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聚焦:汽车黑匣子技术发展动态分析
 
慧聪网   2005年4月14日10时33分      

精选: 日本汽配大举攻华 “滤神” ABS系统 汽车音响 汽车电子化
 网络知识 滤清器 活塞 刹车片 离合器 润滑油

   1. 概要

    提到黑匣子人们就会联想到飞机,通常会把黑匣子安装在飞机上用来存储飞行记录,当发生事故时用来分析事故原因。但近年来,黑匣子技术也逐步应用到汽车上。

    汽车黑匣子是新一代汽车安全设备,拟从法律上保护遵守交通规则的驾驶员,所以,它是继安全气囊、ABS刹车系统自之后又一个有望普及的车载安全设备。

    目前,汽车黑匣子主要安装在出租车、货车、大巴等上面,用于记录车辆行驶速度、距离等基本行驶信息。

    与上述汽车行驶记录仪相比,汽车黑匣子可以记录多种数据并在发生事故时用来判断事故原因。它不仅可以记录一段时间内的车辆行驶记录、事故前后一段时间的图像、语音、速度、应用GPS和陀螺传感器的车轨数据、转弯角度等,而且也可以记录刹车、离合器、发动机RPM、开关车灯等记录。

    不仅如此,发生事故时可以通过无线互联网发出求救信号,或通过与黑匣子相关的产品向信息中心自动报警,及时为事故中受伤人员提供急救措施。
 汽车黑匣子主要功能是通过GPS提供位置信息、通过传感器提供碰撞信息、存储各种驾驶员的操作信息、通过通信网络自动发出事故信息等。


   汽车黑匣子的作用如下。

■ 发生事故时可以提供准确的证据,尤其是可以解决没有目击证人时可能发生的纠纷,所以最大限度维护遵守交通规则人员的利益。当发生事故时,交通警察和保险公司职员及时赶到现场并从汽车黑匣子收集证据资料,即使没有目击证人也可以重现发生事故状态。

■ 通过分析零件质量提供可提高汽车安全的基础数据。汽车黑匣子通过记录各种行驶和操作数据,发现汽车的重大缺陷,从而做到防范于未然。

■ 通过事故分析发现交通系统存在的问题和提供改善交通环境的数据

■ 不仅可以提供事故前后的各种数据,而且可以通过记录查看平常是否紧急加速、是否急刹车等行驶数据,以此分析并改善不良驾驶习惯,起到预防事故作用。

    近来,汽车黑匣子越来越在判定交通事故责任中起到重要作用。而且想到行驶记录会存储到黑匣子,驾驶员也会有意识的去文明驾驶。所以在日本、欧洲,汽车黑匣子以高档小汽车和特殊商务用途车为主向普通汽车逐步普及。其所需的核心技术如下:

   ① 监测事故技术

  应用在汽车中的监测事故方法有多种:首先有驾驶位和副驾驶位安全气囊的前方碰撞传感器、侧面安全气囊的碰撞传感器等,另外还有应用前端和侧面加速度传感器的冲撞力量计算方法。发生比较小的事故(无法自动检测到的情况)时,通过驾驶员的操作代替事故自动监测功能,存储事故前后状况数据。

  ② 存储数据技术
    汽车黑匣子通过存储事故前后多种数据来分析事故状况。所以为了分析发生事故后的数据,需要备份存储数据。汽车发生事故后不能保证继续供电,所以黑匣子一般配备独立的电源,保障即使汽车中断供电也不影响黑匣子的工作。而且为了在不连续供电的情况下也可以存储数据,应尽可量使用Flash Memory。

    但是Flash Memory与SRAM、DRAM相比速度较慢,所以很难直接存储图像数据。为了解决这个问题,一般采用把发生事故以后某一段时间的数据先存储在RAM,再备份到Flash Memory;或降低图像分辨率后直接存储到Flash Memory;或者通过压缩图像数据减小数据大小,然后再存储。速度、加速度、方向盘角度、油门操作与否、电子设备的操作与否等信息直接可以从安装在汽车上的传感器获得。

