迈入智能网联汽车时代,“聪明车”如何接驳“智慧路”,云端的“智慧大脑”——云控基础平台承担了“指挥者”的角色。
它规范了车路云一体的信息基础设施和标准化通信协议,给车与车、车与基础设施之间,车与服务机构之间提供了一套彼此可靠连接的基础规则。车辆运行、基础设施、交通环境、交通管理等实时动态信息,通过通信设施汇集到云控平台体系,形成一个实时动态的数字化世界。通过对数据的统一分析处理,建立了车辆与交通环境的四维数字时空模型,每个模型背后都对应的运算规则,来支持其在数字世界的运行,从而能一一对应物理世界的真实状态。
云控基础平台站在全局的角度,利用云端大数据计算与分析,将全局最优的决策结果反馈给物理世界,支持各种出行场景与交通系统的运行需求。
目前,我国已明确提出以云控基础平台为枢纽的车路云一体化发展路径将是适合于我国智能网联汽车发展的最佳路径。围绕云控基础平台的认知、内涵、价值和未来,“车路云50人”对话“西部智联”,进行了“十问十答”深度解读。
Q1:云控基础平台最初是基于什么样的背景提出的?
A1:云控基础平台最早是中国工程院院士、清华大学教授、国家智能网联汽车创新中心首席科学家、重庆西部科学城智能网联汽车创新中心首席科学家李克强在研究智能网联汽车创新发展的过程中,引导行业共同探索出的符合中国方案智能网联汽车发展需求的共性基础平台。
Q2:云控基础平台的建设必要性与意义是什么,和现在智慧交通、智慧城市等领域中已经普遍存在的一些云平台有何区别?
A2:我们正处于汽车产业技术变革时期,智能网联汽车需要融合先进的信息通信技术形成新的产品架构、新的研发模式和新的商业形态,但当前国际上并没有成功方案可参考借鉴。此外,汽车在行驶过程中所需的通信、地图和数据也具有极强的本地属性,需要国家统一的安全监管,难以直接复制引用国外技术。因此,我们必需建立适应我国国情和运行环境要求的智能网联汽车系统基础平台,才能满足国家对智能网联汽车数据治理提出的管理和服务两全要求,支撑智能网联汽车产业的发展与安全。
目前各个领域所建立的云平台之间是相互独立的,在顶层规划和技术标准上缺乏一定的协同,互联互通的门槛高,其紧耦合的烟囱式架构造成了信息孤岛、重复建设、资源共享难等弊端。而云控基础平台可以打破既有信息化平台建设过程中的传统烟囱模式,采用基础层横向打通与应用层解耦的开放可扩展架构,来兼容不同的车、路、云等资源,实现对各种不同云控应用的支撑,实现数据与能力的分层解耦与跨域共用。
Q3:云控基础平台是我国智能网联汽车战略实施的必要环节吗,政府层面对此进行了怎样的规划部署?
A3:自2018年起,我国开始从战略角度对智能网联汽车云控基础平台建设实施规划部署。
2018年12月,工信部印发《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》,提出了行动目标,最终要实现“人-车-路-云”高度协同。为实现这一目标,该计划明确指出要推动“大数据及云平台”的建设,实现互联互通、数据共享。
2020年2月,国家发展改革委、中央网信办等11部委联合印发的《智能汽车创新发展战略》(下称《战略》)正式发布,标志着云控基础平台的建设具有了重要的战略意义。《战略》明确提出:“建设国家智能汽车大数据云控基础平台。充分利用现有设施和数据资源,统筹建设智能汽车大数据云控基础平台。重点开发建设逻辑协同、物理分散的云计算中心,标准统一、开放共享的基础数据中心,风险可控、安全可靠的云控基础软件,逐步实现车辆、基础设施、交通环境等领域的基础数据融合应用。”
值得注意的是,国家部委通过战略文件的形式,明确了云控基础平台是我国未来“构建先进完备的智能汽车基础设施体系”不可或缺的重要组成部分。在国家部委政策的引领下,云控基础平台的发展与加速落地,将拥有明确的市场前景和持续不断投入的保障。
Q4:如何理解云控基础平台是智能网联汽车中的新型基础设施这一概念属性,是否可以结合其他传统基础设施谈一谈?
A4: 未来我国大力发展智能网联汽车的云控基础平台,就如同现在的国家电网、高速公路网、高速铁路网、通信网一样,是国家至关重要的基础设施。它具有实时信息融合与共享,实时云计算、实时应用编排、大数据分析、信息安全等基础服务机制,是能为智能汽车及用户、管理及服务机构等提供车辆运行、基础设施、交通环境、交通管理等实时动态基础数据与大规模网联应用实时协同计算环境的基础支撑平台。我们希望通过基础设施建设来定义规则,像高铁一样建立一套物理分散、逻辑统一的控制网。
Q5:现在经常提到的云控基础平台、云控平台、云控系统,它们之间的关系又是什么?
A5:云控基础平台是车路云一体化系统(简称“云控系统”)各组成之间纽带与桥梁,基于交通相关数据的采集、存储与处理,通过数据赋能提供满足各种应用需求的分级共享基础服务,它与云控应用共同组成了云控平台。如果说云控基础平台好比是中国铁路网,那么各个应用平台就是在轨运行的各个班列,在四通八达的通用铁路网上快速驰骋。
而整个云控系统则是通过新一代信息与通信技术将人、车、路、云的物理空间、信息空间融合为一体,基于系统协同感知、决策与控制,实现智能网联汽车交通系统安全、节能、舒适及高效运行的信息物理系统(CPS)。换言之,云控系统就是一个典型的信息物理系统,可以实现实时双向的交互协同。
Q6:如何搭建一个这样的云控系统,它在建设过程中哪个环节最为关键?
