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電動自行車技術標準參數(shù)與交通安全關聯(lián)性研究

趙光明 周文輝 周芬 李健
（公安部道路交通安全研究中心機動車輛安全研究室，北京10062，中國）

交通事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，電動自行車存在著巨大的交通安全隱患，技術標準參數(shù)滯后是其重要原因之一。目前，國標《電動自行車通用技術條件》（GB 17761）的修訂草案已經(jīng)形成，但其中關于電動自行車的切斷速度、標稱功率、以及整車質(zhì)量等關鍵技術參數(shù)仍存在分歧。通過對比分析國（境）外的電動自行車技術標準，結(jié)合國內(nèi)電動自行車騎行的交通現(xiàn)狀，針對電動自行車關鍵技術參數(shù)與交通安全的內(nèi)在關聯(lián)性進行了研究，并從事故預防的角度，提出了電動自行車關鍵技術參數(shù)的推薦值。

電動自行車；技術標準參數(shù)；交通安全

行業(yè)調(diào)查顯示，目前中國內(nèi)地每百戶居民擁有31.2輛電動自行車，電動自行車的保有量達到1.42億輛，2013產(chǎn)量為3500萬輛，絕大多數(shù)被國內(nèi)消費者購買，出口比例僅為2.5%，駕駛電動自行車已成為民眾選擇非機動車方式出行的最主要交通方式。同時據(jù)公安部數(shù)據(jù)統(tǒng)計［1］，2012年駕駛電動自行車涉及的道路交通事故起數(shù)占總數(shù)的3.88%，且在交通事故發(fā)生時，肇事人交通方式為駕駛非機動車的數(shù)據(jù)統(tǒng)計中，駕駛電動自行車涉及的事故起數(shù)、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)、直接財產(chǎn)損失4項數(shù)據(jù)統(tǒng)計，均排在第一位。上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計充分證明，電動自行車的發(fā)展已經(jīng)給交通安全帶來了巨大的隱患。

然而目前電動自行車的技術標準仍然沿用國家標準化管理委員會1999年頒布實施的《電動自行車通用技術條件》（以下簡稱“原標準”）。根據(jù)原標準，最高時速大于20公里、整車重量大于40公斤的電動車禁止上路［2］。但隨著電動自行車技術的不斷發(fā)展，實際道路上行駛的電動自行車速度基本上已經(jīng)達到了25公里左右，重量也從原來的40來公斤增加到了50公斤左右，相關技術標準的滯后造成安全技術性能缺乏規(guī)范的管理，導致許多“超標”電動自行車上路行駛，是電動自行車存在交通安全隱患的重要原因之一。因此電動自行車技術標準的修訂必須充分考慮電動自行車的交通安全現(xiàn)狀。

1　國內(nèi)外電動自行車行駛交通狀況對比分析

《電動自行車通用技術條件》（征求意見稿）［3］【以下簡稱“新標準（征求意見稿）】在原標準（GB 17761-1999）的基礎上，參考借鑒歐美日等地區(qū)現(xiàn)行技術標準，為滿足電動自行車的使用需求，較大程度上提高了最高車速、整車質(zhì)量、功率和電壓等技術標準參數(shù)，但未考慮上述參數(shù)與交通安全的關聯(lián)性。而歐美日等地區(qū)電動自行車的交通狀況與國內(nèi)存在較大差異，主要集中在以下4方面：

（1）交通組成結(jié)構(gòu)不同。歐美日等地區(qū)大部分城市是以私人小轎車出行為主的交通組成結(jié)構(gòu)，而國內(nèi)城市的出行結(jié)構(gòu)大多以機非混行為主要特征。

（2）交通組織形式有差別。歐美日等地區(qū)有（電動）自行車行駛的道路，大多有專用的非機動車道，機動車與非機動車分道而馳，而國內(nèi)多數(shù)城市道路機非混行現(xiàn)象嚴重。

（3）道路上行駛的（電動）自行車的數(shù)量差別明顯。歐美日等地區(qū)道路上（電動）自行車的數(shù)量較少，對機動車行駛的干擾不明顯，而國內(nèi)（電動）自行車數(shù)量巨大，對機動車行駛干擾明顯。

