Текстовые сокращения

EEPROM	(англ. Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) электрически стираемое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, один из видов энергонезависимой компьютерной памяти.
EDR	(англ. Event Data Recorder) регистратор входящих данных, в автомобилестроении – специализированный модуль с функцией записи.
IIHS	(англ. Insurance Institute for Highway Safety) Институт страхования безопасности дорожного движения США
NHTSA	(англ. National Highway Traffic Safety Administration) Национальная администрация США по безопасности дорожного движения
OBD-II	(англ. On-Board Diagnostics) протокол данных бортовой системы диагностики автомобиля
а/м	– автомобиль
АЗУ	– автоматическое записывающее устройство
АСУВ	– автоматизированная система уведомления
БД	– база данных
ИСС	– импульс сил при столкновении
ЛО	– лабораторное оборудование
ПМ	– программный модуль
ПО	– программное обеспечение
ПВС	– погашение вектора скорости при столкновении (в англ. аналог – DeltaV)
СПбГАСУ	– Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
ТС	– транспортное средство
ТТМ	– кафедра транспортно-технологических машин

Введение

Дорожно-транспортное происшествие, как правило, это - результат многих обстоятельств, образующих совокупность причин и следствий. Установление истинных причин нарушения правил безопасности, приведших к аварии, и обстоятельств, им способствующих, одна из важных задач обеспечения безопасности движения и эксплуатации автотранспорта.

Наиболее типичными обстоятельствами, способствующими автотранспортным преступлениям в обобщенном виде, являются: недостатки в организации движения автотранспорта и пешеходов, в контроле за техническим состоянием транспортных средств, дорог и улиц; отсутствие надлежащего надзора за движением со стороны органов ГИБДД, общественности; недостатки в подготовке водителей транспортных средств (как профессионалов, так и автолюбителей), в пропаганде правил дорожного движения среди его участников.

В условиях широкого внедрения информационных технологий во все сферы профессиональной деятельности человека интенсивно идет процесс их использования и в деятельности специалистов в области организации и безопасности движения. Особенно актуально это становится на одном из важных направлений деятельности по анализу / организации безопасности дорожного движения – экспертной деятельности. При существующем порядке производства экспертиз, который сохраняется без изменения на протяжении многих лет, выполнение экспертизы и составление экспертного заключения является весьма трудоемким процессом, особенно в случаях комплексных многообъектных экспертиз, и требует больших трудозатрат. Более того, качество фиксации первичной пространственно-следовой информации с места ДТП и об объектах исследования (а/м, пешеходах, пассажирах и т.д.) на настоящий момент в РФ находится на крайне низком уровне, что во многих случаях приводит к тому, что эксперт вынужден приходить к выводу, что реконструкция механизма ДТП, в рамках представленных ему на исследование материалов не возможна.

Решение проблемы обеспечения безопасности дородного движения (БДД) формально сводится к поиску и обоснованию эффективных технологий управления этим сложным свойством дорожно-транспортных систем (ДТС). Такие технологии требуют, чтобы измерители свойства БДД были чувствительны к управляющим воздействиям по всем каналам их приложения и не чувствительны к возмущающим воздействиям или помехам. Управление БДД осуществляется по каналам профессиональной деятельности, реализуемой в структурах, обеспечивающих строительство и эксплуатацию дорог, организующих дорожное движение, производящих транспортные средства (ТС), перевозящих пассажиров и грузы, обучающих водителей, инженеров, управляющий персонал, в других структурах, входящих в ДТС.

Целью системы управления БДД является обеспечение её наивысшего уровня за счёт системы мер, снижающих количество и тяжесть последствий ДТП. Эта система мер подготавливается деятельностью множества государственных учреждений и частных структур: ГИБДД, экспертных центров Министерства Юстиции, учебных и научных центров, множества частных фирм по оценке ущербов от ДТП, отделов БДД на транспортных предприятиях, страховых компаний, учреждений проектирования ТС, дорожного обустройства и организации дорожного движения, следственных и судебных органов и других структур.

