SAMOCHODOWE CZARNE SKRZYNKI JAKO URZ DZENIA WSPOMAGAJ CE ANALIZ PRZEBIEGU WYPADKU DROGOWEGO

Transkrypt

1 PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 82 Transport 2012 Marek Guzek Politechnika Warszawska, Wydzia Transportu SAMOCHODOWE CZARNE SKRZYNKI JAKO URZDZENIA WSPOMAGAJCE ANALIZ PRZEBIEGU WYPADKU DROGOWEGO Rkopis dostarczono, listopad 2011 Streszczenie: Jednym z podstawowych zada rekonstrukcji wypadku drogowego jest okrelenie wartoci parametrów ruchu uczestników zdarzenia przed jego wystpieniem. Na ich podstawie dokonuje si oceny prawidowoci zachowa jego uczestników, a sd podejmuje decyzj o winie, bd jej braku. Od kilkunastu lat dostpne s take w motoryzacji tak zwane czarne skrzynki. S to urzdzenia rejestrujce wybrane parametry ruchu wanie z myl o potencjalnej rekonstrukcji wypadku. Artyku zawiera przegldowy materia dotyczcy tego rodzaju urzdze. Przedstawione zostay podstawowe ich waciwoci, przykady rozwiza. Na podstawie przykadowej sytuacji przedwypadkowej opisano równie korzyci i ograniczenia zwizane z wykorzystaniem takich rejestratorów. Sowa kluczowe: rekonstrukcja wypadku, samochodowe czarne skrzynki, rejestratory EDR/ADR 1. SAMOCHODOWE CZARNE SKRZYNKI Przy rekonstrukcji wypadków, problemem jest czsto brak wielu istotnych z jej punktu widzenia informacji o przebiegu zdarzenia. W lotnictwie ju od ponad 50 lat uywa tzw. czarnych skrzynek (FDR Flight Data Recorder, CVR Cocpit Voice Recorder), czyli urzdze, które w sposób cigy rejestruj szereg wybranych parametrów charakteryzujcych lot, stan elementów samolotu, jak równie gos, a ostatnio take obraz z kabiny pilotów. Te rejestracje zdecydowanie powikszaj zasób informacji o katastrofie, uatwiaj odtworzenie zdarze poprzedzajcych katastrof. W konsekwencji ustalenie jej przyczyn jest istotnie uatwione. Przy coraz powszechniej stosowanych ukadach elektronicznych w pojazdach samochodowych, nie ma technicznych problemów, aby podobne urzdzenia znalazy si równie w samochodach. Równie bez wprowadzania dodatkowych urzdze, wykorzystujc elektroniczne jednostki sterujce ukadami pojazdu (sterowania silnikiem, ukadami typu ABS/ESP czy w szczególnoci ukadem uruchamiania poduszek powietrznych) mona wydoby szereg cennych informacji na temat przebiegu wypadku.

2 42 Marek Guzek Od kilkunastu lat dostpne s te na rynku motoryzacyjnym urzdzenia, które przypominaj lotnicze czarne skrzynki. Ich zadaniem jest rejestracja wielkoci opisujcych ruch pojazdu, aktywno kierowcy, a niekiedy take stan otoczenia. Celem jest wanie uatwienie rekonstrukcji wypadku. Jeli bdziemy rozpatrywa wypadek w systemie czowiek-pojazd-otoczenie jako sekwencj trzech charakterystycznych faz (sytuacja przedwypadkowa, wypadek/zderzenie, sytuacja powypadkowa) to potencjalne korzyci z wykorzystania takich rejestratorów danych mona przedstawi jak na rys. 1. a) dostpne bezporednie informacje bez wykorzystania rejestratorów danych czowiek pojazd otoczenie przed wypadkiem w trakcie wypadku lady lady, zniszczenia po wypadku obraenia lady, pooenie kocowe parametry otoczenia (np. stan drogi, temp., wilgotno) b) dodatkowe bezporednie informacje przy wykorzystaniu rejestratorów danych czowiek pojazd otoczenie przed wypadkiem zapicie pasów bezpieczestwa, aktywno kierowcy, itp. w trakcie wypadku przecienia po wypadku aktywno kierowcy, itp. parametry ruchu pojazdu, stan urzdze pojazdu parametry zderzenia, aktywacja poduszki powietrznej parametry ruchu pojazdu, stan urzdze pojazdu automatyczne powiadomienie sub i umiejscowienie wypadku parametry otoczenia (np. temperatura, wilgotno, itp.) parametry otoczenia (np. temperatura, wilgotno, itp.) parametry otoczenia (np. temperatura, wilgotno, itp.) Rys. 1. Tzw. macierz Haddona, [1]. Potencjalna znajomo informacji w przypadkach bez (a) i z (b) wykorzystaniem rejestratorów danych wypadkowych. Symbol oznacza znajomo parametrów; puste pole oznacza brak bezporednich informacji. W przypadku b wpisano tylko dodatkowe informacje w stosunku do a 2. HISTORIA SAMOCHODOWYCH REJESTRATORÓW PARAMETRÓW RUCHU Najstarszymi urzdzeniami rejestrujcymi parametry ruchu pojazdów samochodowych s tachografy. W pierwotnej wersji byy to urzdzenia mechaniczne, rejestrujce na okrgej tarczy, przebieg prdkoci pojazdu (lub prdkoci pojazdu i prdkoci