  ③ 数据分析技术
   发生事故以后,为了通过存储在汽车黑匣子的各种行驶记录数据再现事故状况或分析行驶状态,需要建立以PC为基础的数据分析系统。为此一般需要提供下载工具和分析软件。为了分析数据并恢复数据,可以通过恢复存储的图像并播放进行确认。通过具有法律效率的相关机构下载和分析数据比起个人更有信赖性。

   2. 标准化发展方向及相关法规

    美国作为最大汽车市场,正在制定有关汽车黑匣子的标准。目前通过制定相关法规,规定部分汽车上必须安装黑匣子。在日本,计划为安装黑匣子的汽车减少保险费。从各国推动黑匣子的力度来看,其普及的日子将指日可待。

    IEEE标准化委员会制定汽车黑匣子记录的各种数据的公共标准,包括日期、时间、位置、速度、行驶方向、乘客数量、安全带使用与否等数据。美国交通安全机构从97年一直提倡安装黑匣子,其最主要的理由是通过综合汽车记录设备和GPS等无线技术,可以为事故中受伤的人员提供及时的救助。

    但是由美国、日本、德国的部分汽车厂商组成的汽车交通安全联盟则主张“通过普及汽车黑匣子,为事故中受伤的人员提供更好的救助的同时,还要保护车主个人隐私”。个人隐私保护论者担心滥用汽车黑匣子导致侵犯个人隐私。而另一方面强调黑匣子必要性的人们主张记录在黑匣子的数据属于车主法定财产,如果司法当局查看信息则必须遵守其法律程序,以此来保护个人隐私。所以不仅需要制定黑匣子的硬件和功能规格、数据种类的标准,而且还需要拟定有关强制安装规定与正确使用方法。
 
    3. 国外技术发展现状

   (1)台湾、日本、美国汽车黑匣子技术现状
主要研发和生产汽车黑匣子的主要有:台湾的Royaltec和日本汽车研究所、美国RoadSafety、Drivecam等企业和GM、Ford、Toyota、Honda等汽车厂商。

    Royalteck公司的蓝色GPS在交通介绍功能基础上添加了数据记录器功能,可以将行驶相关的行车路线、驾驶速度、停车和维修公司信息等30,000以上移动数据存储到内置Memory。车辆行驶路线、速度、时间、GPS卫星信号接收状态等移动数据可以通过PC、笔记本电脑、PDA等读出,所以完全可以当作简单的汽车黑匣子。
    日本汽车研究所的汽车黑匣子“Drive Recorder”只有普通饭盒大小,通常可以把它安装在副驾驶座下面。会把紧急刹车或紧急打方向盘等突发状况识别为事故,记录1分钟内的各种记录。

    记录的数据有速度、方向盘角度、刹车和油门动作等。而且通过车镜安装微型摄像头,自动记录从驾驶位上看到的事故前10秒和后5秒的场面。此产品曾安装在出租车与货车等215台车辆上并进行性能测试,结果显示在实际发生38件事故中,此产品提供的准确刹车时间等数据在判定事故中起了决定性作用。

    Drivecam公司(http:/ /www.drivecam.com)产品可以记录碰撞前刹车、油门、转弯状态,也可以记录发生事故瞬间汽车内部的声音和图像。

   Roadsafety公司主要为10台以上车辆的公司或个人和急救车等事故危险较高的车辆提供产品。此设备从96年开始就嵌入到汽车计算机诊断系统内部,在超速、紧急刹车、未系安全带时发出报警声音。其存储卡可以存储7天内的行车记录,通过连接电脑可以查看行车记录。

    使用黑匣子具有代表性的汽车厂商有日本的Toyata和Honda、美国GM和Ford、瑞士Saab等公司。这些汽车厂商一般在汽车出厂前就安装黑匣子,尤其是GM和Ford在几乎所有的新车上安装了黑匣子。

    GM为了收集安全气囊的启动信息,90年开始在车辆上安装称之为EDR(Event Data Recorders)的汽车黑匣子。从94年开始,GM在车辆上安装监测诊断模块设备,测量安全气囊启动时碰撞的程度。在此之后,逐步可以记录冲撞前5秒的数据,包括速度、发动机转速、加速、刹车操作等数据,基本上具有了黑匣子的功能。

