汽车EDR及其应用进展研究

李毅 高岩 秦朗朗 应朝阳 公安部交通管理科学研究所

汽车EDR是由一个或多个车载电子模块构成，具有监测、采集并记录事件发生前、发生时和发生后车辆和乘员保护系统的数据功能的装置或系统[1]。当特定时段内汽车的速度改变（Delta-v，Dv）超过预设的阈值时，EDR开始存储数据。在大多数情况下，汽车发生碰撞事故时都能触发EDR，从而实现碰撞前的部分信息被EDR记录和存储。在事故发生后，对EDR数据进行提取、分析，能够获取车辆行驶速度、事发前驾驶人是否采取了应急处置措施、事故碰撞强度、气囊展开状况、车辆是否存在故障或者缺陷等信息。通过客观的证据分析事故致因，认定事故责任，化解当事方争议纠纷，降低案件调查、处理和调解的成本，同时，也能促进司法公正性进一步提升。

本文对EDR技术、标准法规、数据提取分析的发展进程和相关文献进行系统梳理和综述，深入介绍EDR数据的应用现状，并对下一步发展趋势进行展望，旨在为开展EDR数据取证分析、数据应用、技术研究、车辆安全研发、标准制修订等相关工作提供参考，以期进一步促进汽车EDR技术发展，提升数据分析水平、深化EDR数据应用。

（一）EDR技术

在汽车发生碰撞事故过程中，气囊控制模块会使用内部集成以及车辆其他位置安装的加速度等传感器监测碰撞强度，并判断是否需要展开安全气囊等约束系统，不同的汽车制造厂家设定的约束系统展开标准往往不同。在此过程中，EDR持续监测从传感器获取的各种数据，在碰撞强度达到一定的阈值后，开始存储记录车载传感器采集的各种数据。

由于EDR主要通过加速度、Dv作为判定是否需要记录的触发条件，加之大多数EDR将约束系统（如气囊）展开作为记录数据锁定不可删除的条件，故EDR主要集成在气囊控制器（Airbag Control Module，ACM）中。需要注意的是，部分汽车的EDR数据存储在发动机控制模块（Engine Control Module，ECM）或动力总成控制模块（Powertrain Control Module，PCM）等系统中。

1. 国外情况

1990年，美国通用汽车在部分配备了安全气囊的车型中安装诊断储能模块（Diagnostic Energy Reserve Module，DERM），可记录气囊工作状态和导致气囊展开的碰撞强度等数据，但未记录事发前车辆状态和碰撞过程中Dv数据。从1999年款部分车型开始，EDR可具备记录碰撞前车速、发动机转速、节气门开度、制动状态等功能。1997年，福特汽车也开始配备EDR系统。除这两大品牌外，在美国销售的汽车中，2001年到2010年，丰田、克莱斯勒、日产、三菱、现代、斯巴鲁等品牌的车型先后配备了EDR。2011开始，马自达、本田、特斯拉、宝马、大众、奔驰等品牌的车型也开始支持EDR功能。

2. 我国情况

近年来，强制性国家标准GB 7258-2017《机动车运行安全技术条件》、GB 39732-2020《汽车事件数据记录系统》逐渐开始实施。从数量上看，当前国内汽车中具备EDR功能的汽车占总保有量的比例还很小，主要包括丰田、通用、沃尔沃等品牌（包括合资生产）的车型。随着GB 7258、GB 39732的实施，部分自主品牌，如长城、吉利、小鹏汽车也开始逐渐配备EDR系统，具备EDR的汽车车型数量快速增加。

3. 技术演进发展

随着汽车电子技术的快速发展，EDR技术也不断升级更新。从1994年到2020年间，通用汽车的EDR经历了1、2、3、3.5、4、SDM50、ASCM等多次升级迭代。丰田汽车的EDR也从00EDR、02EDR为代表的第1代EDR，先后升级到第2代（04、06EDR）、第3代（12、13、15 EDR），以及目前主流的第4代（17EDR）。除了以气囊控制模块为载体的EDR系统，以通用的ASCM、丰田的行人保护系统为代表的主动安全系统集成式新型EDR也先后出现，进一步丰富了事件触发的类型，扩大了事件记录的范围。

