一種基于汽車安全氣囊電腦的車輛事故取證方法

1、 一種基于汽車安全氣囊電腦的車輛事故取證方法 吳神培 李岳 陳文進 沈順孝摘 要：隨著汽車產業(yè)的快速發(fā)展，我國汽車數量日益增加，根據公安部相關數據顯示，截止去年底，我國機動車保有數量3.2億余量，駕駛機動車的人數達到了3.8億，隨著而來的交通事故數也越來越多。發(fā)生事故后，對于車輛的取證需求也越來越多。目前對于事故車的取證方法還是沿用傳統(tǒng)的取證方法，該方法存在效率低、數據誤差等問題。安全氣囊電腦中存儲大量車輛相關的數據，對于事故取證和事故原因分析有較大價值。文中提出了一種基于汽車安全氣囊電腦的取證方法，從安全氣囊電腦中可以提取到EDR數據，EDR記錄車輛碰撞前和碰撞后數據，為交通事故案件分析提供

2、重要數據，提高案件的辦理效率，節(jié)約案件調查的人力物力成本。Key：安全氣囊電腦;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 汽車安全氣囊電腦簡介汽車安全氣囊電腦（Airbag Control Module）是氣囊系統(tǒng)的控制中心，其作用是接收碰撞傳感器及其他各傳感器輸入的信號，判斷是否點火引爆氣囊充氣，并對系統(tǒng)故障進行自診斷1。氣囊電腦部件主要包括：碰撞傳感器、EEPROM存儲芯片、爆管驅動集成電路和微處理器。2 EDR事故數據記錄器EDR（Event Data Recorder）事故數據記錄器整合于車輛氣囊控制模塊內部用于提取車輛碰撞后，記錄車輛碰撞前（速度與時間）和碰撞時（速度變化與時間）對應時間序列的車輛動力學數據的

7、裝置，俗稱汽車“黑匣子”。EDR數據一般包括車輛碰撞前（激活前或到觸發(fā)條件）5s或2.5s內的車輛速度、發(fā)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300ms內的速度和加速度的變化情況。從EDR技術問世到現(xiàn)在該技術已經發(fā)展了將近50余年，1970年NHTSA（美國高速公路交通安全局）聲明要開發(fā)機動車碰撞記錄儀2，1974年美國通用汽車公司第一次在商用車上安裝EDR并用于試驗研究3，2003年美國裝配EDR 的汽車達到4000 萬輛4，2008 年1 月NHTSA發(fā)布修訂版的49 CFR part 5635，規(guī)定了EDR一般數據規(guī)范和基本記錄功能，并要求2012年9月1日及以后生產

8、及銷售于美國本土的汽車必須遵守這項規(guī)定6。目前，國外EDR數據已經越來越多地應用在交通事故重建、法庭證供及車輛主動安全技術的開發(fā)中。我國雖然仍未出臺關于EDR 的法律，但在2017 年出臺的機動車運行安全技術條件中規(guī)定今后的車輛都必須強制性配備EDR。在2018年國標汽車事件數據記錄系統(tǒng)征求意見稿出臺，預計正式的國標會在近幾年問世。2.1 EDR事件類型EDR記錄碰撞事件數據分為兩種類型：安全氣囊未展開事件和安全氣囊展開事件。安全氣囊未展開事件是指氣囊電腦記錄的車輛速度變化等參數達到氣囊模塊內算法運行的閾值，但是并未達到氣囊展開的觸發(fā)閾值，事件數據由碰撞前數據和碰撞數據組成。安全氣囊未展開事件

9、的數據未鎖定可以被覆蓋和改寫，當氣囊電腦存儲的事件數到達上限，安全氣囊未展開事件數據將被覆蓋。安全氣囊展開事件指氣囊電腦記錄的車輛速度變化等參數達到氣囊展開的觸發(fā)閾值，事件數據由碰撞前數據和碰撞數據組成。安全氣囊展開事件數據鎖定不能被覆蓋和改寫。如果氣囊展開事件數存儲到氣囊電腦存儲上限，就需更換氣囊電腦。2.2 EDR記錄的數據EDR數據主要包含以下幾個大類：（1）事件恢復時車輛的系統(tǒng)狀態(tài)，數據包含車輛車架號、電腦零件號、設備供應商、事件恢復時車輛的點火周期等。（2）發(fā)生事故時的系統(tǒng)狀態(tài)，數據包含事件記錄的完整情況、事故發(fā)生時的車輛點火周期、駕駛位和副駕駛位的安全帶狀態(tài)、安全氣囊報警燈狀態(tài)、事

10、件數、水平車輛最大變化車速及時間、橫向車輛最大變化車速及時間、事件發(fā)生時ECU的供電電壓等。（3）氣囊展開命令相關數據，數據包括，駕駛員前部安全氣囊展開指令及時間、乘客前部安全氣囊展開指令及時間、駕駛員和乘客膝部安全氣囊展開指令、左側和右側安全氣囊及氣簾展開指令。（4）碰撞前5s數據，數據包括車速、加速踏板位置、發(fā)動機節(jié)氣門百分比、剎車狀態(tài)、發(fā)動機轉速、ABS狀態(tài)、方向盤轉角、四輪轉速、四輪胎壓及狀態(tài)、定速巡航狀態(tài)等。（5）碰撞后數據，數據包括車輛橫向和縱向速度變化量。3 安全氣囊電腦取證的方法安全氣囊電腦取證主要提取的就是EDR數據，安全氣囊EDR數據提取方式主要采用兩種：車輛的車載診斷系統(tǒng)

