感知、嵌入式软创国件、数据库、人机交互、人智技术SDN、物联网、云计算、边缘计算车等的CPS支撑技术；含虚实融合控制技术、智能装备技术、MBD、数汽心联字孪生、CAX、工业以太网等的CPS核心技术。2.明确ICVCPS的自动驾驶的关系新智参考架构2.0的研究的核心关注点是“以智能网联汽车参考架构创家能支持网联化，从而促进总体数字孪生能力的提升，以构建ICVCPS的车方式提高ICV的智能化水平，在总体上提高系统自主化水平”。本文国汽心联网级别的ICVCPS的视角对实现SAEJ3216中定义的自动驾驶总体定级。新3.能明确ICVCPS的系统形式创智家车本文研究ICVCPS参考架构过程中，通过捕获和分析ICVCPS的各个利益攸关者需要和需求，以获得ICVCPS的各项功能和非功能需联求，结合行业技术现状和经济效益等因素，设计形成了ICVCPS的参网考架构模型。结合该参考架构模型研究过程可见，ICVCPS的参考架心能构模型不仅包含了ICVCPS的各项功能和非功特性，也明确了ICV中智新家创国下游企业对ICVCPS的系统形式有统一的参照标准。4.明确ICVCPS的分类（端到端）中心

33智家国本研究构建的ICVCPS参考架构模型是基于MBSE方法开发的，相应ICVCPS的参考架构模型包含ICVCPS的全生命周期各个阶段的能心中智CPS依据全生命周期阶段,实现端到端的分类，具体分为：ICV研发设创国计CPS、ICV生产制造CPS、ICV车用CPS、ICV运行管理CPS。5.车明确ICVCPS的分级（纵）汽心联与ICVCPS的分类（横）相对应，因技术发展、商业计划、经济条件等因素的影响和限制，所建立ICVCPS存在智能化情况不同，而新智影响智能化的核心是基于“认知决策”的控制机制。因此，可根据“认创家能知决策”的能力的高低将ICVCPS分为四级，分别是：人智（由人完车成认知决策，并操控系统，完成管控）、辅智（系统自主解决已知问国汽心联题，人认知决策后操作系统解决未知问题）、混智（系统自主解决已知问题，系统分析未知问题后，人提供决策）和机智（所有问题由系中新能统自主认知和决策，人可干预系统）。该分级来自航空领域，在本研网智创家车性向定量转化。联6.明确ICVCPS的分类（横）汽网心ICVCPS是一个随着技术进步和应用范围而不断发展和演变的复能杂大系统。本研究获得的ICVCPS参考架构模型库，包含ICVCPS在中智新家不同应用范围（自动驾驶典型应用场景、小城镇/示范区、中型城市创和大城市）的各类参考架构模型。这些适用不同范围的各类参考架构模型不仅定义了相应ICVCPS涉及的系统功能组成和运行的逻辑，也国中心

34智家国给定了ICVCPS在不同应用范围上的异同和各自类型。因此，本研究构的ICVCPS参考架构模型库，可以明确ICVCPS的分类（横向分类，能心中智家7.新明确ICVCPS的总体设计方法国创针对智能网联汽车信息物理系统设计、开发、集成和运营的复杂车性问题，本研究采用已被广泛证明适用于复杂系统设计开发的基于模汽心联型的系统工程方法（MBSE），以提高系统的开发效率、保障产品质量和系统可靠性，支持系统快速迭代和持续演进。在ICVCPS的参考架新智构研究过程中，本研究贯彻应用MBSE配套的两种主流方法论，即系创家能统建模语言（SysML）与面向对象的系统工程方法（OOSEM）搭配ARCADIA车（ARChitectureAnalysisandDesignIntegratedApproach）方法国汽心联论（同时包括建模语言与工程方法），严格规范的构建了参考架构模型库，以此证明MBSE方法开展ICVCPS总体设计的有效性，进而明中新能确了以MBSE方法作为ICV网CPS的总体设计方法。创8.智家车明确ICVCPS的总体功能与逻辑参考架构本研究构建了ICVCPS的系统顶层的通用功能参考架构与逻辑参联考架构模型，并基于MBSE方法，通过识别和捕获ICVCPS的战略需网求、利益攸关者需求、服务应用需求、安全性需求、信息安防需求和心能标准化需求，分析获得面向自主泊车的ICVCPS的系统需求，并结合中智新家创国参考架构，作为总体参考架构与设计建模范式的案例。9.明确ICVCPS的总体系统构成中心