EDR技术的升级和发展促进了EDR记录数据项的增加，同时，可以记录和存储的事件次数也从早期的仅能存储1次逐渐增加到2次、3次为主，部分车型甚至可以存储高达6次。在数据项方面，按照事件发生的时间历程，EDR主要可以记录3类数据：第一类为事件触发前（大多为前5s到触发时刻）的数据，主要包括车辆的速度、行车制动状态或制动踏板踩下百分比、加速踏板踩下的百分比、发动机节气门开度、发动机或驱动电机转速、方向盘转角、变速器挡位、安全带是否锁扣、主动安全系统（如ABS、ESC）启动状态、车辆纵向/横向加速度、横摆角速度等数据。第二类为事件发生时的车辆上电周期数、车辆的行驶历程、发生时间、发生的次数等数据。第三类为事件触发后较短时间内车辆的纵向Dv、横向Dv、加速度数据、约束系统（如安全气囊、气帘、预紧式安全带）的展开信息灯数据。此外，对于记录了多次事件的，EDR还会记录各事件之间的时间间隔。

除了数据记录项不断增加，EDR时间序列数据记录的时长范围、记录频率、记录范围、数据分辨率也不断提高。比如：EDR记录时长范围从触发前仅能记录2s左右数据到目前大多可以记录5s时段内的数据，触发后记录的时段也从150ms扩展到250ms。数据记录频率从1Hz提高到2Hz，车速记录上限从122km/h到200km/h甚至更高，发动机转速分辨率从400转/分钟提高到100转/分钟。

技术的进步推动了EDR能够记录更多的数据项、更长的时间范围、更高的频率、更精确的数值，极大提升了EDR数据质量和使用价值。

（二）EDR法规标准

1. 国外情况

2006年8月，美国国家公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA）制定并实施了第一版EDR法规，即49 CFR Part 563[2]。该法规并未强制所有车辆安装EDR，只有自愿安装了EDR的车辆需要符合该法规。49 CFR Part 563法规适用车型范围为M1、N1类且配备了EDR的车型，主要对EDR数据项、数据格式、数据触发、耐撞性能、用户手册信息告知等方面提出了规定。由于该法规在2006年实施，因此没有对电动汽车、自动驾驶汽车提出特殊的数据记录要求。

除了对EDR系统的技术要求外，49 CFR Part 563法规还规定了汽车生产企业应当提供在公开的市场上可获取的EDR数据提取和解析设备，以便事故调查人员在无需企业支持的情况下即可获取EDR数据。

2019年12月，欧盟发布了安全法规Regulation（EU） 2019/2144[3]，规定从2022年7月起新申请型式批准的和2024年7月起新生产的轻型车辆需要安装EDR。2026年1月和2029年1月起，新申请型式批准、新生产的重型车辆需要安装EDR。2022年1月，欧盟又发布了关于EDR系统的技术法规Regulation（EU）2022/545[4]，规定EDR既要满足数据安全、数据提取、道路性能试验等要求，还要符合UN R160[5]的技术内容。

2. 我国情况

2017年，新修订的国家标准GB 7258-2017《机动车运行安全技术条件》开始实施。根据该标准第2号修改单[6]，自2022年1月1日起，新生产的乘用车应配备符合GB 39732规定的EDR或GB/T 38892规定的车载视频行驶记录装置。GB 7258对国内乘用车配备EDR提出了标准要求，加快了国内汽车EDR的安装进程。

2020年，强制性国家标准GB 39732-2020《汽车事件数据记录系统》正式发布。标准规定从2022年1月1日起对新申请型式批准的M1类车型需要记录A类17个数据项。自2024年1月1日起，M1类车型还需记录B类43个数据项，并满足EDR数据的提取协议要求[1]。

2022年，公安部发布了GA/T 1998-2022《汽车车载电子数据提取技术规范》、GA/T 1999.2-2022《道路交通事故车辆速度鉴定方法 第2部分：基于汽车事件数据记录系统》两项公共安全行业标准，并于2022年10月1日起实施。两项标准为开展EDR数据取证、应用EDR数据进行车辆速度鉴定提供了技术规范和方法指导。

