李艳文：智能网联全新安全问题凸显 相关自动驾驶事故逐年增加

2020年8月13日至15日，“中国汽车论坛2020”在上海举行。本次论坛由中国汽车工业协会(CAAM)主办，世界汽车组织(OICA)和世界经济论坛(WEF)唯一支持。本次论坛以“新变化、新挑战、新理念——引领中国汽车新征程”为主题，紧扣时代脉搏，寻求突围之道，紧紧围绕“十四五”规划，掌控宏观产业形势，分析全球汽车产业发展趋势。其中，华为智能汽车解决方案BU CTO蔡在8月14日下午举行的“全球汽车技术发展领袖峰会”分论坛上发表了题为“华为计算与通信架构使能软件定义汽车”的精彩演讲。以下为现场演讲:

蔡:各位领导、各位专家下午好。我是蔡。今天分享的话题是“华为计算和通信架构实现软件定义汽车”。目前“软件定义汽车”的整个概念非常流行，比如车载操作系统、服务架构、自动驾驶、中间件等。，而每一个车企或者大型零部件供应商也在成立新的组织，或者组织整合来应对这种变化。到底什么是软件定义的汽车？我认为用软件定义一辆车，就是软件会深度参与整车的定义、开发、验证、销售、服务的过程。例如，在汽车定义的过程中，网联汽车可以很容易地获得用户的偏好和在线反馈。在开发验证阶段可以实时上传车载数据，优化整车的零部件或子系统，在服务阶段可以销售更多的软件功能。软件实际上是在不断的改变和优化整个开发过程，从而实现体验的优化，过程的不断优化，价值的不断创造。对于软件定义的汽车，我们做“软件驱动的汽车”可能更合适，这不仅仅是指软件让汽车跑起来，更是指软件驱动的汽车工业体系不断优化，让汽车更安全、更环保、更便捷、更舒适。软件定义汽车有什么好处？让问题很快得到解决，同时不断提供越来越好的让消费者惊喜的体验，这其实就变得有粘性了。是什么带来了这样的变化？我觉得背后的主要因素主要是“四化”，最重要的驱动因素其实是“三化”——电气化、智能化、网络化。电气化可以实现非常灵活的驾驶体验。智能驾驶本身就很好玩。可以看到车的环境，自动泊车，高速巡航。同时，由于自动驾驶释放了驾驶员的驾驶强度和时间，为娱乐系统提供了更多的操作机会，使得汽车从传统的驾驶体验转变为用车体验，汽车正逐渐成为第三生活空间。另一方面，在不断改变汽车软件整体体验的过程中，汽车卖给客户后，主机厂不断开发新的软件对其进行优化。这样的发展，实际上需要持续的投资，这必须在消费者、主机厂甚至汽车制造商之间形成一个积极的利益循环，这样才是可持续的。从这个角度来说，第一辆车卖出去之后，价值的实现应该成为一个新的起点。现有汽车的结构和商业模式存在一些问题，无法支撑当前的传统汽车走向智能汽车。目前汽车的架构是分布式架构。对于主机厂来说，这个架构非常复杂，涉及到几十个甚至上百个ECU的开发，ECU里面的代码非常多，非常复杂，开发协调的工作量非常大。对于供应商来说，每个ECU都是基于功能开发的，是局部的，而不是整车级的。商业模式方面，目前车辆的商业模式是高度定制化的，主机厂要支付开发费让Tier1开发新功能。从长远来看，这种模式是不可持续的，因为在汽车的SOP之后，如果我作为一个供应商开发一个新的功能，但是汽车已经被卖掉了，我出去的时候拿不到任何钱，这个开发……pment就浪费了，实现不了，就不可持续了。从这个角度来说，如果传统汽车走向智能汽车，商业模式会形成新的变化。从智能汽车的关键基础来看，我们认为智能汽车应该由三个关键基础来支撑。最重要的一点是自动驾驶，因为智能汽车是不断进化的。随着自动驾驶能力的不断增强，驾驶舱容量变得越来越充裕。同时，L4智能驾驶后，对汽车舒适性的要求也越来越高。