汽車事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)符合性判定

【摘要】為了改善汽車安全性能、為汽車安全性能評估提供有效的數(shù)據(jù)支撐，深入分析了國家標(biāo)準(zhǔn)GB 39723—2020《汽車事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)》對EDR所記錄數(shù)據(jù)的相關(guān)要求，對多種工況下不同廠商車型的EDR數(shù)據(jù)進(jìn)行符合性判定。結(jié)果表明，所有車型對標(biāo)準(zhǔn)GB 39723要求必須記錄的數(shù)據(jù)總體較為完整，但在特殊工況下仍存在數(shù)據(jù)記錄不完善的情況。最后，針對新能源汽車在事故發(fā)生時(shí)應(yīng)納入記錄范圍的數(shù)據(jù)提出建議。

關(guān)鍵詞：汽車事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)；法規(guī)；符合性判定

中圖分類號(hào)：U467；T-01" "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" DOI： 10.19822/j.cnki.1671-6329.20240045

Data Compliance Assessment of Vehicle Event Data Recorder

Huang Zhigang， Hu Yushang， Yan Sujun， Song Guangwen

（Automotive Inspection Center （Tianjin）， Co.， Ltd.， Tianjin 300300）

【Abstract】 In order to improve the safety performance of automobiles and provide effective data support for the evaluation of automobile safety performance， the relevant requirements of the national standard GB 39723—2020 “Vehicle Event Data Recording System” for the data recorded by EDR are deeply analyzed， and the compliance judgment of EDR data of different manufacturers and models under various working conditions is carried out. The results show that the data that must be recorded according to the standard GB 39723 for all vehicle models is generally complete， but there are still imperfect data records under special driving conditions. Finally， some suggestions are put forward for the data that should be included in the recording scope of new energy vehicles when accidents occur.

Key words： Event Data Recorder（EDR）， Regulations， Standards， Compliance determination

0 引言

近年，我國機(jī)動(dòng)車保有量逐步增加，隨著車輛增加，交通事故發(fā)生率也在增加[1]。根據(jù)公安部交通管理局公開數(shù)據(jù)，2023年全國共發(fā)生175萬起交通事故，較2022年上升8%。車輛事件數(shù)據(jù)記錄器（Event Data Recorder， EDR）是一種內(nèi)置于車輛中的電子設(shè)備，與飛機(jī)上的“黑匣子”類似[2-3]，能夠記錄車輛運(yùn)行時(shí)的各種參數(shù)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對于了解事故原因、改善車輛安全性能以及進(jìn)行車輛性能評估具有關(guān)鍵意義。本文通過對各種工況下實(shí)車碰撞試驗(yàn)中EDR數(shù)據(jù)進(jìn)行符合性判定，并進(jìn)行比較分析，不同廠商車型深入探討其EDR數(shù)據(jù)完整性，以及該數(shù)據(jù)在事故調(diào)查和車輛性能分析中的重要性。同時(shí)提出新能源汽車EDR符合性判定的方法，通過對EDR系統(tǒng)的原理、功能和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘該技術(shù)在提高道路安全和車輛設(shè)計(jì)方面的潛在價(jià)值。

