基于EDR數(shù)據(jù)分析顯示的軟件研究

崔 碩，張康達(dá)，韓光省

（1.上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司，廣西 柳州 545007；2.中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心，天津 300300）

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)。在中國(guó)每年都會(huì)發(fā)生很多起交通事故，引起很多人受傷，甚至死亡。事故數(shù)據(jù)記錄裝置EDR能記錄事故發(fā)生前后車(chē)輛的主要運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及駕駛員操控和使用車(chē)輛的情況。所以數(shù)據(jù)結(jié)果的顯示成了至關(guān)重要的問(wèn)題。

針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出一種能通過(guò)軟件來(lái)顯示EDR中的數(shù)據(jù)信息的方法，包括數(shù)據(jù)的提取過(guò)程和數(shù)據(jù)的分析過(guò)程，達(dá)到顯示數(shù)據(jù)結(jié)果的目的。這種方法加快了數(shù)據(jù)顯示的速率，正確性高，設(shè)置了多個(gè)圖表和窗口，便于用戶(hù)的理解與使用。

1 EDR數(shù)據(jù)分析軟件方法設(shè)計(jì)

EDR數(shù)據(jù)分析軟件是為了將EDR中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、保存、查看和分析。整體可分為兩大部分：數(shù)據(jù)提取和數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)提取是從EDR硬件中提取出事故發(fā)生前后所產(chǎn)生的記錄；數(shù)據(jù)分析是把得到的數(shù)據(jù)結(jié)果按規(guī)律和一定的格式轉(zhuǎn)化成圖表等容易使人明白的形式。

1.1 數(shù)據(jù)提取部分設(shè)計(jì)

1.1.1 數(shù)據(jù)提取部分工作原理

數(shù)據(jù)提取部分包含硬件和軟件兩部分。

硬件部分主要由OBD2接插件、協(xié)議轉(zhuǎn)換電路和USB插頭組成。其中最重要的部分是協(xié)議轉(zhuǎn)換電路，如圖1所示。

協(xié)議轉(zhuǎn)換電路將EDR發(fā)來(lái)的CAN信息轉(zhuǎn)換為USB總線數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，將上位機(jī)發(fā)送的消息轉(zhuǎn)換為CAN報(bào)文經(jīng)OBD口發(fā)送給EDR。

數(shù)據(jù)提取工具的硬件部分（包括固件）使用某廠家的CAN轉(zhuǎn)USB產(chǎn)品CANalyst實(shí)現(xiàn)，該產(chǎn)品提供了對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，包含滿(mǎn)足通信的各種函數(shù)。本文所指的數(shù)據(jù)提取部分僅指上位機(jī)部分。

1.1.2 數(shù)據(jù)提取部分功能需求

數(shù)據(jù)提取部分實(shí)現(xiàn)如下功能：①和EDR確認(rèn)連接狀態(tài)；②與EDR交互，選擇需要的操作；③接收EDR發(fā)送的數(shù)據(jù)；④保存提取到的數(shù)據(jù)。

1.1.3 數(shù)據(jù)提取流程

數(shù)據(jù)提取流程如圖2所示。

當(dāng)數(shù)據(jù)提取工具和EDR連接后，上位機(jī)立即檢測(cè)通信是否正常，若通信正常，上位機(jī)顯示已連接，否則提示連接不成功消息。正常通信后，上位機(jī)向EDR發(fā)送SN請(qǐng)求，當(dāng)EDR反饋回SN信息后，用戶(hù)可在上位機(jī)輸入VIN碼并操作上位機(jī)向EDR發(fā)送。之后會(huì)收到EDR發(fā)送來(lái)的事件數(shù)據(jù)目錄（通常不多于3個(gè)），通過(guò)上位機(jī)選擇要提取的事件（可復(fù)選），等待EDR發(fā)送對(duì)應(yīng)的事件數(shù)據(jù)，上位機(jī)自動(dòng)將數(shù)據(jù)分類(lèi)保存。

圖2 數(shù)據(jù)提取流程

1.2 數(shù)據(jù)分析部分設(shè)計(jì)

1.2.1 設(shè)計(jì)概述

數(shù)據(jù)分析部分對(duì)提取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、分析，并將數(shù)據(jù)以表格、曲線等直觀方式輸出，此外還包括將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器和從服務(wù)器下載需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

