在“软件定义汽车”的时代浪潮下，汽车操作系统作为智能网联汽车的"数字底座" 与 "神经中枢"，正成为全球汽车产业竞逐的核心战场。专栏首期邀请到中汽研科技新兴项目培育部副部长鞠伟男，围绕操作系统技术突围与产业生态构建展开深度对话，为行业提供从技术攻坚到标准引领的全链条解决方案。
专家简介：
鞠伟男，中汽研科技新兴项目培育部副部长，天津市汽车芯片标准检测创新联合会副秘书长，天津市软件行业协会常务理事，网信领域高级工程师，中汽中心青年科技骨干，ISO/TC22/SC39注册专家。深耕汽车人机工程、座舱软件测试领域、汽车操作系统测试领域。担任汽车软件测试工作组召集人、汽车人机工程标准工作组召集人。授权国内专利10余项，美国专利1项，软著20余项，论文20余篇。支撑装备中心开展操作系统研究1项，牵头/参与汽车操作系统国家标准2项，牵头编撰汽标委车用操作系统测试评价研究报告1项，牵头/参与省部级操作系统课题2项，参与中国电动汽车百人会操作系统课题研究2项。
在智能网联汽车快速发展的今天，“软件定义汽车”成为行业热点，但公众对汽车操作系统的认知仍较为模糊，关于汽车操作系统，鞠伟男说：“随着智能网联汽车的飞速发展，传统的分布式的电子架构已经不能满足整车的需求，电子架构正朝着由分布式向集中式发展。智能设备发展到一定程度后都需要专门的操作系统，来应对分层化、平台化和模块化的挑战，例如个人电脑对应的微软Windows系统和苹果Mac OS系统，智能手机对应的谷歌Android系统和苹果iOS系统。汽车操作系统是传统汽车实现智能汽车升级的关键。2019年10月，汽标委发布了《车用操作系统标准体系》，规范了车用操作系统定义：车用操作系统是运行于车内的程序集合，管理硬件资源，提供软件平台和界面接口，为上层应用提供基础服务。车用操作系统分为车控操作系统和车载操作系统两大类。”
首先是车控操作系统，具体指面向动力系统、底盘控制、自动驾驶等安全关键领域，采用实时操作系统或基于POSIX标准的系统。这类系统以毫秒级响应和功能安全为核心，例如市场占有率较高的QNX和Linux。其特点包括微内核架构、高实时性内核，以及与硬件深度耦合的中间件层，确保车辆控制指令的精准执行。
其次是车载操作系统，这部分关键聚焦信息娱乐与人机交互，多基于分时操作系统，如Android Automotive OS和鸿蒙OS。这类系统支持多任务并发与图形化交互，通过开源生态扩展应用场景，例如车载导航、语音助手和流媒体服务。
从技术架构看，车控系统多采用RTOS实时操作系统，强调实时性与安全性；车载系统则基于GPOS分时操作系统，注重生态丰富性。未来，随着域控制器普及，汽车操作系统可能向“座舱-驾驶双系统融合”演进，从而兼顾实时性与交互体验的需求。
“当前智能网联汽车产业的快速发展伴随着多重挑战。早在2021年，操作系统团队受装备中心委托开展汽车操作系统发展态势及生态建设专题研究，调研了行业内五十余家企业，并形成了研究报告。随着技术的不断发展，汽车操作系统的很多问题也愈发凸显，操作技术碎片化是当前的首要问题：不同车企采用差异化的操作系统架构，导致软硬件适配成本高昂，生态难以统一。其次，安全合规的复杂度不断加剧，功能安全与信息安全需贯穿从芯片到云端的全链路集成，而传统汽车电子架构的封闭性与新技术的开放性在某种程度上存在着根本冲突。不仅如此，汽车操作系统领域相关标准体系的不完善亦制约着相关产业的规模化，例如车用操作系统接口定义不统一、测试验证体系不完善，导致研发效率低下等等。”鞠伟男说。
面对挑战，鞠伟男认为首先需从顶层设计入手：一是推动技术标准化，联合行业制定统一的汽车操作系统架构与接口规范，降低厂商适配成本；二是构建安全防护体系，基于软硬件分层隔离，采用微内核与虚拟化相结合，实现功能安全与信息安全的深度融合；三是建立开放的生态联盟，通过开源社区与产学研合作，推动标准体系构建，加速技术迭代与生态协同。