3 Samochodowe czarne skrzynki jako urzdzenia wspomagajce analiz przebiegu 43 obrotowej silnika). Jest ona okrelana analogicznie jak w przypadku prdkociomierza umieszczonego na desce rozdzielczej. Podstawowy cel stosowania tych urzdze to poprawa bezpieczestwa ruchu. Kierowcy pojazdów wyposaonych w urzdzenia kontrolujce s mniej skonni do niebezpiecznych bd sprzecznych z przepisami ruchu zachowa. Stosowanie tachografów jest regulowane przez akty prawne (obowizek ich posiadania dotyczy gównie samochodów ciarowych i autobusów). Wraz z rozwojem elektroniki pojawiy si tachografy wykorzystujce jej moliwoci. Pierwsze elektroniczne tachografy pojawiy si w USA na pocztku lat 80-tych XX w. Potrafiy one rejestrowa duo szersz gam parametrów. Byy to jednak parametry przydatne gównie z punktu widzenia oceny zachowa kierowcy oraz wykorzystania pojazdu (oprócz wczeniej wymienionych wielkoci rejestroway czas podróy, postoju, zuycie paliwa, obcienie, nage reakcje kierowcy jak gwatowne przyspieszanie czy hamowanie itp.). Byy to pierwsze urzdzenia rejestrujce typu EDR (Event Data Recorder) dziaajce na tzw. poziomie trip recorder (rejestrator podróy). W poowie lat 80-tych zaczto wprowadza w samochodach tzw. komputery pokadowe ( on-board computers ). Byo to zwizane z pojawieniem si elektronicznych ukadów sterowania prac silnika, ukadów wspomagania kierowcy w bezpiecznym prowadzeniu ukady ABS/ASR/ESP i inne. Liczba niezbdnych do monitorowania i przetwarzania informacji gwatownie wzrosa. To wymusio wprowadzenie do samochodu komputerowych systemów rejestracji, akwizycji oraz przetwarzania danych. Kolejnym krokiem byo wprowadzenie urzdze zapamitujcych (rejestrujcych) wybrane informacje dotyczce ruchu pojazdu, tzw. urzdze EDR. Najczciej jednak urzdzenia te koncentruj si na monitorowaniu niezbdnych sygnaów (czasem s one wywietlane bezporednio kierowcy). Rejestruj one, poza typowymi parametrami dla nowoczesnych tachografów, informacje o awariach odnotowanych przez komputery (przydatne w diagnostyce). Obecnie wystpuj pod nazw EDR I (EDR type I). W drugiej poowie lat 90-tych XXw pojawiy si EDR-y przypominajce lotnicze czarne skrzynki FDR. S to urzdzenia umoliwiajce pen rekonstrukcj wypadku, w tym relacji czasowoprzestrzennych dotyczcych pooenia i prdkoci pojazdu. Urzdzenia funkcjonuj pod angielsk nazw ADR (Accident Data Recorder) lub niemieck UDS (Unfalldatenspeicher). Mona te spotka si z okreleniem EDR II (EDR type II) dla tej klasy urzdze. Zakres dziaania czarnych skrzynek typu ADR nie jest precyzyjnie okrelony (w sensie regulacji prawnych). Do intensywne prace dotyczce EDR tocz si w USA pod auspicjami rzdowej agencji NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration). W latach r. pracowaa specjalna grupa robocza, która za cel postawia sobie okrelenie moliwoci oraz zakresu stosowania urzdze EDR w samochodach. Udzia w pracach brali producenci samochodów. Opublikowane raporty z prac grupy [13] maj do szeroki i ogólny charakter. Sama NHTSA w 2006 roku opublikowaa Regulacj (49 CFR Part 563, [15]) dotyczc rejestratorów typu ADR. Obszerny dokument nie nakada wprawdzie obowizku wyposaania pojazdów w takie urzdzenia, jednak je zaleca. Wedug ówczesnych prognoz Agencji, w 2010 roku ponad 85% pojazdów bdzie wyposaonych w taki rejestrator, a wskanik ten bdzie w kolejny latach rosn (dlatego nie stwierdzia potrzeby narzucania takiego obowizku). W dokumencie s równie informacje o minimalnych wymaganiach, co do zakresu dziaania urzdze. Mowa jest, o co najmniej 15 parametrach dotyczcych stanu urzdze