A6:在系统组成中,云控基础平台建设显得尤为重要,通过在传统的数据搜集、平台应用层次搭建中间支撑平台,可以搜集各种数据做标准化支撑,进而支撑产业化应用。形成三层四级的云控系统架构,包括终端、边缘云、区域云、中心云以及基础层、平台层、应用层,能够真正意义上实现智能网联汽车的安全节能环保舒适以及数据治理和服务一体化。
在中国智能网联汽车产业创新联盟于2023年1月发布的《车路云一体化系统白皮书》中,再一次明确了云控基础平台的三级云分层结构,三类服务需求对象与功能各不相同,服务实时性要求逐渐降低。
Q7:云控基础平台的核心价值主要体现在哪些方面?
A7:网联车辆作为云控系统中最重要的被服务对象,车辆的本质属性决定了其最重要的应用需求是运行安全、行驶高效、节能减排、乘坐舒适,云控基础平台为网联汽车提供满足其增强行驶安全与提升能效等赋能服务。
除提升车辆本身的服务效能以外,云控基础平台所汇集的以车辆、道路、环境等实时动态数据为核心的大量多源异构数据,能为交通运输、交通管理等政府职能部门监管、执法和汽车产业相关部门及企业提供标准化共性基础服务。
云控基础平台的价值还在于可以让车企轻装上阵,它一方面加速了传统汽车智能网联化的研发与产品化,提高产品核心竞争力和附加值,车企利用云控系统丰富的场景库和标准化的开发工具进行定制化开发,以更短的周期实现新功能快速上车;另一方面,也降低了自动驾驶单车的成本,感器和算力从车端转移到了路端和云端,消费者在购买产品时不再需要提前为“预埋”的配置买单。
Q8:现在有关于云控基础平台建设与实践的案例吗,其中是否有具有特色点亮的成果?
A8:目前在全国范围内已经开始推动云控基础平台的建设与落地应用,其中以北京、上海、长沙等城市作为典型代表。
北京:建设了全球首个网联云控式高级别自动驾驶示范区,计划通过2-3年的部署,采取“小步快走、迭代完善”的方式建设,分试验环境搭建、小规模部署、规模部署和场景拓展、推广和场景优化四个阶段,把网联云控的应用场景推广到全市的主要区域范围。
上海:最早响应号召推动云控基础平台建设,示范项目涵盖各等级公路70公里,实现感知、决策计算、网络等服务能力全覆盖,一期示范规模达到1200台车辆,300套以上路侧智能终端。是全国第一个实现政府公共服务平台(交警、交通、医疗等)、行业支撑平台(地图、信息安全等)与智能网联车辆协同运行的示范建设项目。
长沙:运用云控助力打造自动驾驶第一城,将智慧交通与智慧网联深度融合,覆盖百公里的智慧公路和开放道路。值得一提的是长沙在2021年凭借落地全球最大规模的主动式公交优先项目,荣获有智慧城市领域“奥斯卡”之称的“世界智慧城市出行大奖”。通过智能化改造,公交的通行率提高了10%,准点率提升了50%。在智慧公交背后,藏着一个“智慧大脑”,就是智能网联云控平台,长沙市目前2072辆智慧公交的数据、路侧感知设备传回的数据,全部汇集于此。
Q9:云控基础平台建设还存在哪些挑战?
A9:虽然近年来云控基础平台建设已取得了一些进展,但仍然面临诸多挑战。
从社会层面来看,一是缺少标准规范指导,跨品牌跨平台数据的共享生态尚未形成;二是基础设施部署成本高,商业化运营模式尚不清晰,三是跨部门的多头管理难以高效和系统化推进。
从技术层面来看,一是平台的架构是复杂的,需要采用CPS共性分析方法去构建分析;二是平台链接的物理体是多种多样的,需要的协同主体很多,跨域的优化也迫切需要解决,同时平台对基础设施的性能要求较高;三是在性能测试上也需要建设多种场景和测评体系。
因此,我们亟需形成行业共识,让相关企业共同参与,突破关键技术,推进基础设施与平台建设的应用落地。
Q10:云控基础平台的应用发展路径是如何规划的,最终想实现的目标是什么?
A10:展望云控基础平台的应用发展路径,大致有三个发展阶段:
第一阶段围绕信息分析与数字化服务、运营、监管,包括为政府、车辆、交通部门提供一系列的动态数据服务,这也是云控基础平台中短期的目标;
第二个阶段从信息共享分享逐步走到网联式协同驾驶服务,包括对交通行为进行引导、对交通控制管理进行支撑,全面优化基于云控基础平台建设的城市交通流;
第三个阶段以云控基础平台为核心,以协同式自动驾驶的方式支撑全域自动驾驶出行,力争建设车路云融合控制的智能网联和智慧城市交通系统。
可以预见,除了为智能网联汽车生态环境强势赋能,未来云控基础平台还将构建一个更加广泛的云控智能生态,实现全要素网联化感知、人车路协同控制等,形成完整的云控智能生态,助力智慧交通、智慧城市的发展。