在“軟體定義汽車”的時代浪潮下，汽車操作系統作為智能網聯汽車的"數字底座" 與 "神經中樞"，正成為全球汽車産業競逐的核心戰場。專欄首期邀請到中汽研科技新興項目培育部副部長鞠偉男，圍繞操作系統技術突圍與産業生態構建展開深度對話，為行業提供從技術攻堅到標準引領的全鏈條解決方案。
專家簡介：
鞠偉男，中汽研科技新興項目培育部副部長，天津市汽車芯片標準檢測創新聯合會副秘書長，天津市軟體行業協會常務理事，網信領域高級工程師，中汽中心青年科技骨幹，ISO/TC22/SC39註冊專家。深耕汽車人機工程、座艙軟體測試領域、汽車操作系統測試領域。擔任汽車軟體測試工作組召集人、汽車人機工程標準工作組召集人。授權國內專利10余項，美國專利1項，軟著20余項，論文20余篇。支撐裝備中心開展操作系統研究1項，牽頭/參與汽車操作系統國家標準2項，牽頭編撰汽標委車用操作系統測試評價研究報告1項，牽頭/參與省部級操作系統課題2項，參與中國電動汽車百人會操作系統課題研究2項。
在智能網聯汽車快速發展的今天，“軟體定義汽車”成為行業熱點，但公眾對汽車操作系統的認知仍較為模糊，關於汽車操作系統，鞠偉男説：“隨着智能網聯汽車的飛速發展，傳統的分佈式的電子架構已經不能滿足整車的需求，電子架構正朝着由分佈式向集中式發展。智能設備發展到一定程度後都需要專門的操作系統，來應對分層化、&&化和模塊化的挑戰，例如個人電腦對應的微軟Windows系統和蘋果Mac OS系統，智能手機對應的谷歌Android系統和蘋果iOS系統。汽車操作系統是傳統汽車實現智能汽車升級的關鍵。2019年10月，汽標委發布了《車用操作系統標準體系》，規範了車用操作系統定義：車用操作系統是運行於車內的程序集合，管理硬體資源，提供軟體&&和界面接口，為上層應用提供基礎服務。車用操作系統分為車控操作系統和車載操作系統兩大類。”
首先是車控操作系統，具體指面向動力系統、底盤控制、自動駕駛等安全關鍵領域，採用實時操作系統或基於POSIX標準的系統。這類系統以毫秒級響應和功能安全為核心，例如市場佔有率較高的QNX和Linux。其特點包括微內核架構、高實時性內核，以及與硬體深度耦合的中間件層，確保車輛控制指令的精準執行。
其次是車載操作系統，這部分關鍵聚焦信息娛樂與人機交互，多基於分時操作系統，如Android Automotive OS和鴻蒙OS。這類系統支持多任務併發與圖形化交互，通過開源生態擴展應用場景，例如車載導航、語音助手和流媒體服務。
從技術架構看，車控系統多采用RTOS實時操作系統，強調實時性與安全性；車載系統則基於GPOS分時操作系統，注重生態豐富性。未來，隨着域控制器普及，汽車操作系統可能向“座艙-駕駛雙系統融合”演進，從而兼顧實時性與交互體驗的需求。
“當前智能網聯汽車産業的快速發展伴隨着多重挑戰。早在2021年，操作系統團隊受裝備中心委託開展汽車操作系統發展態勢及生態建設專題研究，調研了行業內五十余家企業，並形成了研究報告。隨着技術的不斷發展，汽車操作系統的很多問題也愈發凸顯，操作技術碎片化是當前的首要問題：不同車企採用差異化的操作系統架構，導致軟硬體適配成本高昂，生態難以統一。其次，安全合規的複雜度不斷加劇，功能安全與信息安全需貫穿從芯片到雲端的全鏈路集成，而傳統汽車電子架構的封閉性與新技術的開放性在某種程度上存在着根本衝突。不僅如此，汽車操作系統領域相關標準體系的不完善亦制約着相關産業的規模化，例如車用操作系統接口定義不統一、測試驗證體系不完善，導致研發效率低下等等。”鞠偉男説。
面對挑戰，鞠偉男認為首先需從頂層設計入手：一是推動技術標準化，聯合行業制定統一的汽車操作系統架構與接口規範，降低廠商適配成本；二是構建安全防護體系，基於軟硬體分層隔離，採用微內核與虛擬化相結合，實現功能安全與信息安全的深度融合；三是建立開放的生態聯盟，通過開源社區與産學研合作，推動標準體系構建，加速技術迭代與生態協同。
