曹飞：智能座舱安全体系的构建与思考

2021年10月15 -16日，由中国汽车工业协会和重庆两江新区管委会联合主办的“2021中国汽车供应链大会”在重庆召开。长安汽车和地平线作为官方合作伙伴，全力支持此次发布会。本届供应链大会以“取长补短，融合创新——构建中国汽车供应链新生态”为主题，共同探讨产业政策，交流分享技术，研判产业趋势，展示创新成果，旨在促进产业国内外互动，凝聚产业链上下齐心，共谋产业协同发展之路。其中，招商局测试车技术研究院有限公司副总经理曹飞在10月15日下午举行的“跨界创新，打造智能车联新体验”主题论坛上发表了精彩演讲。

今天想和大家探讨的话题是“智能驾驶舱安全系统的构建与思考”。

众所周知，今天智能驾驶舱的很多同事都在分享这个应用，这应该是一个丰富多彩的应用场景。座舱本身成为了实现空间塑造的核心载体。作为驾驶空间中人、车、路相互配合的空间，越来越成为科技的体现，也成为竞争差异化设计的焦点。智能驾驶舱在加入5G、大数据、人机交互后，不断从机械向本地化、网络化、智能化发展。

有一个关于智能驾驶舱的用户需求，前三名可以看看。接下来是安全，包括主动安全和被动安全。随着智能技术的应用，安全性值得关注。驾驶舱面临的安全问题主要分为三个方面。一个是大量应用造成的视觉分散，会带来驾驶风险。第一类是交互风险。此外，各种技术的集成应用和大量控制器的应用，带来了功能缺失、失效、操作不熟练、功能安全等问题。第三个方面是车内外通信和应用带来的信息安全问题。

首先来说说智能驾驶舱人机交互的安全性。下午，我们聊了很多。智能座舱中人机交互的主要方式有:物理控制、触摸控制、语音交互、视觉交互、手势交互和生物识别。物理操纵和触摸控制是传统的交互方式。语音交互是人机交互的主流方式。视觉交互、手势交互、生物识别等。属于新的互动范畴。

发现在智能驾驶舱人机交互的过程中，驾驶员需要双手和眼睛并用，形成完整的驾驶控制闭环。所以使用触摸屏会直接争夺驾驶资源，容易造成驾驶员视觉分心、身体动作分心、认知分心。

视觉分神是指驾驶员的视线从道路上移开，转移到与驾驶无关的任务上的状态。可通过视觉偏差总长度、单视线偏差平均长度、单视线偏差比例等指标进行评价。身体分心是指驾驶员需要将一只手从方向盘上拿开来操作设备的状态。通过量化的手段来判断，比如一只手离开方向盘的时间长度，手的职业变化次数，手离开方向盘的比例。认知走神是指驾驶员的大脑在思考与驾驶任务无关的事情，但视线没有离开前方道路。驾驶员的眼动指数和驾驶员的生理指数可用于判断和检测由操作引起的驾驶注意力分散。

总结和细化人机投放的设计要求，包括视线偏差要求、对手离开方向盘所需时间、视距内设备设计范围要求……工艺，甚至设备反应也很关键。如果设备响应太长，对分心驾驶的要求就更大了，一般小于250毫秒是可以接受的。如果超过了这个时间，就要提醒司机等待响应等等。

智能驾驶舱的功能安全，刚才说了随着智能驾驶舱的功能越来越多，整个系统的复杂程度也越来越高，功能安全已经成为一个不可忽视的问题。总的来说，引入功能安全主要有以下几个原因:第一，智能化给驾驶舱的功能安全带来挑战，因为驾驶舱向智能化发展后，电子信息系统更多的参与到智能驾驶舱的驾驶环境感知中。第二，智能汽车的技术变革带来了新的电子电气架构，驾驶舱引入了复杂的域控制器。这种集中式的域控制平台也给智能驾驶舱的功能安全带带来了更多的故障风险。第三，传统的机械功能正在被大量的信息模块所控制。例如，如果数字仪表板取代了机械仪表板，就会出现更多种类的故障。通过成熟的系统可以发现设计问题，在研发过程中可以得到保障和重视。

