基于車輛數(shù)據(jù)的交通事故原因調(diào)查研究與應(yīng)用

摘 要：隨著新能源汽車技術(shù)的發(fā)展，EDR事件記錄系統(tǒng)及營運(yùn)車輛行駛記錄儀的配備，T-box數(shù)據(jù)以其全面、完整反映事故過程的特點(diǎn)已經(jīng)成為交通事故原因調(diào)查的重要依據(jù)，如何對(duì)車輛行駛數(shù)據(jù)的真實(shí)性、合理性進(jìn)行判斷成為事故調(diào)查中的難點(diǎn)，文章提出的數(shù)據(jù)分析方法，再結(jié)合監(jiān)控視頻及傳統(tǒng)的現(xiàn)場痕跡勘察可以對(duì)車輛行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，從而為交通事故原因的調(diào)查提供全面、科學(xué)的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：T-box數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)分析 事故原因

近年來，隨著我國新能源汽車及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，智能汽車作為移動(dòng)終端已具備了高度的數(shù)字化、智能化，車輛三電系統(tǒng)的控制狀態(tài)、車速等信息可以通過車載電腦進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)各大主機(jī)廠后臺(tái)也會(huì)儲(chǔ)存，車輛行駛數(shù)據(jù)的信息豐富多元，能夠全面地反映車輛運(yùn)行、駕駛員操控及車速等狀態(tài)，在交通事故的調(diào)查及事故原因分析方面，相較于傳統(tǒng)的事故現(xiàn)場勘察、車輛鑒定等方法有了更加全面、直觀、系統(tǒng)、科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，但是目前車輛行駛數(shù)據(jù)主要由廠家來進(jìn)行解析提供，其數(shù)據(jù)的完整性、真實(shí)性一直受到社會(huì)各界的質(zhì)疑，同時(shí)，新能源汽車事故率呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，并且這些事故的關(guān)注點(diǎn)大都聚焦于車輛肇事前的各大系統(tǒng)控制狀態(tài)，所以車輛行駛數(shù)據(jù)的分析研究成為未來交通事故鑒定領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)方向。

1 車輛行駛數(shù)據(jù)的定義及分類

車輛行駛數(shù)據(jù)是指車輛在運(yùn)行過程中通過車輛安裝的各種傳感器收集匯總至車輛ECU中儲(chǔ)存（同時(shí)傳送至廠家后臺(tái)儲(chǔ)存）的關(guān)于車輛各大系統(tǒng)運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)合集，目前應(yīng)用于車輛的傳感器多于90個(gè)，通過這些傳感器記錄的車輛行駛數(shù)據(jù)繁雜，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)的不同終端可以分為以下三類：車輛行車電腦ECU記錄的數(shù)據(jù)、汽車事件記錄系統(tǒng)（EDR）記錄的數(shù)據(jù)、車輛T-box數(shù)據(jù)。但是由于目前T-box數(shù)據(jù)的解析、分析沒有統(tǒng)一的國標(biāo)或者法規(guī)的支持，而且新能源車事故頻發(fā)，多起新能源車失控事件在國內(nèi)引起高度關(guān)注，同時(shí)也給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了隱患，廠商解析數(shù)據(jù)的真實(shí)性成為此類事件社會(huì)矛盾的根源，雖然新能源車T-box數(shù)據(jù)有統(tǒng)一的后臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)，但是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的采樣頻率要求不高，一般采樣頻率在30秒/次以內(nèi)就滿足要求，但是30秒的采樣頻率相對(duì)于極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的交通事故來說可用性不強(qiáng)，所以T-box數(shù)據(jù)的分析成為此類事故調(diào)查的重點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)分析可以辨別數(shù)據(jù)的真實(shí)性、合理性及可靠性，為交通事故原因的調(diào)查提供證據(jù)支持。

2 T-box數(shù)據(jù)在交通事故鑒定領(lǐng)域的作用

我國已經(jīng)頒布了GB 39732、GB/T32960、GB/T19056等一系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車輛行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行了規(guī)定，但目前除部分EDR及行駛記錄儀記錄數(shù)據(jù)可由第三方解析外，大部分T-box數(shù)據(jù)只有主機(jī)廠具備解析能力，重特大交通事故發(fā)生后的車輛行駛數(shù)據(jù)也是由廠家解析后提供，由于各汽車制造廠商所設(shè)定的數(shù)據(jù)記錄不一致，記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)目會(huì)有一定的差異。