關於哪些技術路線更符合中國智能網聯汽車産業的發展需求，同時如何平衡自主可控與開放創新。鞠偉男認為：“中國智能網聯汽車産業需堅持“自主可控”與“開放協同”雙輪驅動的技術路線。自主可控是保障産業安全與競爭力的基石：一方面，需突破核心底層技術，如RISC-V架構、AI芯片指令集等，避免受制於人；另一方面，應加快構建國産化操作系統，如鴻蒙OS、AliOS，通過差異化功能形成競爭優勢。開放協同則是加速技術落地的關鍵：通過參與AUTOSAR等國際標準制定、擁抱開源生態，可使得我們快速吸收全球先進技術成果，降低研發周期。”
“具體而言，我們整體上可採取分層解耦策略：底層（芯片級）強化自主可控，中層（操作系統內核）採用開源與自研混合模式，上層（應用生態）通過API開放吸引開發者。此外，我們還需建立聯合實驗室與産業聯盟，推動跨企業、跨領域的技術協同與資源共享，避免重復造輪子。”鞠偉男説。
據鞠偉男透露，我國車用操作系統國家標準制定正處於關鍵階段。當前，汽標委已牽頭研製《智能網聯汽車 車載操作系統技術要求及試驗方法》和《智能網聯汽車 車控操作系統技術要求及試驗方法》兩項核心標準，目前處於公開徵求意見階段，旨在規範車載OS和車控OS的功能安全、性能、兼容性等關鍵指標。因為車用操作系統的測試範圍廣，測試難度大，因此在標準制定過程中，我們與專家積極討論，最終提出了操作系統必測和選測的測試矩陣，為標準的落地實施奠定了良好基礎。其中，中汽研科技受標準院委託牽頭、參與了兩項操作系統國標的摸底測試工作，基於多家主機廠送測樣件充分驗證了標準中技術要求及試驗方法的可落地性，進一步完善構建了汽車操作系統全項測試體系。
《車用操作系統測試評價研究報告》發布合影
目前在測試領域，我們主要面臨技術複雜性高、生態碎片化等難題，汽車操作系統需滿足功能安全和信息安全雙重要求，涉及實時性、多核調度等複雜場景。同時，當前操作系統多基於定制化開發，不同廠商的硬體架構、通信協議差異顯著。因此，測試工作需覆蓋多品牌、多型號的異構環境，導致測試用例設計複雜度高，且需針對性開發適配測試工具。
後續我們應該繼續加速推進相關標準落地，明確操作系統裝車測試的底線及高線要求，需通過標準引領、生態協同和技術攻關，突破測試瓶頸，實現真正意義上的自主可控。
關於汽車操作系統的趨勢，鞠偉男認為，未來汽車操作系統將呈現“一雲多端、服務驅動”的架構特徵：雲端作為數據與算力中樞，通過OTA與V2X實現全生命周期服務更新；車端則基於異構計算&&，通過容器化與微服務架構支持智駕和座艙多域協同。而生態建設的核心他認為在於開放共贏：一是推動車路雲一體化生態，打通車企、通信運營商、雲服務商的數據孤島；二是構建開發者友好&&，通過低代碼工具鏈與標準化API，吸引中小開發者參與應用創新；三是深化國際標準合作，主導或參與ISO、SAE等國際標準制定，提升中國在全球技術治理中的話語權。
在數字化轉型與萬物互聯的時代背景下，汽車操作系統作為數字基礎設施的核心載體，其安全性、穩定性與兼容性直接關係到國家信息安全與産業生態發展。構建科學完善的操作系統測試體系，需從多維度協同發力，以系統性思維應對技術演進與安全挑戰。
尤其在強化標準體系建設方面，需建立覆蓋功能、性能、安全、兼容性及生態適配的操作系統全生命周期測試標準體系，推動國際標準與國內規範的深度融合。通過制定統一的測試用例庫、缺陷判定準則及量化評估模型等，可有效提升相關技術成果的可信度與行業互認度。未來，中汽研科技將繼續加強車用操作系統的能力建設，為智能網聯汽車的發展貢獻力量。
