汽車事件電子數(shù)據(jù)EDR在交通事故速度分析與重建中的應(yīng)用

張慶榮 張喆 林小軍 李志峰 賈沛

【摘 要】 交通事故的速度分析與重建是在深度調(diào)查分析的基礎(chǔ)上對交通事故形態(tài)做出的推斷，是公安交通管理部門進(jìn)行責(zé)任認(rèn)定，法院進(jìn)行司法審判的關(guān)鍵技術(shù)依據(jù)，現(xiàn)有交通事故重建方法常受到人工測量誤差，痕跡缺失等影響等造成重建不準(zhǔn)確。汽車事件電子數(shù)據(jù)記錄器EDR作為機(jī)動(dòng)車的組成部分，與機(jī)動(dòng)車同時(shí)經(jīng)歷事故過程，它完整有效的記錄交通事故碰撞前和碰撞過程中駕駛員操作行為及車輛行駛狀態(tài)，本文通過對一起真實(shí)交通事故案例進(jìn)行速度分析與重建，以完善溯源性，介紹了EDR數(shù)據(jù)在交通事故速度分析與重建中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 道路交通事故 事故重建 事故數(shù)據(jù)記錄器

1、引言

近年來，我國每年因交通事故死亡超過5萬人，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 10億[1]。交通事故是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及人、車、路、環(huán)境等多方面的因素，傳統(tǒng)事故重建方法依靠人工采集事故現(xiàn)場輪胎痕跡，散落物位置以及車輛變形量等事故后信息，利用經(jīng)驗(yàn)公式對車輛碰撞前速度、行駛軌跡和車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)過程進(jìn)行重建。但由于車輛技術(shù)水平的進(jìn)步和實(shí)際發(fā)生事故時(shí)的不同狀況，很難留下輪胎制動(dòng)痕跡以及人工測量的誤差等因素，造成事故重建的準(zhǔn)確度不夠，這為利用車載電子數(shù)據(jù)記錄裝置記錄的數(shù)據(jù)提供了發(fā)揮作用的可能。

目前的車輛行駛信息記錄裝置大致可以分為兩類，一類是以車輛運(yùn)行管理為目的的車輛行駛記錄儀，主要用于運(yùn)輸企業(yè)、交通運(yùn)輸和交通安全管理部門等檢測、管理在用的營運(yùn)車輛，這類裝置普遍是在車輛銷售后，由運(yùn)輸企業(yè)或運(yùn)輸監(jiān)管部門統(tǒng)一安裝。這種智能交通監(jiān)控工具的使用，可以有效遏制疲勞駕駛、超速行駛等違章行為，約束駕駛員不良駕駛習(xí)慣;同時(shí)，也可以為道路交通事故調(diào)查和分析提供參考，提高交管部門的管理水平和執(zhí)法水平。 另一類則是以記錄車輛碰撞事件為目的事件記錄裝置或功能，主要用于道路交通事故調(diào)查和分析。Event Data Recorder（事件記錄器）是目前此類技術(shù)的代表，該技術(shù)最早起源于美國的通用汽車公司，并在20世紀(jì)90年代基本形成了現(xiàn)代EDR技術(shù)。目前，EDR數(shù)據(jù)中一般包括車輛碰撞前（激活前或達(dá)到觸發(fā)條件）5 s或2.5 s內(nèi)的車輛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油門踏板位置、制動(dòng)踏板操作情況，以及車輛碰撞后200 ms內(nèi)的速度變化情況。EDR數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確反映事故車輛碰撞前的行駛狀態(tài)，以及駕車人采取的各種駕駛操作，不僅可以直接應(yīng)用于具體案件的司法鑒定工作，也可以利用EDR數(shù)據(jù)開展關(guān)于道路交通事故再現(xiàn)技術(shù)的科研項(xiàng)目。EDR （event data recorders）是整合于車輛氣囊控制模塊內(nèi)部，用來記錄碰撞發(fā)生前、碰撞中及碰撞后動(dòng)態(tài)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的裝置。它可以記錄碰撞前 5 s 的速度、 加速度變化、制動(dòng)踏板狀態(tài)、安全帶使用情況等 15 項(xiàng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將為交通事故的準(zhǔn)確重建提供重要依據(jù)。