有人说，自动驾驶体验的最高境界，应该是你坐在车里，车速不自觉地提高到每小时120公里，就像坐高档电梯一样。进去之后，就没什么感觉了。过了一会儿，你发现电梯已经到了目的地楼层。我们认为，在5-10年内，智能驾驶将是体验的竞争焦点。随着自动驾驶程度的提高，智能驾驶舱将成为新的差异化焦点。当人们不用开车时，汽车的外形和用途会发生很大的变化，车内的体验会变得非常丰富多样。因为整车越来越复杂，电子电气架构也越来越复杂。作为基础，整车的数字化架构必须管理软件和硬件的复杂性，保证整车的安全性和可靠性，并提供开放的能力，使上层应用的开发成为可能。在看到“四化”的过程中，华为一直在思考如何定位自己。通过最近的探索，我们提出了华为CCA+VehicleStack构建数字化系统。这个数字系统可以看到，一辆传统汽车有六层，底层是机械层，二层是高压电池电气层。第三层是低压元器件层，传感器、执行器，甚至网关、计算机、域控制器等。，然后上层是软件层，包括娱乐系统的操作系统，自动驾驶操作系统，车辆控制操作系统，还包括跨操作系统的VehicleStack。我们称之为车辆级中间件，然后是应用层，比如驾驶舱应用，自动驾驶应用和车辆控制应用，然后是上层。从长远来看，我们的车辆数字化系统架构的设计理念是:首先，软件可以升级，可以跨车辆、软件甚至车企重用；硬件方面，需要可扩展、可更换，甚至即插即用的传感器。如果你想在未来开发这款车，你现在买的车可能是L2，只有五个毫米波和一个摄像头。未来需要升级，需要更高的自动驾驶。你可以买两个激光器来装，同时买一个自动驾驶硬件来装，让你的车有更高层次的功能，而不是每次想新功能都要换车。因为在摩尔定律的作用下，电子电池元件的更新换代非常快，但是换车可能要5-10年。第三层，我们认为应该建立一个值得信任的体系，包括整车的数字安全(网络安全)、功能安全和隐私保护。我们希望为这款车的架构实现最好的端到端成本，同时实现一个汽车可以持续创造价值的平台。这个车卖给消费者的时候，可能就像手机一样，可以在车的平台上购买更多的应用，更多的软件，这样对于车厂来说，也可以获得一些收入，从而形成一个正向的商业循环。具体来说，CCA和VehicleStack由两层组成。底层是基于区域架构的硬件层，硬件层有几个特点。首先，有一个网关(区域网关)。相应的传感器、执行器甚至一些ECU都连接到附近VIU的硬件上。同时在VIU上提供相应的传感器，三个viu或五个viu提供高速以太网总线进行互联，形成环形网络。这个环形网络是高度可靠的。当任何一个VIU发生故障时，整个环网都可以通过环路路由保证整个通信的安全。在此基础上，我们定义了三个域控制器，VDC主要负责车辆和底盘域的控制，MDC主要负责自动驾驶的控制，CDC主要负责娱乐的控制。这是硬件层面和架构层面。在硬件和架构层面，我们定义VehicleStack(车辆级软件框架)，涉及到几个基本的东西。车辆的框架是基于服务的框架，采用微服务和微插件的框架。第二，整车级框架还需要实现数据转发，从数据预处理到数据分组、加密、聚合、分发记录，为功能安全和网络安全提供相应的服务。最后在这个框架上实现相应的API和SDK，这样上层的应用，包括车辆控制应用，比如车辆管理和热管理，包括ADAS应用，L1，L2甚至L3+应用都可以在上层。整车栈会做好一些目前比较苦、比较累、比较基础的工作，比如整车级OTA，比如整车级功能安全、网络安全。从整体价值的角度，我们对架构的价值做了初步的分析，总体来说，四个维度。第一，可以实现很好的成本优化。因为我们是就近连接的，所以节省线束和重量估计可以节省15%-20%的线束重量和长度，同时由于集中化可以减少ECU的数量。