基于EDR数据分析显示的软件研究

崔 硕，张康达，韩光省

（1.上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007；2.中国汽车技术研究中心，天津 300300）

EDR（Event Data Recorders）是整合于车辆气囊控制模块内部，用来记录碰撞发生前、碰撞中及碰撞后动态时间序列数据的装置。它可以记录碰撞前5 s的速度、加速度变化，制动踏板状态、安全带使用情况等数据，这些数据将为交通事故的准确重建提供重要依据。在中国每年都会发生很多起交通事故，引起很多人受伤，甚至死亡。事故数据记录装置EDR能记录事故发生前后车辆的主要运行状态、运动参数及驾驶员操控和使用车辆的情况。所以数据结果的显示成了至关重要的问题。

针对这一问题，本文提出一种能通过软件来显示EDR中的数据信息的方法，包括数据的提取过程和数据的分析过程，达到显示数据结果的目的。这种方法加快了数据显示的速率，正确性高，设置了多个图表和窗口，便于用户的理解与使用。

1 EDR数据分析软件方法设计

EDR数据分析软件是为了将EDR中存储的数据进行提取、保存、查看和分析。整体可分为两大部分：数据提取和数据分析。数据提取是从EDR硬件中提取出事故发生前后所产生的记录；数据分析是把得到的数据结果按规律和一定的格式转化成图表等容易使人明白的形式。

1.1 数据提取部分设计

1.1.1 数据提取部分工作原理

数据提取部分包含硬件和软件两部分。

硬件部分主要由OBD2接插件、协议转换电路和USB插头组成。其中最重要的部分是协议转换电路，如图1所示。

协议转换电路将EDR发来的CAN信息转换为USB总线数据发送给上位机，将上位机发送的消息转换为CAN报文经OBD口发送给EDR。

数据提取工具的硬件部分（包括固件）使用某厂家的CAN转USB产品CANalyst实现，该产品提供了对应的动态链接库，包含满足通信的各种函数。本文所指的数据提取部分仅指上位机部分。

1.1.2 数据提取部分功能需求

数据提取部分实现如下功能：①和EDR确认连接状态；②与EDR交互，选择需要的操作；③接收EDR发送的数据；④保存提取到的数据。

1.1.3 数据提取流程

数据提取流程如图2所示。

当数据提取工具和EDR连接后，上位机立即检测通信是否正常，若通信正常，上位机显示已连接，否则提示连接不成功消息。正常通信后，上位机向EDR发送SN请求，当EDR反馈回SN信息后，用户可在上位机输入VIN码并操作上位机向EDR发送。之后会收到EDR发送来的事件数据目录（通常不多于3个），通过上位机选择要提取的事件（可复选），等待EDR发送对应的事件数据，上位机自动将数据分类保存。

图2 数据提取流程

1.2 数据分析部分设计

1.2.1 设计概述

数据分析部分对提取到的数据进行解析、分析，并将数据以表格、曲线等直观方式输出，此外还包括将数据上传至服务器和从服务器下载需要的数据进行分析，实现数据的统一管理。

数据分析可分为两个部分：①以曲线的形式显示本机上数据，并生成事件报告；②将本机提取的数据文件上传至服务器或将服务器上的数据文件下载至本机。

综合数据提取部分的需求，本上位机软件的两大部分为：①C/S架构部分：包含数据提取和分析，本机使用，无需登录，能将EDR的数据提取并保存，能显示本机上数据文件，能生成事件数据报告；②B/S架构部分：需登录，按照用户权限分别实现数据上传、数据下载、数据显示和生成数据报告等功能。1.2.2 具体功能需求

