汽車事件電子數據EDR在交通事故速度分析與重建中的應用

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查分析的基礎上對交通事故形態做出的推斷，是公安交通管理部門進行責任認定，法院進行司法審判的關鍵技術依據，現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確。汽車事件電子數據記錄器EDR作為機動車的組成部分，與機動車同時經歷事故過程，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，本文通過對一起真實交通事故案例進行速度分析與重建，以完善溯源性，介紹了EDR數據在交通事故速度分析與重建中的應用。

【關鍵詞】 道路交通事故 事故重建 事故數據記錄器

1、引言

近年來，我國每年因交通事故死亡超過5萬人，直接經濟損失達 10億[1]。交通事故是一個復雜的過程，涉及人、車、路、環境等多方面的因素，傳統事故重建方法依靠人工采集事故現場輪胎痕跡，散落物位置以及車輛變形量等事故后信息，利用經驗公式對車輛碰撞前速度、行駛軌跡和車輛動力學響應過程進行重建。但由于車輛技術水平的進步和實際發生事故時的不同狀況，很難留下輪胎制動痕跡以及人工測量的誤差等因素，造成事故重建的準確度不夠，這為利用車載電子數據記錄裝置記錄的數據提供了發揮作用的可能。

目前的車輛行駛信息記錄裝置大致可以分為兩類，一類是以車輛運行管理為目的的車輛行駛記錄儀，主要用于運輸企業、交通運輸和交通安全管理部門等檢測、管理在用的營運車輛，這類裝置普遍是在車輛銷售后，由運輸企業或運輸監管部門統一安裝。這種智能交通監控工具的使用，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慣;同時，也可以為道路交通事故調查和分析提供參考，提高交管部門的管理水平和執法水平。 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查和分析。Event Data Recorder（事件記錄器）是目前此類技術的代表，該技術最早起源于美國的通用汽車公司，并在20世紀90年代基本形成了現代EDR技術。目前，EDR數據中一般包括車輛碰撞前（激活前或達到觸發條件）5 s或2.5 s內的車輛速度、發動機轉速、油門踏板位置、制動踏板操作情況，以及車輛碰撞后200 ms內的速度變化情況。EDR數據可以準確反映事故車輛碰撞前的行駛狀態，以及駕車人采取的各種駕駛操作，不僅可以直接應用于具體案件的司法鑒定工作，也可以利用EDR數據開展關于道路交通事故再現技術的科研項目。EDR （event data recorders）是整合于車輛氣囊控制模塊內部，用來記錄碰撞發生前、碰撞中及碰撞后動態時間序列數據的裝置。它可以記錄碰撞前 5 s 的速度、 加速度變化、制動踏板狀態、安全帶使用情況等 15 項數據，這些數據將為交通事故的準確重建提供重要依據。

2、交通事故重建

在交通事故司法鑒定領域，《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范，這種方法在事故形態和過程分析的基礎上，利用經理力學、實驗數據和經驗公式計 算車輛各運動過程中的速度，其中包括：制動痕跡或側滑痕跡速度公式;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計算，對現場痕跡較少，又不符合典型事故的案件無法進行分析計算。另外還可以利用各種監控視頻，利用車輛駛過一段距離的時間，計算車輛在這一段路程內的平均行駛速度，這種方法理論上來說精度較高，但往往由于現場拍攝角度不佳，造成在實際應用中存在較大誤差，且無法準確計算碰撞發生時刻車輛的行駛速度。EDR 數據可以記錄碰撞前 5 s 車輛的行駛速度，國內外對 EDR 數據的記錄精度進行了大量研究，眾多研究結果表明[2] 碰撞前車輛行駛速度誤差均未超過 3 km/h，EDR 數據為速度重建提供準確且公信力高的方法。

交通事故形態重建是一個復雜的過程，EDR 記錄的碰撞前速度、制動踏板狀態、加速踏板狀態、轉向角信息、安全帶使用情況等都可以作為事故過程重建的輸入參數，這些信息在傳統重建方法中是難以獲取的。