（4）電動自行車出行者的素質(zhì)差別較大。歐美日等地區(qū)（電動）自行車出行者絕大多數(shù)都遵守交通規(guī)則，而國內(nèi)（電動）自行車出行者交通違法現(xiàn)象較多。

因此，參考國外現(xiàn)有技術標準修改原標準關鍵技術參數(shù)的同時，必須科學分析國內(nèi)電動自行車的交通出行特征及其與交通安全的關聯(lián)性，在保障交通安全的前提之下滿足其行駛要求。

2　新標準（征求意見稿）修訂的關鍵技術參數(shù)及其對交通安全的影響

2.1新標準（征求意見稿）主要修訂內(nèi)容

與原標準（GB 17761-1999）相比，新標準（征求意見稿）中與交通安全相關的修訂內(nèi)容主要有以下7項：

（1） 調(diào)整了標準適用范圍。將原標準“適用于電動自行車”修改為“適用于在公路上騎行的兩輪電動自行車，其鞍座高度不小于635mm”。

（2）對電動自行車按驅(qū)動能量的來源方式進行重新分類，包括三類：由人力或人力與電動機同時驅(qū)動（Ⅰ型）、人力或電動機驅(qū)動（Ⅱ型）、僅由電動機驅(qū)動（Ⅲ型），取消了電動型電動自行車的必須具有腳蹬功能，即人力驅(qū)動。

（3）提高了最高車速。原標準最高車速為20 km/h，新標準（征求意見稿）修訂內(nèi)容為：當車速超過26 km/h時，通過車速限速或超速斷電，使電動機不再提供動力輸出，同時規(guī)定在測試上述限速值或切斷速度值時，允許有±10%的誤差，即最高車速可達到28.6 km/h。

（4）提高了整車質(zhì)量。原標準最大整車質(zhì)量為40kg，新標準（征求意見稿）整車質(zhì)量改為空車質(zhì)量，即不含蓄電池、充電器以及可拆卸的置物籃、尾箱、保險杠等附屬部件的質(zhì)量，智能型最大空車質(zhì)量為40kg、助動型為50kg、電動型為55kg，若考慮到電動自行車通常使用的鉛酸電池在18kg左右，再加上4kg左右的附屬部件，則新標準（征求意見稿）智能型最大整車質(zhì)量可達到62kg、助動型為72kg，電動型為77kg。

（5）提高了電動機功率。原標準電動機額定連續(xù)輸出功率最大為240W，新標準（征求意見稿）中根據(jù)電動自行車類型進行了修改，Ⅰ型電動機額定連續(xù)輸出功率最大為300W，Ⅰ型和Ⅲ型為450W。

（6）提高了蓄電池標稱電壓。原標準規(guī)定蓄電池標稱電壓不大于48V。新標準（征求意見稿）規(guī)定Ⅰ型和Ⅰ型電動自行車蓄電池標稱電壓不大于48V，Ⅲ型標稱電壓不大于64V。

（7）提高制動性能，增加產(chǎn)品標識、電氣控制系統(tǒng)防改裝、中高速行駛時車速提示音、短路保護、淋水涉水性能等規(guī)定。

2.2修訂內(nèi)容對交通安全的影響

修訂內(nèi)容對交通安全的影響主要體現(xiàn)在以下5個方面：

（1）現(xiàn)有大量違規(guī)電動自行車“合法化”后，不利于道路交通規(guī)范化管理。新標準（征求意見稿）主要根據(jù)目前電動自行車既成現(xiàn)狀，確定最高車速、整車質(zhì)量、功率和電壓、腳蹬功能等關鍵技術標準參數(shù)，是對道路上大量存在的超標電動自行車的“合法化”。因此若不考慮技術標準對交通安全的影響，新標準一旦實施，保有量巨大的電動自行車，將對交通安全帶來較大沖擊。

（2）電動自行車“機動化”傾向明顯，交通安全隱患突出。新標準（征求意見稿）在最高車速、整車質(zhì)量、功率和電壓等方面，大幅提高標準值，電動自行車“機動化”傾向明顯，交通事故中造成他人和自身傷亡風險增大。