第三个方面是智能驾驶舱的信息安全。

上游安全近两年的汽车信息安全报告指出:1。到2025年，联网汽车将占全球汽车市场的80%以上；2.2016年至2019年，汽车信息安全事件增长600%，仅2019年一年，就达到2018年的两倍；3.针对汽车的远程攻击比例在增加，达到79.6%；4.2019年，57%的安全事件是基于主观犯罪目的，如车辆盗窃、信息窃取、系统破坏等。，只有38%的事件是出于技术研究和安全警告的目的。

在数据安全方面，今天我们讨论的是驾驶舱的信息安全。因为车厢内有各种传感器(如麦克风、摄像头、驾驶行为监控系统等。)收集用户特征和行为，产生了大量的数据，同时也产生了数据安全风险，所以要保护数据在其生命周期各个环节的安全。

在通信安全方面，智能驾驶舱的相关功能通过车载网络(域控制器)与底盘控制系统和自动驾驶系统相连，需要加强通信数据的真实性和完整性，防止对车内重要子系统的破坏。此外，V2X可以为智能驾驶舱内更高效的交互提供连接基础，并与外部数据进行交互。外部通信包括多种通信接口，如WiFi、蓝牙、蜂窝网络等。，安全防护需要充分考虑。

智能驾驶舱操作系统主要为车载信息娱乐服务和车载人机交互提供控制平台，是汽车实现驾驶舱智能化和多源信息融合的操作环境。智能驾驶舱操作系统不能简单的把手机操作系统复制到车上，而应该通过深度定制达到车辆信息安全的标准。操作系统安全技术主要集中在漏洞管理、身份认证、镜像保护和资源管理，强调访问控制策略的实施。

智能驾驶舱的软件、硬件、应用程序也存在信息安全问题，就是重新定义信息安全。

最后，介绍了我们在招商局汽车研究所开展的相关工作。

“招商局车辆研究所”这个名字是今年5月才在全行业出现的，其前身是重庆市车辆检验研究院有限公司..今年5月，招商局集团为了建设检验检测板块与我们合并，由招商局集团和重庆开发投资有限公司控股，招商局集团持股77%，重庆金融开发投资有限公司持股23%，我们是一家从事相关业务多年的全国性机构，拥有三个国家级质量检验检测中心和多个智能网联汽车科研技术平台。

公司在智能网联汽车方面的资质主要有:国家市场监督管理总局授予的国家智能网联汽车质量检验检测中心(重庆)，交通部认可的首批自动驾驶封闭场地测试基地和自动驾驶技术交通产业研发中心，以及重庆市一系列重点实验室和工程研究中心，也是重庆市自动驾驶道路测试管理单位之一。

以定量评价体系为出发点，建立了汽车智能驾驶舱人机交互测试的评价指标体系。通过开发智能座舱人机交互安全测试系统，人体生理心理测试系统由头戴式眼动仪、多通道生理学家、脑电图仪、数据采集与预处理系统、摄像头和手指轨迹跟踪系统组成。它可以采集驾驶员的眼球运动、脑电、心率、血压、面部表情和身体动作，分析驾驶员的可用性表现、体验满意度、交互负荷、安全可靠性、交互风险等。你可以看到右边，可以从互动的快感上用一些量化指标来判断。交互性能也是关系到驾驶安全的重要因素，包括HMI出错次数、步数、视线偏差率等。还有交互载荷和风险，涉及驾驶疲劳和驾驶风险。存在追尾TTC的垂直和水平风险以及车道偏离TLC和quant的水平风险……通过测试来判断整个交互系统的安全性。

在第二次交互评估中，我们创建了室内和室外测试环境。招商局车研利用自身在法规测试、R&D测试、自动驾驶测试和智能驾驶舱人机交互测试评估方面的优势，建立了六自由度模拟驾驶员和封闭道路实车测试场景。汽车驾驶模拟人机交互测试平台具有汽车驾驶模拟和道路模拟的测试场景和测试设备，建立了汽车智能驾驶舱人机交互测试与评价标准，可用于各种车辆的人机交互安全性和体验测试与评价。