廠家解析的T-box數(shù)據(jù)內(nèi)容豐富，在交通事故原因調(diào)查分析時(shí)不是所有的數(shù)據(jù)都與事故相關(guān)，選取與車輛操作控制、車速相關(guān)的項(xiàng)目進(jìn)行分析，提取電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)對(duì)肇事前及肇事時(shí)車輛三電系統(tǒng)故障進(jìn)行分析，提取加速踏板、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)矩、車速等數(shù)據(jù)，對(duì)車輛在肇事前及肇事時(shí)車輛加速操作及車速狀態(tài)進(jìn)行分析，提取制動(dòng)系統(tǒng)壓力、制動(dòng)踏板開度、ABS工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)對(duì)車輛肇事前及肇事時(shí)車輛制動(dòng)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行分析，提取轉(zhuǎn)向信號(hào)、轉(zhuǎn)向助力信號(hào)等對(duì)車輛肇事前及肇事時(shí)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行分析，運(yùn)用上述數(shù)據(jù)可以對(duì)車輛三電系統(tǒng)狀態(tài)、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系、行駛系等各大系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行分析。

3 T-box數(shù)據(jù)分析的難點(diǎn)

（1）車輛行駛數(shù)據(jù)量龐大，一般情況下在肇事前及肇事時(shí)附件時(shí)段內(nèi)的數(shù)據(jù)量有幾萬甚至幾十萬條，數(shù)據(jù)雖然全面，但是數(shù)據(jù)繁多，大多數(shù)的數(shù)據(jù)與交通事故調(diào)查無關(guān)，目前靠人工對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒別整理，工作量較大。

（2）目前車輛行駛數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的解析標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，由于各廠商有加密等情況，大多數(shù)情況只能由廠商來進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，解析的數(shù)據(jù)為EXCEl格式的數(shù)據(jù)源，源數(shù)據(jù)是否進(jìn)行更改無法進(jìn)行判斷，數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性、合理性、科學(xué)性受到社會(huì)各界的質(zhì)疑，也是近年來新能源車事故在社會(huì)上備受關(guān)注的主要原因。

（3）數(shù)據(jù)中關(guān)于車輛操控狀態(tài)、三電系統(tǒng)狀態(tài)、車速等與事故關(guān)系緊密的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)都來自車輛安裝在全車上的傳感器，傳感器傳來的數(shù)據(jù)是否與事故現(xiàn)場情況完全吻合需要結(jié)合肇事現(xiàn)場勘查情況來綜合判斷，必要時(shí)需要進(jìn)行驗(yàn)證。

4 T-box數(shù)據(jù)分析方法研究

4.1 數(shù)據(jù)流判斷車輛故障

通過數(shù)據(jù)中關(guān)于電機(jī)、電控、電池等三電系統(tǒng)的控制及監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系、傳動(dòng)系、行駛系等的安全技術(shù)鑒定，分析車輛肇事前及肇事時(shí)從轉(zhuǎn)向系、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、車輛電子控制系統(tǒng)等有無影響車輛正常行駛的故障，或者有無與事故相關(guān)的機(jī)械故障存在。

4.2 數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性、合理性分析

在數(shù)據(jù)之間存在嚴(yán)密的邏輯聯(lián)系，首先車輛各大系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示正常，沒有故障顯示車輛才能正常行駛，轉(zhuǎn)向系記錄的轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向助力情況等數(shù)據(jù)與肇事時(shí)車輛的運(yùn)行軌跡一一對(duì)應(yīng)，可以通過現(xiàn)場監(jiān)控視頻或者現(xiàn)場痕跡來驗(yàn)證，制動(dòng)系記錄的制動(dòng)系統(tǒng)壓力、制度踏板開度、ABS工作狀態(tài)等相關(guān)，制動(dòng)踏板開度與制動(dòng)系統(tǒng)壓力直接相關(guān)，二者呈線性相關(guān)，同時(shí)制動(dòng)壓力達(dá)到一定值時(shí)ABS控制器觸發(fā)，加速踏板開度情況與電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)矩、車速變化趨勢(shì)一致，加速踏板開度與電機(jī)轉(zhuǎn)速正相關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)矩依據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性相關(guān)，車速與上述三者相關(guān)；還有其他控制系統(tǒng)也存在邏輯關(guān)聯(lián)關(guān)系。