（3）縮小了標準適用范圍，易造成道路交通管理混亂。新標準（征求意見稿）將標準適用范圍限定為“適用于在公路上騎行的兩輪電動自行車，其鞍座高度不小于635mm”。新標準一旦實施，在道路交通管理中，如何認定“適用于在公路上騎行”、對鞍座高度小于635mm的電動自行車適用何種標準，都不明確，容易造成安全管理方面的混亂。

（4）新標準（征求意見稿）中提出的提高制動性能，增加產(chǎn)品標識、電氣控制系統(tǒng)防改裝、高速行駛時車速提示音、短路保護、淋水涉水性能等安全要求，均有利于道路交通安全。

（5）電動自行車最高車速等指標提高后，各地政府出臺的相關管理規(guī)定，以及現(xiàn)行的《機動車運行安全技術條件》等標準均需要做相應的修改調(diào)整。如新標準（征求意見稿）中的電動自行車仍為非機動車，但其最高設計時速為26km/h，已經(jīng)超過了國家標準［4］關于電機驅(qū)動的兩輪車輛最高設計時速不大于20km/h的分界線，屬于摩托車范疇。同時我國現(xiàn)行法律［5］將摩托車納入機動車管理，摩托車上路行駛要注冊登記上牌，駕駛?cè)诵枰暾堮{駛執(zhí)照，駕駛摩托車上路行駛需要戴頭盔，而電動自行車上路行駛不受前述限制。標準的沖突勢必會對兩標準交叉的部分車輛性質(zhì)界定產(chǎn)生嚴重混亂，造成交通安全執(zhí)法的困難。

3　基于交通安全的電動自行車關鍵技術標準參數(shù)分析

3.1電動自行車技術標準的適用范圍

根據(jù)我國《道路交通安全法》第119條，電動自行車屬于非機動車范疇，第57條規(guī)定：“非機動車應當在非機動車道內(nèi)行駛；在沒有非機動車道的道路上，應當靠車行道的右側(cè)行駛”，以及《中華人民共和國公路管理條例》第三十六條，公路主要是供汽車行駛的公共道路。電動自行車主要應在非機動車通行區(qū)域內(nèi)行駛。若按照新標準（征求意見稿）范圍的規(guī)定：“本標準適用于在公路上騎行的兩輪電動自行車”，將會加劇實際交通中電動自行車在機動車道上行駛的亂象，導致嚴重的交通安全隱患。

參考國外標準的適用范圍，歐盟標準［6］對電力助動自行車的范圍定義“電力助動自行車，它的最大連續(xù)額定功率不超過0.25kW，當車速到達25km/h或騎車人停止了蹬車，它的電助力會逐步減少并最終消失”；美國CPSC法律［7］對低速電動自行車的范圍定義“低速運行的電動車必須具有可踩踏的踏板，電動馬達的輸入功率不超過750瓦，速度最快為20km/h，且整車質(zhì)量不超過50kg”；日本標準［8］對電力助動自行車的范圍：“電力助動自行車由符合JIS D9111的表中規(guī)定的普通自行車和三輪車加裝電動機構(gòu)成，但是這個電動機的旋轉(zhuǎn)輸出不能獨立發(fā)生，它必須伴隨騎車人的腳踏蹬車進行，而且要與騎車人蹬車旋轉(zhuǎn)的力成比例”。綜上所述，歐美日法規(guī)標準中，定義范圍的主要目的是界定電動自行車與自行車、輕便摩托車，便于交通安全管理。

同時國內(nèi)市場上有部分電動自行車鞍座高度小于635mm，為了滿足身材較為矮小的婦女使用，符合交通行駛安全考慮。因此“鞍座高度小于635mm”的電動自行車未納入標準范圍的規(guī)定，與實際電動自行車使用需求不符。