Обзор системной деятельности перечисленных структур показывает наличие множества различных её недостатков, таких как: отсутствие общей методической основы в управлении, координации и нормировании деятельности этих структур; недостаточность и невысокая достоверность исходной информации о ДТП, собираемой службой ГИБДД; низкая эффективность используемых информационных систем; преобладание валовых оценок результата управления БДД на длительном отрезке времени; низкие достоверность и точность правовых решений по ДТП, препятствующие развитию глубоких экспертных исследований.

В действующей (сложившейся еще с середины 70-х годов) системе экспертных исследований ДТП продолжает отсутствовать необходимая научная теория анализа движения соударяющихся анизотропных объектов; методы определения затрат энергии на объемные деформации ТС; сохраняется высокий уровень субъективизма экспертов; нечёткость принципов оценки качества результатов исследований; зачаточность процесса автоматизации технологий анализа и моделирования.

Опыт проектирования сложных систем показывает, что устранить системные недостатки и обеспечить максимально возможную эффективность таких систем можно, если изначально ориентировать процесс проектирования систем на автоматизированный режим их эксплуатации. Поскольку автоматизация - это процесс передачи машинам функций человека, то реализуемые в автоматизированных технологиях алгоритмы требуют тщательного пошагового отображения всех видов деятельности, выполняемых людьми. В неавтоматизированных технологиях и режимах при их создании неизбежен субъективистский элемент, и именно он является причиной многих их существенных недостатков. Несмотря на то, что решение задач автоматизации такой сложной системы как методика системного анализа ДТП - задача чрезвычайно сложная и трудоёмкая, достигаемые автоматизацией результаты придают последней исключительно высокий уровень актуальности и практической значимости.

На кафедре транспортно-технологических машин (ТТМ) Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (СПбГАСУ) в течение более чем двадцатилетнего периода ведутся исследования в области анализа и экспертизы ДТП.

В том числе на кафедре ТТМ длительное время ведутся работы по внедрению в экспертную практику новых методик и в том, числе методов получения и обработки данных, сохраняемых в системных модулях штатных (заводского исполнения) систем управления открытием подушек безопасности легковых автомобилей.

Направленность НИР отвечает мировым тенденциям в области безопасности дорожного движения и совершенствования практики экспертных исследований, ее значимость заключается:

1. В возможности получения фактических данных о параметрах движения (перемещения) и состоянии систем и органов управления транспортного средства за 5 с до ДТП и в течение 15 с после него (если не имел место вторичный удар);

2. В повышении адекватности реконструкции механизма ДТП фактической реальности, т.к. стадии сближения, контакта и разлета ТС описываются фактическим данными, сохраненными в ЕЕРRОМ памяти модулей блока управления открытием подушек безопасности;

3. В повышении достоверности определения обстоятельств и причин ДТП, и как следствие точности и однозначности экспертных заключений, исключая использование в экспертизе ДТП субъективных данных со слов водителей и/или свидетелей, что характерно для современной российской практики;

4. В своевременном и автоматическом уведомлении органов ОГИБДД, МЧС (скорой помощи) и страховых компании сразу через 15 с после ДТП (прекращении перемещения транспортного средства), а как следствие существенное сокращение времени реагирования на событие аварийно-спасательными бригадами, бригадами скорой помощи и ДПС, исключение фальсификации события владельцем ТС;

5. В возможности создания базы данных федерального значения по ДТП и их обстоятельствам, с целью их дальнейшего анализа.

НИР состоит из двух основных частей. Первая часть посвящена исследованию зарубежного опыта автопроизводителей по использованию штатных систем управления пассивной безопасностью легковых автомобилей с целью формирования банка данных и инициации работы систем автоматического уведомления. Вторая часть данной НИР посвящена непосредственно разработке методов получения, обработки и использования данных модулей АЗУ и АСУВ для серийных легковых автомобилей российского производства.

Предполагаемое использование результатов НИР: результаты НИР и в частности разрабатываемая методика может быть применена заводами производителей автотранспортных средств, органами дознания ГИБДД и МЧС, страховыми компаниями, экспертными лабораториями системы Министерства Юстиции РФ, независимыми экспертами.