还有一个就是组装成本，因为整个VIU都放在固定的区域，所以组装起来相对简单。其次，关于上市时间，我们都知道，传统汽车如果用全新的架构来打造，可能需要两年的时间来预览架构，三年的时间来造车，然后进行测试验证。改变架构需要很长时间。但是现在的新架构，因为这个架构基本上是标准化的，通过三个VIU甚至五个VIU来完成整个架构，一旦验证通过，所有模型都可以使用，这将大规模节省新架构的开发时间。第三，众所周知，现在的车型上对智能驾驶有很多要求，比如法律法规上符合AEV，L1和L2，比如自适应巡航，L3+甚至L4，比如自动泊车，自动驾驶。在这个架构上，我们可以实现从L0到L4架构的不断演进。第四，统一的架构可以很容易地在不同的功能域之间开发新的应用程序。让我们对每个特性进行一点扩展。第一，关于汽车线束的成本节约。我们分析了一个大约3……，000，而且我们可以看到这个车模有38个ECU。采用新架构后，10个ECU可以合并到相应的域控制器中，节省了差不多26%的ECU。线束长度方面，原车线束长度差不多3.2公里，区域接入后可降至2.6公里，节省17%；线束成本从3000多元降到2500元，节省19%，重量减轻约7公斤。正如你所看到的，我们在分析时只合并了一些基本功能，如前门、左门、主驾驶席、副驾驶席、网关、驾驶员助理控制器、电动尾门控制器和热管理ECU的控制。从长远来看，更多的ECU可能会合并到新的架构中。如果要开发新功能，在新的域控制器上开发新功能很容易。第二，关于TTM。这种架构非常灵活。我们可以看到，一款入门级车型可以配备少量的vcu，至少三个。在这种配置下，可以有CDC功能保证娱乐性，VDC可以作为基本的驾驶辅助功能，比如L0和L1。同时，车辆控制、电池管理、热量管理甚至车身管理都可以作为应用程序在VDC控制器上运行。在高端配置方面，我们可以根据车辆功能的复杂程度，增加新的VIU，比如四个或五个。同时，对于高端机型，可以选择MDC高阶自动驾驶域控制器，可以做L3甚至更高的自动驾驶功能。在以太环网上，入门级型号可以配置千兆以太网，高端型号可以使用10 G或更高的以太网，实现更高效的传感器接入和更快的OTA升级。第三，关于智能驾驶，我们用智能驾驶来表示从L0到L4的自动驾驶，这是一个简单的示意图。为了满足法律法规的要求，VIU已经完成了超声波传感器和毫米波的连接。在VDC上可以连接一个简单的停车、后视摄像头和前视摄像头，可以满足ADAS辅助驾驶的要求。往回走，如果去L1的辅助驾驶，可以加四个环视。因为现在摄像机的带宽要求超过了以太网带宽的标准定义过程，所以我们建议摄像机可以直接扩展到VDC。如果将来实现了L2，将会增加更多的毫米波。毫米波的带宽比较低，可以通过环网直接接入。以后，现在大家都不敢说L3，都在说L2.999，因为出了事，法律责任在人。在这种情况下，可以添加新的MDC。在新的MDC上，原来的前置摄像头由一个改为三个，四个汽车摄像头直接连接到MDC。原本连接到驾驶辅助的摄像头可以转发到MDC，这样智能驾驶就可以从低阶逐渐进化到高阶。在这种配置下，L0、L1和L2驾驶员辅助的功能可以由汽车制造商自己开发，也可以由合作伙伴开发。以L2+为例，当MDC自动驾驶仪出现故障时，可以去VDC，让汽车安全靠边，降低安全风险。第四，关于跨域E2E体验。现在对汽车的智能化要求越来越多，比如一键待机，涉及到车内通讯、电池管理、热量管理、车身控制等等，包括人机交互。在传统的汽车架构中实现这个功能是非常困难的，因为你要和很多供应商讨论和更新需求，每次更新都需要很长时间，消耗大量的开发费用。