4 44 Marek Guzek (w szczególnoci zwizanych z bezpieczestwem) pojazdu oraz jego ruchu w krótkim okresie poprzedzajcym zdarzenie drogowe (czciowo sprecyzowane to zostanie w rozdziale 3). Dokument narzuca take wymagania, co do trwaoci rejestracji oraz samego urzdzenia. Jednym z istotnych zapisów Regulacji jest wymóg informowania nabywców pojazdów o wyposaeniu ich aut w takie rejestratory (poczwszy od 2011 roku). Poruszony jest take problem publicznej dostpnoci do zapisów (co bardzo wane z punktu widzenia moliwoci ich wykorzystania w rekonstrukcji wypadków). Naley jeszcze wspomnie o normie IEEE 1616 [11], w której okrelono wymagania dotyczce elektronicznych aspektów urzdze typu ADR (sposób zapisu, przechowywania, odczytywania danych, itp.). W Europie, najwiksz aktywno w dziedzinie wykorzystywania ADR wykazuj Niemcy. Tamtejsze organizacje i instytucje jak BASt (Federalny Instytut Badawczy Dróg), DEKRA i inne dziaajce w obszarze bada wypadków domagaj si wprowadzenia w szerokim w zakresie tych urzdze (dania Konferencji Sdów Drogowych dotyczce wprowadzenia obowizku wyposaania pojazdów w ADR sigaj lat 70-tych). Mona tu te wspomnie o dwóch projektach badawczych zrealizowanych w 2-gim (DRACO), [2] oraz 3-cim (SAMOVAR, [14]) Ramowym Programie UE. W 2006 roku zakoczony zosta projekt VERONICA [16], w którym ogólnie scharakteryzowano moliwoci i korzyci ze stosowania systemów rejestrujcych przebieg wypadków drogowych. 3. PRZYKADY SAMOCHODOWYCH CZARNYCH SKRZYNEK Generalnie, czarne skrzynki ADR moemy podzieli na dwie grupy: urzdzenia bdce fabrycznym wyposaeniem pojazdu (OEM) oraz urzdzenia oferowane przez producentów niezalenych, jako dodatkowe doposaenie samochodu. W pierwszym przypadku najczciej wykorzystywana jest standardowa infrastruktura pojazdu (czujniki oraz sterowniki zespoów pojazdów). W drugim, na ogó stosowany jest niezaleny zestaw czujników z moliwoci lub nie korzystania z dostpnych czujników pojazdu poprzez np. system OBD (on-board diagnostics). Najbardziej znanymi producentami ADR-ów s: Kienzle Argo, IST (Instrumented Sensor Technology), Delphi, Veridian, Vetronix (SDM GM), Vericom, Digitax, Eaton, IWI (Independent Witness), SIS (Safety Intelligence Systems). Niektóre z nich kooperuj równie z producentami samochodów w zakresie rozwiza typu OEM. Obecne urzdzenia te cechuje do dua rónorodno zarówno, jeli chodzi o liczb, jak i rodzaj rejestrowanych wielkoci, a take czstotliwo i czas rejestracji (wspomniana wczenie regulacja NHTSA okrela minimalny okres rejestracji na 5s, [13, 15]). W konsekwencji równie ich cechy funkcjonalne róni si od siebie. W zakresie rejestracji parametrów opisujcych ruch pojazdu, w wikszoci przypadków podstawowymi parametrami rejestrowanymi przez urzdzenia s przyspieszenia nadwozia samochodu. Informacje o prdkoci czy pooeniu uzyskiwane s porednio, jako efekt