1 EDR相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)分析

2003年，SAE針對EDR數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)的定義以及格式的確立，發(fā)布了SAE J1698/1 Event Data Recorder-Output Data Definition[4]。2004年5月，SAE發(fā)布了SAE J1698/2 Event Data Recorder-Retrieval Tool Protocol[5]，確定了EDR的物理接口位置、數(shù)據(jù)檢索協(xié)議。2004年9月，IEEE發(fā)布了IEEE 1616—Motor Vehicle Event Data Recorders[6]，但該標(biāo)準(zhǔn)并未強(qiáng)制規(guī)定EDR中應(yīng)該獲取的數(shù)據(jù)類型，僅給出其可能記錄的數(shù)據(jù)種類。同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)明確了其數(shù)據(jù)的防篡改性和防撞性。2006年，美國國家公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration， NHTSA）發(fā)布了49 CFR Part 563聯(lián)邦法規(guī)[7]，其要求2010年9月1日以后，安裝EDR的車輛應(yīng)該滿足的數(shù)據(jù)格式、標(biāo)準(zhǔn)以及符合性，并于2008年完成修訂。2013年，SAE發(fā)布了SAE J1698/3 Event Data Recorder-Compliance Assessment推薦條例[8]規(guī)定了EDR的符合性判定驗(yàn)證，評估其數(shù)據(jù)的規(guī)范性。2016年，對SAE J1698/1中的內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充，增加了行人保護(hù)相關(guān)的參數(shù)定義。美國在EDR方面的法規(guī)制定比較早，標(biāo)準(zhǔn)制定較全面。歐洲方面，歐盟參照聯(lián)合國EDR法規(guī)，于2019年頒布了Regulation （EU） 2019/2144，提出了EDR安裝的具體要求，同時(shí)啟動(dòng)了EDR法規(guī)制定工作，于2021年頒布UN Regulation No.160 Event Data Recorder（EDR）[9]。我國EDR相關(guān)法規(guī)制定起步較晚[10]，目前強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)有兩項(xiàng)：GB 7258—2017《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》[11]及其第2 號(hào)修改單和GB 39732—2020《汽車事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)》[12]，分別規(guī)定了EDR相關(guān)的技術(shù)要求，包括參數(shù)、試驗(yàn)方法、符合性判定等。2024年1月1日起，針對乘用車，所有新申請型式批準(zhǔn)的車型必須滿足GB 39732標(biāo)準(zhǔn)的全部要求。國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)EDR數(shù)據(jù)要求適用的車型范圍如表1所示。

2 現(xiàn)階段EDR符合性判定

2.1 EDR數(shù)據(jù)記錄

標(biāo)準(zhǔn)GB 39732將EDR所記錄的數(shù)據(jù)分為A級(jí)數(shù)據(jù)元素和B級(jí)數(shù)據(jù)元素，其中A級(jí)數(shù)據(jù)元素為車輛應(yīng)記錄數(shù)據(jù)（表2），B級(jí)數(shù)據(jù)元素為車輛配備相應(yīng)功能時(shí)應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)（表3）。

表2為EDR強(qiáng)制記錄數(shù)據(jù)，而B級(jí)數(shù)據(jù)則根據(jù)車輛配置進(jìn)行記錄，如表3所示。標(biāo)準(zhǔn)中增加了事件發(fā)生的時(shí)間和事件終點(diǎn)等信息，同時(shí)根據(jù)配置，增加了乘員保護(hù)系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)、制動(dòng)系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)等，可以在事故發(fā)生后判斷車輛狀態(tài)是否正常。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及表3中的數(shù)據(jù)元素進(jìn)行判定并出具符合性曲線，符合性曲線是根據(jù)試驗(yàn)室測量的橫/縱向加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行積分，得到參考的[ΔV]，而后將參考數(shù)值加10 km/h作為上限、減10 km/h作為下限，通過對試驗(yàn)時(shí)所采集的電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU）上的加速度以及ECU本身所記錄的[ΔV]（縱向加速度或橫向加速度）和點(diǎn)爆時(shí)間，根據(jù)策略選擇喚醒算法或連續(xù)算法進(jìn)行處理。車輛VIN號(hào)碼：車輛的唯一識(shí)別代碼；最大記錄縱向、橫向[ΔV]以及所到達(dá)的時(shí)間：通過分析數(shù)據(jù)可以還原事故發(fā)生時(shí)的狀況；車輛速度：記錄事故發(fā)生時(shí)車輛速度；ECU硬件編號(hào)、序列號(hào)以及軟件編號(hào)；轉(zhuǎn)向角度、制動(dòng)踏板位置：可以記錄事故發(fā)生時(shí)，駕駛員所做的動(dòng)作，作為事故分析的重要參數(shù)；擋位：N，P，D，R；安全氣囊、安全帶展開時(shí)間：ECU中記錄的氣囊和安全帶作用時(shí)間；加速踏板位置：可以判斷駕駛員是否踩下加速踏板。