2020年8月13日至15日，“中国汽车论坛2020”在上海举行。本次论坛由中国汽车工业协会(CAAM)主办，世界汽车组织(OICA)和世界经济论坛(WEF)唯一支持。本次论坛以“新变化、新挑战、新理念——引领中国汽车新征程”为主题，紧扣时代脉搏，寻求突围之道，紧紧围绕“十四五”规划，掌控宏观产业形势，分析全球汽车产业发展趋势。其中，华为智能汽车解决方案BU CTO蔡在8月14日下午举行的“全球汽车技术发展领袖峰会”分论坛上发表了题为“华为计算与通信架构使能软件定义汽车”的精彩演讲。以下为现场演讲:

蔡:各位领导、各位专家下午好。我是蔡。今天分享的主题是“华为的计算和通信架构支持软件……重新定义汽车”。目前“软件定义汽车”的整个概念非常流行，比如车载操作系统、服务架构、自动驾驶、中间件等。，而每一个车企或者大型零部件供应商也在成立新的组织，或者组织整合来应对这种变化。到底什么是软件定义的汽车？我认为用软件定义一辆车，就是软件会深度参与整车的定义、开发、验证、销售、服务的过程。例如，在汽车定义的过程中，网联汽车可以很容易地获得用户的偏好和在线反馈。在开发验证阶段可以实时上传车载数据，优化整车的零部件或子系统，在服务阶段可以销售更多的软件功能。软件实际上是在不断的改变和优化整个开发过程，从而实现体验的优化，过程的不断优化，价值的不断创造。对于软件定义的汽车，我们做“软件驱动的汽车”可能更合适，这不仅仅是指软件让汽车跑起来，更是指软件驱动的汽车工业体系不断优化，让汽车更安全、更环保、更便捷、更舒适。软件定义汽车有什么好处？让问题很快得到解决，同时不断提供越来越好的让消费者惊喜的体验，这其实就变得有粘性了。是什么带来了这样的变化？我觉得背后的主要因素主要是“四化”，最重要的驱动因素其实是“三化”——电气化、智能化、网络化。电气化可以实现非常灵活的驾驶体验。智能驾驶本身就很好玩。可以看到车的环境，自动泊车，高速巡航。同时，由于自动驾驶释放了驾驶员的驾驶强度和时间，为娱乐系统提供了更多的操作机会，使得汽车从传统的驾驶体验转变为用车体验，汽车正逐渐成为第三生活空间。另一方面，在不断改变汽车软件整体体验的过程中，汽车卖给客户后，主机厂不断开发新的软件对其进行优化。这样的发展，实际上需要持续的投资，这必须在消费者、主机厂甚至汽车制造商之间形成一个积极的利益循环，这样才是可持续的。从这个角度来说，第一辆车卖出去之后，价值的实现应该成为一个新的起点。现有汽车的结构和商业模式存在一些问题，无法支撑当前的传统汽车走向智能汽车。目前汽车的架构是分布式架构。对于主机厂来说，这个架构非常复杂，涉及到几十个甚至上百个ECU的开发，ECU里面的代码非常多，非常复杂，开发协调的工作量非常大。对于供应商来说，每个ECU都是基于功能开发的，是局部的，而不是整车级的。商业模式方面，目前车辆的商业模式是高度定制化的，主机厂要支付开发费让Tier1开发新功能。这种模式从长远来看是不可持续的，因为汽车SOP之后，如果我作为供应商开发了一个新的功能，但是车已经卖出去了，出去拿不到钱，这个开发就浪费了，实现不了，就变得不可持续了。从这个角度来说，如果传统汽车走向智能汽车，商业模式会形成新的变化。从智能汽车的关键基础来看，我们认为智能汽车应该由三个关键基础来支撑。最重要的一点是自动驾驶，因为智能汽车是不断进化的。随着自动驾驶能力的不断增强，驾驶舱容量变得越来越充裕。同时，L4智能驾驶后，对汽车舒适性的要求也越来越高。有人说，自动驾驶体验的最高境界，应该是你坐在车里，车速不自觉地提高到每小时120公里，就像坐高档电梯一样。进去之后，就没什么感觉了。