汽車事件數據記錄（EDR）系統數據讀取方案研究

吳含冰，孫枝鵬，張廣秀，鄭英東

（中國汽車技術研究中心有限公司，天津 300300）

強制性國家標準GB《汽車事件數據記錄系統》已經完成標準制定工作，并報批至國家標準化管理委員會，等待正式發布。

該標準規定了M1類車輛的汽車事件數據記錄系統的術語和定義、技術要求、試驗方法和要求、外觀和標識、車輛型式的擴展和說明書。本文重點針對該標準技術要求中數據讀取方案展開研究。

1 EDR標準簡介

隨著汽車智能化、電子化的安全技術發展和應用，車輛在駕駛和安全保護上進行了更多干預，造成事故相關因素的收集和分析愈發復雜，責任界定存在很大困難。目前，我國車輛道路事故鑒定中主要以現場勘查、車輛損毀鑒定等手段進行還原事故，較難得到事故發生時車輛狀態、人員操作等的數據，對事故的真實性還原具有很大的局限性，不能滿足事故鑒定需要。因此，事故中車輛系統工作的狀態及可靠性，車輛相關系統的介入程度、人員操作、道路環境等因素的數據獲取、記錄和應用顯得尤為重要，其將使事故成因更加清晰。

為了對事件的成因進行全面科學的分析及取證，需要一個完整的、實時的車輛事件數據記錄系統以記錄事件發生時車輛的各項數據。一方面可以客觀判斷事件產生的原因，保障司法公正，保護公眾利益；另一方面可以為改善車輛安全系統提供依據，避免類似事件的發生，提供車輛安全性。

EDR能夠自動地記錄車輛事件發生前后一段時間內的車輛運行和車輛安全系統狀態信息，例如：車輛速度、車輛碰撞后的加速度、方向盤的轉向角度、發動機運作狀態、氣囊狀態、駕駛輔助系統、駕駛人在事件發生時的反應動作等重要信息。當車輛發生事件后時，通過采集、分析事件數據記錄系統所記錄的車輛狀態、駕駛人反應動作等數據，可以推斷出車輛在發生事件前后的實際運行參數，為事件分析鑒定提供了客觀、公正的技術支持。

2 EDR標準數據讀取方案需求分析

當發生滿足EDR規定的觸發閾值的交通事故時，EDR將會存儲事件發生前后一段時間內的車輛數據，由交通事故相關管理部門及第三方司法鑒定機構將存儲的數據讀取出來，形成數據讀取報告，并結合交通事故現場痕跡，進行事故重建及還原，在此基礎上進行事故鑒定及事故判責。

因此，需要專門的數據讀取工具進行EDR數據的讀取，該工具應易于研發、生產及獲取，并具備較高的一致性，成本不應過高，以保證各個地區的交通管理部門及第三方司法鑒定機構都能進行購買和使用；且該工具應不依賴于整車廠及其供應商，可由第三方進行獨立操作，實現數據讀取。

基于該需求，EDR標準中規定了統一的數據讀取方案，包括統一的數據讀取端口要求、數據讀取協議要求、數據標識符要求以及數據排列和格式要求，基于該標準要求開發的EDR數據提取工具，在相關部門的管理下，應能由第三方獨立進行EDR數據讀取。

3 EDR數據讀取方案

3.1 統一的數據讀取端口

EDR數據存儲在車輛本地，當發生交通事故后，需要由EDR數據讀取設備通過統一規定的數據讀取端口讀取數據。

絕大多數情況下，交通事故發生后，車輛的整車電氣回路沒有損壞，仍可整車上電，則可以通過將數據讀取設備連接到車輛的OBD端口上，進行EDR數據的讀取。

當通過OBD端口，使用診斷服務讀取數據時，EDR數據讀取設備連接OBD端口的端子布置見表1，插頭型式見圖1。

圖1 EDR數據讀取設備端插頭型式［1］

表1 EDR數據讀取連接器端子布置［1］

當發生嚴重事故后，車輛整車電氣回路已經損壞，無法實現整車上電的情況下，則需要將實現EDR功能的控制器拆卸下來，通過控制器的通信管腳直接讀取數據。

3.2 統一的數據讀取協議

EDR數據讀取只在固定場景下，即事故發生后才會進行，因此數據讀取設備通過車輛OBD接口使用診斷服務即可實現數據讀取。

EDR數據讀取協議選用汽車行業已經普遍在診斷開發中廣泛應用的ISO 14229-2013《道路車輛 統一的診斷服務》中0x22“通過標識符讀取數據”實現數據讀取功能。EDR共記錄3組事件數據，數據讀取設備通過OBD接口發起請求，EDR進行肯定響應后，即向數據讀取設備傳輸該組事件數據。

“通過標識符讀取數據”0x22診斷服務允許客戶端向服務端請求由一個或多個數據標識符標識的數據記錄值。

客戶端請求消息包含一個或多個兩字節的數據標識符值，用于標識所請求的服務端的數據記錄。數據記錄的格式和定義應是指定的，可以包括服務端支持的模擬輸入和輸出信號，數字輸入和輸出信號，內部數據和系統狀態信息。