2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

汽車EDR數(shù)據(jù)在事故調(diào)查中扮演著至關(guān)重要的角色，能夠提供車輛碰撞前后的關(guān)鍵參數(shù)[13]。此外，車企和研究人員可以利用EDR數(shù)據(jù)改進(jìn)車輛設(shè)計(jì)，提高安全性能，減少事故發(fā)生的可能性[14]。

根據(jù)試驗(yàn)室現(xiàn)有數(shù)據(jù)，對4個(gè)廠商的車型（用A、B、C、D表示）的各種工況試驗(yàn)進(jìn)行了分析，包括50 km/h正面碰撞、27 km/h正面碰撞、側(cè)面柱碰、ENCAP-MPDB、沙坑拌翻以及邊坡翻滾試驗(yàn)。

2.2.1 A廠商EDR記錄數(shù)據(jù)完整性分析

針對A廠商的某款車型，在正面碰撞類試驗(yàn)中，對低速和高速試驗(yàn)后的EDR數(shù)據(jù)以及符合性曲線進(jìn)行了比較分析。在縱向ΔV和符合性曲線方面，A廠車型的數(shù)據(jù)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。然而，在低速工況下，轉(zhuǎn)向角度數(shù)據(jù)記錄不完整，但在高速工況下的記錄完整。在MPDB工況也出現(xiàn)轉(zhuǎn)向角度數(shù)據(jù)記錄不完整的情況，如表4所示。

轉(zhuǎn)向角度可以用于重建交通事故，通過分析車輛在事故前后的轉(zhuǎn)向角度變化，了解駕駛員對事故的反應(yīng)，并判斷是否有避免事故的機(jī)會(huì)。該數(shù)據(jù)還是評估駕駛員行為的重要指標(biāo)之一，異常的轉(zhuǎn)向角度變化可能表明駕駛員急轉(zhuǎn)彎、緊急制動(dòng)或出現(xiàn)其他突發(fā)駕駛動(dòng)作，對評估駕駛員的注意力和反應(yīng)能力具有關(guān)鍵意義。此外，轉(zhuǎn)向角度的變化還可以用于評估車輛的穩(wěn)定性，異常的轉(zhuǎn)向動(dòng)作可能表明車輛操控異常或懸架系統(tǒng)出現(xiàn)問題，這對于維護(hù)和改進(jìn)車輛性能具有指導(dǎo)意義。通過監(jiān)測轉(zhuǎn)向角度的變化，可以檢測駕駛員是否存在疲勞駕駛，連續(xù)駕駛時(shí)長和轉(zhuǎn)向動(dòng)作的特征，可以用于評估駕駛員的疲勞水平。此外，不同駕駛員可能在轉(zhuǎn)向動(dòng)作上有不同的特征，因此轉(zhuǎn)向角度數(shù)據(jù)也可以用于駕駛員識(shí)別，特別是在共享車輛或家庭車輛中。此外，如表4所示，其發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)無記錄；更令人擔(dān)憂的是，車型可能處于研發(fā)階段，功能不完善，該廠商車型的駕駛員安全帶狀態(tài)顯示異常，盡管試驗(yàn)中安全帶已明顯插入卡扣，試驗(yàn)后讀取的數(shù)據(jù)卻顯示未系安全帶，見表5。