随 着GB 7258、GB 39732、GA/T 1998、GA/T 1999.2等相关标准的实施，目前国内已经初步形成了涵盖EDR系统配备要求、系统技术要求、数据提取规范、数据应用方法的系列标准体系，为促进EDR技术发展和应用提供了标准保障。

针对EDR数据的取证主要通过3种方式。第一种方式由汽车主机厂将EDR数据提取和解析协议授权给特定的取证工具制造企业，由后者负责取证工具的研发和生产。此类取证工具集成了不同汽车主机厂授权的各种协议。本世纪早期，美国Vetronix公司研发了碰撞数据读取仪（Crash Data Retrieval，CDR），能够支持多种车型，为EDR数据取证提供了通用性的工具。Bosch公司收购了Vetronix，负责CDR的后续开发。大多数汽车主机厂授权Bosch CDR读取所生产汽车上配备的EDR，因此CDR是当前覆盖汽车品牌型号最多、使用最广泛的EDR取证工具。

如果汽车碰撞后电路未破坏、具备上电条件，可以使用CDR通过汽车数据连接口（Data Link Connector，DLC）进行EDR数据提取，如图2所示。若汽车电路损坏，则需要将存储EDR的气囊控制模块ACM从整车上拆卸后，利用专用的线束连接CDR和ACM模块后进行数据提取。

第二种方式是使用通用的车载网络数据采集分析设备或车辆诊断设备。利用此类设备，在汽车主机厂的协议文件支持下，可实现对汽车ECU中与EDR相关的数据进行采集和解析。目前，部分自主品牌的汽车可通过车辆总线数据采集分析设备CANOE进行EDR数据提取和解析。此外，基于统一诊断服务（UDS）协议，使用UDS中数据流读取服务通过汽车OBD接口也可实现EDR数据的提取[7]。

第三类是使用汽车主机厂专用的取证工具。例如Tesla汽车的EDR取证，需要Tesla专用的线束和软件进行数据提取。在获取原始EDR数据后，还需将原始数据上传到Tesla公司EDR数据解析网站（https://edr.tesla.com）进行在线解析后才能得到最终的EDR报告。

随着GB 39732的实施，在国内销售的汽车配备的EDR将逐步支持标准规定的数据提取协议。目前，部分车型的EDR已符合GB 39732的统一协议，使用Bosch CDR 等工具可实现数据提取和解析。可以预见，未来只需使用一套通用的取证工具即可完成所有符合GB 39732数据提取协议的汽车EDR数据取证，将大大降低数据提取的成本，提升数据的可获取性。

从目前EDR数据的应用场景看，主要集中在事故发生前车辆的行驶速度鉴定和分析、碰撞过程的重建、人员损伤分析、车辆安全性评估、驾驶行为分析等方面。

（一）车辆速度分析

EDR可以记录事件触发前一段时间内（大多数汽车可以记录5s时段）不同时刻车辆的速度，为开展事故车辆速度鉴定提供了新的证据形式和数据来源。利用EDR数据开展交通事故车辆速度鉴定已成其应用最多的场景。

许多学者在基于EDR的车速鉴定应用和精度验证方面开展了大量的研究工作[8-14]。

廖文俊等[15]结合汽车EDR数据及监控视频对真实交通事故案例进行了分析，验证了EDR数据与基于视频计算的车速具有高度的一致性。李毅等[16]利用EDR数据和监控视频综合开展车辆速度分析，发现EDR数据记录事发前5s时段内车辆的速度，能够有效弥补监控视频范围有限、无法得到车辆制动前车辆速度的不足。黎晓龙[17]研究了基于PC-CRASH软件对碰撞前车辆速度、Dv等关键参数进行重建，并与EDR记录数据进行验证，发现4起交通事故中的EDR与PC-CRASH数据的整体平均误差均小于3%。

