《汽车工程》2026年2期发表了重庆大学自动化学院、清华大学车辆与运载学院及国汽（北京）智能网联汽车研究院有限公司联研究成果“智能汽车信息物理系统研究进展”文。智能汽车信息物理系统（IVCPS）是汽车智能化、网联化变革背景下，应对跨学科融、多异构主体交互及体系化协同等新型复杂挑战的重要研究向。论文探讨了IVCPS的定义、特征与研发路径，系统梳理了体系架构、建模法、设计法及验证与确认等关键技术的研究进展，并结智慧公交案例进行了验证与分析，可为相关研究和工程实践提供重要参考。
、研究背景
随着人工智能和车联网技术的发展，汽车正由传统交通工具向“智能载运终端”演化。智能车辆与路侧、云端设施的度融，形成了新代智能汽车信息物理系统（IVCPS），呈现出多信息物理异构主体交互、多时空尺度交织以及多层闭环调控等复杂特征。在此背景下，传统以文档为中心的系统工程研发法逐渐暴露出率低、致差和可追溯弱等局限，亟需将信息物理系统（CPS）思想与基于模型的系统工程（MBSE）法相融，以支撑IVCPS的分层解耦与跨域协同研发。
二、关键技术
1. 体系架构设计：针对IVCPS的系统之系统（SoS）特征，以能力、服务、安全等7个架构视角为主线，结周车、路段、路网等多时空尺度以及需求--逻辑-信息物理（RFLCP）多研发阶段，提出IVCPS体系架构的统刻画法。该法解析IVCPS关键设计要素与需求，梳理系统多层服务及协同机制，建立体系架构的量化评估及优选策略，形成系统化、可演进、可验证的IVCPS体系架构设计法。
图1 IVCPS体系架构框架与架构设计
2. 融建模法：为应对IVCPS设计语言割裂、系统模型异构等问题，构建了图形化概念模型、形式化数学模型与组件化对象模型的统建模机制，实现了异构模型的融与协同仿真。该法建立了IVCPS从结构化抽象描述到可执行计机程序的致表达与映射机制，有支撑全生命周期的系统分析与跨域协同。
图2 IVCPS融建模流程
3. 可溯源迭代设计法：基于IVCPS体系架构与需求，引入数字孪生平台对系统设计目标（如安全、率等）进行评估，并通过溯源分析定位能退化或失的关键节点。在此基础上，对设计案进行参数调优、模块重构或控制策略优化，pvc管道管件胶从而提升系统设计的率与可靠。
图3 IVCPS的迭代优化设计
4. CPS-in-the-loop验证与确认：针对传统仿真测试难以覆盖海量要素组所引发的场景数量剧增问题，提出种CPS-in-the-loop系统测试法。该法从多异构主体、多尺度交织与多层闭环调控等维度生成测试场景，并基于系统实时运行数据构建测试用例，再通过量化评估实现对系统正确与需求目标致的确认。
图4 CPS-in-the-loop系统测试验证
三、应用验证与分析
1. 智慧公交原型系统：依据上述研发体系，构建了具备多异构主体协同交互与多层闭环调控能力的智慧公交系统原型。该系统在云平台指挥中枢融车端与路侧数据，通过控制决策法实现多车、多路段的信号控制与车速协同引。系统研发过程中，采用模块化可溯源迭代设计法，并结基于SUMO-CARLA-MATLAB/Python的多模型融仿真平台进行分析与验证。
图5 智慧公交原型系统架构
2. 道路测试分析：在北京市某区开展道路测试，选取条全长约2.5 km的城市道路作为测试路线。结果表明，与单车自主巡航模式相比，平均百公里节能率提升7~9，绿波通行次数增加12~16；与人工驾驶模式相比，平均百公里节能率提升5~7，绿波通行次数增加10~12。
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图6 车辆运行轨迹时空图
四、创新点与意义
针对传统研发法在应对IVCPS多异构主体交互、多尺度交织及多层闭环调控等复杂特面的不足，论文从“分层解耦、跨域协同”的视角，对IVCPS关键研发技术进行了系统回顾与入研究。研究采用CPS与MBSE相结的技术路线，以应对IVCPS体系架构缺失、协同设计困难以及验证与确认复杂等技术瓶颈。相关成果可为智能网联汽车与智慧交通的工程实践提供理论支撑，也对相关产品的设计开发及测试验证具有定参考价值。
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