在側(cè)面碰撞工況下，A廠商車型與正面碰撞工況存在差異，低速工況下轉(zhuǎn)向角度記錄完整，但高速工況下卻沒有轉(zhuǎn)向角度完整的記錄，如表6、表7表示。A廠商車型EDR詳細(xì)記錄了ECU的硬件編號(hào)、序列號(hào)、軟件版本及車輛識(shí)別號(hào)，有助于追溯和確認(rèn)具體車輛。同時(shí)，無論高速還是低速試驗(yàn)，EDR中所記錄的數(shù)據(jù)包含了事故前及發(fā)生事故時(shí)的車速、加速踏板位置、制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)和安全帶狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)，為事故重建提供了重要數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)展示了車輛在事故發(fā)生時(shí)的即時(shí)反應(yīng)，如安全帶和氣囊部署。然而，針對翻滾角度和翻滾率的記錄并不完善，這類信息的記錄有利于對車輛事故行為進(jìn)行更深入的分析。此外，偏航角速度的記錄不完整，這一參數(shù)對了解車輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向和穩(wěn)定性有重要意義。同時(shí)，多事件記錄和事故應(yīng)急呼叫系統(tǒng)狀態(tài)方面，大部分均記錄了多事件的數(shù)量、事件之間的時(shí)間差異以及事故應(yīng)急呼叫系統(tǒng)的狀態(tài)，為事故重建提供了額外的時(shí)間框架和信息。每份文件在提供的數(shù)據(jù)類型和詳細(xì)程度有所不同，部分車型提供了更全面的車輛動(dòng)態(tài)和安全系統(tǒng)狀態(tài)信息，而其他車型則側(cè)重于基礎(chǔ)的事故數(shù)據(jù)。

綜上所述，在正面碰撞工況下，如MPDB、高低速正碰，以及側(cè)面碰撞工況下的側(cè)柱碰、側(cè)碰下，A廠商車型所記錄的EDR數(shù)據(jù)相對完整，可以通過符合性曲線來判斷ECU的性能，如圖1a為低速正碰下縱向ΔV的符合性曲線圖，圖1b為高速下的符合性曲線圖。

從圖1可以看出，低速工況下，EDR記錄值與最大值吻合度較高，其符合性很好，而高速工況下EDR數(shù)據(jù)符合性較差但仍符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 其他車企EDR數(shù)據(jù)完整分析

在試驗(yàn)室中針對多家車企的車型進(jìn)行測試，并進(jìn)行EDR數(shù)據(jù)符合性的判定，目前試驗(yàn)室中其他車企特殊工況下的數(shù)據(jù)量不夠豐富，但仍可看出在特殊工況下，其他車企記錄的數(shù)據(jù)也不夠完整。因此，針對特殊工況，如螺旋翻滾，仍需完善。本小節(jié)僅對正、側(cè)面碰撞工況下各車型EDR數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

B廠高速正碰下的符合性曲線如圖2所示。本試驗(yàn)室所做試驗(yàn)中，針對符合性曲線的判定，A、B、C、D各廠商均在限值內(nèi)，滿足條件，但其性能有差距。如圖1和圖2，越靠近中間的藍(lán)線，符合性越好，可以看出B廠車型的ECU性能更強(qiáng)，但也無太大差異。

針對4家廠商正、側(cè)面碰撞工況下的上述A類、B類數(shù)據(jù)元素60項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行符合項(xiàng)判定，正面碰撞結(jié)果如表8。

由表8數(shù)據(jù)可知，B廠商記錄的相對完善，但相對來說，其問題項(xiàng)影響也較大，汽車節(jié)氣門相對位置指的是汽車節(jié)氣門的開度相對于其關(guān)閉位置的百分比。相對位置的百分比表示節(jié)氣門開度，其數(shù)值越大，節(jié)氣門開度越大，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率也越大。在汽車行駛過程中，ECU不斷監(jiān)測節(jié)氣門的相對位置，并根據(jù)其數(shù)值來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。但如果發(fā)生事故，節(jié)氣門位置的記錄不完善，對事故的責(zé)任劃分會(huì)造成影響。同時(shí)，有很多共性的問題，定速巡航狀態(tài)、自適應(yīng)巡航狀態(tài)記錄并不完整。

針對側(cè)面碰撞工況，對60項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行符合項(xiàng)判定，結(jié)果如表9所示。

通過表9可以看出側(cè)面碰撞工況下，B廠商記錄相對完善，而D廠商的記錄不完整，缺少項(xiàng)較多，需要加以完善與改進(jìn)，同時(shí)，與正面碰撞工況相同，其對定速巡航狀態(tài)、自適應(yīng)巡航狀態(tài)的記錄同樣不完整。