（二）事故重建

应用EDR记录的碰撞波形数据、约束系统展开状态、安全带锁扣状态等信息，辅助碰撞事故的过程再现和人员损伤生物力学分析，对于事故精细化重建具有很好的支撑作用。根据EDR记录等不同事件中Dv时间序列数据及不同事件的时间间隔，可建立一种基于EDR数据的多车连环追尾事故碰撞顺序的确定方法[16]。将痕迹、EDR、微量物证、音视频等信息要素进行融合，并在多车碰撞事故重建中进行实际应用，表明EDR数据能够对准确分析和确定多车碰撞顺序具有很好的支撑作用[18]。基于EDR中记录碰撞前车速、Dv和制动数据，利用仿真重建软件，对人车碰撞事故进行重建的方法也在实际案例中得到了验证[19]，结果表明利用EDR数据及仿真软件能够快速、准确地对人车碰撞事故进行重建模拟，且可靠性和实用性较强，对此类事故的鉴定和分析具有较好的参考价值。

在人员损伤研究方面，由于EDR能够记录衡量碰撞强度的Dv值、加速度值，应用EDR数据能显著提升真实碰撞过程中乘员损伤重建分析的精度。利用EDR记录的碰撞波形数据，通过多体或有限元仿真软件，可对碰撞过程中车内乘员的损伤分布、伤害程度进行数值化仿真。再结合人员的伤情报告进行仿真模型验证和完善，对于交通事故乘员致伤机理研究具有重要的支撑作用。王清平[20]研究并验证了利用EDR数据实现轿车正面碰撞事故中驾驶人损伤过程的可行性和可靠性。

（三）车辆安全及驾驶行为研究

利用EDR数据还可深入分析事发前驾驶人应急处置措施，支撑意外加速事故调查，判断安全气囊未点爆原因[21]。李卓等[22]通过443起正面碰撞事故中的EDR数据，结合安全气囊正面碰撞开发工况和气囊点火条件综合分析，探讨了应用EDR数据判定安全气囊是否存在误作用的可行性。研究表明，由于部分气囊起爆事件触发前EDR记录间隔为100ms，大于气囊点火判定10ms的时间间隔，因此无法直接用于气囊误起爆判定；
对气囊未起爆事件，EDR数据可用于气囊该爆未爆工况的粗略判断分析。利用EDR数据中记录的碰撞前车辆加速踏板开度值，在车辆失控事故原因分析方面也得到了应用[23]。EDR数据记录的事发前加速踏板、制动踏板、方向盘转角数据，还可用于确定某路口发生的交通事故中驾驶人存在“抢行”的行为[16]。

此外，EDR记录的事件触发时间和里程信息，以及事发前驾驶人操纵信息还可用于分析是否存在故意制造碰撞事故的嫌疑，在保险欺诈、刑事案件调查中具有很好的应用前景。部分EDR中还可以记录车辆识别代号（VIN）信息，可用于车辆信息查验、判断是否存在VIN篡改等工作。

（四）EDR数据应用需注意的事项

尽管EDR数据为事故和案件调查带来了很大的便利，但EDR数据的误用、滥用等问题仍时有发生。在使用EDR数据前，准确、全面地了解各数据项的含义、数据的来源及记录机制等信息尤为重要，也是科学使用EDR数据的基础。

首先，需要了解EDR的事件记录次数，分析数据与事故的相关性。部分汽车EDR在事件锁定（如气囊点爆）后，不再记录后续事件。对于一次事故中存在多次碰撞事件的，如在翻滚事故、高速公路车辆多次碰撞事故中，EDR可能在先触发的事件中锁定，没有记录后续的碰撞事件。因此，使用EDR数据时，应首先分析EDR记录事件与实际的碰撞事件的相关性，在确认记录事件对应实际事故后，才能进一步应用EDR数据。

其次，需要深入了解EDR记录的数据记录机制、分辨率、记录范围等信息。部分汽车EDR中发动机的转速值按照400转/分钟（RPM）的分辨率向下圆整记录，对于发动机实际转速在400～799RPM的数值，都会记录为400RPM。若直接认为事故发生前车辆的发动机转速为400RPM，则可能形成错误的结论。部分EDR记录的车速值上限为122km/h，若实际速度超过122km/h，则EDR数据中记录数值均为上限值122km/h，如果不加以分析直接使用也会得到错误的结论。

