汽車事件數據記錄系統數據符合性判定

【摘要】為了改善汽車安全性能、為汽車安全性能評估提供有效的數據支撐，深入分析了國家標準GB 39723—2020《汽車事件數據記錄系統》對EDR所記錄數據的相關要求，對多種工況下不同廠商車型的EDR數據進行符合性判定。結果表明，所有車型對標準GB 39723要求必須記錄的數據總體較為完整，但在特殊工況下仍存在數據記錄不完善的情況。最后，針對新能源汽車在事故發生時應納入記錄范圍的數據提出建議。

關鍵詞：汽車事件數據記錄系統；標準；法規；符合性判定

中圖分類號：U467；T-01" "文獻標志碼：A" DOI： 10.19822/j.cnki.1671-6329.20240045

Data Compliance Assessment of Vehicle Event Data Recorder

Huang Zhigang， Hu Yushang， Yan Sujun， Song Guangwen

（Automotive Inspection Center （Tianjin）， Co.， Ltd.， Tianjin 300300）

【Abstract】 In order to improve the safety performance of automobiles and provide effective data support for the evaluation of automobile safety performance， the relevant requirements of the national standard GB 39723—2020 “Vehicle Event Data Recording System” for the data recorded by EDR are deeply analyzed， and the compliance judgment of EDR data of different manufacturers and models under various working conditions is carried out. The results show that the data that must be recorded according to the standard GB 39723 for all vehicle models is generally complete， but there are still imperfect data records under special driving conditions. Finally， some suggestions are put forward for the data that should be included in the recording scope of new energy vehicles when accidents occur.

Key words： Event Data Recorder（EDR）， Regulations， Standards， Compliance determination

0 引言

近年，我國機動車保有量逐步增加，隨著車輛增加，交通事故發生率也在增加[1]。根據公安部交通管理局公開數據，2023年全國共發生175萬起交通事故，較2022年上升8%。車輛事件數據記錄器（Event Data Recorder， EDR）是一種內置于車輛中的電子設備，與飛機上的“黑匣子”類似[2-3]，能夠記錄車輛運行時的各種參數數據。這些數據對于了解事故原因、改善車輛安全性能以及進行車輛性能評估具有關鍵意義。本文通過對各種工況下實車碰撞試驗中EDR數據進行符合性判定，并進行比較分析，不同廠商車型深入探討其EDR數據完整性，以及該數據在事故調查和車輛性能分析中的重要性。同時提出新能源汽車EDR符合性判定的方法，通過對EDR系統的原理、功能和數據進行分析，挖掘該技術在提高道路安全和車輛設計方面的潛在價值。

1 EDR相關標準和法規分析

2003年，SAE針對EDR數據進行了相關的定義以及格式的確立，發布了SAE J1698/1 Event Data Recorder-Output Data Definition[4]。2004年5月，SAE發布了SAE J1698/2 Event Data Recorder-Retrieval Tool Protocol[5]，確定了EDR的物理接口位置、數據檢索協議。2004年9月，IEEE發布了IEEE 1616—Motor Vehicle Event Data Recorders[6]，但該標準并未強制規定EDR中應該獲取的數據類型，僅給出其可能記錄的數據種類。同時，該標準明確了其數據的防篡改性和防撞性。2006年，美國國家公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration， NHTSA）發布了49 CFR Part 563聯邦法規[7]，其要求2010年9月1日以后，安裝EDR的車輛應該滿足的數據格式、標準以及符合性，并于2008年完成修訂。2013年，SAE發布了SAE J1698/3 Event Data Recorder-Compliance Assessment推薦條例[8]規定了EDR的符合性判定驗證，評估其數據的規范性。2016年，對SAE J1698/1中的內容進行擴充，增加了行人保護相關的參數定義。美國在EDR方面的法規制定比較早，標準制定較全面。歐洲方面，歐盟參照聯合國EDR法規，于2019年頒布了Regulation （EU） 2019/2144，提出了EDR安裝的具體要求，同時啟動了EDR法規制定工作，于2021年頒布UN Regulation No.160 Event Data Recorder（EDR）[9]。我國EDR相關法規制定起步較晚[10]，目前強制性標準有兩項：GB 7258—2017《機動車運行安全技術條件》[11]及其第2 號修改單和GB 39732—2020《汽車事件數據記錄系統》[12]，分別規定了EDR相關的技術要求，包括參數、試驗方法、符合性判定等。2024年1月1日起，針對乘用車，所有新申請型式批準的車型必須滿足GB 39732標準的全部要求。國內外標準、法規EDR數據要求適用的車型范圍如表1所示。