接下来我们将其分解成一个评估矩阵，包括测试对象的分解，包括测试功能点的定义，以及评估体系和指标的建立，包括任务、场景、流程等。，并通过综合矩阵分析判断交互系统的好坏。

第三个方面是信息安全，这也是关注的重点。我们主要从入侵系统的测试入手，构建了四个测试系统。系统的入侵测试包括50多种典型的网络攻击，如扫描窥探、暴力破解等。其次是车联网的协议，通过机器学习的方法建立一套数据测试库，根据流量生成协议，尤其是服务器和终端之间协议的模糊测试，通过窃取、篡改、模拟攻击智能网联汽车应用流量等一系列方法进行测试。再次，密码模块，通过算法验证、反复测试，通过加密算法、整体解码等安全防护测试来考察网络系统。第四，定位的和干扰，现实生活中经常发生。我们成立屏蔽实验室，验证一套设备如何在干扰信号的情况下保持特定定位信息的输出，验证是否具有一定的抗干扰能力，以及一系列的方法。

最后，我想说一下商用密码。我们也做了很多探索。目前，我们已经获得了工信部商用密码认证和互联的批准。我们还准备在重庆某单位开展商用密码的大规模应用，针对商用密码在汽车或者智能驾驶舱的应用，包括安全启动功能、数据隐私、车外和车内通信的验证，以及这个验证的各个方面。还包括一系列相关的加密算法，比如诊断安全，OTA升级等等，非加密算法都有研究。如何保证这些商用密码在智能驾驶舱中的应用，随着《民用办法》的颁布，应该会在该领域得到广泛应用。前期我们也进行了相关数据平台的测试验证。

最后介绍一下，招商局车研在重庆高新区投资20多亿建设新基地。这个新基地是试验场和实验室的综合运作。招商局车研未来将以更好的形象、更好的平台、更高的水平，为行业提供检测认证服务。

以上是我今天分享的内容。中车研愿携手行业伙伴，坚持“服务行业发展，实现社会价值”的企业宗旨，专注于车辆检测，努力成为“高价值、全方位的技术服务商”，为行业提供服务。2021年10月15 -16日，由中国汽车工业协会和重庆两江新区管委会联合主办的“2021中国汽车供应链大会”在重庆召开。长安汽车和地平线作为官方合作伙伴，全力支持此次发布会。本届供应链大会以“取长补短，融合创新——构建中国汽车供应链新生态”为主题，共同探讨产业政策，交流分享技术，研判产业趋势，展示创新成果，旨在促进产业国内外互动，凝聚产业……试链上下齐新，寻求产业协调发展之路。其中，招商局测试车技术研究院有限公司副总经理曹飞在10月15日下午举行的“跨界创新，打造智能车联新体验”主题论坛上发表了精彩演讲。

今天想和大家探讨的话题是“智能驾驶舱安全系统的构建与思考”。

众所周知，今天智能驾驶舱的很多同事都在分享这个应用，这应该是一个丰富多彩的应用场景。座舱本身成为了实现空间塑造的核心载体。作为驾驶空间中人、车、路相互配合的空间，越来越成为科技的体现，也成为竞争差异化设计的焦点。智能驾驶舱在加入5G、大数据、人机交互后，不断从机械向本地化、网络化、智能化发展。

有一个关于智能驾驶舱的用户需求，前三名可以看看。接下来是安全，包括主动安全和被动安全。随着智能技术的应用，安全性值得关注。驾驶舱面临的安全问题主要分为三个方面。一个是大量应用造成的视觉分散，会带来驾驶风险。第一类是交互风险。此外，各种技术的集成应用和大量控制器的应用，带来了功能缺失、失效、操作不熟练、功能安全等问题。第三个方面是车内外通信和应用带来的信息安全问题。

首先来说说智能驾驶舱人机交互的安全性。下午，我们聊了很多。智能座舱中人机交互的主要方式有:物理控制、触摸控制、语音交互、视觉交互、手势交互和生物识别。物理操纵和触摸控制是传统的交互方式。语音交互是人机交互的主流方式。视觉交互、手势交互、生物识别等。属于新的互动范畴。