1 Исследование зарубежного опыта автопроизводителей по использованию штатных систем управления пассивной безопасностью легковых автомобилей с целью формирования банка данных и инициации работы систем автоматического уведомления

1.1 Результаты сравнительного анализа качества данных EDR по исследованиям NHTSA

Регистратор входящих данных о событиях или EDR (Event Data Recorder, далее по тексту введено русское сокращение АЗУ – автоматическое записывающее устройство) - устройство, устанавливаемое в некоторых автомобилях серийно еще на заводе и устанавливаемое также по требованию владельца, для записи информации, связанной со столкновениями (ударными воздействиями или резкими приростами замедления в одной или двух плоскостях) транспортного средства или иными видами ДТП. Нужно отметить, что некоторые автопроизводители на настоящий момент не используют термин EDR, предпочитая обозначение типа: управляющий модуль подушками безопасности с функцией памяти (в дальнейшем в статье использовано сокращение EDR (АЗУ) как наиболее часто используемое в зарубежных исследованиях) [1]. Пример получения (дешифровки кода) с модулей EDR показаны на рисунках 1,2.

В современных автомобилях модули EDR, способны регистрировать такие параметры как скорость движения ТС к моменту удара и за 5 с до него, частота вращения коленчатого вала, мощность двигателя, время открытия подушек безопасности, затраты скорости на удар (Дельта-V), величину угловых скоростей и многие другие (всего в США сейчас стандартизовано более 16 контролируемых и записываемых показателей) [2].

На настоящий момент в мире существует много различных патентов, связанных с различными типами EDR (активные исследования в этой области ведутся параллельно компаниями Siemens, Bosch и Volvo). Некоторые виды EDR модулей по принципу действия производят непрерывную запись данных, переписывая предыдущие несколько минут, пока ДТП не останавливает их, другие виды активизируются событиями, расцениваемыми модулем подобными столкновению (такими как внезапные изменения в скорости, резкое торможение и др.) и могут продолжить вести запись, пока несчастный случай не наступит, или пока время записи не истекает (до 120 с).

Рисунок 1 - Получение данных с General Motors Sensing and Diagnostic Module (SDM) через разъем Diagnostic Link Connector используя оборудование Vetronix Crash Data Retrieval system

Для сравнения рассмотрим объем и краткую качественную характеристику исследовательской информации на стадиях механизма ДТП при исследовании без получения данных с EDR, которая представлена в таблице 1 и исследовательской информации на стадиях механизма ДТП при исследовании c получением данных с EDR представленную в таблице 2.

Рисунок 2 - Получение информации с модуля управления подушками безопасности после его извлечения из автомобиля

Таблица 1 – Объем и краткая качественная характеристика исследовательской информации без получения данных с АЗУ

Стадии механизма ДТП	Элементы системы ВАДС
	Водитель (пассажиры) и/или пешеход	Транспортное средство	Внешняя среда (место ДТП)
Сближение (до столкновения)	Нет данных (или только субъективные данные)	Следы перемещения (торможения, бокового скольжения и т.д.)	Нет данных (или только субъективные данные)
Контактно-следовое взаимодействие (столкновение)	Нет данных (или только субъективные данные)	Расчетно-аналитические способы определения затрат кинетической энергии на данной стадии (в частных случаях с большой погрешностью, например, наезд на столб при движении в заносе или когда одно из ТС – мотоцикл)	Трасологические признаки указывающие на место начала контакта, в некоторых случаях определяющие только не которую область пространства (или только субъективные данные)
Разлет (после столкновения)	Заключения судебно-медицинских экспертиз и иные медицинские документы	Локализации деформаций (в отдельных случаях только на фотографиях с низким качеством)	Запротоколированные данные различного качества исполнения и объема

Таблица 2 – Объем и краткая качественная характеристика исследовательской информации с получением данных с АЗУ