數(shù)據(jù)分析可分為兩個(gè)部分：①以曲線的形式顯示本機(jī)上數(shù)據(jù)，并生成事件報(bào)告；②將本機(jī)提取的數(shù)據(jù)文件上傳至服務(wù)器或?qū)⒎?wù)器上的數(shù)據(jù)文件下載至本機(jī)。

綜合數(shù)據(jù)提取部分的需求，本上位機(jī)軟件的兩大部分為：①C/S架構(gòu)部分：包含數(shù)據(jù)提取和分析，本機(jī)使用，無(wú)需登錄，能將EDR的數(shù)據(jù)提取并保存，能顯示本機(jī)上數(shù)據(jù)文件，能生成事件數(shù)據(jù)報(bào)告；②B/S架構(gòu)部分：需登錄，按照用戶(hù)權(quán)限分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)顯示和生成數(shù)據(jù)報(bào)告等功能。1.2.2 具體功能需求

1.2.2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)解析模塊（C/S和B/S）

因?yàn)樘崛〉臄?shù)據(jù)文件只有經(jīng)過(guò)解析后才能正確顯示對(duì)應(yīng)的信號(hào)值，因此數(shù)據(jù)庫(kù)解析是必要的功能，其要能完成如下要求。

1）正常顯示報(bào)文ID（報(bào)文ID一般為16進(jìn)制數(shù)，由DBC文件定義具體報(bào)文對(duì)應(yīng)的ID，例如：A0）。

2）正常顯示報(bào)文名稱(chēng)（報(bào)文名稱(chēng)為英文縮寫(xiě)以及數(shù)字的組合，例如：VCU1）。

3）正常顯示信號(hào)名稱(chēng)（例如BCM_TurnRightStatus）。

4）正常顯示信號(hào)值描述（例如1代表轉(zhuǎn)向燈開(kāi)啟，0代表轉(zhuǎn)向燈關(guān)閉）。

5）要求可以正常解析出DBC中對(duì)應(yīng)報(bào)文的信號(hào)值，可清晰知道當(dāng)前信號(hào)代表的狀態(tài)。

1.2.2.2 曲線顯示模塊（C/S和B/S）

選擇要顯示的數(shù)據(jù)文件和對(duì)應(yīng)的DBC后，實(shí)現(xiàn)以下功能。

1）曲線選擇界面 ①數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇需要的分析曲線（同一報(bào)文中的信號(hào)在以該報(bào)文命名的下拉菜單中，可從下拉菜單中雙擊選擇需要查看的信號(hào)；信號(hào)選擇后有對(duì)應(yīng)的List；支持信號(hào)名稱(chēng)搜索功能）；②曲線選擇后可自由勾選是否顯示（所選信號(hào)顯示信號(hào)名稱(chēng)，且該信號(hào)左邊有可用于勾選是否使能的勾選框）；③勾選后的信號(hào)有設(shè)置項(xiàng)用于單獨(dú)加粗標(biāo)記曲線；④有快捷按鍵選擇只顯示加粗了的曲線；⑤選擇不同曲線后有顏色區(qū)分（信號(hào)選擇后所選信號(hào)有顏色區(qū)分，要求至少支持10種不同的顏色且能清晰看出該信號(hào)對(duì)應(yīng)顏色）。

2）曲線數(shù)值讀取 ①曲線橫坐標(biāo)時(shí)間軸讀?。ㄓ幸桓騼筛赏蟿?dòng)的平行于縱坐標(biāo)的標(biāo)記線來(lái)讀取曲線某點(diǎn)或某兩點(diǎn)的時(shí)間軸以及兩標(biāo)記線間的時(shí)間差）；②曲線縱坐標(biāo)讀?。赏ㄟ^(guò)標(biāo)記線讀取曲線縱坐標(biāo)）。

3）曲線縮放移動(dòng) ①曲線放大橫軸（可通過(guò)改變顯示時(shí)間的分度值放大時(shí)間軸）；②曲線放大縱軸（可通過(guò)改變顯示數(shù)值的分度值放大縱軸）；③曲線橫軸縱軸同時(shí)放大；④曲線上下移動(dòng)；⑤曲線左右移動(dòng)。

