3.3 关键前沿技术及其发展趋势
综上所述，全球在智能交通框架下，在安全、节能、环保以及高效等方面，已具备智能车辆与交通协同应用研究的基础。
3.3.1 车辆产品设计关键技术
车辆产品设计关键技术主要包括整车架构技术、电子电气架构及软件功能架构技术、线控底盘技术、免维护关键总成系统技术、智能座舱技术。
1.整车架构技术
整车架构技术是指在保障平台化、体现个性化并充分考虑汽车共享出行/商业服务等特殊需求约束下的整车架构设计技术，包括承载式底盘、具备标准接口的模块化智能座舱等技术。利用智能汽车在主动安全方面的技术优势，研究短前悬、短后悬整车设计方法；在较小的整车尺寸下，设计出大空间、大车门开度乘员舱的整车布置理念和方法，以及基于共享需求的整车、底盘、座舱设计方法等。
2.电子电气架构及软件功能架构技术
电子电气架构及软件功能架构技术包括两个方向：一是立足于软硬一体的电子电气总线架构及软硬一体的虚拟化技术，二是面向虚拟化系统的多功能复杂软件功能架构技术。新的出行概念、自动驾驶、数字化和电动化对汽车电子电气架构及软件功能架构将产生深刻影响进而催生新技术，智能汽车将变成物联网的节点设备，而城市智能共享汽车将充当新技术的探索者和先行者。整车企业进行电子电气架构设计时，强调自身的控制能力，将控制功能逐渐集中于中央计算平台；在进行软件功能架构设计时逐渐转向面向服务的系统架构设计，与车外服务软件衔接形成端到端（End to End）的软件平台，并在高性能计算机的支撑下实现新功能的“即插即用”。以上趋势将最终导致智能汽车采用基于高性能计算机的中央计算平台化的架构，这种架构变化将影响整车企业的研发能力和重塑供应商的产品形态。基于高性能计算机的电子电气架构及软件功能架构技术，是面向2035年智慧城市智能共享汽车的创新技术。
3.线控底盘技术
线控底盘技术是指支撑车辆自动驾驶的高级别功能安全线控底盘技术，其中，线控转向系统、线控制动系统、底盘域控制器等总成设计和验证技术，需保障总成达到汽车安全完整性等级（ASIL）D级功能安全标准。
4.免维护关键总成系统技术
与传统汽车相比，智能共享汽车在维护方面的重要差别体现在乘员对车况的关注度极低。将传统汽车总成技术用于自动驾驶汽车，需增加大量传感器用于监测总成系统健康状况，这会增加成本和重量。因此，免维护成为智能共享汽车产品设计关键技术的一项重要要求，免维护是指各总成除了能源接入（如高压线）接口、通信接口，不需要其他接入。例如，在整车生命周期内不需要换水、换油等维护。其中，自冷却的轮毂电机总成、自冷却电池包、自冷却的机舱模块（包括电机控制器、DC-DC转换器、车载充电机等）是需要重点研发的项目。
5.智能座舱技术
智能座舱技术包括座舱技术和智能化人机交互系统两个方面。座舱技术主要包括人机工程设计、新型座舱结构、新材料和新工艺、座舱与底盘的快换接口等；智能化人机交互系统包括车内人机交互系统和车外人机交互系统。
车内人机交互系统的功能需求体现在以下3个方面：
（1）建立车内乘员所需的与车外世界的信息交互并清晰显示。
（2）能够保证车内成员在车辆启停、座舱内舒适度调节等方面指令的准确接收、准确执行并清晰反馈。
（3）在特殊的、需要乘员协同进行决策和行车控制的情况下，车内人机交互系统能够准确地表达协同决策或控制的请求，并完成乘员决策意图的输入和反馈。
车外人机交互系统必须能够保证车辆与行人之间的模糊交流顺利实现，既能表明本车意图，又能理解行人意图。
3.3.2 车辆控制架构设计关键技术
车辆控制架构设计关键技术包括整车控制架构设计技术、底盘控制器设计技术、座舱控制设计技术、中央控制器设计技术、使能赋能与“驾驶行为规范和谐”融合一体化的计算平台技术。
1.整车控制架构设计技术
整车控制架构设计技术是指考虑整车物理架构、人机交互系统、信息传输的方式、能力和信息延迟要求、功能安全和网络安全要求等约束条件，基于服务的车内控制架构设计技术。鉴于智能共享汽车采用底盘和车身分体式的总体物理架构，车内控制系统需设计成以底盘为主的、底盘集成自动驾驶系统的、能够与座舱控制系统对接或拆分的中央集中控制系统。中央控制器是位于底盘的高性能车载计算机，支持座舱的即插即用。
2.底盘控制设计技术
底盘控制设计技术具体指监控底盘系统功能状态和道路状态的控制器设计技术，即按中央控制器指令协调底盘各总成系统，完成车速控制、车辆位置和航向控制、封闭/处置底盘系统故障、采集行车状态并反馈至中央控制器。