建議新標準范圍保持原標準描述“適用于兩輪電動自行車”，明確標準的使用界限（區(qū)別普通兩輪自行車與輕便摩托車）。

3.2電動自行車的腳蹬功能

新標準（征求意見稿）與原標準都明確定義電動自行車屬于自行車范疇，而自行車主要以腳蹬驅(qū)動。綜合分析國際（歐洲、美國、日本、澳大利亞、加拿大）現(xiàn)行的法規(guī)標準［9］，無論是電動助力自行車，還是電動自行車，只要屬于非機動車范疇，在電力切斷時，電動自行車能依靠人力踩踏功能行駛，只有臺灣有類似無腳蹬功能的電動自行車的分類。除此之外，腳踏功能是從外觀上區(qū)分電動自行車與輕便摩托車的主要特征，去除腳踏功能后，很難定義電動自行車與輕便摩托車，容易導致電動自行車的非法改裝（形似電動自行車，動力實為摩托車），從而無法遵循有效交通管理。因此建議技術標準中保留電動自行車的腳蹬功能。

3.3電動自行車的切斷速度

國內(nèi)電動自行車保有量巨大，其最高行駛速度的提升會直接導致非機動車道的平均交通速度增大，根據(jù)歐洲運輸安全委員會權威研究報告統(tǒng)計［10］，交通平均速度每減小1%，交通事故人員受傷幾率減小2%，嚴重受傷幾率減小3%，死亡幾率減小4%。且國外電動自行車出行者絕大多數(shù)都遵守交通規(guī)則，部分地區(qū)還要求騎行者經(jīng)過專業(yè)培訓，取得相關駕駛證；國內(nèi)由于人口密度較大，電動自行車與行人極易發(fā)生共用道路的情況，電動自行車出行者交通違法現(xiàn)象極為普遍，如逆行、闖紅燈等，因此發(fā)生事故的幾率相比歐美日等國家較大。

同時當行人與電動自行車發(fā)生碰撞時，由于行人質(zhì)量相比電動自行車剛度較小，屬于碰撞中的弱勢群體，沖擊力大部分集中在行人身上，根據(jù)歐洲自行車聯(lián)盟統(tǒng)計研究報告［11］，碰撞速度30km/h是人體損傷的分界點，在30km/h以下，交通參與者中的弱勢群體（如兒童、老人、自行車騎行者）在交通事故中的死亡幾率約為0，30km/h以上死亡幾率逐漸增大，且死亡幾率增加幅度大于速度提升幅度，如碰撞發(fā)生在30km/h時，弱勢群體在交通事故中的死亡幾率大約是3%，當碰撞發(fā)生在50km/h時，弱勢群體在交通事故的死亡幾率大約是20%，速度提升幅度不到2倍，但死亡概率增大6倍多。因此國際上城區(qū)、學校和機非混合區(qū)交通管理速度多為30km/h。

基于上述分析，以30km/h為預防嚴重傷亡的相對碰撞速度，考慮行人步行的平均速度為5km/h，當電動自行車與行人發(fā)生碰撞事故時，為了減小事故發(fā)生時人員傷亡程度，電動自行車的最高速度不應超過25km/h。因此建議修訂的技術標準中規(guī)定電動自行車的切斷速度為25km/h。

3.4電動自行車的標稱功率

根據(jù)國家標準非機動車道縱坡控制指標在2%-3%之間［12］，同時規(guī)定機動車與非機動車混行的道路，其縱坡宜按非機動車道要求，結(jié)合電動自行車主要在非機動車道上行駛的實際使用情況，因此電動自行車行駛的坡度絕大多數(shù)小于3%。參考美國自行車協(xié)會對自行車在不同坡度上行駛所需功率的研究結(jié)果［13］，假設電動自行車總質(zhì)量為136kg（包括騎行者，與國內(nèi)實際使用情況相近），且輸出功率（人力+電力）為300W時，其中普通騎行者連續(xù)輸出功率約為50W，平地最高速度可達到27km/h，與最高行駛速度26km/h相近；在坡度為3%的坡道最高速度可達到18km/h，與非機動車道限速15km/h相近。因此，對于人力+電力為主的智能型，功率建議為250W，對于以電力為主的其他型，功率建議為300W，能夠同時滿足電動自行車行駛及道路安全需求。