过了一会儿，你发现电梯已经到了目的地楼层。我们认为，在5-10年内，智能驾驶将是体验的竞争焦点。随着自动驾驶程度的提高，智能驾驶舱将成为diffe的新焦点……ntiation。当人们不用开车时，汽车的外形和用途会发生很大的变化，车内的体验会变得非常丰富多样。因为整车越来越复杂，电子电气架构也越来越复杂。作为基础，整车的数字化架构必须管理软件和硬件的复杂性，保证整车的安全性和可靠性，并提供开放的能力，使上层应用的开发成为可能。在看到“四化”的过程中，华为一直在思考如何定位自己。通过最近的探索，我们提出了华为CCA+VehicleStack构建数字化系统。这个数字系统可以看到，一辆传统汽车有六层，底层是机械层，二层是高压电池电气层。第三层是低压元器件层，传感器、执行器，甚至网关、计算机、域控制器等。，然后上层是软件层，包括娱乐系统的操作系统，自动驾驶操作系统，车辆控制操作系统，还包括跨操作系统的VehicleStack。我们称之为车辆级中间件，然后是应用层，比如驾驶舱应用，自动驾驶应用和车辆控制应用，然后是上层。从长远来看，我们的车辆数字化系统架构的设计理念是:首先，软件可以升级，可以跨车辆、软件甚至车企重用；硬件方面，需要可扩展、可更换，甚至即插即用的传感器。如果你想在未来开发这款车，你现在买的车可能是L2，只有五个毫米波和一个摄像头。未来需要升级，需要更高的自动驾驶。你可以买两个激光器来装，同时买一个自动驾驶硬件来装，让你的车有更高层次的功能，而不是每次想新功能都要换车。因为在摩尔定律的作用下，电子电池元件的更新换代非常快，但是换车可能要5-10年。第三层，我们认为应该建立一个值得信任的体系，包括整车的数字安全(网络安全)、功能安全和隐私保护。我们希望为这款车的架构实现最好的端到端成本，同时实现一个汽车可以持续创造价值的平台。这个车卖给消费者的时候，可能就像手机一样，可以在车的平台上购买更多的应用，更多的软件，这样对于车厂来说，也可以获得一些收入，从而形成一个正向的商业循环。具体来说，CCA和VehicleStack由两层组成。底层是基于区域架构的硬件层，硬件层有几个特点。首先，有一个网关(区域网关)。相应的传感器、执行器甚至一些ECU都连接到附近VIU的硬件上。同时在VIU上提供相应的传感器，三个viu或五个viu提供高速以太网总线进行互联，形成环形网络。这个环形网络是高度可靠的。当任何一个VIU发生故障时，整个环网都可以通过环路路由保证整个通信的安全。在此基础上，我们定义了三个域控制器，VDC主要负责车辆和底盘域的控制，MDC主要负责自动驾驶的控制，CDC主要负责娱乐的控制。这是硬件层面和架构层面。在硬件和架构层面，我们定义VehicleStack(车辆级软件框架)，涉及到几个基本的东西。车辆的框架是基于服务的框架，采用微服务和微插件的框架。第二，整车级框架还需要实现数据转发，从数据预处理到数据分组、加密、聚合、分发记录，为功能安全和网络安全提供相应的服务。最后在这个框架上实现相应的API和SDK，这样上层的应用，包括车辆控制应用，比如车辆管理和热管理，包括ADAS应用，L1，L2甚至L3+应用都可以在上层。整车栈会做好一些目前比较苦、比较累、比较基础的工作，比如整车级OTA，比如整车级功能安全、网络安全。从整体价值的角度，我们对架构的价值做了初步的分析，总体来说，四个维度。第一，可以实现很好的成本优化。因为我们是就近连接的，所以节省线束和重量估计可以节省15%-20%的线束重量和长度，同时由于集中化可以减少ECU的数量。还有一个就是组装成本，因为整个VIU都放在固定的区域，所以组装起来相对简单。