汽车事件数据记录（EDR）系统数据读取方案研究

吴含冰，孙枝鹏，张广秀，郑英东

（中国汽车技术研究中心有限公司，天津 300300）

强制性国家标准GB《汽车事件数据记录系统》已经完成标准制定工作，并报批至国家标准化管理委员会，等待正式发布。

该标准规定了M1类车辆的汽车事件数据记录系统的术语和定义、技术要求、试验方法和要求、外观和标识、车辆型式的扩展和说明书。本文重点针对该标准技术要求中数据读取方案展开研究。

1 EDR标准简介

随着汽车智能化、电子化的安全技术发展和应用，车辆在驾驶和安全保护上进行了更多干预，造成事故相关因素的收集和分析愈发复杂，责任界定存在很大困难。目前，我国车辆道路事故鉴定中主要以现场勘查、车辆损毁鉴定等手段进行还原事故，较难得到事故发生时车辆状态、人员操作等的数据，对事故的真实性还原具有很大的局限性，不能满足事故鉴定需要。因此，事故中车辆系统工作的状态及可靠性，车辆相关系统的介入程度、人员操作、道路环境等因素的数据获取、记录和应用显得尤为重要，其将使事故成因更加清晰。

为了对事件的成因进行全面科学的分析及取证，需要一个完整的、实时的车辆事件数据记录系统以记录事件发生时车辆的各项数据。一方面可以客观判断事件产生的原因，保障司法公正，保护公众利益；另一方面可以为改善车辆安全系统提供依据，避免类似事件的发生，提供车辆安全性。

EDR能够自动地记录车辆事件发生前后一段时间内的车辆运行和车辆安全系统状态信息，例如：车辆速度、车辆碰撞后的加速度、方向盘的转向角度、发动机运作状态、气囊状态、驾驶辅助系统、驾驶人在事件发生时的反应动作等重要信息。当车辆发生事件后时，通过采集、分析事件数据记录系统所记录的车辆状态、驾驶人反应动作等数据，可以推断出车辆在发生事件前后的实际运行参数，为事件分析鉴定提供了客观、公正的技术支持。

2 EDR标准数据读取方案需求分析

当发生满足EDR规定的触发阈值的交通事故时，EDR将会存储事件发生前后一段时间内的车辆数据，由交通事故相关管理部门及第三方司法鉴定机构将存储的数据读取出来，形成数据读取报告，并结合交通事故现场痕迹，进行事故重建及还原，在此基础上进行事故鉴定及事故判责。

因此，需要专门的数据读取工具进行EDR数据的读取，该工具应易于研发、生产及获取，并具备较高的一致性，成本不应过高，以保证各个地区的交通管理部门及第三方司法鉴定机构都能进行购买和使用；且该工具应不依赖于整车厂及其供应商，可由第三方进行独立操作，实现数据读取。

基于该需求，EDR标准中规定了统一的数据读取方案，包括统一的数据读取端口要求、数据读取协议要求、数据标识符要求以及数据排列和格式要求，基于该标准要求开发的EDR数据提取工具，在相关部门的管理下，应能由第三方独立进行EDR数据读取。

3 EDR数据读取方案

3.1 统一的数据读取端口

EDR数据存储在车辆本地，当发生交通事故后，需要由EDR数据读取设备通过统一规定的数据读取端口读取数据。

绝大多数情况下，交通事故发生后，车辆的整车电气回路没有损坏，仍可整车上电，则可以通过将数据读取设备连接到车辆的OBD端口上，进行EDR数据的读取。

当通过OBD端口，使用诊断服务读取数据时，EDR数据读取设备连接OBD端口的端子布置见表1，插头型式见图1。

图1 EDR数据读取设备端插头型式［1］

表1 EDR数据读取连接器端子布置［1］

当发生严重事故后，车辆整车电气回路已经损坏，无法实现整车上电的情况下，则需要将实现EDR功能的控制器拆卸下来，通过控制器的通信管脚直接读取数据。

3.2 统一的数据读取协议

EDR数据读取只在固定场景下，即事故发生后才会进行，因此数据读取设备通过车辆OBD接口使用诊断服务即可实现数据读取。

EDR数据读取协议选用汽车行业已经普遍在诊断开发中广泛应用的ISO 14229-2013《道路车辆 统一的诊断服务》中0x22“通过标识符读取数据”实现数据读取功能。EDR共记录3组事件数据，数据读取设备通过OBD接口发起请求，EDR进行肯定响应后，即向数据读取设备传输该组事件数据。

“通过标识符读取数据”0x22诊断服务允许客户端向服务端请求由一个或多个数据标识符标识的数据记录值。

客户端请求消息包含一个或多个两字节的数据标识符值，用于标识所请求的服务端的数据记录。数据记录的格式和定义应是指定的，可以包括服务端支持的模拟输入和输出信号，数字输入和输出信号，内部数据和系统状态信息。