Стадии механизма ДТП	Элементы системы ВАДС
	Водитель (пассажиры) и/или пешеход	Транспортное средство	Внешняя среда (место ДТП)
Сближение (до столкновения)	Использование ремней безопасности, положение масс пассажиров в ТС, действия водителя по управлению ТС (использование приборов, торможение, вращение рулевого колеса и т.д.)	Скорость движения, изменение частоты вращения коленчатого вала ДВС, состояние систем ABS, ESP, SRS, температурные режимы, давление масла, продольные и поперечные величины замедления/ускорения, сигналы от датчиков света и дождя.	Позиционирование GPS на этапах перемещений с резким изменение характером движения, температура окружающей среды и др.
Контактно-следовое взаимодействие (столкновение)	Данные модуля EDR по времени	Время срабатывания и наполнения подушек безопасности, величины продольной и поперечной потери скорости на удар, величина импульса ударного воздействия, значения сил на датчиках активации системы	Регистрация позиции в координатах (GPS) в момент начала стадии
Разлет (после столкновения)	Помимо данных указанных в таблице 1 (см. выше) данные ACN (Automatic Collision Notification) – системы автоматического уведомления в виде электронного отчета передаваемого по сотовой сети в ближайший полицейский участок, станцию скорой помощи и в филиал страховой компании. Отчет содержит такие данные как: точная позиция в географических координатах места ДТП, положение ТС: на колесах, на крыше, на левой или на правой стороне и др. (см. также таблицу 5).

Откуда видно, что относительно типовой практики протоколирования данных по ДТП уже «по факту» (т.е. только по конечной информации), данные получаемые из EDR модулей дают эксперту существенно больший объем точной технической информации, позволяя решить многие задачи исследования, на настоящий момент времени требующие затрат времени (расчет затрат энергии на деформации, установление точного пространственного местоположения точки начала контактно-следового взаимодействия и т.п.).

Типовой состав сохраняемых в памяти EDR модуля данных в соответствии с требованиями изложенными стандарте США SAE J1698/2 (работы по стандартизации начаты с 2005 года) представлен в таблице 3.

Таблица 3 – Типовой состав сохраняемых в памяти АЗУ данных

№ п/п	Параметр
Технические данные
1	Идентификационный номер транспортного средства (VIN)
2	Пробег транспортного средства
3	Скорость движения ТС
4	Частота вращения коленчатого вала двигателя
5	Угол поворота
6	Величина крутящего момента двигателя
7	Потеря скорости на удар (Дельта-V) поперечное изменение
8	Потеря скорости на удар (Дельта-V) продольное изменение
9	Ускорение продольное
10	Ускорение поперечное
Органы управления водителя
11	Положение педали тормоза
12	Включение сигналов поворота
13	Положение стояночного тормоза
14	Включение внешних световых приборов
15	Положение рычага управления передними стеклоочистителями
16	Включенная передача
17	Положение замка принудительного отключения передней пассажирской подушки безопасности
18	Положение замков ремней безопасности
19	Наличие масс на сиденьях
20	Включение системы контроля за скоростью
21	Статус системы ABS
22	Статус системы ESP
23	Статус системы контроля за давлением в колесах
24	Статус системы технического обслуживания
Данные по столкновению (ряду столкновений)
25	Статус срабатывания Системы пассивной безопасности
26	Время срабатывания Системы пассивной безопасности
27	Максимальная величина зафиксированной Дельта-V
28	Время до достижения максимальной величины Дельты-V
29	Географическая широта
30	Географическая долгота
31	Дата происшествия
32	Время происшествия
33	Температура - окружающий воздух
34	Температура - воздух в салоне ТС
35	Время с момента запуска двигателя до происшествия
36	Время окончания записи данных события

В приложении А представлены результаты сравнения АЗУ различных производителей по объему сохраняемых данных. При этом по результатам проведенного сравнительного анализа качества данных EDR по исследованиям NHTSA было установлено, что минимальный объем сохраняемых данных при формировании пакета в памяти АЗУ/АСУВ должен содержать не менее 36 показателей, представленных в таблице 3.