4）曲線自適應(yīng)功能 點(diǎn)擊自適應(yīng)按鈕后曲線自動(dòng)以合適大小在一個(gè)屏內(nèi)顯示。

5）多曲線處理 ①支持多條曲線同一時(shí)間軸下縱向?qū)Ρ龋ㄇ€使用不同的縱坐標(biāo)軸，兩縱坐標(biāo)軸不重疊）；②多條曲線同一坐標(biāo)軸下對(duì)比（多條曲線使用一個(gè)坐標(biāo)軸，縱坐標(biāo)值通過(guò)顏色及信號(hào)值描述區(qū)分）。

6）曲線轉(zhuǎn)存 用戶(hù)勾選查看曲線后可將當(dāng)前界面曲線對(duì)比圖輸出/另存。

1.2.2.3 數(shù)據(jù)分析模塊（C/S和B/S）

1）事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄圖表（起始點(diǎn)為最開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)的點(diǎn)） ①事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄曲線圖橫坐標(biāo)為實(shí)時(shí)時(shí)間；②縱坐標(biāo)為與實(shí)時(shí)時(shí)間對(duì)應(yīng)的車(chē)輛行駛速度值，單位為公里每小時(shí)；③除了顯示速度數(shù)據(jù)，還顯示該時(shí)間的制動(dòng)信號(hào)狀態(tài)。

2）開(kāi)關(guān)量狀態(tài)圖表 ①開(kāi)關(guān)量狀態(tài)曲線圖橫坐標(biāo)為時(shí)實(shí)時(shí)間；②縱坐標(biāo)為與實(shí)時(shí)時(shí)間對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)量，每一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)顯示橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)表示的參數(shù)信息；③曲線圖可以進(jìn)行縮放；④開(kāi)關(guān)量狀態(tài)表格的內(nèi)容為實(shí)時(shí)時(shí)間和該時(shí)間的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)進(jìn)制和進(jìn)制數(shù)據(jù)。

1.2.2.4 數(shù)據(jù)報(bào)告模塊（C/S和B/S）

1）輸出報(bào)告參數(shù)選取界面 ①勾選事故疑點(diǎn)圖；②勾選開(kāi)關(guān)量圖；③勾選用戶(hù)自定義的信號(hào)曲線圖；④勾選數(shù)據(jù)分析時(shí)轉(zhuǎn)存為用戶(hù)自己命名的曲線圖。

2）輸出報(bào)告界面 ①支持EXCEL報(bào)表格式輸出；②支持XML報(bào)表格式輸出；③支持MAT報(bào)表格式輸出；④數(shù)據(jù)信息曲線信息均應(yīng)在報(bào)表中體現(xiàn)；⑤支持打印功能。

1.2.2.5 用戶(hù)登錄模塊（B/S）

1）登錄界面 ①登錄方式：用戶(hù)名，密碼；②用戶(hù)名注冊(cè)：網(wǎng)上注冊(cè)；③支持密碼修改；④權(quán)限管理：預(yù)留支持不同權(quán)限用戶(hù)查看不同信息；

2）主界面 系統(tǒng)用戶(hù)登陸進(jìn)入主界面后，根據(jù)自己的需要，通過(guò)菜單或快捷按鈕，可直接進(jìn)入自己需要的功能模塊。

2 方法驗(yàn)證分析

本方法創(chuàng)新點(diǎn)在于發(fā)明了一種通過(guò)軟件顯示EDR數(shù)據(jù)的方法。通過(guò)整理分析EDR內(nèi)的數(shù)據(jù)類(lèi)型、特點(diǎn)，運(yùn)用C#程序編寫(xiě)解析數(shù)據(jù)，形成圖表表示，并編寫(xiě)各個(gè)內(nèi)容的界面。方法驗(yàn)證分析顯示過(guò)程如圖3所示。

圖3 方法驗(yàn)證分析顯示過(guò)程

3 結(jié)束語(yǔ)

本方法對(duì)EDR的數(shù)據(jù)分析，用代碼分析其內(nèi)容，自動(dòng)生成圖表，快速完成數(shù)據(jù)內(nèi)容顯示的功能，把工程師從繁瑣復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析中解脫出來(lái)，工程師只需要操作軟件，即可進(jìn)行提取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的過(guò)程。