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智能网联汽车操作系统现状分析与对策

来源:赛迪研究院  作者:徐可 赵世佳  投稿时间:2018-06-11

  随着自动驾驶技术兴起,汽车正日益成为继电脑、智能手机之后的一种“大型”互联网智能终端。
 

  未来整个汽车硬件架构的改变会带来软件乃至底层虚拟化技术的彻底改变,而软件的核心就是操作系统。
 

  国外:操作系统成熟
 

  近年来,国外供应商面向整车企业推出了各具特色的操作系统。
 

  微软在1995年推出基于Windows CE的Windows Auto项目,进入汽车智能操作系统领域。福特、起亚、日产以及菲亚特等汽车企业都采用基于Windows Embedded Automotive 7开发的操作系统。Windows CE是嵌入式系统的底层系统,具备各种基本的计算能力与数据端口。具有稳定性、可塑性特点及拓展功能,但随着移动互联网兴起,受限于非开放性影响,起亚已经转投安卓,福特选择在黑莓软件上打造Sync 3系统,微软面临客户流失窘境。
 

  黑莓是汽车领域最大的操作系统供应商,目前全球有超过230种车型使用黑莓QNX系统。QNX以其安全性和实时性著称,能满足数字化仪表盘功能性安全的要求,同时兼顾了数据安全要求。2016年,QNX发布基于ADAS和自动驾驶的全新软件平台。全新QNX平台——QNX OS for Safety 支持自动驾驶系统所需的所有汽车安全完整性等级,具有可扩展性,平台能够处理来自ADAS模块、摄像头和雷达等多源数据传感器传输信息。
 

  Linux基于开源代码,性能稳定、易于裁剪、方便定制,在后台(服务器和数据中心)操作系统中占据着领先地位。很多研发能力强的整车企业和供应商在Linux基础上定制了自己的操作系统。目前,Linux系统占据着大约20%的市场份额,推广主力来自两个组织,一是GENIVI联盟,由宝马、通用、雪铁龙、德尔福、伟世通、英特尔等170家企业共同发起成立,其成员可基于GENIVI 平台自由定制,打造独特的人机界面。二是Linux基金会推出了AGL(Automotive Grade Linux)免费开源操作系统,主要应用在车载娱乐信息系统上,未来将涉足包括仪表显示器、车联网、ADAS和自动驾驶等应用领域。
 

  风河作为英特尔子公司,主要承担英特尔在智能网联汽车布局中底层操作系统的开发工作。目前,风河汽车板块包括三大主营业务:Helix Cockpit,整合了此前车联网、娱乐信息系统以及显示屏业务;Helix Drive,对应高级驾驶辅助与自动驾驶的软件解决方案;Helix Carsync,提供在线软件更新和云服务,包括远程设备管理等。这三大领域共同组成了风河的Helix Chassis 产品,即面向汽车的软件解决方案。
 

  Android具有庞大手机用户群体,强势推出车规版Android作为开源操作系统,其无授权费用对中低端操作系统开发商有很大的吸引力,如雷诺推出的R-Link系统、雪铁龙DSConnect前装系统等。谷歌自2014年起开始在汽车领域布局,推出了AndroidAuto系统,车主可以将Android手机上的内容投射到车载屏幕上,至今AndroidAuto已经遍布300款不同车型。
 

  国内:积极布局
 

  目前,我国互联网企业积极布局,重点强化应用服务能力,但操作系统整体发展滞后,生态圈未能有效建立。
 

  以BAT为代表的互联网企业已经将注意力转向智能联网汽车,依托软件开发优势,着力打造操作系统。阿里与上汽合资的斑马公司已率先开发出AliOS,能够与车控总线实现交互,并结合场景开发应用,实现了智能驾驶舱、语音交互、车辆远程控制、车辆状态查询等服务。但AliOS并不是直接“驱动”汽车关键部件的操作系统,作为新生代操作系统,它只是一个包含云端服务的可支撑人机交互和车联网数据交换的平台。百度在2015年推出了百度CarLife,随后又推出DuerOS,将其描述为具有语音识别功能的人工智能平台。其最新发布的Apollo开放平台包括用于自动驾驶的硬件、软件以及云数据服务,操作系统采用的是开源操作系统ROS,目标则是打造开放式智能驾驶平台(架构+底层软件+通用算法模块),吸引全球的开发者合作改进自动驾驶所需的各类模块算法,联合汽车主机厂和零部件供应商,共同收集车辆移动中的车辆工况、路况和乘客信息等实时数据,结合其高清地图,不断优化智能驾驶的核心技术。腾讯宣布与广汽成立合资公司,计划在车联网服务、智能驾驶、云平台、大数据、汽车生态展开合作,并已在近期开发出智能电动概念车iSPACE,以及AIinCar车载系统。
 

  我国操作系统发展底子薄,整体起步比国外晚近半个世纪。国外企业掌握大多数关键技术,并设置较高的技术壁垒,表现出强大的控制力。国产操作系统企业总体规模较小,实力较弱,在技术研发投入等方面与国外巨头差距较大。相比于电脑和智能手机的操作系统,智能网联汽车操作系统微内核架构应支持多进程,对实时性、可靠性、安全性要求更高,这给自主操作系统研发带来更大挑战。同时,目前我国产业生态圈未能有效建立,产业链亟待发展和完善。一般来说,形操作系统生态圈临界点是实际市场占有率超过3%,一旦突破该点,市场会自发引导系统开发者、软件开发者和使用者等各个主体共建生态系统。目前,国产操作系统的国内市场占有率不到1%,直接导致国产操作系统的生态圈不能有效建立。
 

  三点建议
 

  针对我国智能网联汽车操作系统发展情况,提出三点建议。
 

  首先,统筹谋划发展,大力推进操作系统技术研发和产业化。一是着眼智能网联汽车重点应用领域,组织设立专项资金,鼓励企业下决心突破自主实时操作系统和虚拟化适配软件的研发与应用难关,扶持和帮助自主汽车操作系统企业实现国内市场占有率3%的突破。二是把云计算和网络化环境下汽车操作系统的研发确立为新发展方向。积极鼓励国内汽车操作系统相关企业加快转型为云计算服务提供商。三是提高开源意识,鼓励相关企业与全球众多的科研人员、硬件厂商集成商等协同合作,建设开源社区,营造汽车操作系统基础资源共享环境。
 

  其次,制定国产化路线,加强对国产汽车自主操作系统的应用推广。一是制定国产汽车自主操作系统应用推进战略,明确替代时间表和路线图,完善应用替代推进政策及政府采购政策,党政机关汽车操作系统要率先国产化,加快重要领域汽车操作系统国产化替代。二是推动商业模式创新,鼓励企业在遵守开源软件许可证协议的基础上开展商业运营模式创新,采取产品免费,应用服务收费等商业模式,加快国产汽车操作系统推广以占领市场,吸引更多应用开发者丰富应用生态。三是围绕“操作系统+应用软件与数字内容服务+智能网联汽车”的产业生态系统,逐步构建合作共赢的应用推广体系。
 

  最后,强化信息安全,提升自主智能终端操作系统的信息安全水平。一是加强对自主操作系统安全可控关键技术的研发和创新,对从内核、通用算法库和图形交互系统到应用框架等操作系统安全涉及的所有层面进行深入分析和研究。二是充分利用好第三方检测、认证机构资源,建立操作系统补丁情况更新、漏洞信息通报、安全漏洞分析,以及安全应急处置等技术协调及通报处理机制。

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