4.3 駕駛員操作行為分析

通過數(shù)據(jù)中在各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向、加速踏板、制動(dòng)踏板、自動(dòng)駕駛及其他車輛控制相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以還原駕駛員在肇事前及肇事時(shí)對(duì)車輛的操作狀態(tài)，分析駕駛員操作的合理性。

4.4 車速分析

數(shù)據(jù)中記錄的車速一般分為兩類：車輛車速及GPS車速，車輛車速一般來源于裝在車輪上的輪速傳感器，其顯示值與車輛儀表顯示值一致；GPS車速來源于車輛空間定位的移動(dòng)距離和行駛時(shí)間計(jì)算出的平均車速。在實(shí)際案例中需要根據(jù)數(shù)據(jù)記錄規(guī)則及肇事現(xiàn)場勘查情況具體分辨車速的來源，以便在后續(xù)的事故原因分析中對(duì)于車速的判定準(zhǔn)確無誤。

4.5 事故原因綜合分析

對(duì)事故發(fā)生前及發(fā)生時(shí)段內(nèi)車輛擋位、加速器踏板位置、轉(zhuǎn)向角度、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)扭矩、車速、制動(dòng)踏板踩踏狀態(tài)、制動(dòng)壓力、ABS等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得出車輛各大系統(tǒng)工作狀態(tài)，所有數(shù)據(jù)之間的控制關(guān)系、內(nèi)在邏輯對(duì)應(yīng)關(guān)系是否正常合理，是否有數(shù)據(jù)異常或控制數(shù)據(jù)邏輯沖突的現(xiàn)象，通過綜合分析得出事故發(fā)生原因。

5 車輛數(shù)據(jù)分析方法在實(shí)踐中的應(yīng)用

5.1 車輛數(shù)據(jù)分析

一起典型案例為新能源轎車失控后駛向人行橫道與行人及店鋪發(fā)生碰撞，事故造成多人受傷。通過廠家解析了車輛數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄的車輛VIN碼與肇事車輛一致，數(shù)據(jù)約有35萬條，數(shù)據(jù)量龐大，分析時(shí)選取事故發(fā)生前及發(fā)生時(shí)的關(guān)注時(shí)段，車輛行車電腦顯示ESP故障，陡坡緩降系統(tǒng)故障，檢測發(fā)現(xiàn)右前輪外側(cè)胎側(cè)有剪切破口，胎壓為0，兩個(gè)故障都是由于碰撞過程中右前輪破裂胎壓為0導(dǎo)致。

在關(guān)注時(shí)段內(nèi)加速踏板先踩下至45.2%后加速踏板松開，隨后加速踏板被全力踩下，持續(xù)時(shí)間為5秒，GPS車速變化趨勢(shì)為先加速再減速直至最終車速為0km/h，變化趨勢(shì)與加速踏板變化趨勢(shì)前段一致，后段由于車輛駛出路外與臺(tái)階接觸碰撞后駛?cè)氲赇?，此過程中該車一直處于碰撞過程中，故GPS車速一直在下降；電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)與加速踏板的變化趨勢(shì)基本一致，都是有先加速再減速然后全力加速的過程，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化趨勢(shì)也是有先增大再變小然后增至最大后變小的變化趨勢(shì)，其中電機(jī)轉(zhuǎn)矩為－1.3、－1.5負(fù)值共持續(xù)兩秒，這兩個(gè)負(fù)值為電機(jī)處于動(dòng)能回收過程，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)導(dǎo)致的，轉(zhuǎn)矩在達(dá)到最大值后隨著轉(zhuǎn)速的上升而下降是電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出特性，故驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩變化的趨勢(shì)與加速踏板開度的趨勢(shì)基本一致；車速信號(hào)變化為加速-減速-加速-減速-加速-減速至0km/h，第一個(gè)過程加速-減速與加速踏板開度變化趨勢(shì)一致，但是后面出現(xiàn)兩次的加速-減速，這兩次加速-減速的過程為加速踏板開度全開時(shí)車輛加速行駛的過程，但是車輛在駛出路外后前輪與臺(tái)階發(fā)生接觸碰撞時(shí)會(huì)對(duì)車速產(chǎn)生影響，故出現(xiàn)兩次加速-減速的過程，實(shí)際車輛一直處于加速踏板全開的加速過程，與加速踏板的趨勢(shì)一致。