5 Samochodowe czarne skrzynki jako urzdzenia wspomagajce analiz przebiegu 45 przetwarzania (gównie cakowania) w odpowiedni sposób zapisanych przyspiesze. Poniej przedstawiono kilka charakterystycznych rozwiza. Rejestrator SDM (General Motors, USA) SDM (Sensing Diagnostic Module) jest elektronicznym ukadem sterowania dziaaniem poduszek gazowych stosowanym od pocztku lat 90-tych przez firm GM [1, 13]. Jego dodatkow funkcj jest wykorzystanie sygnaów z czujników przyspieszenia wzdunego take jako informacji o przebiegu wypadku. Ukad elektroniczny cakuje przebieg przyspieszenia w trakcie kolizji i zapamituje wynik w postaci zmiany prdkoci pojazdu V z krokiem 10ms. Ponadto (patrz rys. 2), zapamituje wybrane informacje z 5 sekund poprzedzajcych wypadek (z krokiem 1s): prdko pojazdu (z prdkociomierza), prdko obrotow silnika, pooenie przepustnicy, fakt uywania ukadu hamulcowego pojazdu przez kierowc, a take informacje o zapiciu pasów bezpieczestwa (patrz rys. 3). Poniewa urzdzenie nie rejestruje orientacji ktowej pojazdu, nie jest moliwe odtworzenie trajektorii ruchu samochodu. Rys. 2. Schemat procesu rejestracji wypadku w urzdzeniu SDM, [1, 13] Rys. 3. Przykadowe rejestracje urzdzenia SDM, [1, 13] Rejestrator UDS (Kienzle Argo, Niemcy) UDS (Unfalldatenspeicher) to jeden z produktów, które s urzdzeniami specjalnie zaprojektowanymi i wykonanymi do powszechnego uytku w samochodach, bez wzgldu na ich rodzaj. Poza funkcjami tachografu (np. rejestracja prdkoci analogicznej

6 46 Marek Guzek do wskazania prdkociomierza) urzdzenie rejestruje informacje pochodzce z instalacji elektrycznych pojazdów (np. informacje o prdkoci obrotowej kó z czujników systemów typu ABS). Rejestruje ponadto informacje o przyspieszeniach wzdunym i poprzecznym oraz kcie odchylenia wzgldem kierunku geograficznego N-S wykorzystujc wasny zestaw czujników. Urzdzenie nie wymaga adnych dziaa ze strony kierowcy. Monitoruje odpowiednie wielkoci w sposób cigy, ale rejestruje je dopiero w chwili wypadku (rys. 4), z uwzgldnieniem 30 sekund historii przed nim dziki Rys. 4. Schemat procesu rejestracji wypadku w urzdzeniu UDS, [8] Rys. 5. Przykadowe rejestracje urzdzenia UDS (na podstawie [8])

7 Samochodowe czarne skrzynki jako urzdzenia wspomagajce analiz przebiegu 47 przechowywaniu w pamici wartoci monitorowanych wielkoci (rejestracja moe si te odby na yczenie uytkownika). Faza ruchu przed zderzeniem oraz po zderzeniu zapisywana jest z czstotliwoci 16 lub 25Hz. Faza samego zderzenie okres 0,2s od chwili wykrycia tego faktu, rejestrowana jest z czstotliwoci 500Hz Dziki rejestracji kta odchylenia, moliwa jest rekonstrukcja trajektorii ruchu pojazdu. Na rys. 5 przedstawiono przykadow rejestracj wypadku. Rejestrator DriveCam (USA) DriveCam jest jednym z nowszych typów czarnych skrzynek. Poza rejestracj parametrów ruchu pojazdu, zapisuje obraz widziany przez przedni szyb pojazdu. Urzdzenie wraz z kamer umieszcza si za lusterkiem wstecznym pojazdu (patrz rys. 7). Monitoruje ono stale parametry jazdy oraz dwik i obraz z przedniej czci pojazdu. Tak jak w poprzednich przypadkach, zapis aktywowany jest przez przekroczenie progowych wartoci przyspiesze (moe by równie uruchomiony rcznie). Urzdzenie jest zaprojektowane w ten sposób, by zarejestrowa 10 sekund przed i 10 sekund po niespodziewanym wydarzeniu, takim jak wypadek, czy niebezpieczna (gwatowna) jazda (rys. 6). DriveCam rejestruje wic cznie 20 sekund kolorowego obrazu i dwiku oraz wartoci opisujcych ruch samochodu: przyspieszenia wzdune i poprzeczne oraz dodatkowe dane dwuwartociowe (np. uywanie lub nie hamulca pojazdu itp.). Nagranie wydarzenia moe zosta odtworzone na kamerze wideo, telewizorze, albo komputerze osobistym. Rys. 6. Schemat procesu rejestracji wypadku w urzdzeniu DriveCam, [9, 13] Rys. 7. Czarna skrzynka DriveCam (miejsce montau, przykadowy kadr zapisu), [9]