此外，健壯人群騎行自行車最大輸出功率約為200W［13］，為減少電動自行車與自行車行駛速度差，兩者功率應相近，參考借鑒相關國際法規(guī)標準［9］：歐盟電動自行車最大功率為250W、日本為250W、美國為750W、加拿大為500W、澳大利亞為200W、英國為200W、新西蘭為200W等，并考慮電動自行車功率過大給非法改裝留下空間，可能對交通安全管理造成隱患，建議修訂的技術標準中將電動自行車的標稱功率設定為300W。

3.5電動自行車的整備質(zhì)量

電池及其附屬部件是電動自行車使用中不可分割的一部分，而電動自行車使用的電池質(zhì)量直接決定其整備質(zhì)量，若在標準中割裂或規(guī)避整備質(zhì)量限制，必然不利于交通安全管理執(zhí)法認定等操作。因此，標準規(guī)定應針對“整備質(zhì)量”而不是“空車質(zhì)量”。

根據(jù)國內(nèi)電動自行車技術發(fā)展現(xiàn)狀，主要使用電池為鋰電池和鉛蓄電池。對比兩類電池的能量密度，同等標稱電壓條件下，鋰電池是鉛蓄電池質(zhì)量的1/3，而電動自行車使用的鉛酸蓄電池質(zhì)量大多在6-18kg之間，可以估算同等性能的鋰電池在2-6kg之間，換用鋰電池后，電動自行車的整備質(zhì)量會大幅降低，普通自行車最大質(zhì)量在10-20kg之間，按最大值推算，不會超過40kg。因此目前使用的質(zhì)量較重，是導致電動自行車整備質(zhì)量居高不下的主要原因。根據(jù)中國自行車行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，目前中國的1.5億輛電動自行車中，鉛酸電池占97%，但鉛酸蓄電池技術落后、不利于環(huán)保。在日本、歐美等發(fā)達國家，鋰電池電動自行車早已普及，占據(jù)90%以上的市場，且鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)已被國家列入淘汰的落后產(chǎn)能范圍［14］，標準的修訂不應保護落后產(chǎn)業(yè)，而應促進新技術的發(fā)展與使用。

進一步結(jié)合國內(nèi)電動自行車使用現(xiàn)狀分析，根據(jù)《道路交通安全法實施條例》規(guī)定：“駕駛自行車、電動自行車、三輪車在路段上橫過機動車道，應當下車推行”，但多數(shù)人會選擇騎行通過，整車質(zhì)量較大造成推行不方便，會加劇此類現(xiàn)象，形成較大安全隱患。同時電動自行車整備質(zhì)量越大，間接導致碰撞事故以及側(cè)翻事故中騎行者受傷的程度也越大，我國電動自行車使用人群主要為婦女、中老年人，通常后座還會搭載兒童，一旦發(fā)生事故，傷亡程度將會加劇。參考國際相關規(guī)定［9］：英國規(guī)定電動自行車最大整車質(zhì)量為40kg，以色列為30kg，美國德州為45.36kg，臺灣電動輔助自行車為40kg，整車質(zhì)量均在40kg以下，只有臺灣電動自行車規(guī)定為40kg（不含電池），但法律限定不能載人，因此實際行駛時質(zhì)量相對較小。建議修訂的標準中規(guī)定電動自行車的整備質(zhì)量上限值設為40kg。

4　基于交通安全的電動自行車標準補充建議

4.1建議修訂的標準中增加最大啟動速度的技術參數(shù)

通過分析交叉路口電動自行車交通事故，發(fā)現(xiàn)電動自行車啟動速度過快容易使騎行者產(chǎn)生僥幸心理，造成闖紅燈、亂穿插等違法行為，極易導致交通事故。為了減少此類交通安全隱患，可參考歐盟標準規(guī)定“在電動自行車啟動模式下，電動自行車最大速度低于6km/h”，在標準中增加電動自行車的最大啟動速度技術參數(shù)；或參考日本標準規(guī)定“在車速小于10km/h時，電動機產(chǎn)生的助力與人蹬車力比值為2”，規(guī)定只有在人體對腳蹬輸出力時，電動機才輸出功率，從而限制電動自行車過快的啟動速度，預防此類交通事故的發(fā)生。