3.座舱控制设计技术
座舱控制设计技术具体功能要求包括接收、确认乘员指令、将乘员行车指令传递给中央控制器、按乘员指令实施座舱控制、反馈行车状态信息给乘员、通过车载设备为乘员连接外部网络、通过车载显示设备显示车对外界的交换信息（Vehicle to Everything，V2X）连接信息、与其他动态交通参与物进行模糊交流、将本车与其他动态交通参与物的交流结果传递给中央控制器、在特殊或紧急状况下实施车身装备应急控制、对外显示警示信息、事故取证等。在座舱内外的人机交互界面中，除应急按键外，均采用语音、触屏或手势等方式作为输入，以声音、屏幕显示等方式进行反馈。
4.中央控制器设计技术
中央控制器设计技术是指全面掌控整车信息并进行整车行车控制的控制器设计技术。中央控制器须接收本车自动驾驶系统、底盘、车身、V2X 4个方面的信息和请求，做出认知判断、进行自动驾驶行车决策、发布行车指令、处置故障并实施预案、与车内乘员协同处置紧急或特殊状况等功能要求。中央控制器是智能共享汽车端到端服务软件平台中车载软件的载体。
5.使能赋能与“驾驶行为规范和谐”融合一体化的计算平台技术
使能赋能与“驾驶行为规范和谐”融合一体化计算平台，是智能共享汽车端到端服务软件平台中服务于自动驾驶控制的软件平台。该平台由多输入感知数据处理模块、拟人决策模块组成。感知数据处理模块获取人类能够感知到的绝大部分信息，通过V2X交互可获取比人类更能感知丰富的交通信息，这些信息经过处理后传递给决策模块；决策模块的功能要求包括战略层、战术层和应变层3个层面。在战略层面，基于SC、ST和本车位置信息对行车路线和行车速度进行全局任务规划；在战术层面，基于本车感知信息和V2X信息进行局部行为规划；在应变层面，基于感知数据处理模块的信息输入，动态规划行车轨迹。决策目标包括出行效率、出行安全、出行能耗3个方面。决策系统的拟人化决策体现在“智商”（环境感知能力与任务规划能力）、“情商”（协调沟通能力与行为控制能力）、“逆境商”（健康管理能力、安全防范能力与容错纠错能力）3个方面。决策模块的输出包括车辆的运动控制指令、车外人机交互内容、V2X交互信息等。
3.3.3 车辆赋能关键技术
车辆赋能关键技术包括智能共享汽车支撑设施技术、网联-智能交通系统技术、智能共享汽车出行服务技术和面向SC-ST-SV精细化与超拟实动态仿真建模技术。
1.智能共享汽车支撑设施技术
智能共享汽车支撑设施技术主要指智能共享汽车运行所需的物理及数字化路侧设施、布设的智能路侧单元及其数据算法、V2I通信等技术，包括我国支持自动驾驶的道路设施（ISAD）标准、C-ISAD设施技术、基于区块链的路侧计算单元（RSU）和5G-V2X的自动驾驶汽车赋能技术、道路交通设施动静态数字化信息交互技术、基于交通规则数字化设施优化布设与动态重构技术等。
2.网联-智能交通系统技术
网联-智能交通系统技术主要指智能共享汽车运行所需的交通管理系统、云智能平台、车路协同控制系统等，包括面向下一代汽车运行的交通组织技术、基于车路协同的超视距泛在感知技术、基于北斗和移动互联的组合定位技术、基于群智计算的群体车辆运行态势演化与事件辨识、基于数据驱动的边云融合敏捷决策技术、基于端-边-云架构的交通系统路车智能融合控制技术、网联-ITS系统信息交互与安全保障技术等。面向未来交通系统进行中心云、边缘云（路侧）、车端网联分层任务处理与系统研发，搭建车端-边缘云架构下的智能融合控制系统，实现统一目标下由云端辅助的车-车、车-路的协同控制。
3.智能共享汽车出行服务技术
智能共享汽车出行服务技术主要指智能共享汽车所需的服务平台、远程出行需求调控及调度系统、事故处理及救援系统等，包括面向出行服务的大规模车辆流式数据并发处理技术、出行需求智能辨识与调控方法、个体动态出行路线生成与自主匹配技术、出行事故处置与应急服务技术等，研发适合我国超大城市移动出行服务系统的MaaS平台，构建MaaS服务中心及应用系统软件支撑智能共享汽车出行有序、高效运行。
4.面向SC-ST-SV精细化与超拟实动态仿真建模技术
为支撑基于场景的智能共享汽车运行多尺度仿真分析，研究数据驱动下的系统要素运行特征融合计算和演化趋势知识聚合技术，研究面向交通主题与场景的“车、路、环境、服务”实体与动态数字化仿真映射技术，超拟实场景的快速建模与自动化生成技术，研发支撑动态规划、路车融合控制、群体智能调度等车辆运行模型库，研究面向场景的智能网联车辆运行仿真评估技术。