8 48 Marek Guzek Inne rozwizania Jak wspomniano na pocztku rozdziau, na rynku funkcjonuje wiele rozwiza proponowanych, jako samochodowa czarna skrzynka ADR. W sposobie dziaania róni si liczb i rodzajem rejestrowanych wielkoci, czstotliwoci. Szeroki opis tych urzdze mona znale np. w [6], a take [9]. Warto zaznaczy o coraz czstszym wykorzystywaniu systemów nawigacji satelitarnej. Suy to przede wszystkim do lokalizacji miejsca wypadku i automatycznego powiadamiania odpowiednich sub o zaistnieniu zdarzenia. Naley te wspomnie, e w ograniczonym zakresie funkcj samochodowej czarnej skrzynki mog równie spenia urzdzenia standardowo suce celom eksploatacyjnym (tachografy, elektroniczne systemy zarzdzania flot). W tej grupie mona take wymieni popularne urzdzenia nawigacyjne. Ostatnio pojawiy si take inne urzdzenia, w których oferuje si funkcj samochodowej czarnej skrzynki. Przykadem s specjalne aplikacje do telefonów komórkowych wyposaonych w akcelerometr lub ukad akcelerometrów. Po jej uruchomieniu i odpowiednim zamocowaniu telefonu w pojedzie zaczyna on dziaa jak urzdzenie typu ADR: w sytuacji przekroczenia okrelonego poziomu przyspieszenia zapisywany jest obraz wideo, dwik a take przebiegi przyspiesze [10]. 4. REKONSTRUKCJA RUCHU SAMOCHODU NA PODSTAWIE ZAPISÓW CZARNEJ SKRZYNKI Jednym z elementów rekonstrukcji wypadku jest odtworzenie relacji czasowoprzestrzennych uczestników zdarzenia. Procesu rekonstrukcji ruchu pojazdu dokonuje si na podstawie analizy zapisów wielkoci charakteryzujcych ruch bryy nadwozia. Ruch postpowy standardowo rejestrowany jest pod postaci skadowych przyspieszenia liniowego (skadowe: wzduna, poprzeczna, pionowa ). W zalenoci od urzdzenia rejestrowane s od jednej (np. urzdzenie SDM, [1, 13]) do 3 skadowych (np. ADR firmy Delphi, [13]). Ruch kulisty opisywany jest poprzez rejestracje któw pooenia nadwozia (któw odchylenia, przechyu wzdunego, przechyu bocznego) lub analogicznych prdkoci ktowych. W zalenoci od urzdzenia rejestrowanych jest od jednej (np. urzdzenie UDS, [8]) do 3 (np. ADR firmy Delphi, [13]) wielkoci ktowych. W niektórych rejestratorach wielkoci ktowe s pomijane. Odtworzenie trajektorii ruchu pojazdu oraz jego prdkoci odbywa si poprzez odpowiednie cakowanie (kwadratury) przyspiesze z uwzgldnieniem pooenia ktowego nadwozia patrz rys. 8. Zaznaczona na rysunku korekta g symbolizuje potrzeb korekcji zarejestrowanych przyspiesze o wartoci skadowych przyspieszenia ziemskiego wychwytywanych przez czujniki przyspieszenia wzdunego i poprzecznego.