发现在智能驾驶舱人机交互的过程中，驾驶员需要双手和眼睛并用，形成完整的驾驶控制闭环。所以使用触摸屏会直接争夺驾驶资源，容易造成驾驶员视觉分心、身体动作分心、认知分心。

视觉分神是指驾驶员的视线从道路上移开，转移到与驾驶无关的任务上的状态。可通过视觉偏差总长度、单视线偏差平均长度、单视线偏差比例等指标进行评价。身体分心是指驾驶员需要将一只手从方向盘上拿开来操作设备的状态。通过量化的手段来判断，比如一只手离开方向盘的时间长度，手的职业变化次数，手离开方向盘的比例。认知走神是指驾驶员的大脑在思考与驾驶任务无关的事情，但视线没有离开前方道路。驾驶员的眼动指数和驾驶员的生理指数可用于判断和检测由操作引起的驾驶注意力分散。

总结提炼人机投放的设计要求，包括视线偏差的要求，对手离开方向盘的时间要求，视线过程中对设备设计范围的要求，甚至设备反应也很关键。如果设备响应太长，对分心驾驶的要求就更大了，一般小于250毫秒是可以接受的。如果超过了这个时间，就要提醒司机等待响应等等。

智能驾驶舱的功能安全，刚才说了随着智能驾驶舱的功能越来越多，整个系统的复杂程度也越来越高，功能安全已经成为一个不可忽视的问题。总的来说，引入功能安全主要有以下几个原因:第一，智能化带来挑战……nges对驾驶舱的功能安全，因为驾驶舱向智能化发展后，电子信息系统更多的参与到智能驾驶舱的驾驶环境感知中。第二，智能汽车的技术变革带来了新的电子电气架构，驾驶舱引入了复杂的域控制器。这种集中式的域控制平台也给智能驾驶舱的功能安全带带来了更多的故障风险。第三，传统的机械功能正在被大量的信息模块所控制。例如，如果数字仪表板取代了机械仪表板，就会出现更多种类的故障。通过成熟的系统可以发现设计问题，在研发过程中可以得到保障和重视。

第三个方面是智能驾驶舱的信息安全。

上游安全近两年的汽车信息安全报告指出:1。到2025年，联网汽车将占全球汽车市场的80%以上；2.2016年至2019年，汽车信息安全事件增长600%，仅2019年一年，就达到2018年的两倍；3.针对汽车的远程攻击比例在增加，达到79.6%；4.2019年，57%的安全事件是基于主观犯罪目的，如车辆盗窃、信息窃取、系统破坏等。，只有38%的事件是出于技术研究和安全警告的目的。

在数据安全方面，今天我们讨论的是驾驶舱的信息安全。因为车厢内有各种传感器(如麦克风、摄像头、驾驶行为监控系统等。)收集用户特征和行为，产生了大量的数据，同时也产生了数据安全风险，所以要保护数据在其生命周期各个环节的安全。

在通信安全方面，智能驾驶舱的相关功能通过车载网络(域控制器)与底盘控制系统和自动驾驶系统相连，需要加强通信数据的真实性和完整性，防止对车内重要子系统的破坏。此外，V2X可以为智能驾驶舱内更高效的交互提供连接基础，并与外部数据进行交互。外部通信包括多种通信接口，如WiFi、蓝牙、蜂窝网络等。，安全防护需要充分考虑。

智能驾驶舱操作系统主要为车载信息娱乐服务和车载人机交互提供控制平台，是汽车实现驾驶舱智能化和多源信息融合的操作环境。智能驾驶舱操作系统不能简单的把手机操作系统复制到车上，而应该通过深度定制达到车辆信息安全的标准。操作系统安全技术主要集中在漏洞管理、身份认证、镜像保护和资源管理，强调访问控制策略的实施。

智能驾驶舱的软件、硬件、应用程序也存在信息安全问题，就是重新定义信息安全。

最后，介绍了我们在招商局汽车研究所开展的相关工作。

“招商局车辆研究所”这个名字是今年5月才在全行业出现的，其前身是重庆市车辆检验研究院有限公司..今年5月，招商局集团为了建设检验检测板块与我们合并，由招商局集团和重庆开发投资有限公司控股，招商局集团持股77%，重庆金融开发投资有限公司持股23%，我们是一家从事相关业务多年的全国性机构，拥有三个国家级质量检验检测中心和多个智能网联汽车科研技术平台。