2、交通事故重建

在交通事故司法鑒定領(lǐng)域，《道路交通事故車輛速度鑒定》（GB/T33195―2016）是速度重建最常用的方法規(guī)范，這種方法在事故形態(tài)和過程分析的基礎(chǔ)上，利用經(jīng)理力學(xué)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì) 算車輛各運(yùn)動(dòng)過程中的速度，其中包括：制動(dòng)痕跡或側(cè)滑痕跡速度公式;行人拋距公式;車輛塑性變形量公式;摩托車軸距壓縮量公式等，這種方法只能針對典型交通事故形態(tài)計(jì)算，對現(xiàn)場痕跡較少，又不符合典型事故的案件無法進(jìn)行分析計(jì)算。另外還可以利用各種監(jiān)控視頻，利用車輛駛過一段距離的時(shí)間，計(jì)算車輛在這一段路程內(nèi)的平均行駛速度，這種方法理論上來說精度較高，但往往由于現(xiàn)場拍攝角度不佳，造成在實(shí)際應(yīng)用中存在較大誤差，且無法準(zhǔn)確計(jì)算碰撞發(fā)生時(shí)刻車輛的行駛速度。EDR 數(shù)據(jù)可以記錄碰撞前 5 s 車輛的行駛速度，國內(nèi)外對 EDR 數(shù)據(jù)的記錄精度進(jìn)行了大量研究，眾多研究結(jié)果表明[2] 碰撞前車輛行駛速度誤差均未超過 3 km/h，EDR 數(shù)據(jù)為速度重建提供準(zhǔn)確且公信力高的方法。

交通事故形態(tài)重建是一個(gè)復(fù)雜的過程，EDR 記錄的碰撞前速度、制動(dòng)踏板狀態(tài)、加速踏板狀態(tài)、轉(zhuǎn)向角信息、安全帶使用情況等都可以作為事故過程重建的輸入?yún)?shù)，這些信息在傳統(tǒng)重建方法中是難以獲取的。

3、EDR 數(shù)據(jù)

2006 年，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）發(fā)布了 EDR 的定義和強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)（49 CFR Part 563）， 要求協(xié)議規(guī)定配置了 EDR 模塊的車輛必須記錄 15 項(xiàng)數(shù)據(jù)：縱向速度的變化量、最大縱向速度變化量、產(chǎn)生最大縱向速度變化的時(shí)間、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度/加速踏板位置、制動(dòng)系統(tǒng)有效性、碰撞時(shí)的點(diǎn)火次數(shù)、數(shù)據(jù)讀取時(shí)的點(diǎn)火次數(shù)、駕駛位安全帶的使用狀態(tài)、正面氣囊警示燈有效性、駕駛位前側(cè)安全氣囊的展開時(shí)間、右前側(cè)安全氣囊的展開時(shí)間、事件的次序事件的間隔時(shí)及是否完整的事件記錄。2003年以來，德國博世公司 CDR系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可讀取車型車系逐漸擴(kuò)大化，可以讀取諸如通用、福特車輛的EDR數(shù)據(jù)[3]。至2007年，該系統(tǒng)已經(jīng)擴(kuò)展到讀取通用車輛側(cè)翻傳感器數(shù)據(jù)和福特動(dòng)力控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并增加了讀取美系車代表克萊斯勒。有的車輛生產(chǎn)廠商主動(dòng)安裝了EDR數(shù)據(jù)記錄裝置，當(dāng)然也有部分車輛生產(chǎn)廠商把EDR數(shù)據(jù)作為技術(shù)機(jī)密，德國博世通過不斷地和眾多的汽車生產(chǎn)廠商達(dá)成協(xié)議，擴(kuò)大了事件記錄器讀取設(shè)備（CDR）系統(tǒng)的研究和應(yīng)用范圍，現(xiàn)在博世公司的讀取設(shè)備已經(jīng)成為使用最普遍的車輛EDR數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)。

4、EDR 數(shù)據(jù)應(yīng)用案例

2018年04月在G30連霍高速甘肅省某路段，一新疆籍駕駛?cè)笋R某駕駛豐田小型越野車由西向東行駛至?xí)r，車輛駛出路面墜入路基下方，致乘車人兩人當(dāng)場死亡，另兩人送醫(yī)院搶救無效后死亡，現(xiàn)場留下多條輪胎和車體刮擦痕跡，如圖1 。根據(jù)車輛痕跡分析無法準(zhǔn)確判明車輛發(fā)生事故的原因是該車自身失控還是由其他車輛碰撞