5.2 分析結(jié)果驗(yàn)證

由于車輛行駛數(shù)據(jù)中GPS車速與車速信號(hào)車速相差84km/h，車速的準(zhǔn)確界定成為本次事故原因調(diào)查的難點(diǎn)和重點(diǎn)，需要對(duì)車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)合肇事現(xiàn)場監(jiān)控視頻、現(xiàn)場勘查照片及現(xiàn)場圖進(jìn)行綜合分析。

5.2.1 使用監(jiān)控視頻對(duì)事故車失控前的車速進(jìn)行計(jì)算

根據(jù)GA/T 1133-2014中4.1.2條的規(guī)定，事故車輛肇事前運(yùn)動(dòng)過標(biāo)線A（圖1）及標(biāo)線B（圖2）的時(shí)間t，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)過一個(gè)標(biāo)定時(shí)間的平均速度。

V=s/t=L/（T×n）=13/（0.04×54）≈6.0m/s=21.6km/h

事故車失控前在視頻顯示時(shí)間：18：56：11.48秒至18：56：13.60秒時(shí)段的平均車速約為21.6km/h。

5.2.2 事故車與人行道隔離護(hù)欄碰撞過程中的車速

在18：56：14第18幀至18：56：16第01幀時(shí)段內(nèi)車輛左側(cè)前后輪心運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行跟蹤。利用時(shí)間差分（插值）法計(jì)算該車運(yùn)動(dòng)過標(biāo)尺的時(shí)間t，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)過標(biāo)尺的平均速度。用這種方法，可以計(jì)算出一組速度，繪制時(shí)間速度散點(diǎn)圖。

事故車與人行道隔離護(hù)欄碰撞過程中：56：15.16秒至56：15.92秒時(shí)段處于“勻速-減速-勻速”運(yùn)動(dòng)的行駛狀態(tài)，其勻速行駛時(shí)的最高車速約為22.5km/h。

綜上所述，車速信號(hào)顯示車速最大值為107.7km/h，GPS車速顯示車速最大值為23.7km/h，兩個(gè)車速值相差較大的原因是車速信號(hào)來源于輪速傳感器，車輛在駛出路外與臺(tái)階發(fā)生接觸碰撞過程中及車輛駛?cè)氲赇伒倪^程中驅(qū)動(dòng)輪出現(xiàn)懸空的過程，行駛阻力降至幾乎為0后，車輪空轉(zhuǎn)，導(dǎo)致由輪速傳感器傳來的輪速信號(hào)與實(shí)際車速偏差較大，現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)臺(tái)階上有輪胎摩擦后橡膠留下的不連續(xù)痕跡，這些痕跡是由于車輛駛上臺(tái)階后車輪與臺(tái)階接觸彈起車輪懸空，車輪落下再與臺(tái)階接觸，再懸空形成的不連續(xù)痕跡，車輪與臺(tái)階接觸時(shí)會(huì)有明顯的減速過程，這些痕跡與車速信號(hào)的變化相對(duì)應(yīng)，相互印證，GPS車速是由行駛距離和時(shí)間計(jì)算出的平均車速，其表征的是車身的移動(dòng)速度，本案例中GPS車速與實(shí)際行駛車速接近。

6 結(jié)語

文章在大量實(shí)踐研究的基礎(chǔ)上提出了車輛數(shù)據(jù)的分析方法，方法主要以車輛數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性分析、合理性判斷、真實(shí)性驗(yàn)證、準(zhǔn)確性界定為主要方向，同時(shí)明確提出數(shù)據(jù)分析須結(jié)合監(jiān)控視頻來進(jìn)行驗(yàn)證，或者結(jié)合傳統(tǒng)的現(xiàn)場痕跡勘察來輔助驗(yàn)證，分析方法的提出使得交通事故原因調(diào)查的手段不斷豐富，也使得汽車物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)挖掘運(yùn)用有了理論的創(chuàng)新。

基金項(xiàng)目：云南省交通科學(xué)研究院有限公司科技創(chuàng)新項(xiàng)目“EDR在司法鑒定實(shí)踐中的應(yīng)用研究”（JKYZLX-2022-04）。

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