公司在智能网联汽车方面的资质主要有:国家市场监督管理总局授予的国家智能网联汽车质量检验检测中心(重庆)，交通部认可的首批自动驾驶封闭场地测试基地和自动驾驶技术交通产业研发中心，以及重庆市一系列重点实验室和工程研究中心，也是重庆市自动驾驶道路测试管理单位之一。

以定量评价体系为出发点，建立了汽车智能驾驶舱人机交互测试的评价指标体系。通过开发智能座舱人机交互安全测试系统，人体生理心理测试系统由头戴式眼动仪、多通道生理学家、脑电图仪、数据采集与预处理系统、摄像头和手指轨迹跟踪系统组成。它可以采集驾驶员的眼球运动、脑电、心率、血压、面部表情和身体动作，分析驾驶员的可用性表现、体验满意度、交互负荷、安全可靠性、交互风险等。你可以看到右边，可以从互动的快感上用一些量化指标来判断。交互性能也是关系到驾驶安全的重要因素，包括HMI出错次数、步数、视线偏差率等。还有交互载荷和风险，涉及驾驶疲劳和驾驶风险。存在追尾TTC的垂直和水平风险以及车道偏离TLC和quant的水平风险……通过测试来判断整个交互系统的安全性。

在第二次交互评估中，我们创建了室内和室外测试环境。招商局车研利用自身在法规测试、R&D测试、自动驾驶测试和智能驾驶舱人机交互测试评估方面的优势，建立了六自由度模拟驾驶员和封闭道路实车测试场景。汽车驾驶模拟人机交互测试平台具有汽车驾驶模拟和道路模拟的测试场景和测试设备，建立了汽车智能驾驶舱人机交互测试与评价标准，可用于各种车辆的人机交互安全性和体验测试与评价。

接下来我们将其分解成一个评估矩阵，包括测试对象的分解，包括测试功能点的定义，以及评估体系和指标的建立，包括任务、场景、流程等。，并通过综合矩阵分析判断交互系统的好坏。

第三个方面是信息安全，这也是关注的重点。我们主要从入侵系统的测试入手，构建了四个测试系统。系统的入侵测试包括50多种典型的网络攻击，如扫描窥探、暴力破解等。其次是车联网的协议，通过机器学习的方法建立一套数据测试库，根据流量生成协议，尤其是服务器和终端之间协议的模糊测试，通过窃取、篡改、模拟攻击智能网联汽车应用流量等一系列方法进行测试。再次，密码模块，通过算法验证、反复测试，通过加密算法、整体解码等安全防护测试来考察网络系统。第四，定位的和干扰，现实生活中经常发生。我们成立屏蔽实验室，验证一套设备如何在干扰信号的情况下保持特定定位信息的输出，验证是否具有一定的抗干扰能力，以及一系列的方法。

最后，我想说一下商用密码。我们也做了很多探索。目前，我们已经获得了工信部商用密码认证和互联的批准。我们还准备在重庆某单位开展商用密码的大规模应用，针对商用密码在汽车或者智能驾驶舱的应用，包括安全启动功能、数据隐私、车外和车内通信的验证，以及这个验证的各个方面。还包括一系列相关的加密算法，比如诊断安全，OTA升级等等，非加密算法都有研究。如何保证这些商用密码在智能驾驶舱中的应用，随着《民用办法》的颁布，应该会在该领域得到广泛应用。前期我们也进行了相关数据平台的测试验证。

最后介绍一下，招商局车研在重庆高新区投资20多亿建设新基地。这个新基地是试验场和实验室的综合运作。招商局车研未来将以更好的形象、更好的平台、更高的水平，为行业提供检测认证服务。

以上是我今天分享的内容。中车研愿携手行业伙伴，坚持“服务行业发展，实现社会价值”的企业宗旨，专注于车辆检测，努力成为“高价值、全方位的技术服务商”，为行业提供服务。

标签：长安合创发现远程

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