第三，需要注意EDR数据记录的时间分辨率。对于大多数汽车EDR，不同的数据项，通过不同的时间间隔以离散、异步的形式进行记录。因此，EDR可能无法完全记录整个碰撞过程中车辆的关键状态信息，且EDR数据中记录某时刻的数值也并非刚好是在该时刻产生。按照1s的间隔记录的事发前速度数据，在0时刻（即事件触发时刻）的速度值，可能是EDR在-1～0s时段内任意一个不确定时刻从车辆总线中获取的，而非刚好是0时刻车辆的实际速度。

因此，除了需要对EDR数据记录进行分析外，还需要对EDR数据的说明进行深入的研究，将数据记录值、数据说明，以及其他的证据综合分析，在交叉验证的基础上使用，才能有效避免数据的误用。需要注意的是，目前一些EDR数据取证工具仅能对EDR中的数据进行提取和解析，在数据报告中缺乏关于数据的记录机制、范围等信息说明，影响EDR数据的分析和使用，可能会导致数据的误用。

（一）扩大EDR记录的事故形态范围

现有的EDR事件记录触发阈值，难以捕获汽车与行人、非机动车等碰撞形态。但从实际交通事故看，在城市道路中，汽车与行人、非机动车碰撞事故占比较高。按照现有技术标准要求的EDR系统可能由于此类事故中车辆的Dv值较低而不会进行记录。因此，下一步需要在大量事故深度调查分析的基础上，研究修改触发条件和触发阈值，将汽车与非机动车、行人碰撞事故形态纳入可记录的范围。同时，也要避免由于触发阈值过低，导致行驶过程中急加速、紧急制动等非交通事故被无效记录的问题。此外，针对目前EDR主要适用车型为乘用车，导致配备车型有限的不足，可探索开展针对商用汽车EDR的配备和技术研究。

（二）深化EDR数据可靠性研究和实际应用

加强对EDR数据的精度验证和分析方法研究，比如非稳态条件下车辆速度的可靠性分析及误差控制技术，异常数据识别与分析方法等。加大EDR数据、痕迹物证、现场勘查、三维重建等信息和技术的融合应用，开展精细化事故分析，对事故的事实还原提供系统的技术和证据支撑。利用汽车EDR，为事故紧急救援（ECALL）提供重要的事故信息，对事故严重程度和人员损伤进行快速评估，提高事故救援效率和水平，减少事故伤亡后果。开展事故车辆的EDR数据汇聚、分析和挖掘，研究实际事故中碰撞的场景形态、碰撞速度等特征分布，为车辆碰撞安全性试验标准修订、事故预防、自动驾驶系统研发等提供数据支撑。根据EDR记录的事发前驾驶人应急处置数据，为驾驶人行为干预（培训、教育）等提供支撑。利用车辆安全系统在事故中的实际性能数据，辅助车企改进安全系统设计，提升车辆安全性。

（三）加强EDR与新技术的融合

随着汽车安全技术的发展，自动驾驶汽车的逐渐推广，需要研究与其相适应的EDR系统。应研究记录主动安全系统在事发前和事故中的状态信息，更好地分析车辆安全性能。对自动驾驶汽车的数据存储系统（Data Storage System for Automated Driving，DSSAD），应考虑将自动驾驶系统启动、被接管等事件作为记录触发的条件，以更加全面地监测和记录自动驾驶汽车的运行状况，为确定驾驶主体、事故致因调查、责任认定提供数据支持。此外，还应研究EDR与电动汽车远程服务与管理系统车载终端（TBOX）等车载数据记录装置之间的技术和标准协调。

（四）明确EDR数据的所有权，推动解决数据获取难的问题

在部分事故调查中，调查人员能否获取以及获取多少EDR数据，与车企的配合程度有直接关系。事故车辆EDR能够记录的数据情况和触发的机制对于事故调查人员、当事人而言是一个“黑箱”，不利于保证事故调查的准确性、公正性。如果EDR数据记录表明车辆存在技术故障或功能缺陷可能是事故的致因时，车企提供EDR数据的积极性和配合度可能不高，甚至提供数据不全面、不完整，制约了事故调查分析工作的开展。因此，应加强对车企提供可公开获取的EDR读取和解析工具的要求，提高EDR数据的可获取性，降低数据提取和解析的成本，更好地促进EDR数据应用。

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