基于新架構的汽車遠程診斷系統(tǒng)的應用

張文杰 洪宇 孫宗姚 金釗 周幸達 張赫 郭宗賓 鄒華懿

（1. 中國第一汽車股份有限公司 智能網聯(lián)開發(fā)院，長春130013；2. 汽車振動噪聲與安全控制綜合技術國家重點實驗室，長春130013）

主題詞：車與云 SOA架構 遠程診斷

1 前言

借鑒SOA（Service Oriented Architecture）架構在IT行業(yè)所體現出的優(yōu)勢，部分主機廠開始將其引入到了汽車行業(yè)中。

在SOA架構中[1-2]，將所有的功能都定義為獨立的服務，服務之間通過交互和協(xié)調完成業(yè)務的整體邏輯。由于各服務都采用標準化的服務接口，所以在服務的交互過程中，不需要考慮交互雙方的內部細節(jié)，同時SOA 架構中軟件對硬件以及操作系統(tǒng)具有高的獨立性，這些特點都將成功地解決由于功能增多而帶來整車網絡拓撲、整車線束以及各控制器控制策略復雜度增加的問題，同時基于各功能的服務化模式，可進一步優(yōu)化車輛售后服務模式，可以將車輛功能的部分選擇權交到用戶手里，進而最大程度地滿足用戶需求，以此來提高用戶的滿意度和體驗感。

主機廠可以基于SOA架構的優(yōu)勢，建立自己的軟硬件平臺，整車各控制器的軟硬件開發(fā)都遵守統(tǒng)一的開發(fā)架構及標準，這樣可以有效地縮短整車的研發(fā)周期（已開發(fā)功能可以靈活復用，新開發(fā)功能可以多方參與）、降低開發(fā)成本。

汽車遠程診斷以一種新的思路建立了車輛與云（V2C）之間的通訊[3-5]。一方面，可以將傳統(tǒng)的售后診斷儀功能轉移到云平臺上，以此解決傳統(tǒng)診斷儀由于對硬件的依賴而導致使用范圍受限的問題，如可以通過遠程診斷系統(tǒng)對不同人員進行診斷儀不同功能級別的授權，進而擴大其使用范圍，車主也可以獲得一定級別的權限，自主進行車輛部分功能的診斷；另一方面，整車廠可以通過遠程診斷系統(tǒng)對所有車輛的信息進行實時的監(jiān)測和管理，同時利用收集到的車輛信息數據做進一步分析，可以用于提升車輛的研發(fā)質量。

2 遠程診斷系統(tǒng)方案的設計

遠程診斷系統(tǒng)的架構如圖1 所示，主要包括以下5部分：遠程診斷（Remote Diagnosis,RD）請求發(fā)起者、遠程診斷服務器、遠程診斷客戶端、遠程診斷人機交互以及待診斷部件。

圖1 遠程診斷系統(tǒng)架構

（1） 遠程診斷請求發(fā)起者

試驗階段的試驗人員、售后階段的售后維修人員以及車主等相關人員，其都可以根據自身所具有的對應權限使用手機APP或WEB端發(fā)起相應遠程診斷請求。

（2） 遠程診斷服務器

為管理車輛數據與遠程診斷客戶端信息，在遠程診斷發(fā)起之后，將驗證后的遠程診斷請求轉化為定義好的數據或腳本，并發(fā)送給對應的遠程診斷客戶端。遠程診斷服務器在接收到遠程診斷客戶端的應答或接收主動上報之后，對數據進行存儲以及相應的計算分析，遠程診斷服務器的內部主要工作組件及工作流程如圖2所示。

圖2 遠程診斷服務器

遠程診斷服務器內部的知識管理模塊包含整車所有能夠進行體檢的系統(tǒng)失效模型，每個系統(tǒng)失效模型都是由組成該系統(tǒng)的關鍵零部件或所有零部件的失效模型組成，每個零部件失效模型以該零部件對應的特征參數（包括輸出信號特征參數，零部件老化特征參數，工作效率特征參數等重要信息）以及故障信息為輸入，根據參數的數目、各參數的重要程度以及故障信息等因素而構成，系統(tǒng)失效模型則根據各零部件的相關關系以及重要程度再基于各零部件的失效模型而構成。

（3） 遠程診斷客戶端

車端某個關鍵控制單元，負責與遠程診斷服務器建立通訊的同時模擬診斷儀功能，將接收到的后臺數據或腳本解析成對應的診斷指令發(fā)給車內目標控制器，收到該控制器應答之后將報文轉化為與服務器定義好的格式發(fā)給遠程診斷服務器。

（4） 遠程診斷人機交互

車內用戶輔助操作接口，用于遠程診斷任務執(zhí)行過程中與用戶的交互。

（5） 待診斷部件

遠程診斷的目標控制器。

3 遠程診斷系統(tǒng)的應用

基于SOA 新架構所具有的車輛功能的靈活性以及汽車遠程診斷系統(tǒng)連通了車、云之間通訊的優(yōu)勢，提出了為滿足客戶多樣化需求而制定的相關應用，既可以有效地提高用戶的滿意度和體驗感，同時也可以簡化整車廠同一車型車系的結構，進而縮減相應車輛管理、生產線工作相關內容，提升整車廠工作效率。

