目录
1 文档说明.......................................................................................... 4
2 参考文件.......................................................................................... 4
3 概述.................................................................................................. 4
3.1 项目来源................................................................................ 4
3.2 项目目标................................................................................ 4
4 系统性能及功能需求定义.............................................................. 6
4.1 系统架构及功能定义............................................................ 6
4.2 数据采集模块功能及性能需求定义.................................... 8
4.2.1 外网数据采集..................................................................... 8
4.2.2 智能终端OS内部数据采集............................................ 10
4.2.3 内网数据采集................................................................... 11
4.3 数据监管模块功能及性能需求定义.................................. 15
4.3.1 鉴权、认证....................................................................... 15
4.3.2 敏感信息、密钥管理....................................................... 15
4.3.3 数据分析........................................................................... 16
4.4 存储&传输模块功能及性能需求定义............................... 18
4.4.1 数据存储........................................................................... 18
4.4.2 加密传输........................................................................... 18
4.5 警告报警模块功能及性能需求定义.................................. 21
4.5.1 警告................................................................................... 21
4.5.1 报警................................................................................... 21
本文档是智能网联汽车监管系统(以下简称监管系统)中车端监管模块的需求分析报告。
《新能源汽车国家监管平台工作任务与发展规划-王震坡》
《道路货运车辆公共监管与服务平台简介》
《JT/T808-2011道路运输车辆卫星定位系统终端通讯协议及数据格式》
随着汽车不断朝着智能网联化方向发展,各种安全风险也随之而来。人工智能的引入,更加复杂的软件系统,万物互联的网络环境,使得原来只存在于网络的安全威胁扩展到汽车领域。由于汽车的移动属性,这种威胁将带来的是更加直接的破坏和损失。所以需要采取措施,控制安全风险,避免灾难发生,这也是智能网联汽车得以健康发展的必要保证。
本项目目标是,通过在车载智能终端部署监控系统软硬件,监控车辆基础平台、自动驾驶系统、网络系统、智能终端操作系统、数据系统使用过程中出现的安全风险,及时发现和报警,记录关键信息,用以分析查找漏洞,为防范系统性风险创造条件。具体有四大目标:
第一、自动驾驶监管
第三、网络、信息监管
第四、个人数据监管
一、系统架构及功能定义
监管模块由四大部分组成:数据采集、数据监管、存储传输、风险预警。
1、数据采集:
2、数据监管:
3、存储传输:
4、警告报警:
三、电气性能测试要求
项目 |
要求 |
过电压性能 |
符合GB/T 28046.2-2011中4.3的试验要求和试验方法。 |
供电电压缓降和缓升性能 |
符合GB/T 28046.2-2011中4.5的试验要求和试验方法。 |
反向电压性能 |
符合GB/T 28046.2-2011中4.7的第2种情况的试验要求和试验方法。 |
耐机械振动性能 |
符合GB/T 28046.3-2011中4.1的试验要求和试验方法。 |
耐机械冲击性能 |
符合GB/T 28046.3-2011中4.2的试验要求和试验方法。 |
低温性能 |
符合GB/T 28046.4-2011中5.1.1的试验要求和试验方法。 |
高温性能 |
符合GB/T 28046.4-2011中5.1.2的试验要求和试验方法。 |
温度梯度性能 |
符合GB/T 28046.4-2011中5.2的试验要求和试验方法。 |
湿热循环性能 |
符合GB/T 28046.4-2011中5.6试验1的试验要求和试验方法。 |
1)GSM数据
GSM数据采集更新频率为1s,应包括以下信息:
项目 |
单位 |
时刻 |
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当前网络 |
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信号强度 |
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连接状态 |
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上传速度 |
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下载速度 |
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发送数据量 |
|
接收数据量 |
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当前网络连接 |
2)导航定位数据采集
导航定位相关数据采集更新频率为1s,应包括以下信息:
项目 |
单位 |
定位状态 |
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定位时间 |
|
可用卫星数 |
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信噪比 |
|
DOP值 |
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差分状态和校正时段 |
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参考站号 |
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跟踪状态 |
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UTC时间 |
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纬度 |
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经度 |
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高度 |
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速度 |
|
地面航向 |
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磁偏角 |
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加速度 |
|
角速度 |
3)V2X数据采集
主要收集可能影响到车辆行驶安全的临近节点的发送的数据,更新频率为100ms,包括位置速度等基础信息和V2X网络的运行状态信息。详见下表:
V2X基础信息 |
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项目 |
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车辆ID |
|
时刻 |
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位置(经纬度) |
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位置(海拔) |
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车头方向角 |
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车体尺寸 |
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速度 |
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三轴加速度 |
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横摆角速度 |
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转向信号 |
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方向盘转角 |
V2X网络信息 |
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项目 |
单位 |
时刻 |
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当前网络 |
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信号强度 |
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连接状态 |
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上传速度 |
|
下载速度 |
|
发送数据量 |
|
接收数据量 |
|
已连接节点数量 |
1)OS数据采集
主要包括系统基础数据和OTA相关数据采集,更新频率为10s,包括以下信息:
CPU使用情况 |
|
硬盘使用情况 |
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内存使用情况 |
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系统进程监控数据 |
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OTA升级相关信息 |
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2)APP数据采集
