汽車(chē)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(duì)交通事故形態(tài)做出的推斷，是公安交通管理部門(mén)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(cè)量誤差，痕跡缺失等影響等造成重建不準(zhǔn)確。汽車(chē)事件電子數(shù)據(jù)記錄器EDR作為機(jī)動(dòng)車(chē)的組成部分，與機(jī)動(dòng)車(chē)同時(shí)經(jīng)歷事故過(guò)程，它完整有效的記錄交通事故碰撞前和碰撞過(guò)程中駕駛員操作行為及車(chē)輛行駛狀態(tài)，本文通過(guò)對(duì)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(lái)，我國(guó)每年因交通事故死亡超過(guò)5萬(wàn)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(guò)程，涉及人、車(chē)、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(chǎng)輪胎痕跡，散落物位置以及車(chē)輛變形量等事故后信息，利用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)車(chē)輛碰撞前速度、行駛軌跡和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)過(guò)程進(jìn)行重建。但由于車(chē)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(cè)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(chē)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(chē)輛行駛信息記錄裝置大致可以分為兩類，一類是以車(chē)輛運(yùn)行管理為目的的車(chē)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(mén)等檢測(cè)、管理在用的營(yíng)運(yùn)車(chē)輛，這類裝置普遍是在車(chē)輛銷(xiāo)售后，由運(yùn)輸企業(yè)或運(yùn)輸監(jiān)管部門(mén)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(mén)的管理水平和執(zhí)法水平。 另一類則是以記錄車(chē)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(guó)的通用汽車(chē)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(chē)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(chē)輛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油門(mén)踏板位置、制動(dòng)踏板操作情況，以及車(chē)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(chē)輛碰撞前的行駛狀態(tài)，以及駕車(chē)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(kāi)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(chē)輛氣囊控制模塊內(nèi)部，用來(lái)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(chē)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(guò)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(chē)輛各運(yùn)動(dòng)過(guò)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(chē)輛塑性變形量公式;摩托車(chē)軸距壓縮量公式等，這種方法只能針對(duì)典型交通事故形態(tài)計(jì)算，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)痕跡較少，又不符合典型事故的案件無(wú)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(chē)輛駛過(guò)一段距離的時(shí)間，計(jì)算車(chē)輛在這一段路程內(nèi)的平均行駛速度，這種方法理論上來(lái)說(shuō)精度較高，但往往由于現(xiàn)場(chǎng)拍攝角度不佳，造成在實(shí)際應(yīng)用中存在較大誤差，且無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算碰撞發(fā)生時(shí)刻車(chē)輛的行駛速度。EDR 數(shù)據(jù)可以記錄碰撞前 5 s 車(chē)輛的行駛速度，國(guó)內(nèi)外對(duì) 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(chē)輛行駛速度誤差均未超過(guò) 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(guò)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(guò)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(guó)國(guó)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(chē)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(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)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(kāi)時(shí)間、右前側(cè)安全氣囊的展開(kāi)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(lái)，德國(guó)博世公司 CDR系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可讀取車(chē)型車(chē)系逐漸擴(kuò)大化，可以讀取諸如通用、福特車(chē)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(chē)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(chē)代表克萊斯勒。有的車(chē)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(chē)輛生產(chǎn)廠商把EDR數(shù)據(jù)作為技術(shù)機(jī)密，德國(guó)博世通過(guò)不斷地和眾多的汽車(chē)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(chē)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(chē)由西向東行駛至?xí)r，車(chē)輛駛出路面墜入路基下方，致乘車(chē)人兩人當(dāng)場(chǎng)死亡，另兩人送醫(yī)院搶救無(wú)效后死亡，現(xiàn)場(chǎng)留下多條輪胎和車(chē)體刮擦痕跡，如圖1 。根據(jù)車(chē)輛痕跡分析無(wú)法準(zhǔn)確判明車(chē)輛發(fā)生事故的原因是該車(chē)自身失控還是由其他車(chē)輛碰撞

造成，所以該車(chē)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(mén)出具責(zé)任認(rèn)定書(shū)的重要依據(jù)，事故中該車(chē)疑似多次翻轉(zhuǎn)后沖出路基，事故形態(tài)復(fù)雜，無(wú)法依靠《道路交通事故車(chē)輛速度鑒定》（GB/T33195―2016）進(jìn)行計(jì)算。因此對(duì)兩車(chē) ECU 部件進(jìn)行提取，并通過(guò) EDR 數(shù)據(jù)讀取工具對(duì)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(shuō)明觸發(fā)時(shí)間距離本次事故較長(zhǎng)，與本次事故無(wú)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(chē)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(chē)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(chē)輛的實(shí)際行駛速度可能大于122 km/h。通過(guò)完整的重建可以得出結(jié)論本豐田牌小型越野車(chē)超速行駛過(guò)程中在超車(chē)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(chē)身右側(cè)與路基下方排水溝邊緣發(fā)生碰撞，碰撞后車(chē)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(chē)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(chē)輛發(fā)生旋轉(zhuǎn)、翻滾以及碰撞過(guò)程中被甩出車(chē)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(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更改，具有更高的社會(huì)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(duì)本車(chē)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(duì)參與碰撞車(chē)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(chǎng)痕跡勘察、車(chē)輛勘察等傳統(tǒng)調(diào)查方法中無(wú)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(guó)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.