服务端在接收到“通过标识符读取数据”请求后，应访问由数据标识符参数指定的记录的数据元素，并在包含相关数据记录参数的单个“通过标识符读取数据”中传输其值。请求消息可以多次包含同一数据标识符。服务端应将每个数据标识符视为单独的参数，并根据需要对每个数据标识符进行响应。

客户端请求消息格式规定见表2，服务端的肯定响应格式见表3。

表2 客户端请求消息定义［2］

表3 服务端肯定响应消息定义［2］

具体到EDR数据读取设备与EDR之间的诊断通信服务，客户端即数据读取设备，服务端即EDR，EDR数据读取设备向EDR发起请求消息，该消息中包含规定的两字节的数据标识符 （数据标识符定义见3.3），该标识符对应的数据记录的格式和定义也在EDR标准中进行了定义 （见3.4），EDR在接收到“通过标识符读取数据”0x22请求后，应访问由所请求的数据标识符参数指定的数据元素序列，并将该数据元素序列传输至EDR数据读取设备。

由于每组EDR事件数据元素序列较大，无法通过单帧的方式进行传输，因此将采用多帧传输的方式，将该数据元素序列进行拆分后，进行多帧连续传输。

3.3 统一的数据读取标识符

由于EDR存储了3组事件数据，因此，当使用“通过标识符读取数据”0x22诊断服务读取EDR数据时，根据3.3，需要相应定义3组数据标识符，EDR数据读取设备每次向车辆发起数据读取请求时，依次将3组标识符作为请求参数，得到车辆的肯定响应后，车辆会依次传输所请求的数据标识符代表的数据流。

根据ISO 14229-2013《道路车辆 统一的诊断服务》附录中为EDR Entries预留的数据标识符字段定义，EDR标准在该字段中选用3个数据标识符用于读取EDR数据，分别是0xFA13、0xFA14和0xFA15。其中，0xFA13为最近一次发生的事件的标识符，0xFA14为倒数第二次发生的事件的标识符，0xFA15为倒数第三次发生的事件的标识符。

以11位CAN标识符读取数据 （功能寻址）为例，EDR数据读取工具与EDR之间的数据交互过程如下。

1）EDR数据提取工具发送功能寻址EDR请求数据的命令：7DF16 03 22 FA 13 00 00 00 00。

2）记录EDR数据的ECU向EDR数据提取工具发送EDR响应数据：7XX 1X XX 62 FA 13 XX XX XX。

3）EDR数据提取工具发送物理寻址FCEDR请求数据的命令：7XX-8 30 00 00 00 00 00 00 00。

4）记录EDR数据的ECU向EDR数据提取工具发送剩余连续帧 （CF）EDR响应数据：7XX 21 XX XX XX XX XX XX XX。

注：剩余CF数量取决于记录EDR数据的ECU向EDR数据提取工具发送EDR响应数据的长度。

以29位CAN标识符读取数据 （功能寻址）为例，EDR数据读取工具与EDR之间的数据交互过程如下。

1）EDR数据提取工具发送功能寻址EDR请求数据的命令：1816DB16FF16F116 03 22 FA 13 00 00 00 00。

2）记录EDR数据的ECU向EDR数据提取工具发送EDR响应数据：1816DA16F116XX16 1X XX 62 FA 13 XX XX XX。

3）EDR数据提取工具发送物理寻址FCEDR请求数据的命令：1816DA16XX16F116 30 00 00 00 00 00 00 00。

4）记录EDR数据的ECU向EDR数据提取工具发送剩余CFEDR响应数据：1816DA16F116XX16 21 XX XX XX XX XX XX XX。

注：剩余CF数量取决于记录EDR数据的ECU向EDR数据提取工具发送EDR响应数据的长度。

3.4 统一的数据格式和排列

EDR数据读取设备进行数据读取时，EDR回传给读取设备的是二进制数据序列，因此读取工具与EDR应约定好该数据序列中包含的数据元素的排列格式，具体应包括每个数据元素的长度、字节序列号、数据元素名称、单位、范围、准确度及记录基准时间。

在此基础上，应定义每个数据元素物理值与实际值的转化公式，以保证数据读取公式能正确地将接收到的二进制数据序列进行解析。

EDR记录的数据分为两类：A级数据和B级数据。其中，A级数据元素为配备EDR系统的车辆应记录的数据；B级数据元素为配备EDR系统的车辆且配备了相关装置或具有相关功能时应记录的相关数据。

当车辆未配备相关装置或相关功能而导致无法记录某个数据元素时，应使用FF16填充在该数据元素在数据元素序列中对应的字节位置中，当由于故障等因素造成该数据元素值无效时，应使用FE16填充在该数据元素在数据元素序列中对应的字节位置中。

当EDR存储数据为空时，EDR返回给读取工具的数据元素的值应全部为FF16。

4 总结

EDR标准通过定义统一的数据读取端口、数据读取协议、数据标识符及数据格式和排列，可以实现EDR数据读取设备与EDR之间的通信及数据传输，从而有效保障了交通管理部门及第三方司法鉴定机构能够高效获取事故数据，实现事故重建或还原。