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如何幫助汽車健全”免疫系統”?蓋瑞特提供解決方案

圖片來源:蓋瑞特

隨着汽車對互聯網的接入程度不斷提高以及共享出行行業日趨發達,幫助汽車提升自身“免疫力”的必要性也正日益凸顯。

科技公司蓋瑞特(Garrett)在週二(10月27日)舉行的一場小型技術分享會上亮出了上述觀點。蓋瑞特是一家總部位於瑞士的汽車技術解決方案供應商,其前身是霍尼韋爾交通系統部門,2018年拆分後獨立成爲目前的新公司。

除外界熟知的渦輪增壓技術外,蓋瑞特目前的產品組合中還包括針對汽車電氣化趨勢的電動增壓解決方案以及面向智能互聯化的汽車軟件方案。

“如果說渦輪增壓技術代表的是今天,那麼電動增壓和汽車軟件則分別代表明天和後天。”蓋瑞特智能網聯汽車業務亞太區總經理吳軍在分享會上表示。他表示,將在未來出行方式中起到引領作用的智能網聯及自動駕駛汽車,對軟件的依賴程度將越來越高。

汽車軟件系統正呈現出複雜化的趨勢,在不久之前一輛汽車上的代碼數量僅爲千萬行級別,而如今一款新一代智能互聯汽車的代碼數量已超過1億行。可供對比的是,一架F22戰鬥機僅使用了170萬行代碼,而波音787客機的代碼數量也只有650萬行。

車域軟件系統複雜程度的提高除了對編程和數字化提出更高要求之外,對車輛的安全性也發起源自另一維度的挑戰。研究數據顯示,對汽車黑客而言,在動輒上億行的代碼中,可資利用的漏洞隱患存在率高達15‰。

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另一方面,更高的互聯網接入程度也意味着車輛暴露於人爲侵害環境中的程度也越高。如果將4G、5G、藍牙、近場通訊等通訊手段計算在內,目前汽車的互聯度可達到15%左右。而綜合多種預測結果,在2022-2025年之間,這一數字有望達到75%。

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蓋瑞特方面所分享的黑客攻擊路徑圖顯示,數據服務器(21%)、無鑰匙進入(19%)、OBD端口(10%)、移動應用程序(7%)及信息娛樂系統(7%)正成爲黑客對汽車發起攻擊的主要倚仗。除此之外,蜂窩網絡、WI-FI、傳感器、USB端口、藍牙、遠程信息處理控制單元以及OBD加密狗也是時常遭受黑客攻擊的目標。

除竊取駕乘者信息外,黑客還可通過上述端口存在的漏洞進入車輛、操控車輛或劫持車輛,對駕乘者造成物損或形成安全隱患。在某些案例中,黑客還將利用車輛上存在的軟件漏洞對汽車製造商進行勒索。

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爲了成功將黑客阻擋在車外,蓋瑞特開發了一套嚴密的汽車網絡安全系統,其工作原理相當於在駕駛者與黑客之間築起了一道能夠識別攻擊並進行區別化處理的“防火牆”。

通過入侵探測與防禦軟件(IDPS),上述系統一旦探測到異常命令,就會立即通過防禦軟件終止已知威脅,並將相關信息發送至安全運營中心(SOC)。在該中心,此類信息經由機器診斷或人工分析,最終被髮送給汽車製造商。後者則可據此對汽車進行軟件升級,從而達到補救和防範的目的。在此過程中,用戶也將通過手機收到關於黑客攻擊的通知。

目前,蓋瑞特的入侵探測與防禦軟件具備50種以上的先進算法及跨總線檢測能力,易於和車端硬件集成,適用於CAN、CAN FD和以太網,可被用作一種全生命週期安全管理和配置工具。

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而在安全運營中心,數據庫內的黑命令和白命令名單已覆蓋絕大多數黑客攻擊行爲,僅有少數行爲會作爲未知威脅進入人工分析環節。在此之前,所有存在疑問的異常指令都會被先行攔截。這意味着,針對一個有疑問的命令,攔截的優先級要高於執行,因此一個正在發生的黑客攻擊行爲即使無法立即得到定義,也將被擋在汽車之外。此外,先進的機器學習能力也將幫助安全運營中心不斷擴充其安全規則。

