原创《我国智能网联汽车操作系统建议》
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文/中国电子信息产业发展研究院 徐可
【摘 要】 汽车产品智能化、网联化的发展趋势对汽车操作系统提出了更高要求,整车企业的差异化竞争将主要体现在操作系统方面.目前,微软、黑莓、风河、谷歌等国际巨头已在积极布局智能网联汽车操作系统.赛迪智库装备工业研究所对我国操作系统发展现状进行深入分析后,提出三点建议：打造开源生态,促进操作系统技术研发和产业化进程；制定国产化路线,加强对国产汽车操作系统应用推广；强化信息安全,提升国产智能终端操作系统的信息安全水平.
【关键词】 智能网联汽车 操作系统
随着自动驾驶技术的兴起,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完全的改变,而软件的核心就是操作系统.操作系统可提供人与车、车与车、车与互联网等全方面的交互功能,是智能网联汽车的内核和基石,也是智能网联汽车产品差异化竞争的重要组成部分,更是智能网联汽车技术发展的制高点.抓紧布局智能网联汽车操作系统,对我国在新一轮汽车产业变革中占据主动、形成智能网联汽车的先发优势具有重要意义.
国际巨头企业抢先布局智能网联汽车操作系统
近年来,供应商面向整车企业推出了各具特色的操作系统.
（一）Windows CE：最先推出,性能稳定
微软早在1995年就推出了基于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公司都采用基于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、可塑性的特点以及拓展功能,但随着移动互联网的兴起,受限于非开放性的影响,起亚已经转投安卓,福特选择在黑莓软件上打造其Sync 3系统,微软面临汽车企业客户流失的窘境.
（二）QNX：应用最广泛,功能与安全性出众
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,宝马Connected Drive、奥迪MMI、奔驰COMMAND等均是基于QNX打造的.QNX以其安全性和实时性著称,QNX操作系统是第一个符合ISO26262 ASIL D规范的实时操作系统,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,通过了美国军方EAL4+认证.2016年,QNX发布了基于ADAS和自动驾驶的全新软件平台,以期在自动驾驶时代继续保持领先地位.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的信息.2017年,德尔福与黑莓签署协议表示,德尔福的自动驾驶汽车平台将采用黑莓的QNX操作系统.
（三）Linux：开源,适于个性化
Linux基于开源代码,性能稳定、易于裁剪、方便,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、雪铁龙等整车企业,德尔福、伟世通等零部件企业,以及英特尔等170家企业共同发起成立,联盟推动基于Linux的开源车载系统的普及,其成员可基于GENIVI平台自由,打造独特的人机界面.二是Linux基金会,其推出了AGL（AutomotiveGrade 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.
（四）风河：提供端到端解决方案
风河作为英特尔的子公司,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2017年1月份推出的Helix Chassis产品,即面向汽车的软件解决方案.
（五）Android：具有庞大的手机用户群体,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DS Connect前装系统等.谷歌自2014年起开始在汽车领域布局,推出了Android Auto系统,车主可以将Android手机上的内容投射到车载屏幕上,至今Android Auto已经遍布300款不同车型.由于Android Auto系统安全性、稳定性以及易用性的局限,2017年谷歌开发者大会上谷歌发布了基于Android打造不依赖手机终端的Android汽车操作系统,奥迪和沃尔沃宣布将为下一代全新车型预装运行Android 7.0 操作系统的车载信息娱乐系统.
我国智能网联汽车操作系统发展现状
（一）互联网企业积极布局,重点强化应用服务能力
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Ali OS,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,现已在荣威RX5、荣威eRX5、名爵ZS等多款车型中使用.此外,斑马还宣布与神龙汽车合作,推出首款搭载斑马智行2.0的雪铁龙车型.但Ali OS目前并不是直接“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Car Life,随后又推出了Duer OS,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将其商业化后共同收集车辆移动中的车辆工况,路况,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,也有与斑马公司类似的计划,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AI in Car车载系统.
（二）操作系统整体发展滞后,生态圈未能有效建立
一是我国操作系统发展底子薄,整体起步较晚,比西方晚了近半个世纪.无论是传统的PC端桌面操作系统,还是目前炙手可热的移动终端操作系统,先入为主的跨国公司均表现出强大的控制力,掌握了大多数关键技术,并设置了较高的进入壁垒.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.二是生态圈未能有效建立,产业链亟待发展和完善.构建良好的生态圈是推进国产操作系统发展的关键.一般来说,形成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.此外,当前国产操作系统在产业链前端发展较快,中后端发展相对缓慢,特别是操作系统开发商数量少,而基于国产操作系统平台的应用方案则更少,国内操作系统产业链亟待发展和完善.
几点建议
（一）打造开源生态,促进操作系统技术研发和产业化进程
一是提高开源认识,鼓励相关企业与全球众多的科研人员、开发者、硬件厂商、应用软件厂商、集成商协同合作,建设开源社区,打造融合化的自主创新体系,营造汽车操作系统基础资源共享环境.二是着眼智能网联汽车等重点应用领域,设立专项资金,鼓励相关企业下决心突破自主实时操作系统的技术与应用难关,扶持和帮助国产汽车操作系统企业实现国内市场占有率3%的突破,以利于生态圈的形成,为国产汽车操作系统赢得发展时间和抢占市场空间.三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的发展方向.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,从而在云计算时代获得新的竞争优势.
（二）制定国产化路线,加强对国产汽车操作系统应用推广
一是制定国产汽车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,由整车企业、零部件企业、系统软件开发商、网络运营服务商,以及数字内容分发商、应用软件开发商和内容服务提供商等广泛参与,构建良性的生态环境.
（三）强化信息安全,提升国产智能终端操作系统的信息安全水平
一是加强对国产汽车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.
操作系统论文参考资料：
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