9 Samochodowe czarne skrzynki jako urzdzenia wspomagajce analiz przebiegu 49 Rys. 8. Procedura rekonstrukcji prdkoci i trajektorii ruchu; a,, V, r wektory skadowych (odpowiednio): przyspieszenia, któw, prdkoci, pooenia; indeksy oznaczaj wartoci: c na podstawie czujników ADR, x w ukadzie inercjalnym, P dla punktu mocowania urzdzenia ADR, k w chwili kocowej Poniej przedstawiony bdzie przykad takiej rekonstrukcji. Rozwaany jest ruch samochodu osobowego (masa okoo 1550kg) po uku drogi. Pojazd jadcy z prdkoci pocztkow 100km/h wykonuje manewr skrtu (zadany jest stay kt obrotu na kole kierownicy). Urzdzenie ADR umiejscowione jest w okolicy fotela kierowcy. Przyjto, e czstotliwo rejestracji wynosi 25Hz. Rekonstrukcja bdzie przeprowadzona dla dwóch charakterystycznych typów urzdze rejestrujcych rónicych si liczb rejestrowanych parametrów opisujcych ruch pojazdu. Urzdzenie oznaczone ADR1 to urzdzenie odpowiadajce stosowanym w lotnictwie lub wspomnianemu wczeniej urzdzeniu Delphi ([13]) rejestruje 6 wielkoci opisujcych ruch bryy nadwozia samochodu (patrz rys. 9): trzy skadowe przyspieszenia (wzdune, poprzeczne oraz pionowe ) i trzy skadowe opisujce jej pooenie ktowe (kt odchylenia czyli kt obrotu pojazdu wokó osi pionowej, kt przechyu wzdunego oraz kt przechyu bocznego). Drugie urzdzenie odpowiada typowym urzdzeniom spotykanym w motoryzacji: rejestruje dwie skadowe przyspieszenia (wzdune i poprzeczne) oraz jedn wielko ktow kt odchylenia. Ten typ urzdzenia oznaczono dalej symbolem ADR2. Badanie przeprowadzono metod symulacyjn. Schemat przedstawiono na rys. 10 za szerszy opis metody mona znale w [3, 5]). W metodzie stosowane s eksperymentalnie zweryfikowane programy symulacyjne zawierajce modele dynamiki samochodu oraz urzdzenia ADR (patrz np. [7, 12]).

10 50 Marek Guzek Rys. 9. Ilustracja zakresu dziaania urzdzenia typu ADR: a w przyspieszenie wzdune, a p przyspieszenie poprzeczne, a z przyspieszenie pionowe, kt odchylenia, kt przechyu wzdunego, kt przechyu bocznego (Oxyz inercjalny ukad odniesienia, zwizany z drog, P c c c nieinercjalny ukad zwizany z pojazdem (osie ukadu wyznaczaj kierunki dziaania czujników urzdzenia) Rys. 10. Schemat ilustrujcy metod oceny dokadnoci rekonstrukcji ruchu samochodu Najpierw przeprowadzono symulacj manewru jego wyniki traktowano jako dokadne. Nastpnie zrekonstruowano go poczwszy od chwili i pozycji kocowej. Na rysunku 11 pokazano wybrane przebiegi obu etapów. Rys. 11a przedstawia przebieg przyspieszenia poprzecznego samochodu: warto dokadn a p, warto wskazywan przez czujnik urzdzenia ADR a pc oraz rónic midzy nimi a p c. Ta rónica, która moe

11 Samochodowe czarne skrzynki jako urzdzenia wspomagajce analiz przebiegu 51 by traktowana jako bd wskazania, wynika przede wszystkim ze zmiany kta przechyu bocznego nadwozia, którego przebieg jest widoczny na rys. 11b. Czujnik po wpywem tego przechyu zaczyna mierzy nie tylko rzeczywist skadow przyspieszenia poprzecznego, ale take skadow przyspieszenia ziemskiego przypadajc na o czujnika. W przypadku urzdzenia typu ADR1 zrekonstruowane przebiegi prdkoci i pooenia na drodze (rys. 11c oraz d) praktycznie si pokrywaj z przebiegami dokadnymi. Inaczej jest w przypadku urzdzenia typu ADR2. Tu nie s znane kty przechyu nadwozia. W zwizku z tym nie jest moliwe skorygowanie ( korekta g na rys. 8) zmierzonych wartoci przyspieszenia o wspomniane skadowe przyspieszenia ziemskiego. Cakowaniu podlegaj przyspieszenia obarczone tym bdem. Skutki w analizowanym manewrze Rys. 11. Manewr wejcia w zakrt samochodu osobowego z prdkoci ok. 100 km/h. Czasowe przebiegi przyspieszenia poprzecznego (a), któw przechyu nadwozia (b) oraz zrekonstruowane przebiegi prdkoci na podstawie zapisów urzdze typu ADR1 i ADR2 prdkoci (c) i trajektorii rodka masy (d).