2 現階段EDR符合性判定

2.1 EDR數據記錄

標準GB 39732將EDR所記錄的數據分為A級數據元素和B級數據元素，其中A級數據元素為車輛應記錄數據（表2），B級數據元素為車輛配備相應功能時應記錄的數據（表3）。

表2為EDR強制記錄數據，而B級數據則根據車輛配置進行記錄，如表3所示。標準中增加了事件發生的時間和事件終點等信息，同時根據配置，增加了乘員保護系統報警狀態、制動系統報警狀態等，可以在事故發生后判斷車輛狀態是否正常。

根據標準及表3中的數據元素進行判定并出具符合性曲線，符合性曲線是根據試驗室測量的橫/縱向加速度數據進行積分，得到參考的[ΔV]，而后將參考數值加10 km/h作為上限、減10 km/h作為下限，通過對試驗時所采集的電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU）上的加速度以及ECU本身所記錄的[ΔV]（縱向加速度或橫向加速度）和點爆時間，根據策略選擇喚醒算法或連續算法進行處理。車輛VIN號碼：車輛的唯一識別代碼；最大記錄縱向、橫向[ΔV]以及所到達的時間：通過分析數據可以還原事故發生時的狀況；車輛速度：記錄事故發生時車輛速度；ECU硬件編號、序列號以及軟件編號；轉向角度、制動踏板位置：可以記錄事故發生時，駕駛員所做的動作，作為事故分析的重要參數；擋位：N，P，D，R；安全氣囊、安全帶展開時間：ECU中記錄的氣囊和安全帶作用時間；加速踏板位置：可以判斷駕駛員是否踩下加速踏板。

2.2 試驗數據分析

汽車EDR數據在事故調查中扮演著至關重要的角色，能夠提供車輛碰撞前后的關鍵參數[13]。此外，車企和研究人員可以利用EDR數據改進車輛設計，提高安全性能，減少事故發生的可能性[14]。

根據試驗室現有數據，對4個廠商的車型（用A、B、C、D表示）的各種工況試驗進行了分析，包括50 km/h正面碰撞、27 km/h正面碰撞、側面柱碰、ENCAP-MPDB、沙坑拌翻以及邊坡翻滾試驗。

2.2.1 A廠商EDR記錄數據完整性分析

針對A廠商的某款車型，在正面碰撞類試驗中，對低速和高速試驗后的EDR數據以及符合性曲線進行了比較分析。在縱向ΔV和符合性曲線方面，A廠車型的數據滿足標準要求。然而，在低速工況下，轉向角度數據記錄不完整，但在高速工況下的記錄完整。在MPDB工況也出現轉向角度數據記錄不完整的情況，如表4所示。