Ford公司97年为自己公司的汽车安装了控制安全气囊和座位安全带的Restraining控制模块,Ford公司把此设备改善为可以记录冲撞前5秒的前方和侧面加速度、驾驶员和乘客的安全气囊启动状态、安全带使用与否等信息。

   (2)韩国
    在韩国,几年前已经开始开发和生产汽车专用行驶记录仪和黑匣子,也陆续展出了他们的产品。如HK eCar、CaSPo、Hudsontec、Mobicon、E&I、Galche等。如Hke-Car公司的黑匣子可以记录发生事故时各种传感器检测到的碰撞数据,并可以存储事故前后车辆行驶状态和驾驶员操作状态并重现其过程。所以不仅可以通过HK e Car公司汽车黑匣子记录的数据分析事故原因,而且可以通过黑匣子记录的驾驶员的操作记录和行驶记录分析事故原因。

    Caspo公司(http:/ /www.digic a s po.c om)的黑匣子可以记录汽车每一分钟的最快速度,而且可以存储急刹车、紧急加速、长时间超速、超速等车辆行驶信息,并且记录事故发生前后30秒之内方向指示灯、刹车、方向盘操作和转弯轨迹等信息。它是记录基本行车记录的数据存储设备,但不会存储图像、语音、位置等传感器信息。

    E&L公司的汽车黑匣子大小为长195mm、宽110mm、高50mm。可以录音事故前15秒到事故后45秒左右共1分钟内的情况,而且是电波发送系统。此产品以0.2秒为单位,记录刹车操作、汽车速度、方向盘角度、驾驶员话音、汽车启动与否等信息。

    Hudsontec的产品可以选择性地安装前方和后方摄像机,可以存储速度、加速度、RPM、刹车操作信息、方向指示灯操作状态信息,并且支持通过加速度传感器识别某些功能。此产品可以把事故发生前10秒和后5秒的数据记录到Flash Memory并提供读取数据软件。

    Mobicon公司的产品是数据行车记录仪形式,具有内部嵌入行驶记录仪,但表和报警器除外。它可以周期性记录汽车行驶速度、时间与距离。

    Galche公司产品可以存储多频道图像数据,与其它产品相比,DVR(Digita 1Video Recorder)的功能要更强。此产品是嵌入式产品,通过M-JPEG压缩方式,实时存储800*600的动画,而且可以存储多频道图像数据。所以可以在汽车多个地方安装摄像机,在发生各种汽车被盗事件时提供嫌疑人资料。

    4. 汽车黑匣子市场现状

    汽车保险公司非常希望通过在车辆上安装黑匣子减少交通事故,所以积极支持客户安装黑匣子。各国制定的有关使用黑匣子的强制性法规也成为促进汽车黑匣子市场发展的契机。

    美国交通安全机构致力于推动使用汽车黑匣子,汽车厂商从90年代初开始在汽车上安装了安全气囊和EDR设备,而且规定从1998年以后生产的车辆必须安装黑匣子。

    中国为了迎接2008年北京奥运会,也规定车辆上必须安装记录车辆行驶记录的汽车行车记录设备。从而刺激了汽车黑匣子市场的市场需求。
 
     5. 结束语

    一般听说过飞机事故新闻的人对黑匣子都会有所了解,或许也关注过根据黑匣子得出的事故原因报告。在交通状况日益繁杂的今天,通过把分析事故原因中起决定作用的黑匣子安装在汽车上,正确判断交通事故原因,分清事故责任,从法律上保护遵纪守法的驾驶员。

    然而,因为汽车黑匣子记录驾驶员的行驶记录,所以也涉及侵犯个人隐私问题。不过如果认识到了美国的车辆出厂前必须安装黑匣子,人们对黑匣子认识将完全改变。所以有必要制定有关强制安装和使用汽车黑匣子的规定。

   随着黑匣子记录的数据种类越多,虽然可以从中得出更准确的事故分析结果,但也会影响产品的价格。目前,行驶记录仪迅速向黑匣子发展,所以在加快制定相关标准与规定并拟定测量数据的种类和规格之后,才能提供客观和具有信赖性的证据。

    目前,汽车黑匣子技术得到了突破性的发展,预计汽车黑匣子不仅将发展为大众化的汽车用设施,而且无庸置疑的将成为汽车必备的标准设备。

 
 
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