一种基于汽车安全气囊电脑的车辆事故取证方法

1、 一种基于汽车安全气囊电脑的车辆事故取证方法 吴神培 李岳 陈文进 沈顺孝摘 要：随着汽车产业的快速发展，我国汽车数量日益增加，根据公安部相关数据显示，截止去年底，我国机动车保有数量3.2亿余量，驾驶机动车的人数达到了3.8亿，随着而来的交通事故数也越来越多。发生事故后，对于车辆的取证需求也越来越多。目前对于事故车的取证方法还是沿用传统的取证方法，该方法存在效率低、数据误差等问题。安全气囊电脑中存储大量车辆相关的数据，对于事故取证和事故原因分析有较大价值。文中提出了一种基于汽车安全气囊电脑的取证方法，从安全气囊电脑中可以提取到EDR数据，EDR记录车辆碰撞前和碰撞后数据，为交通事故案件分析提供

2、重要数据，提高案件的办理效率，节约案件调查的人力物力成本。Key：安全气囊电脑;黑匣子;EDRAbstract： With the rapid development of the automobile industry， the number of automobiles in China is increasing day by day. According to the relevant data of the Ministry of public security， by the end of last year， the number of motor vehicles in Chi

3、na has reached 320 million， the number of driving motor vehicles has reached 380 million， and the number of traffic accidents is also increasing. After the accident， there is more and more demand for vehicle forensics. At present， the traditional forensics method is still used for the accident vehic

4、le forensics， which has the problems of low efficiency and data error. A large number of vehicle related data are stored in the airbag control module， which is of great value for accident evidence collection and accident cause analysis. This paper puts forward a method of evidence collection based o

5、n automobile airbag control module， which can extract EDR data from airbag control module， EDR records the data before and after vehicle collision， provides important data for traffic accident case analysis， improves case handling efficiency， and saves human and material cost of case investigation.K

6、eywords： Airbag Control Module; Black Box; DER1 汽車安全气囊电脑简介汽车安全气囊电脑（Airbag Control Module）是气囊系统的控制中心，其作用是接收碰撞传感器及其他各传感器输入的信号，判断是否点火引爆气囊充气，并对系统故障进行自诊断1。气囊电脑部件主要包括：碰撞传感器、EEPROM存储芯片、爆管驱动集成电路和微处理器。2 EDR事故数据记录器EDR（Event Data Recorder）事故数据记录器整合于车辆气囊控制模块内部用于提取车辆碰撞后，记录车辆碰撞前（速度与时间）和碰撞时（速度变化与时间）对应时间序列的车辆动力学数据的

7、装置，俗称汽车“黑匣子”。EDR数据一般包括车辆碰撞前（激活前或到触发条件）5s或2.5s内的车辆速度、发动机转速、油门踏板位置、制动踏板操作情况，以及车辆碰撞后300ms内的速度和加速度的变化情况。从EDR技术问世到现在该技术已经发展了将近50余年，1970年NHTSA（美国高速公路交通安全局）声明要开发机动车碰撞记录仪2，1974年美国通用汽车公司第一次在商用车上安装EDR并用于试验研究3，2003年美国装配EDR 的汽车达到4000 万辆4，2008 年1 月NHTSA发布修订版的49 CFR part 5635，规定了EDR一般数据规范和基本记录功能，并要求2012年9月1日及以后生产

8、及销售于美国本土的汽车必须遵守这项规定6。目前，国外EDR数据已经越来越多地应用在交通事故重建、法庭证供及车辆主动安全技术的开发中。我国虽然仍未出台关于EDR 的法律，但在2017 年出台的机动车运行安全技术条件中规定今后的车辆都必须强制性配备EDR。在2018年国标汽车事件数据记录系统征求意见稿出台，预计正式的国标会在近几年问世。2.1 EDR事件类型EDR记录碰撞事件数据分为两种类型：安全气囊未展开事件和安全气囊展开事件。安全气囊未展开事件是指气囊电脑记录的车辆速度变化等参数达到气囊模块内算法运行的阈值，但是并未达到气囊展开的触发阈值，事件数据由碰撞前数据和碰撞数据组成。安全气囊未展开事件

9、的数据未锁定可以被覆盖和改写，当气囊电脑存储的事件数到达上限，安全气囊未展开事件数据将被覆盖。安全气囊展开事件指气囊电脑记录的车辆速度变化等参数达到气囊展开的触发阈值，事件数据由碰撞前数据和碰撞数据组成。安全气囊展开事件数据锁定不能被覆盖和改写。如果气囊展开事件数存储到气囊电脑存储上限，就需更换气囊电脑。2.2 EDR记录的数据EDR数据主要包含以下几个大类：（1）事件恢复时车辆的系统状态，数据包含车辆车架号、电脑零件号、设备供应商、事件恢复时车辆的点火周期等。（2）发生事故时的系统状态，数据包含事件记录的完整情况、事故发生时的车辆点火周期、驾驶位和副驾驶位的安全带状态、安全气囊报警灯状态、事