轉向角度可以用于重建交通事故，通過分析車輛在事故前后的轉向角度變化，了解駕駛員對事故的反應，并判斷是否有避免事故的機會。該數據還是評估駕駛員行為的重要指標之一，異常的轉向角度變化可能表明駕駛員急轉彎、緊急制動或出現其他突發駕駛動作，對評估駕駛員的注意力和反應能力具有關鍵意義。此外，轉向角度的變化還可以用于評估車輛的穩定性，異常的轉向動作可能表明車輛操控異常或懸架系統出現問題，這對于維護和改進車輛性能具有指導意義。通過監測轉向角度的變化，可以檢測駕駛員是否存在疲勞駕駛，連續駕駛時長和轉向動作的特征，可以用于評估駕駛員的疲勞水平。此外，不同駕駛員可能在轉向動作上有不同的特征，因此轉向角度數據也可以用于駕駛員識別，特別是在共享車輛或家庭車輛中。此外，如表4所示，其發動機轉速數據無記錄；更令人擔憂的是，車型可能處于研發階段，功能不完善，該廠商車型的駕駛員安全帶狀態顯示異常，盡管試驗中安全帶已明顯插入卡扣，試驗后讀取的數據卻顯示未系安全帶，見表5。

在側面碰撞工況下，A廠商車型與正面碰撞工況存在差異，低速工況下轉向角度記錄完整，但高速工況下卻沒有轉向角度完整的記錄，如表6、表7表示。A廠商車型EDR詳細記錄了ECU的硬件編號、序列號、軟件版本及車輛識別號，有助于追溯和確認具體車輛。同時，無論高速還是低速試驗，EDR中所記錄的數據包含了事故前及發生事故時的車速、加速踏板位置、制動系統狀態和安全帶狀態等關鍵參數，為事故重建提供了重要數據。數據展示了車輛在事故發生時的即時反應，如安全帶和氣囊部署。然而，針對翻滾角度和翻滾率的記錄并不完善，這類信息的記錄有利于對車輛事故行為進行更深入的分析。此外，偏航角速度的記錄不完整，這一參數對了解車輛的實際運動方向和穩定性有重要意義。同時，多事件記錄和事故應急呼叫系統狀態方面，大部分均記錄了多事件的數量、事件之間的時間差異以及事故應急呼叫系統的狀態，為事故重建提供了額外的時間框架和信息。每份文件在提供的數據類型和詳細程度有所不同，部分車型提供了更全面的車輛動態和安全系統狀態信息，而其他車型則側重于基礎的事故數據。

綜上所述，在正面碰撞工況下，如MPDB、高低速正碰，以及側面碰撞工況下的側柱碰、側碰下，A廠商車型所記錄的EDR數據相對完整，可以通過符合性曲線來判斷ECU的性能，如圖1a為低速正碰下縱向ΔV的符合性曲線圖，圖1b為高速下的符合性曲線圖。

從圖1可以看出，低速工況下，EDR記錄值與最大值吻合度較高，其符合性很好，而高速工況下EDR數據符合性較差但仍符合標準。

2.2.2 其他車企EDR數據完整分析

在試驗室中針對多家車企的車型進行測試，并進行EDR數據符合性的判定，目前試驗室中其他車企特殊工況下的數據量不夠豐富，但仍可看出在特殊工況下，其他車企記錄的數據也不夠完整。因此，針對特殊工況，如螺旋翻滾，仍需完善。本小節僅對正、側面碰撞工況下各車型EDR數據進行對比分析。

B廠高速正碰下的符合性曲線如圖2所示。本試驗室所做試驗中，針對符合性曲線的判定，A、B、C、D各廠商均在限值內，滿足條件，但其性能有差距。如圖1和圖2，越靠近中間的藍線，符合性越好，可以看出B廠車型的ECU性能更強，但也無太大差異。

針對4家廠商正、側面碰撞工況下的上述A類、B類數據元素60項數據進行符合項判定，正面碰撞結果如表8。

由表8數據可知，B廠商記錄的相對完善，但相對來說，其問題項影響也較大，汽車節氣門相對位置指的是汽車節氣門的開度相對于其關閉位置的百分比。相對位置的百分比表示節氣門開度，其數值越大，節氣門開度越大，發動機輸出功率也越大。在汽車行駛過程中，ECU不斷監測節氣門的相對位置，并根據其數值來控制發動機的工作狀態。但如果發生事故，節氣門位置的記錄不完善，對事故的責任劃分會造成影響。同時，有很多共性的問題，定速巡航狀態、自適應巡航狀態記錄并不完整。