35智家本研究在构建了ICVCPS国的系统顶层的功能逻辑架构模型基础上，开展了系统顶层物理架构的参考模型构建，形成了ICVCPS的总能心中智基础平台相关构成，车载智能计算平台相关构成，基础车辆平台相关创国构成，云控基础平台相关构成，云控应用平台相关构成，网络设施相车关构成，道路设施相关构成，使能体系相关构成和社会民生设施相关汽心联10.明确ICVCPS架构设计的总体架构框架新智ICVCPS无论从上层的产业体系层面，还是具体的车辆系统层面创家能都具有前所未有的复杂性。为了应对这种复杂性带来的系统设计层面车的困难，以及管理和运营上的高难度，本研究构筑一套通用的体系架国汽心联构框架（EnterpriseArchitectureFramework）——智能网联汽车7S体系架构框架（简称，7S），作为ICVCPS架构设计的总体框架。中新能7S以“立场（Standpoint网）”、“视角（viewpoint）”、“视图（view）”智创家车为三大顶层核心概念，在车、路、云的立场下，基于统一视角和方法，提炼形成ICVCPS的7大视图，分别是战略视图、利益攸关者视图、联服务视图、安全性视图、信息安防视图、标准化视图和系统视图。网11.明确ICVCPS落地所需要的关键共性技术突破重点心能本研究结合ICVCPS的参考架构模型，分别从系统功能逻辑架构中智新家模型、系统运行逻辑架构模型和系统物理组成逻辑架构模型三个层面创对ICVCPS的关键技术进行分析和分解，明确了ICVCPS落地所需的关键共性技术及突破重点。关键技术突破重点分别是：国ICVCPS总体中心

36智家国技术中的架构技术、数字主线、异构集成、安全技术等；ICVCPS支撑技术中的智能感知、认知技术SDN、云计算等；ICVCPS核心技术能心中智家新1.3架构研究原则与方法国创汽统形式发展的最新阶段。新的事物会伴随着新的研究方法和新的技术联心网中形态，针对ICVCPS这种完全新兴的系统的研究和开发，必须对以往的研究方法的理论基础进行再认识和再更新，以此重塑和构建符合创家ICVCPS的研究原则和方法。本文追根溯源，将视野向前延伸至车辆车智本身研究之外的，从CPS需要更早面对的体系工程和系统工程背后的国汽心科学理论入手，逐步向后构建理论方法和工程方法。结合汽车工业现联网有的分类学（taxonomy），在新理论、专属参考语义等方面完善ICVCPS新的理论根基。ICVCPS作为新系统、新形态、新事物，其需要专门解中智创决其复杂性和大规模特点的工具链，这些工具链需要结合中国汽车工能家车国汽业的现状和ICVCPS的发展进行定制，同时要符合国产自主趋势，而本文构建的理论方法和工程方法将是ICVCPS工具链背后的“knowhow”基础。网能心中1.本体论与认识论相融合智本体论探究的是研究对象的根本，关注的是“存在”，即研究对新家国创象的存在类别与实体，以及实体各部分构成的内在“关系”。认识论探讨的是人类认识的本质、结构，或认识与客观实在的关系。本研究中心

37智家国结合本体论和认识论，研究ICVCPS的本质和演化，并基于此分析ICVCPS构成、各组成部分的内在关联与矛盾、ICVCPS与其所处环能心中智出合适的工程方法论，在一定程度上构造形成ICVCPS本体的信息物创国理架构，进而实现ICVCPS本体（体现为“信息物理架构”）的共享和重用。车汽心联1)用整体论的思维分析ICVCPS的环境，确定整体参考架构新智本研究以整体论的思维分析ICVCPS相关的系统战略需要/需求、创家能利益攸关者需要/需求、服务需要/需求、安全性需要/需求、信息安车防需要/需求、标准化需要/需求、系统需求。基于此，从整体系统的国汽心联角度确定环境对ICVCPS的需求，明确ICVCPS与环境的交互，确定ICVCPS的各类功能和非功能需求，以及各类功能需求之间、非功能中新能需求之间、系统需求与环境之间的逻辑关系，并进一步形成整体架构。网智创家车2)用还原论的思维分析ICVCPS的构成，确定具体参考架构本研究基于ICVCPS的整体架构，以还原论的思维分析、分解联ICVCPS的系统需求，并将系统需求在合适层级分配给具体功能逻辑网架构，从而解构ICVCPS的系统构成，确定其具体的逻辑架构，并根心能中据现有技术实现形成具体系统物理架构。智新3.明确相关概念与术语的定义家创对于智能网联汽车信息物理系统参考架构的研究而言，因为整体概念的前沿性与多领域交叉融合性，对相关概念和术语的定义是十分国中心