1.2.2.1 数据库解析模块（C/S和B/S）

因为提取的数据文件只有经过解析后才能正确显示对应的信号值，因此数据库解析是必要的功能，其要能完成如下要求。

1）正常显示报文ID（报文ID一般为16进制数，由DBC文件定义具体报文对应的ID，例如：A0）。

2）正常显示报文名称（报文名称为英文缩写以及数字的组合，例如：VCU1）。

3）正常显示信号名称（例如BCM_TurnRightStatus）。

4）正常显示信号值描述（例如1代表转向灯开启，0代表转向灯关闭）。

5）要求可以正常解析出DBC中对应报文的信号值，可清晰知道当前信号代表的状态。

1.2.2.2 曲线显示模块（C/S和B/S）

选择要显示的数据文件和对应的DBC后，实现以下功能。

1）曲线选择界面 ①数据库中选择需要的分析曲线（同一报文中的信号在以该报文命名的下拉菜单中，可从下拉菜单中双击选择需要查看的信号；信号选择后有对应的List；支持信号名称搜索功能）；②曲线选择后可自由勾选是否显示（所选信号显示信号名称，且该信号左边有可用于勾选是否使能的勾选框）；③勾选后的信号有设置项用于单独加粗标记曲线；④有快捷按键选择只显示加粗了的曲线；⑤选择不同曲线后有颜色区分（信号选择后所选信号有颜色区分，要求至少支持10种不同的颜色且能清晰看出该信号对应颜色）。

2）曲线数值读取 ①曲线横坐标时间轴读取（有一根或两根可拖动的平行于纵坐标的标记线来读取曲线某点或某两点的时间轴以及两标记线间的时间差）；②曲线纵坐标读取（可通过标记线读取曲线纵坐标）。

3）曲线缩放移动 ①曲线放大横轴（可通过改变显示时间的分度值放大时间轴）；②曲线放大纵轴（可通过改变显示数值的分度值放大纵轴）；③曲线横轴纵轴同时放大；④曲线上下移动；⑤曲线左右移动。

4）曲线自适应功能 点击自适应按钮后曲线自动以合适大小在一个屏内显示。

5）多曲线处理 ①支持多条曲线同一时间轴下纵向对比（曲线使用不同的纵坐标轴，两纵坐标轴不重叠）；②多条曲线同一坐标轴下对比（多条曲线使用一个坐标轴，纵坐标值通过颜色及信号值描述区分）。

6）曲线转存 用户勾选查看曲线后可将当前界面曲线对比图输出/另存。

1.2.2.3 数据分析模块（C/S和B/S）

1）事故疑点数据记录图表（起始点为最开始记录数据的点） ①事故疑点数据记录曲线图横坐标为实时时间；②纵坐标为与实时时间对应的车辆行驶速度值，单位为公里每小时；③除了显示速度数据，还显示该时间的制动信号状态。

2）开关量状态图表 ①开关量状态曲线图横坐标为时实时间；②纵坐标为与实时时间对应的开关量，每一个坐标点显示横坐标、纵坐标表示的参数信息；③曲线图可以进行缩放；④开关量状态表格的内容为实时时间和该时间的开关量状态进制和进制数据。

1.2.2.4 数据报告模块（C/S和B/S）

1）输出报告参数选取界面 ①勾选事故疑点图；②勾选开关量图；③勾选用户自定义的信号曲线图；④勾选数据分析时转存为用户自己命名的曲线图。

2）输出报告界面 ①支持EXCEL报表格式输出；②支持XML报表格式输出；③支持MAT报表格式输出；④数据信息曲线信息均应在报表中体现；⑤支持打印功能。

1.2.2.5 用户登录模块（B/S）

1）登录界面 ①登录方式：用户名，密码；②用户名注册：网上注册；③支持密码修改；④权限管理：预留支持不同权限用户查看不同信息；

2）主界面 系统用户登陆进入主界面后，根据自己的需要，通过菜单或快捷按钮，可直接进入自己需要的功能模块。

2 方法验证分析

本方法创新点在于发明了一种通过软件显示EDR数据的方法。通过整理分析EDR内的数据类型、特点，运用C#程序编写解析数据，形成图表表示，并编写各个内容的界面。方法验证分析显示过程如图3所示。

图3 方法验证分析显示过程

3 结束语

本方法对EDR的数据分析，用代码分析其内容，自动生成图表，快速完成数据内容显示的功能，把工程师从繁琐复杂的数据分析中解脱出来，工程师只需要操作软件，即可进行提取数据、分析数据的过程。