12 52 Marek Guzek widoczne s na rys. 11c oraz 11d. Dla urzdzenia ADR2, zrekonstruowana prdko pocztkowa jest zawyona o ok. 19%, za uzyskane pooenie pocztkowe róni si od dokadnego kilkadziesit metrów (na wykresie podano dokadne rónice pooenia x, y, a take przebytej w trakcie manewru drogi S). Powyszy przykad w spektakularny sposób pokazuje, e w przypadku urzdze typu ADR2 zrekonstruowane wartoci parametrów ruchu samochodu mog znacznie odbiega od rzeczywistych i w efekcie uniemoliwi poprawn ocen zdarzenia. ródem tego jest ogólna koncepcja urzdzenia brak pomiaru i rejestracji informacji o ktach przechyu wzdunego i bocznego nadwozia. Uogólniajc, mona wskaza kilka róde zagroe dla poprawnoci przeprowadzonej rekonstrukcji. Pomijajc sytuacje bdnego zadziaania urzdzenia (w literaturze, np. [13], opisywane s przypadki zarejestrowania przez ADR kolizji w sytuacjach, kiedy ich nie byo lub odwrotnie braku zadziaania urzdzenia przy wystpieniu kolizji), jego waciwoci mog generowa okrelon niepewno zrekonstruowanych parametrów ruchu. Jako gówne róda tej niepewnoci mona wskaza: ogóln koncepcj urzdzenia (liczba i rodzaj rejestrowanych wielkoci, czstotliwo zapisu itp.), wasnoci aparatury pomiarowo rejestrujcej, metodyk przetwarzania zarejestrowanych danych (np. bdy róniczkowania i cakowania). Tematyka wpywu poszczególnych róde na niepewno oceny trajektorii ruchu oraz prdkoci samochodu bya tematem licznych opracowa zespou z autorem tego artykuu w skadzie. Powstay one na podstawie bada symulacyjnych i eksperymentalnych. Przykadowe wyniki mona znale np. w [3 7]. Wyniki wspomnianych prac wskazuj, e specyficzne cechy oferowanych rozwiza w istotny sposób mog oddziaywa na poprawno rekonstrukcji ruchu. Jedn z najwaniejszych jest wspomniana ogólna koncepcja urzdzenia. Wan informacj jest, e w badaniach dla urzdze, w których znana jest informacja o pooeniu ktowym nadwozia, nie stwierdzano znaczcych bdów oceny parametrów ruchu (patrz np. [3 7]). Przedstawiony przykad analizy ruchu samochodu nie oznacza, e w przypadku urzdze typu ADR2 zawsze uzyskamy bardzo duy bd rekonstrukcji prdkoci czy trajektorii. Na warto bdów wpywaj przede wszystkim cechy determinujce ktowe usytuowanie nadwozia (charakter manewru, czas jego trwania, jego intensywno, parametry konstrukcyjne zawieszenia, obcienie pojazdu). Kocowy bd moe przyjmowa róne wartoci (take bliskie zera). 4. PODSUMOWANIE W najbliszej przyszoci naley spodziewa si coraz powszechniejszego stosowania urzdze rejestrujcych przeznaczonych do rekonstrukcji wypadków tzw. czarnych skrzynek ADR. Zwizane jest to z zaletami tych urzdze oraz coraz niszym kosztem instalacji. Najwaniejsze zaleta to wzbogacenie wiedzy zarówno ekspertów zajmujcych si rekonstrukcj wypadków jak i konstruktorów pojazdów o przebiegu rzeczywistych zdarze. Moe to prowadzi do wiarygodniejszych opinii powypadkowych sporzdzanych przez biegych. Producenci natomiast mog wykorzysta dane do poprawiania swoich