3.1 車輛功能配置服務

基于該應用，用戶可以通過手機客戶端、車輛娛樂主機屏方式，查看自己車輛的當前硬件，哪些功能是可以新增或關閉的，針對功能的變更，詳細變更內容清單、各項費用以及如需加裝硬件對應詳細信息都會呈現。如無需加裝硬件，或已安裝需求硬件，則通過在線付費或免費進行預約升級，滿足功能升級條件后則自動升級。該應用可以最大程度地滿足客戶對新功能技術的需求，同時費用的透明化將進一步增加客戶對品牌的信賴度。

此應用的制定，可以有效地避免客戶因新功能等需求而自行到車輛維修店進行車輛改裝的行為。非整車廠授權的店面無法獲取車輛的整車架構以及線束布置等情況，私自改動可能會造成非預期的結果，甚至會影響用車安全。

整車廠基于新架構建立自己的軟硬件平臺，在所有控制器滿足統(tǒng)一軟硬件架構及開發(fā)流程的基礎上，針對不同選裝功能的支持情況進行控制器配置化管理，進而滿足用戶存在的不同選裝需求的情況。

3.2 車輛體檢服務

基于該應用，整車廠以及用戶都可以發(fā)起車輛的體檢服務，不同角色有著不同的體檢方案，整車廠可以針對某一批量或某種車型發(fā)起集體體檢服務，用戶則可以對自己授權車輛發(fā)起體檢。

根據體檢內容的不同（可以對零部件、系統(tǒng)或整車進行體檢）進而調用遠程診斷服務器中不同的服務，該服務通過車、云的通訊將對應運行程序或腳本下載到車輛，車端遠程診斷客戶端會根據程序或腳本內容進行解析以及執(zhí)行數據的收集，將收集完成的數據統(tǒng)一回傳到遠程診斷服務器中，該服務器中的健康分析模塊根據此服務類型信息調用知識管理模塊中對應的失效模型，基于預設的分析邏輯，最終分析得出服務的體檢報告，進而呈現給服務的發(fā)起者。

用戶根據該服務可以及時了解自己車輛的狀態(tài)，進而保障自己每一次出行的安全性。整車廠可以根據該服務獲取重要數據，進而逐步優(yōu)化自己的遠程診斷系統(tǒng)，保證系統(tǒng)準確性的同時也可針對車輛潛在的問題提前發(fā)現進而規(guī)避處理。

3.3 車輛快捷服務

基于該應用，用戶可以快速獲取車輛當前的故障狀態(tài)以及自主清除車輛故障碼。車輛故障碼的實時獲取以及對應故障描述可以幫助用戶實時了解各控制器的狀態(tài)，根據自身當前所處狀態(tài)合理安排維修計劃，避免因不了解情況而造成的恐慌。

用戶也可以基于該應用實時了解車輛保養(yǎng)情況以及各控制器相關信息，提前合理安排車輛的保養(yǎng)計劃以及保證車輛所有控制器隨時處于最新狀態(tài)，使得車輛處于最佳工作狀態(tài)。

服務功能結構如圖3所示。

圖3 車輛快捷服務功能結構

3.4 車輛在線診斷儀服務

基于該應用，4S店或相關專業(yè)人員可以根據不同的授權等級在線進行傳統(tǒng)診斷儀相關功能的操作。操作人員需要向整車廠申請對應在線診斷儀服務需求的授權，獲取權限后可以通過移動終端設備下載對應應用進行相關診斷儀功能操作。

在線診斷儀服務的實施，將傳統(tǒng)的故障或問題車輛需要開往或被拖運到售后維修店進行維修的方式轉變?yōu)槭酆缶S修人員或專業(yè)人員主動到故障或問題車輛所在位置進行維修。服務方式的轉變，將大大提升用戶的滿意度和體驗感。

4 總結

近年來，隨著汽車電子化程度的逐漸加大，在滿足用戶多樣化需求的同時，整車線束以及整車網絡架構也在逐漸復雜化。在當前以“安全”為背景的社會主題下，如何在保證滿足用戶多樣化需求以及服務的前提下，有效地降低車輛故障發(fā)生的概率以及縮短車輛研發(fā)周期變得尤為重要。

（1）汽車行業(yè)SOA 新架構的引入，可以有效地解決因車輛功能增多而使得整車網絡架構、整車線束復雜化的問題，優(yōu)化整車架構，降低車輛故障發(fā)生率；同時主機廠可以基于SOA架構獨立性的優(yōu)勢，建立自己的軟硬件平臺，整車各控制器的軟硬件開發(fā)在遵守統(tǒng)一的開發(fā)架構及標準下，可以有效地縮短整車的研發(fā)周期，降低開發(fā)成本。

（2）汽車遠程診斷系統(tǒng)實現了車輛與云之間的通訊，為整車廠研發(fā)提供了一個新的平臺，基于此平臺開發(fā)了面向整車廠或用戶的一系列相關應用，以此實現整車廠的閉環(huán)式研發(fā)以及新的售后服務模式，同時也最大程度的滿足了用戶的多樣化需求，在保證用戶滿意度以及體驗感的前提下也提高了用戶的行車安全。

（3）基于遠程診斷系統(tǒng)所具備的車輛數據獲取的便利性、靈活性，在車輛數據逐步積累的前提下，結合大數據分析技術的快速發(fā)展，未來針對遠程診斷與大數據技術相結合方向的研究，將會是必然的趨勢，也定當在車輛研發(fā)的數據閉環(huán)方面以及相關新領域，如車輛故障預測等方面表現出可觀的優(yōu)勢。