服務端在接收到“通過標識符讀取數據”請求后，應訪問由數據標識符參數指定的記錄的數據元素，并在包含相關數據記錄參數的單個“通過標識符讀取數據”中傳輸其值。請求消息可以多次包含同一數據標識符。服務端應將每個數據標識符視為單獨的參數，并根據需要對每個數據標識符進行響應。

客戶端請求消息格式規定見表2，服務端的肯定響應格式見表3。

表2 客戶端請求消息定義［2］

表3 服務端肯定響應消息定義［2］

具體到EDR數據讀取設備與EDR之間的診斷通信服務，客戶端即數據讀取設備，服務端即EDR，EDR數據讀取設備向EDR發起請求消息，該消息中包含規定的兩字節的數據標識符 （數據標識符定義見3.3），該標識符對應的數據記錄的格式和定義也在EDR標準中進行了定義 （見3.4），EDR在接收到“通過標識符讀取數據”0x22請求后，應訪問由所請求的數據標識符參數指定的數據元素序列，并將該數據元素序列傳輸至EDR數據讀取設備。

由于每組EDR事件數據元素序列較大，無法通過單幀的方式進行傳輸，因此將采用多幀傳輸的方式，將該數據元素序列進行拆分后，進行多幀連續傳輸。

3.3 統一的數據讀取標識符

由于EDR存儲了3組事件數據，因此，當使用“通過標識符讀取數據”0x22診斷服務讀取EDR數據時，根據3.3，需要相應定義3組數據標識符，EDR數據讀取設備每次向車輛發起數據讀取請求時，依次將3組標識符作為請求參數，得到車輛的肯定響應后，車輛會依次傳輸所請求的數據標識符代表的數據流。

根據ISO 14229-2013《道路車輛 統一的診斷服務》附錄中為EDR Entries預留的數據標識符字段定義，EDR標準在該字段中選用3個數據標識符用于讀取EDR數據，分別是0xFA13、0xFA14和0xFA15。其中，0xFA13為最近一次發生的事件的標識符，0xFA14為倒數第二次發生的事件的標識符，0xFA15為倒數第三次發生的事件的標識符。

以11位CAN標識符讀取數據 （功能尋址）為例，EDR數據讀取工具與EDR之間的數據交互過程如下。

1）EDR數據提取工具發送功能尋址EDR請求數據的命令：7DF16 03 22 FA 13 00 00 00 00。

2）記錄EDR數據的ECU向EDR數據提取工具發送EDR響應數據：7XX 1X XX 62 FA 13 XX XX XX。

3）EDR數據提取工具發送物理尋址FCEDR請求數據的命令：7XX-8 30 00 00 00 00 00 00 00。

4）記錄EDR數據的ECU向EDR數據提取工具發送剩余連續幀 （CF）EDR響應數據：7XX 21 XX XX XX XX XX XX XX。

注：剩余CF數量取決于記錄EDR數據的ECU向EDR數據提取工具發送EDR響應數據的長度。

以29位CAN標識符讀取數據 （功能尋址）為例，EDR數據讀取工具與EDR之間的數據交互過程如下。

1）EDR數據提取工具發送功能尋址EDR請求數據的命令：1816DB16FF16F116 03 22 FA 13 00 00 00 00。

2）記錄EDR數據的ECU向EDR數據提取工具發送EDR響應數據：1816DA16F116XX16 1X XX 62 FA 13 XX XX XX。

3）EDR數據提取工具發送物理尋址FCEDR請求數據的命令：1816DA16XX16F116 30 00 00 00 00 00 00 00。

4）記錄EDR數據的ECU向EDR數據提取工具發送剩余CFEDR響應數據：1816DA16F116XX16 21 XX XX XX XX XX XX XX。

注：剩余CF數量取決于記錄EDR數據的ECU向EDR數據提取工具發送EDR響應數據的長度。

3.4 統一的數據格式和排列

EDR數據讀取設備進行數據讀取時，EDR回傳給讀取設備的是二進制數據序列，因此讀取工具與EDR應約定好該數據序列中包含的數據元素的排列格式，具體應包括每個數據元素的長度、字節序列號、數據元素名稱、單位、范圍、準確度及記錄基準時間。

在此基礎上，應定義每個數據元素物理值與實際值的轉化公式，以保證數據讀取公式能正確地將接收到的二進制數據序列進行解析。

EDR記錄的數據分為兩類：A級數據和B級數據。其中，A級數據元素為配備EDR系統的車輛應記錄的數據；B級數據元素為配備EDR系統的車輛且配備了相關裝置或具有相關功能時應記錄的相關數據。

當車輛未配備相關裝置或相關功能而導致無法記錄某個數據元素時，應使用FF16填充在該數據元素在數據元素序列中對應的字節位置中，當由于故障等因素造成該數據元素值無效時，應使用FE16填充在該數據元素在數據元素序列中對應的字節位置中。

當EDR存儲數據為空時，EDR返回給讀取工具的數據元素的值應全部為FF16。

4 總結

EDR標準通過定義統一的數據讀取端口、數據讀取協議、數據標識符及數據格式和排列，可以實現EDR數據讀取設備與EDR之間的通信及數據傳輸，從而有效保障了交通管理部門及第三方司法鑒定機構能夠高效獲取事故數據，實現事故重建或還原。