13 Samochodowe czarne skrzynki jako urzdzenia wspomagajce analiz przebiegu 53 produktów pod ktem bezpieczestwa. Mona te wspomnie o oddziaywaniu prewencyjnym - kierowcy s mniej skonni do ryzykownych zachowa, jeli maj wiadomo, e ich dziaania s monitorowane. Wykorzystywanie rejestratorów ADR wie si jednak z pewnymi ograniczeniami. Cigle trwa dyskusja [13, 15] na temat prawnych aspektów wykorzystywania rejestrowanych danych (w tym te pytanie: kto jest wacicielem zapisów?). Inny problem to zapewnienie moliwoci i uprawnie do odczytu danych [15]. W tym artykule poruszono aspekt techniczny: uproszczenia stosowane w samochodowych czarnych skrzynkach (w porównaniu np. do rozwiza lotniczych) mog w pewnych sytuacjach prowadzi do zafaszowania przebiegu analizowanej sytuacji drogowej. Tu wskazano na wpyw pomijania w urzdzeniu informacji o ktach przechyu nadwozia pojazdu. Bibliografia 1. Chidester A., Hinch J., Mercer T., Schultz S.: Recording Automotive Crash Event Data. Proceedings of the NTSB International Symposium on Transportation Recorders DRACO: Driving Accident Coordinating Observer. Project V1050 of the DRIVE 1 of the EC 2 rd Framework Programme; Guzek M.: Metody wyznaczania bdów oblicze w analizie wybranych sytuacji przedwypadkowych w ruchu drogowym. Rozprawa doktorska. Politechnika Warszawska, Wydzia Transportu. Warszawa, 2002r. 4. Guzek M.: Uncertainty of car motion reconstruction based on records of ADR/EDR type of devices. Logistyka, Nr 4/2010 Lipiec - Sierpie, ILiM, Pozna 2010, Artyku na CD. 5. Guzek M., Lozia Z.: Possible Errors occurring during Accident Reconstruction based on Car "Black Box" Records. SAE TP (take SAE SP-1666 Accident Reconstruction 2002 oraz SAE Transaction 2002, Section 6, Vol. 111, pp ). 6. Guzek M., Lozia Z.: Przykady zastosowa samochodowych czarnych skrzynek w rekonstrukcji wypadków drogowych. Prace Naukowe Transport. Zeszyt 63, str Guzek M., Lozia Z., Pieniek W.: Accident Reconstruction Based on EDR Records Simulation and Experimental Study. SAE TP (take w SAE SP-2063 Accident Reconstruction 2007, pp ) IEEE IEEE Standard for Motor Vehicle Event Data Recorder (MVEDR). IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers, [online]: < 12. Lozia Z.: Analiza ruchu samochodu dwuosiowego na tle modelowania jego dynamiki. Monografia. Zeszyty Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport, z. 41, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa NHTSA, Event Data Recorder (EDR) Research Applications of Articles, Products and Research [online]: < [dostp 23 marca 2011]. 14. SAMOVAR: Safety Assesment Monitoring On-Vehicle with Automatic Recording. Project V2007 of the DRIVE 2 of the EC 3 rd Framework Programme; U. S. Department Of Transportation, National Highway Traffic Safety Administration: Event Data Recorders. 49 CFR Part 563, Docket No. NHTSA [online]: < [dostp 24 marca 2011]. 16. VERONICA:Vehicle Event Recording based on Intelligent Crash Assessment. Project Final Report (Agreement Number: TREN-04-ST-S ). European Commission. Directorate General for Energy and Transport. December 2006, [online]: <

14 54 Marek Guzek CAR BLACK BOXES IN ROAD ACCIDENT RECONSTRUCTION ANALYSIS Summary: One of the primary tasks of accident reconstruction is to determine the values of the event participants motion parameters prior to its occurrence. The correctness of their behaviors is assessed on their basis, and then the court makes its decision whether the event participants are guilty or innocent. One of the more frequently encountered tools, which are useful to determine the values of the aforementioned parameters, are the devices recording some selected parameters of vehicle motion. They are so called ADR or EDR recorders, or just the car black boxes (devices used for accident reconstruction). The paper includes an overview material related to that type of devices. Their primary properties, exemplary solutions are presented as well. An example of car motion reconstruction is shown. Also, the benefits and limitations associated with use of such recorders are presented. Keywords: accident reconstruction, car black boxes, EDR/ADR