关于哪些技术路线更符合中国智能网联汽车产业的发展需求，同时如何平衡自主可控与开放创新。鞠伟男认为：“中国智能网联汽车产业需坚持“自主可控”与“开放协同”双轮驱动的技术路线。自主可控是保障产业安全与竞争力的基石：一方面，需突破核心底层技术，如RISC-V架构、AI芯片指令集等，避免受制于人；另一方面，应加快构建国产化操作系统，如鸿蒙OS、AliOS，通过差异化功能形成竞争优势。开放协同则是加速技术落地的关键：通过参与AUTOSAR等国际标准制定、拥抱开源生态，可使得我们快速吸收全球先进技术成果，降低研发周期。”
“具体而言，我们整体上可采取分层解耦策略：底层（芯片级）强化自主可控，中层（操作系统内核）采用开源与自研混合模式，上层（应用生态）通过API开放吸引开发者。此外，我们还需建立联合实验室与产业联盟，推动跨企业、跨领域的技术协同与资源共享，避免重复造轮子。”鞠伟男说。
据鞠伟男透露，我国车用操作系统国家标准制定正处于关键阶段。当前，汽标委已牵头研制《智能网联汽车 车载操作系统技术要求及试验方法》和《智能网联汽车 车控操作系统技术要求及试验方法》两项核心标准，目前处于公开征求意见阶段，旨在规范车载OS和车控OS的功能安全、性能、兼容性等关键指标。因为车用操作系统的测试范围广，测试难度大，因此在标准制定过程中，我们与专家积极讨论，最终提出了操作系统必测和选测的测试矩阵，为标准的落地实施奠定了良好基础。其中，中汽研科技受标准院委托牵头、参与了两项操作系统国标的摸底测试工作，基于多家主机厂送测样件充分验证了标准中技术要求及试验方法的可落地性，进一步完善构建了汽车操作系统全项测试体系。
《车用操作系统测试评价研究报告》发布合影
目前在测试领域，我们主要面临技术复杂性高、生态碎片化等难题，汽车操作系统需满足功能安全和信息安全双重要求，涉及实时性、多核调度等复杂场景。同时，当前操作系统多基于定制化开发，不同厂商的硬件架构、通信协议差异显著。因此，测试工作需覆盖多品牌、多型号的异构环境，导致测试用例设计复杂度高，且需针对性开发适配测试工具。
后续我们应该继续加速推进相关标准落地，明确操作系统装车测试的底线及高线要求，需通过标准引领、生态协同和技术攻关，突破测试瓶颈，实现真正意义上的自主可控。
关于汽车操作系统的趋势，鞠伟男认为，未来汽车操作系统将呈现“一云多端、服务驱动”的架构特征：云端作为数据与算力中枢，通过OTA与V2X实现全生命周期服务更新；车端则基于异构计算平台，通过容器化与微服务架构支持智驾和座舱多域协同。而生态建设的核心他认为在于开放共赢：一是推动车路云一体化生态，打通车企、通信运营商、云服务商的数据孤岛；二是构建开发者友好平台，通过低代码工具链与标准化API，吸引中小开发者参与应用创新；三是深化国际标准合作，主导或参与ISO、SAE等国际标准制定，提升中国在全球技术治理中的话语权。
在数字化转型与万物互联的时代背景下，汽车操作系统作为数字基础设施的核心载体，其安全性、稳定性与兼容性直接关系到国家信息安全与产业生态发展。构建科学完善的操作系统测试体系，需从多维度协同发力，以系统性思维应对技术演进与安全挑战。
尤其在强化标准体系建设方面，需建立覆盖功能、性能、安全、兼容性及生态适配的操作系统全生命周期测试标准体系，推动国际标准与国内规范的深度融合。通过制定统一的测试用例库、缺陷判定准则及量化评估模型等，可有效提升相关技术成果的可信度与行业互认度。未来，中汽研科技将继续加强车用操作系统的能力建设，为智能网联汽车的发展贡献力量。