造成，所以該車的行駛速度及碰撞點(diǎn)的位置是事故重建的重點(diǎn)，也是交警部門出具責(zé)任認(rèn)定書的重要依據(jù)，事故中該車疑似多次翻轉(zhuǎn)后沖出路基，事故形態(tài)復(fù)雜，無法依靠《道路交通事故車輛速度鑒定》（GB/T33195―2016）進(jìn)行計(jì)算。因此對兩車 ECU 部件進(jìn)行提取，并通過 EDR 數(shù)據(jù)讀取工具對氣囊 ECU 中的 EDR 數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，具體數(shù)據(jù)如圖2、圖3、圖4、圖5。

由圖2可知，事故發(fā)生時(shí)，EDR總共記錄下三次有效碰撞，Most Recent Event為導(dǎo)致安全氣囊點(diǎn)爆的碰撞，碰撞類型為側(cè)面碰撞;1st Prior Event發(fā)生在氣囊點(diǎn)爆前0.007s，碰撞類型為前后碰撞;2nd Prior Event發(fā)生在氣囊點(diǎn)爆前0.489s，碰撞類型為前后碰撞;3rd Prior Event發(fā)生時(shí)間為N/A，超出了EDR的記錄范圍，說明觸發(fā)時(shí)間距離本次事故較長，與本次事故無關(guān)。根據(jù)EDR數(shù)據(jù)記錄規(guī)范，安全氣囊點(diǎn)爆后，EDR數(shù)據(jù)鎖定，后續(xù)碰撞數(shù)據(jù)不再記錄，所以本次事故中車輛發(fā)生的碰撞可能不止三次。

數(shù)據(jù)中因?yàn)镸ost Recent Event 與1st Prior Event只間隔0.007s，所以將這兩次碰撞合并處理。事故車輛EDR數(shù)據(jù)版本為06EDR，數(shù)據(jù)版本較早，能記錄到的行駛速度的最大值為122km/h，所以車輛的實(shí)際行駛速度可能大于122 km/h。通過完整的重建可以得出結(jié)論本豐田牌小型越野車超速行駛過程中在超車道向右發(fā)生側(cè)滑，與道路右側(cè)路沿和路基發(fā)生刮蹭后沖出路面，隨后車身右側(cè)與路基下方排水溝邊緣發(fā)生碰撞，碰撞后車輛發(fā)生旋轉(zhuǎn)、翻滾并最終與道路右側(cè)防護(hù)網(wǎng)發(fā)生碰撞;車輛所載乘人員除駕駛員位系安全帶外，其余人員均未系安全帶，致使未系安全帶人員在車輛發(fā)生旋轉(zhuǎn)、翻滾以及碰撞過程中被甩出車外。在安全氣囊點(diǎn)爆之后 EDR 數(shù)據(jù)具有只讀性和不可覆蓋性，任何手段都無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行更改，具有更高的社會公信力， 隨著 EDR 技術(shù)的普及，EDR 數(shù)據(jù)將成為交通事故速度重建中最重要的方法之一。

5、結(jié)論與展望

EDR數(shù)據(jù)大大提高了道路交通事故速度重建的可信度和精度，既可以直接利用碰撞前的記錄數(shù)據(jù)，對本車碰撞前及碰撞時(shí)的駕駛操作和行駛狀態(tài)進(jìn)行分析和還原，也可以綜合利用碰撞時(shí)的記錄數(shù)據(jù)對參與碰撞車輛碰撞時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行重建。EDR 數(shù)據(jù)可以記錄現(xiàn)場痕跡勘察、車輛勘察等傳統(tǒng)調(diào)查方法中無法獲取的信息，可以作為交通事故深度調(diào)查方法的一項(xiàng)重要補(bǔ)充內(nèi)容。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 公安部交通管理局. 2015 年中華人民共和國道路交通事故統(tǒng)計(jì)年報(bào)[R]. 北京： 公安部交通管理局， 2015.