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“對人體而言,我們定期接受體檢,發現健康隱患後接受治療並長期調養,所遵循的是一種‘監視-防禦-穩定’的規則,”爲了方便理解,吳軍打了一個形象的比方,“而我們在確保汽車健康方面的法也與之類似,蓋瑞特軟件解決方案將通過‘監視-防禦-維護’的步驟來構建車輛安全與健康的免疫體系。”

在蓋瑞特方面所說的車輛免疫體系除了聚焦於網絡安全之外,還對車輛的健康程度予以關注。實施航,車輛維護精準度受限是汽車電子系統的複雜化所帶來的另一個問題。調查數據顯示,目前全球50%的零部件更換行爲存在錯誤,且具有明顯的過度維護趨勢。

蓋瑞特所提供的集成車輛健康管理軟件(IVHM)可有效解決上述問題。該系統可基於整車廠已有的診斷工具和售後維護系統,依據目標對象的物理機理,性能數據以及機器學習,識別失效模式或故障的根本原因。一旦發現異常狀況,該模型可快速推理、精確診斷故障根源並指導維修。

這一創新的解決方案採用了車輛大數據分析和雲端物理模型之間的數字交互診斷模式。對共享出行的運營商而言,該技術可以幫助其及時發現質量下降的零部件,預測可能存在的運營風險,提升車輛利用率和客戶滿意度。對整車品牌的售後服務體系而言,這套方案可以快速高效的爲維修服務團隊提供數字診斷依據,縮短車輛維修所需時間,降低整體運營成本、而對於終端車主而言,該軟件則能夠消除那些不易察覺的車輛故障,爲行車安全加上一道數字科技的防護罩。

針對商用車隊的運營管理與售後市場,蓋瑞特日前還推出了早期預警系統(EWS)軟件,針對車隊運營商已有的車載信息系統硬件做進一步補充和提升,將物理模型和人工智能(AI)技術集成到售後市場管理工具中,可檢測所有網聯車輛系統的故障,並應用人工智能學習預測網聯車輛系統在未來的運行健康狀況。

蓋瑞特早期預警系統可以涵蓋所有智能網聯汽車系統,包括後處理和排氣系統、電池系統、交流發電機和起動機、車身和底盤、剎車、冷卻、燃油、潤滑、輪胎、變速器等。

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此前,此類系統已被應用於航空領域。以一架波音777客機爲例,上述系統可對其85%的飛行器子系統進行監測,並將有效降低未知原因故障(NFF)的發生率。

從蓋瑞特的現場演示來看,一項精確診斷功能將有效降低車輛維修的不確定性。通過此類功能,車輛維修人員乃至車主都可以清晰地獲取故障信息以及合理的排除辦法。

然而,精確診斷所要面臨的一個現實問題是,汽車製造商出於對經銷商售後服務利潤的保障,是否會願意將此類功能提供給終端消費者?

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蓋瑞特方面認爲,儘管精確診斷數據的開放程度目前仍掌握在汽車製造商手中,但這並不意味着,終端消費者一定不能從中獲益。該公司表示,這是一個競爭機制的問題,當一家汽車製造商願意開放此類數據,就會形成一種良性的競爭。另外在部分海外市場,此類數據可能會通過立法成爲一種必須向消費者公佈的信息。

通過監測車輛參數和特殊模型,上述系統可藉助人工智能來分析潛在故障的發生可能性。此外,該功能還能有效減少因提前維護而引發的零部件使用週期縮短問題,從而避免過度維修造成的成本浪費。

綜合來看,集成車輛健康管理軟件和早期預警系統顯然將成爲蓋瑞特在汽車共享化的主流趨勢前所持有的一張王牌。幾個不難預見的場景是,共享車隊運營者將藉助該系統在故障實際發生前提前察覺零部件的異常,從而避免一些不可逆的損壞;在故障發生時,他們可以通過精確診斷來規避過度維修問題;此外,他們甚至可以對車輛租用者的駕駛行爲進行監督,在車輛發生損壞時明確責任。

談及蓋瑞特汽車軟件業務在中國的商業應用前景,吳軍表示,目前該公司已在上述領域與多家主機廠開展合作,但受限於合作方之間的保密協議,暫時無法提供汽車製造商的確切名稱。但他強調,隨着汽車新四化趨勢的推進,類似汽車軟件這樣的業務將擁有絕佳的發展前景。

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