38智家国必要的。本研究参考国际相关标准与前沿研究成果，详细定义了系统、SystemofSystems、体系等相关概念，并参考模型驱动架构能心中智念，包括架构框架、参考架构与具体架构。在技术层面，详细定义了创国信息物理系统概念中的一些容易导致误解的概念，例如Cyber（赛博）车和数字孪生。总体上，确保读者明确该研究的范畴以及理论基础。汽心联本研究采用已被广泛证明适用于复杂系统设计开发的基于模型新智的系统工程方法论，作为ICVCPS架构研究的工程方法论，并选用创家能MBSE方法论中面向对象的系统工程方法（ObjectOrientedSystems车EngineeringMethod，OOSEM）与ARCADIA方法论作为本研究的实施国汽心联方法。OOSEM是一种将面向对象的分析技术和系统工程理论基础充分结合的一种自顶向下的场景驱动的MBSE方法，所具有的两个核心原中新能ProductDevelopment）和采用则是综合产品研制理念（Integrated网智创家车递归的V型生命周期模型（Recursive“Vee”LifestyleProcess国汽联心网能中智新家创国中心

39智家国心能中智新家创国车汽心联网中能新智创家车国汽心联网中能新智为了保证研究的中立性，除了OOSEM以外，本研究也采用了MBSE家车的另外一种主流方法论，即ARCADIA方法论。与OOSEM类似，ARCADIA创国汽也是一种自顶向下的场景驱动的MBSE方法。具体介绍在本文附录中。联网心能中本研究在采用MBSE方法论的同时，结合模型驱动架构（Model智新DrivenArchitecture，MDA），并参考MDA方法的先进技术和规范，家创形成适用于ICVCPS架构建模的模型驱动架构方法和规范。应用该模国型驱动架构的方法构建ICVCPS的参考架构模型可分为四个主要步骤，系统需求的捕获、分析、分解和分配，基于系统需求的系统架构中心

40国家智建模，基于系统架构模型抽取架构类模型，将架构类模型抽象成系统的参考架构模型。能结合现有国际标准心智中新家创国工程相关国际标准和规范进行建模，并参考了ICVCPS的系统顶层设车计相关的车辆、通信、交通的标准。其中，系统工程相关标准的国际汽项，分别是ISO/IEC心联标准共有815288:2008、ISO/IEC/IEEE29148:2018、ISO/IEC/IEEE21839-2019、ISO/IEC/IEEE21840:2019、新智ISO/IEC/IEEE21841:2019、ISO/IEC/IEEE42010:2011、ISO/IEC/IEEE创家能42020:2019和ISO/IEC/IEEE42030:2019（相应标准名称见表1-2）。车表1-2参考国际标准（部分）国序号标准代号汽标准名称1ISO/IEC15288:2008Systemsandsoftwareengineering—Systemlifecycle中网processes心2ISO/IEC/IEEESystemsandsoftwareengineering—Lifecycle新29148:2018processes—Requirementsengineering3ISO/IEC/IEEESystemsandsoftwareengineering-Systemofsystems21839-2019能(SoS)considerationsinlifecyclestagesofasystem家(Firstedition)4ISO/IEC/IEEESystemsandsoftwareengineering—Guidelinesfor21840:2019theutilizationofISO/IEC/IEEE15288inthecontext车ofsystemofsystems(SoS)联5ISO/IEC/IEEESystemsandsoftwareengineering—Taxonomyof21841:2019systemsofsystems网ISO/IEC/IEEE6Systemsandsoftwareengineering—Architecture中42010:2011description7ISO/IEC/IEEESoftware,systemsandenterprise—Architecture新42020:2019processes家8ISO/IEC/IEEESoftware,systemsandenterprise—Architecture42030:2019国创evaluationframework9ISO26262-1:2018Roadvehicles—Functionalsafety10ISO/SAEDIS21434Roadvehicles—Cybersecurityengineering11ISO/PAS21448:2019Roadvehicles—Safetyoftheintendedfunctionality中心

41智家12ISO/TC22/SC33国Vehicledynamicsandchassiscomponents13ISO/AWI23374-1Intelligenttransportsystems—Automatedvaletparkingsystems(AVPS)能14ISO/TC204Intelligenttranspo