4.2建議修訂的標準中增加剎車斷電和制動斷電功能

電動自行車國家新標準（征求意見稿）中只對限速斷電作原則性要求，僅考慮到電動自行車正常行駛狀態(tài)，缺乏對剎車及出現(xiàn)故障狀態(tài)的安全考慮。若無剎車斷電和制動斷電功能，一旦電動自行車出現(xiàn)剎車失靈或其他故障，極容易造成電動自行車失控，導致交通事故。建議參考歐盟、日本、臺灣等地區(qū)標準，增加制動斷電和故障斷電功能，并細化斷電的具體時間，即電動自行車產(chǎn)生剎車動作以及控制系統(tǒng)產(chǎn)生故障信號時，電機電源3秒鐘自動斷電。

5　結(jié)論

通過對電動自行車技術標準參數(shù)對交通安全的影響進行分析與研究，針對電動自行車國家標準的修訂，可得出如下建議：

（1）保留電動自行車的腳蹬功能，有利于將電動自行車參照非機動車進行交通安全管理；

（2）設定電動自行車的切斷速度為25km/h，減小交通事故發(fā)生時人員傷亡程度；

（3）設定電動自行車的標稱功率為300w，滿足電動自行車正常行駛要求，同時保證交通安全；

（4）設定電動自行車的整備質(zhì)量上限為40kg，促進鋰電池技術的發(fā)展與應用；

（5）增加電動自行車最大啟動速度、剎車斷電及故障斷電功能的設定，預防交通事故。

［1］ 中華人民共和國道路交通事故統(tǒng)計年報［Z］，2012，51.

［2］ GB 17761-1999，電動自行車通用技術條件［S］.

［3］ GB 17761-20XX，電動自行車通用技術條件（征求意見稿）［S］，2013.12.

［4］ GB 7258-2012，機動車運行安全技術條件［S］.

［5］ 中華人民共和國道路交通安全法［Z］，2004.

［6］ EN 15194-2009，Cycles - Electrically power assisted cycles - EPAC Bicycles［S］.

［7］ The Consumer Product Safety Act ［Z］.

［8］ JIS D9115:2009， Guidelines for electric power assisted cycles ［Z］.

［9］ 輪彥國際有限公司，電動自行車專題［J/OL］，自行車市場快訊，NO.129: 42-48.

［10］ Gabriel Simcic， Ellen Townsend， Managing Speed Towards Safe and Sustainable Road Transport［R］，ETSC， 2008.

［11］ 30 kph speed limits and cyclist safety ［R］，European Cyclists Federation， 2010.

［12］ GB 50180-2002，城市居民區(qū)規(guī)劃設計規(guī)范［S］.

［13］ Ebike Design: How much power is enough ［EB/ OL］， International eBike Touring Association.

［14］ 關于報送2014年工業(yè)行業(yè)淘汰落后和過剩產(chǎn)能目標計劃及申報中央財政獎勵資金有關工作的通知（工信廳聯(lián)產(chǎn)業(yè)〔2014〕14號）［Z］.

Study on correlation between technical standard parameters of electric bicycles and traffic safety

ZHAO Guangming ZHOU Wenhui ZHOU Fen LI Jian
（Road Traffic Safety Research Center of the Ministry of Public Security， Beijing 100062， China）

According to data statistics of traffic accident in China，potential traffic hazards exist when electric bicycles are driven on the road， an important reason is the lag of standard revision. Technical standard parameters of electric bicycles not only determine its performance， but have an impact on traffic safety. Though the revised draft of Standard GB 17761 （Electric bicycles —General technical requirement） has been formed， there are still divergences of key technical parameters， such as cut-off speed， rate power indicated on nameplate and vehicle mass. Based on comparison with foreign technical standards and analysis of domestic traffic status， the recommended values of key technical parameters are proposed from the perspective of traffic accident prevention.

Electric bicycles； technical standard parameters； traffic safety