3、EDR 數據

2006 年，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）發布了 EDR 的定義和強制標準（49 CFR Part 563）， 要求協議規定配置了 EDR 模塊的車輛必須記錄 15 項數據：縱向速度的變化量、最大縱向速度變化量、產生最大縱向速度變化的時間、車速、發動機節氣門開度/加速踏板位置、制動系統有效性、碰撞時的點火次數、數據讀取時的點火次數、駕駛位安全帶的使用狀態、正面氣囊警示燈有效性、駕駛位前側安全氣囊的展開時間、右前側安全氣囊的展開時間、事件的次序事件的間隔時及是否完整的事件記錄。2003年以來，德國博世公司 CDR系統的數據可讀取車型車系逐漸擴大化，可以讀取諸如通用、福特車輛的EDR數據[3]。至2007年，該系統已經擴展到讀取通用車輛側翻傳感器數據和福特動力控制系統數據，并增加了讀取美系車代表克萊斯勒。有的車輛生產廠商主動安裝了EDR數據記錄裝置，當然也有部分車輛生產廠商把EDR數據作為技術機密，德國博世通過不斷地和眾多的汽車生產廠商達成協議，擴大了事件記錄器讀取設備（CDR）系統的研究和應用范圍，現在博世公司的讀取設備已經成為使用最普遍的車輛EDR數據提取系統。

4、EDR 數據應用案例

2018年04月在G30連霍高速甘肅省某路段，一新疆籍駕駛人馬某駕駛豐田小型越野車由西向東行駛至時，車輛駛出路面墜入路基下方，致乘車人兩人當場死亡，另兩人送醫院搶救無效后死亡，現場留下多條輪胎和車體刮擦痕跡，如圖1 。根據車輛痕跡分析無法準確判明車輛發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的位置是事故重建的重點，也是交警部門出具責任認定書的重要依據，事故中該車疑似多次翻轉后沖出路基，事故形態復雜，無法依靠《道路交通事故車輛速度鑒定》（GB/T33195―2016）進行計算。因此對兩車 ECU 部件進行提取，并通過 EDR 數據讀取工具對氣囊 ECU 中的 EDR 數據進行讀取，具體數據如圖2、圖3、圖4、圖5。

由圖2可知，事故發生時，EDR總共記錄下三次有效碰撞，Most Recent Event為導致安全氣囊點爆的碰撞，碰撞類型為側面碰撞;1st Prior Event發生在氣囊點爆前0.007s，碰撞類型為前后碰撞;2nd Prior Event發生在氣囊點爆前0.489s，碰撞類型為前后碰撞;3rd Prior Event發生時間為N/A，超出了EDR的記錄范圍，說明觸發時間距離本次事故較長，與本次事故無關。根據EDR數據記錄規范，安全氣囊點爆后，EDR數據鎖定，后續碰撞數據不再記錄，所以本次事故中車輛發生的碰撞可能不止三次。

數據中因為Most 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數據版本為06EDR，數據版本較早，能記錄到的行駛速度的最大值為122km/h，所以車輛的實際行駛速度可能大于122 km/h。通過完整的重建可以得出結論本豐田牌小型越野車超速行駛過程中在超車道向右發生側滑，與道路右側路沿和路基發生刮蹭后沖出路面，隨后車身右側與路基下方排水溝邊緣發生碰撞，碰撞后車輛發生旋轉、翻滾并最終與道路右側防護網發生碰撞;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生旋轉、翻滾以及碰撞過程中被甩出車外。在安全氣囊點爆之后 EDR 數據具有只讀性和不可覆蓋性，任何手段都無法對數據進行更改，具有更高的社會公信力， 隨著 EDR 技術的普及，EDR 數據將成為交通事故速度重建中最重要的方法之一。

5、結論與展望

EDR數據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據，對本車碰撞前及碰撞時的駕駛操作和行駛狀態進行分析和還原，也可以綜合利用碰撞時的記錄數據對參與碰撞車輛碰撞時的狀態進行重建。EDR 數據可以記錄現場痕跡勘察、車輛勘察等傳統調查方法中無法獲取的信息，可以作為交通事故深度調查方法的一項重要補充內容。

【參考文獻】

[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計年報[R]. 北京： 公安部交通管理局， 2015.