11、（On- Board Diagnostic，OBD）接口提取方式和安全氣囊模塊（ACM）提取方式。3.1 OBD提取方式OBD提取方式適用車輛OBD系統(tǒng)完好，可以正常啟動的情況，這種情況下只用將車輛啟動，不需要額外電源供電，如圖1所示。3.2 ACM模塊提取方式ACM模塊提取方式適用車輛損壞嚴重，車輛無法正常啟動，OBD系統(tǒng)無法正確使用的情況，需將安全氣囊電腦（ACM）拆卸下來，通過特定的線束進行連接，這種情況需要額外的電源供電，如圖2所示。4 EDR數據解讀分析本文將通過一個實際案例對EDR數據進行解讀分析;EDR數據提取出來數據為16進制的數據，數據見圖3。對16進制的數據進行解析之后就可

12、以得到上文提到的幾大類數據。表1事件恢復時車輛的系統(tǒng)狀態(tài)，需要關注的數據一個是車輛車架號，需對比車輛車身上的車架號和EDR數據存儲的車架號是否一致;另一個數據是事件恢復時車輛的點火次數（294），用這個數據和碰撞時的車輛點火次數（293）進行對比，用于確定提取到的EDR數據是否和該次車輛事故相關，本案例中兩個數據數值很接近，可以確定存儲的EDR數據為事故車輛的碰撞數據。事件發(fā)生時的系統(tǒng)狀態(tài)主要用于確定車輛碰撞時車輛的狀態(tài)。從表2中可以看出車輛在發(fā)生碰撞時車輛狀態(tài)是正常的，無安全氣囊報警。EDR記錄了一個碰撞事件，無多重事件。駕駛員和前排乘客安全帶都未綁。從表3中可以看出碰撞發(fā)生應該是車身的左側

13、，且該次碰撞事故導致左側的安全氣囊和安全氣簾彈出。碰撞前5s數據，記錄駕駛人在事故前的車輛操作記錄，是否有駕駛不正當的操作，作為事故責任方的判定依據，表4-表7中截取了碰撞前2s的數據。碰撞前數據解讀：（1）車速：車速的范圍為132-92 km/h，車速在-0.9s開始降低，撞擊時的車速為92km/h，車輛發(fā)生事故時有采取剎車制動，但是車速太快車身剎不住。（2）剎車狀態(tài)：剎車在-0.9s時踩下，同車速的變化相吻合。（3）胎壓：事故發(fā)生前四個輪子的胎壓都是正常，排除了車輪爆胎導致事故發(fā)生的可能。（4）方向盤轉角：在-0.8時，方向盤轉角開始變化幅度開始變大，事故發(fā)生前一刻司機有比較大幅度的操作方

14、向盤。（5）角速度：在-0.5s時角速度開始變化增大，車輛角速度的增大和司機大幅度的操作方向盤相符合。（6）四個車輪轉速：在-0.8s時車輪轉速開始降低，和踩剎車的時刻相吻合，且到-0.1s是左前車輪轉速為25，可以看出事故發(fā)生碰撞的地方應該是車輛的左前部，應為碰撞導致左前輪轉速急劇降低。（7）車輛行駛時檔位一直為D檔，且車上定速巡航沒開。5 取證應用目前國內針對安全氣囊電腦EDR數據提取的設備幾乎為零。大部分交通事故依然采用傳統(tǒng)的取證方式，通過測量事故現(xiàn)場車輛輪胎痕跡，將測量到的數據帶入相關的計算公式計算出車輛碰撞時的車速，測量的數據受環(huán)境因素影響較大，且存在較大的誤差。傳統(tǒng)方法對于取證來說

15、操作繁瑣，需要花費大量的人力和物力。如能采用汽車電子數據取證方式，將會大大提高取證效率，且能獲取車輛碰撞前后的數據。這些數據都是安全氣囊電腦和車上其他電控通過總線傳遞給安全氣囊電腦并記錄在存儲芯片中，不受環(huán)境影響，準確性高。6 結束語EDR可以記錄現(xiàn)場痕跡勘察、車輛勘察等傳統(tǒng)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。在交通事故重建過程中，可以直接利用事件記錄數據記錄的碰撞前 5s信息得出車速，這大大提高了車速重建的精度與可信度，還可以綜合利用碰撞前駕駛員操作行為和車輛行駛狀態(tài)對事故形態(tài)進行重建。Reference1 張樹利.淺談現(xiàn)代汽車安全氣囊系統(tǒng)J北京汽車-2

16、003-06-25.2 NHTSA EDR Working Group. Event Data Recorders： Summary of Finding by the NHTSA EDR Working Group，F(xiàn)inal 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.