主要采集各种应用APP的使用情况数据,更新频率为1s,包括以下内容:
各APP使用时长 |
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各APP使用频次 |
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各APP崩溃、重启情况 |
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各APP上传、下载流量 |
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各APP网络连接情况 |
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各APP系统资源占用情况 |
3)个人用户数据采集
主要采集驾驶员个人身份数据,和个人偏好数据,更新频率为10s,包括以下内容:
用户身份 |
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用户输入动作 |
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操作频次 |
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各种服务的使用时长 |
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各种服务的使用频次 |
1)CAN数据采集
车辆控制系统网络涉及的数据,通过整车控制器采集后,由CAN总线发送给智能终端。监管模块通过智能终端OS采集CAN网络信息,用于数据分析。数据更新频率分为100ms,1s,10s三种。具体采集内容见下表。
整车状态 |
车速 |
|
自动驾驶/ADAS |
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驾驶员 |
行为信息 |
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动力系统 |
发动机 |
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电机系统 |
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动力电池系统 |
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燃料系统 |
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供电系统 |
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底盘&传动 |
变速箱 |
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车轮 |
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制动系统 |
||
转向系统 |
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底盘控制 |
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车身 |
辅助功能 |
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环境控制 |
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OEM自定义 |
4)Ethnet数据采集
如果OEM采用Ethnet向智能终端传送部分/全部车辆控制数据,则通过终端OS采集Ethnet数据。内容同上表。
1)车辆身份鉴权
4)智能终端安全启动认证
1)车辆身份信息
2)车辆绑定密钥
3)CAN通讯加密密钥
1)外网数据采分析
GSM数据分析
GNSS数据分析
V2X数据分析
2)OS数据分析
OS运行数据分析
APP运行数据分析
个人用户数据
3)内网数据分析
CAN/Ethnet数据分析
监管模块上传的数据分为三类,实时上传数据、事件触发上传数据、企业自定义上传数据。
1)实时上传数据
监管模块实时上传的数据,主要用于交通管理和用于支持行政管理的大数据分析活动。根据数据的变化规律,采用11ms、1s、10s、三种不同的采样频率。
当GSM信号正常时系统实时上传数据。信号不佳时,由监管模块暂时存储数据,等待网络信号恢复时补发。暂存数据的时间限制为一小时,超过一小时,数据将循环覆盖。
采样时间100ms |
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项目 |
单位/状态 |
车速 |
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发动机/电机转速 |
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挡位 |
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加速踏板踩下 |
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加速踏板开度 |
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刹车踏板踩下 |
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刹车踏板开度 |
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方向盘转角 |
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故障灯状态 |
|
(自适应)定速巡航激活状态 |
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巡航车速设定值 |
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自动驾驶激活状态 |
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ADAS激活状态 |
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人工接管请求 |
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ESP激活状态 |
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ABS激活状态 |
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TCS激活状态 |
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自动刹车 |
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自动驻车 |
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气囊状态 |
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横向加速度 |
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横摆角速度 |
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时间 |
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DSM驾驶员提醒激活状态 |
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车辆卫星定位信号 |
采样时间1s |
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项目 |
单位/状态 |
轮胎压力 |
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轮胎温度 |
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车辆身份认证状态 |
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驾驶席重力传感器 |
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高压互锁故障 |
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绝缘电阻 |
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电瓶电压 |
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定位状态 |
|
定位时间 |
|
可用卫星数 |
|
信噪比 |
|
DOP值 |
|
差分状态和校正时段 |
|
参考站号 |
|
跟踪状态 |
|
UTC时间 |
|
纬度 |
|
经度 |
|
高度 |
|
速度 |
|
地面航向 |
|
时刻 |
|
当前网络 |
|
信号强度 |
|
连接状态 |
采样时间10s |
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项目 |
单位/状态 |
SOC |
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油量 |
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发动机温度 |
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电机温度 |
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电机控制器温度 |
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雨刷工作模式 |
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雨刷工作状态 |
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玻璃加热工作状态 |
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车灯工作模式 |
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车灯开启状态 |
2)事件触发上传数据
事件触发上传数据,是由“系统安全事件”,或者驾驶者报警触发的“道路安全事件”,引发的数据上传。
“系统安全事件”被触发,将截取事件发生前三分钟,到事件发生之后两分钟,共五分钟的全部数据,进行冻结存储。待网络信号可用时上传云端。若网络信号始终不可用,受存储容量限制,系统将从倒数第二次存储的数据开始,丢弃部分冻结的数据。
“道路安全事件”被触发,将截取事件发生前三分钟,到事件发生之后两分钟,共五分钟的全部数据,进行冻结存储。待网络信号可用时上传云端。若网络信号始终不可用,受存储容量限制,系统将从倒数第二次存储的数据开始,丢弃部分冻结的数据。
企业自定义数据,由各整车厂根据需求自行定制,用于排查故障详细原因。数据采取实时上传方式,信号不佳时,由监管模块暂时存储数据,等待网络信号恢复时补发。暂存数据的时间限制为一小时,超过一小时,数据将循环覆盖。
云端平台发布的公共警告(预警)信息,应通过监控模块,实时以语音+文字的模式输出到智能终端输出设备。
驾驶员遇到交通意外后,应该可以通过智能终端的输入设备和监管模块,向云端平台实时发送“道路安全事件”报警信息。