其次，关于上市时间，我们都知道，传统汽车如果用全新的架构来打造，可能需要两年的时间来预览架构，三年的时间来造车，然后进行测试验证。改变架构需要很长时间。但是现在的新架构，因为这个架构基本上是标准化的，通过三个VIU甚至五个VIU来完成整个架构，一旦验证通过，所有模型都可以使用，这将大规模节省新架构的开发时间。第三，众所周知，现在的车型上对智能驾驶有很多要求，比如法律法规上符合AEV，L1和L2，比如自适应巡航，L3+甚至L4，比如自动泊车，自动驾驶。在这个架构上，我们可以实现从L0到L4架构的不断演进。第四，统一的架构可以很容易地在不同的功能域之间开发新的应用程序。让我们对每个特性进行一点扩展。第一，关于汽车线束的成本节约。我们分析了一个大约3……，000，而且我们可以看到这个车模有38个ECU。采用新架构后，10个ECU可以合并到相应的域控制器中，节省了差不多26%的ECU。线束长度方面，原车线束长度差不多3.2公里，区域接入后可降至2.6公里，节省17%；线束成本从3000多元降到2500元，节省19%，重量减轻约7公斤。正如你所看到的，我们在分析时只合并了一些基本功能，如前门、左门、主驾驶席、副驾驶席、网关、驾驶员助理控制器、电动尾门控制器和热管理ECU的控制。从长远来看，更多的ECU可能会合并到新的架构中。如果要开发新功能，在新的域控制器上开发新功能很容易。第二，关于TTM。这种架构非常灵活。我们可以看到，一款入门级车型可以配备少量的vcu，至少三个。在这种配置下，可以有CDC功能保证娱乐性，VDC可以作为基本的驾驶辅助功能，比如L0和L1。同时，车辆控制、电池管理、热量管理甚至车身管理都可以作为应用程序在VDC控制器上运行。在高端配置方面，我们可以根据车辆功能的复杂程度，增加新的VIU，比如四个或五个。同时，对于高端机型，可以选择MDC高阶自动驾驶域控制器，可以做L3甚至更高的自动驾驶功能。在以太环网上，入门级型号可以配置千兆以太网，高端型号可以使用10 G或更高的以太网，实现更高效的传感器接入和更快的OTA升级。第三，关于智能驾驶，我们用智能驾驶来表示从L0到L4的自动驾驶，这是一个简单的示意图。为了满足法律法规的要求，VIU已经完成了超声波传感器和毫米波的连接。在VDC上可以连接一个简单的停车、后视摄像头和前视摄像头，可以满足ADAS辅助驾驶的要求。往回走，如果去L1的辅助驾驶，可以加四个环视。因为现在摄像机的带宽要求超过了以太网带宽的标准定义过程，所以我们建议摄像机可以直接扩展到VDC。如果将来实现了L2，将会增加更多的毫米波。毫米波的带宽比较低，可以通过环网直接接入。以后，现在大家都不敢说L3，都在说L2.999，因为出了事，法律责任在人。在这种情况下，可以添加新的MDC。在新的MDC上，原来的前置摄像头由一个改为三个，四个汽车摄像头直接连接到MDC。原本连接到驾驶辅助的摄像头可以转发到MDC，这样智能驾驶就可以从低阶逐渐进化到高阶。在这种配置下，L0、L1和L2驾驶员辅助的功能可以由汽车制造商自己开发，也可以由合作伙伴开发。以L2+为例，当MDC自动驾驶仪出现故障时，可以去VDC，让汽车安全靠边，降低安全风险。第四，关于跨域E2E体验。现在对汽车的智能化要求越来越多，比如一键待机，涉及到车内通讯、电池管理、热量管理、车身控制等等，包括人机交互。在传统的汽车架构中实现这个功能是非常困难的，因为你要和很多供应商讨论和更新需求，每次更新都需要很长时间，消耗大量的开发费用。

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