10、件数、水平车辆最大变化车速及时间、横向车辆最大变化车速及时间、事件发生时ECU的供电电压等。（3）气囊展开命令相关数据，数据包括，驾驶员前部安全气囊展开指令及时间、乘客前部安全气囊展开指令及时间、驾驶员和乘客膝部安全气囊展开指令、左侧和右侧安全气囊及气帘展开指令。（4）碰撞前5s数据，数据包括车速、加速踏板位置、发动机节气门百分比、刹车状态、发动机转速、ABS状态、方向盘转角、四轮转速、四轮胎压及状态、定速巡航状态等。（5）碰撞后数据，数据包括车辆横向和纵向速度变化量。3 安全气囊电脑取证的方法安全气囊电脑取证主要提取的就是EDR数据，安全气囊EDR数据提取方式主要采用两种：车辆的车载诊断系统

11、（On- Board Diagnostic，OBD）接口提取方式和安全气囊模块（ACM）提取方式。3.1 OBD提取方式OBD提取方式适用车辆OBD系统完好，可以正常启动的情况，这种情况下只用将车辆启动，不需要额外电源供电，如图1所示。3.2 ACM模块提取方式ACM模块提取方式适用车辆损坏严重，车辆无法正常启动，OBD系统无法正确使用的情况，需将安全气囊电脑（ACM）拆卸下来，通过特定的线束进行连接，这种情况需要额外的电源供电，如图2所示。4 EDR数据解读分析本文将通过一个实际案例对EDR数据进行解读分析;EDR数据提取出来数据为16进制的数据，数据见图3。对16进制的数据进行解析之后就可

12、以得到上文提到的几大类数据。表1事件恢复时车辆的系统状态，需要关注的数据一个是车辆车架号，需对比车辆车身上的车架号和EDR数据存储的车架号是否一致;另一個数据是事件恢复时车辆的点火次数（294），用这个数据和碰撞时的车辆点火次数（293）进行对比，用于确定提取到的EDR数据是否和该次车辆事故相关，本案例中两个数据数值很接近，可以确定存储的EDR数据为事故车辆的碰撞数据。事件发生时的系统状态主要用于确定车辆碰撞时车辆的状态。从表2中可以看出车辆在发生碰撞时车辆状态是正常的，无安全气囊报警。EDR记录了一个碰撞事件，无多重事件。驾驶员和前排乘客安全带都未绑。从表3中可以看出碰撞发生应该是车身的左侧

13、，且该次碰撞事故导致左侧的安全气囊和安全气帘弹出。碰撞前5s数据，记录驾驶人在事故前的车辆操作记录，是否有驾驶不正当的操作，作为事故责任方的判定依据，表4-表7中截取了碰撞前2s的数据。碰撞前数据解读：（1）车速：车速的范围为132-92 km/h，车速在-0.9s开始降低，撞击时的车速为92km/h，车辆发生事故时有采取刹车制动，但是车速太快车身刹不住。（2）刹车状态：刹车在-0.9s时踩下，同车速的变化相吻合。（3）胎压：事故发生前四个轮子的胎压都是正常，排除了车轮爆胎导致事故发生的可能。（4）方向盘转角：在-0.8时，方向盘转角开始变化幅度开始变大，事故发生前一刻司机有比较大幅度的操作方

14、向盘。（5）角速度：在-0.5s时角速度开始变化增大，车辆角速度的增大和司机大幅度的操作方向盘相符合。（6）四个车轮转速：在-0.8s时车轮转速开始降低，和踩刹车的时刻相吻合，且到-0.1s是左前车轮转速为25，可以看出事故发生碰撞的地方应该是车辆的左前部，应为碰撞导致左前轮转速急剧降低。（7）车辆行驶时档位一直为D档，且车上定速巡航没开。5 取证应用目前国内针对安全气囊电脑EDR数据提取的设备几乎为零。大部分交通事故依然采用传统的取证方式，通过测量事故现场车辆轮胎痕迹，将测量到的数据带入相关的计算公式计算出车辆碰撞时的车速，测量的数据受环境因素影响较大，且存在较大的误差。传统方法对于取证来说

15、操作繁琐，需要花费大量的人力和物力。如能采用汽车电子数据取证方式，将会大大提高取证效率，且能获取车辆碰撞前后的数据。这些数据都是安全气囊电脑和车上其他电控通过总线传递给安全气囊电脑并记录在存储芯片中，不受环境影响，准确性高。6 结束语EDR可以记录现场痕迹勘察、车辆勘察等传统调查方法中无法获取的信息，可以作为交通事故深度调查方法的一项重要补充内容。在交通事故重建过程中，可以直接利用事件记录数据记录的碰撞前 5s信息得出车速，这大大提高了车速重建的精度与可信度，还可以综合利用碰撞前驾驶员操作行为和车辆行驶状态对事故形态进行重建。Reference1 张树利.浅谈现代汽车安全气囊系统J北京汽车-2

16、003-06-25.2 NHTSA EDR Working Group. Event Data Recorders： Summary of Finding by the NHTSA EDR Working Group，Final Report. NHTSA， 2001， Report DOT HS-043 334.3 Teel，S.，Peirce， S.， Lutkefedder， N.， Automotive Recorder Research-A Summary of Accident Data and Test Results.SAE Technical Paper 740566，1974.4 Sharp， Deborah. AutosBlack- box Data Turning up in Courtrooms. USA Today. 2003-05-15.