針對側面碰撞工況，對60項數據進行符合項判定，結果如表9所示。

通過表9可以看出側面碰撞工況下，B廠商記錄相對完善，而D廠商的記錄不完整，缺少項較多，需要加以完善與改進，同時，與正面碰撞工況相同，其對定速巡航狀態、自適應巡航狀態的記錄同樣不完整。

此外，不同廠商車型的EDR數據文檔命名不一致，給數據分析人員帶來困擾。例如表10、表11，乘員保護系統報警狀態在A廠商的文檔中為“乘員保護系統報警狀態”，而在C廠的文檔中為“氣囊報警燈”。同時，各廠的同款車型可能存在高、中、低配多種配置，如定速巡航、自適應巡航功能，然而EDR數據中只顯示“無法獲取值”，如無參數配置表，無法確定是否具有這些功能。因此，建議在EDR數據中增加相應的提示，以明確車輛是否配備了特定功能。

3 未來展望

目前，GB 39732中僅針對正面、側面類碰撞要求記錄相關數據，對翻滾類工況的數據記錄暫未作出強制要求。根據試驗室數據，針對A廠商車型所進行的螺旋翻滾類試驗，其EDR數據中無有效數據，僅記錄車輛識別代號無法進行符合性判定。此種工況下，有許多重要數據應該被記錄，如車輛速度、上電周期、加速踏板位置、橫擺角速度、轉向角度、氣囊展開時間，牽引力控制系統狀態等。這些數據都對分析事故發生原因有重要意義。

此外，近年來，隨著新勢力新能源車企的不斷發力以及國家的大力支持，電動汽車的發展十分迅猛[15]。由于電動汽車的結構與傳統燃油車不同，目前GB 39732中所要求記錄的數據元素并不能完全體現新能源汽車碰撞時的狀態[16]，試驗室對正碰類試驗進行電池包溫度的監控，對電池包貼合溫度傳感器以監測碰撞后電池包的溫度變化，試驗后使用測溫槍進行溫度監控。圖3中記錄了試驗車碰撞時電池包溫度變化，在試驗車18 s左右發生碰撞，電池包的溫度在10 s內升高，而后20 s內下降至碰撞前溫度，溫度有明顯變化，因此建議新能源汽車EDR記錄0～10 s內的電池包溫度變化，以應對碰撞后車輛狀態分析。

EDR應對碰撞后的電壓、電流以及碰撞后電池包的殘余電量、電能予以監測。同時由于電動車沒有發動機，靠電動機進行驅動，因此電動機轉速、扭矩等數據應被記錄。參照GB 39732，針對新能源汽車，建議記錄如下數據（表12）以反映碰撞時的汽車狀態，更好地還原和分析事故。

4 結束語

本文對4個廠商的車型進行各類工況試驗并對所讀取的EDR數據進行解析，根據國家標準GB 39732—2020《汽車事件數據記錄系統》的相關要求進行EDR符合性判定。目前，特殊工況下EDR記錄的數據并不完善，除此之外，對新能源汽車進行相關試驗，并對其記錄的EDR數據元素進行挖掘，發現針對新能源汽車的數據記錄嚴重缺失。隨著新能源智能網聯汽車技術不斷發展，應把智能駕駛領域、新能源汽車相關數據納入記錄范圍，完善EDR功能，與國際接軌，促進我國汽車行業技術進步。由于不涉及智能駕駛測試，后續將在智能駕駛領域進行EDR數據的解析。

參 考 文 獻

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[8] SAE International. Event Data Recorder-Compliance Assessment J1698/3_202009[S/OL]. （2020-09-29）[2024-11-12]. https：//www.sae.org/standards/content/j1698/3_202009/.

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（責任編輯 明慧）