此外，不同廠商車型的EDR數(shù)據(jù)文檔命名不一致，給數(shù)據(jù)分析人員帶來困擾。例如表10、表11，乘員保護(hù)系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)在A廠商的文檔中為“乘員保護(hù)系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)”，而在C廠的文檔中為“氣囊報(bào)警燈”。同時(shí)，各廠的同款車型可能存在高、中、低配多種配置，如定速巡航、自適應(yīng)巡航功能，然而EDR數(shù)據(jù)中只顯示“無法獲取值”，如無參數(shù)配置表，無法確定是否具有這些功能。因此，建議在EDR數(shù)據(jù)中增加相應(yīng)的提示，以明確車輛是否配備了特定功能。

3 未來展望

目前，GB 39732中僅針對正面、側(cè)面類碰撞要求記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，對翻滾類工況的數(shù)據(jù)記錄暫未作出強(qiáng)制要求。根據(jù)試驗(yàn)室數(shù)據(jù)，針對A廠商車型所進(jìn)行的螺旋翻滾類試驗(yàn)，其EDR數(shù)據(jù)中無有效數(shù)據(jù)，僅記錄車輛識(shí)別代號(hào)無法進(jìn)行符合性判定。此種工況下，有許多重要數(shù)據(jù)應(yīng)該被記錄，如車輛速度、上電周期、加速踏板位置、橫擺角速度、轉(zhuǎn)向角度、氣囊展開時(shí)間，牽引力控制系統(tǒng)狀態(tài)等。這些數(shù)據(jù)都對分析事故發(fā)生原因有重要意義。

此外，近年來，隨著新勢力新能源車企的不斷發(fā)力以及國家的大力支持，電動(dòng)汽車的發(fā)展十分迅猛[15]。由于電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)燃油車不同，目前GB 39732中所要求記錄的數(shù)據(jù)元素并不能完全體現(xiàn)新能源汽車碰撞時(shí)的狀態(tài)[16]，試驗(yàn)室對正碰類試驗(yàn)進(jìn)行電池包溫度的監(jiān)控，對電池包貼合溫度傳感器以監(jiān)測碰撞后電池包的溫度變化，試驗(yàn)后使用測溫槍進(jìn)行溫度監(jiān)控。圖3中記錄了試驗(yàn)車碰撞時(shí)電池包溫度變化，在試驗(yàn)車18 s左右發(fā)生碰撞，電池包的溫度在10 s內(nèi)升高，而后20 s內(nèi)下降至碰撞前溫度，溫度有明顯變化，因此建議新能源汽車EDR記錄0～10 s內(nèi)的電池包溫度變化，以應(yīng)對碰撞后車輛狀態(tài)分析。

EDR應(yīng)對碰撞后的電壓、電流以及碰撞后電池包的殘余電量、電能予以監(jiān)測。同時(shí)由于電動(dòng)車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，靠電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩等數(shù)據(jù)應(yīng)被記錄。參照GB 39732，針對新能源汽車，建議記錄如下數(shù)據(jù)（表12）以反映碰撞時(shí)的汽車狀態(tài)，更好地還原和分析事故。

4 結(jié)束語

本文對4個(gè)廠商的車型進(jìn)行各類工況試驗(yàn)并對所讀取的EDR數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 39732—2020《汽車事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)》的相關(guān)要求進(jìn)行EDR符合性判定。目前，特殊工況下EDR記錄的數(shù)據(jù)并不完善，除此之外，對新能源汽車進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，并對其記錄的EDR數(shù)據(jù)元素進(jìn)行挖掘，發(fā)現(xiàn)針對新能源汽車的數(shù)據(jù)記錄嚴(yán)重缺失。隨著新能源智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)不斷發(fā)展，應(yīng)把智能駕駛領(lǐng)域、新能源汽車相關(guān)數(shù)據(jù)納入記錄范圍，完善EDR功能，與國際接軌，促進(jìn)我國汽車行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。由于不涉及智能駕駛測試，后續(xù)將在智能駕駛領(lǐng)域進(jìn)行EDR數(shù)據(jù)的解析。

參 考 文 獻(xiàn)

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