城市微出行安全管理手册 ②︱微出行安全圆舞曲:车辆设计、政府监管、车队运营共舞
发布时间:2024-02-18 作者: BB贝博艾弗森app下载
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原标题:城市微出行安全管理手册 ②︱微出行安全圆舞曲:车辆设计、政府监管、车队运营共舞
在一个安全的微出行体系中,车辆设计、政府监管、车队运营等缺一不可。本节重点介绍了车轮设计、车架几何结构、重量分布以及座最重要的车辆设计元素,并讨论了安全车辆的法规解决方案,同时也就共享微出行服务的运营提出建议。
上世纪九十年代,瑞典和荷兰也基于在道路交通事故中的死亡和严重伤害并非不可避免的理念,提出了保障道路安全的系统性方法。这一系统性方法承认人们会犯错,并承认碰撞将继续发生,但其目的是确保此类错误不会导致死亡或重伤。通过提高车辆制造工艺、优化道路基础设施和降低通行速度等都有助于减少碰撞的影响,帮助理解和避免未来有几率发生的碰撞。整个道路安全系统的责任由政府和私营部门一同承担。受到密切监测,同时充分运用前期经验、大数据和新技术,对结果的进行评估,并在必要时采取审查措施。
在一个安全的微出行系统方法中,车辆设计应该发挥及其重要的作用。本节重点介绍了最重要的设计元素,并讨论了安全车辆的法规解决方案。
电动滑板车的骑手需要站立在滑板车上,如果摔倒,将严重受伤,因此,车辆稳定性是设计的重点。微型车的稳定性受到许多设计因素的影响,包括车轮尺寸、轮胎设计、车架几何结构、重量分布以及座椅和车把的存在。保护行人也需要在设计中第一先考虑。通过优化技术能提供解决方案,以防止在人行道上骑车,并限制在行人区域的速度。
大多数电动滑板车相关的死亡事故都与大型交通工具有关。因此以下几点建议值得注意:
有时,车手会因硬件故障而受伤。这就对型式检定提出要求,以及哪种微型车辆认证和检查系统与风险直接相关的问题。在共享微出行领域,设计和操作问题相互关联:
本章将重点介绍例如:电池越重,充电频率越低,可更换电池意味着更轻的充电操作;共享车队在充电和再分配任务中的使用对交通安全有潜在的负面影响。
共享车队,特别是暴露在恶劣天气和人为破坏,在大多数情况下要比私人拥有的微出行交通工具更高的设计标准。例如,对故障设备的远程诊断和制动电缆的保护将是实现更安全车辆的重要步骤。
在行业专家和来自ITF安全城市街道网络的专家之间进行的一项调查中,刹车、车轮、轮胎和悬架的设计对提高安全性的评估中,获得了优先度更高的分数。本节涵盖这样一些方面,并探讨别的问题,如有座位或车把的好处,以及改善机动车辆设计的需要。
行业专家第一先考虑可靠的制动系统,而不是性能的改善。尽管他们并没有特别要求在所有微出行交通工具上安装防抱死制动系统(ABS),但监督管理的机构应该要求把这项技术应用于更重、更快的微出行交通工具,并与摩托车和轻便摩托车等保持相同的安全标准。
一些监督管理的机构要求在摩托车上安装了两个独立的制动系统,这条规则可应用于对电动滑板车的规范要求。然而,在物理上不可能有两个独立的制动系统的地方,也存在别的的车辆形态因素。如果这一规则用于自平衡车,将会使得其成为非法的交通工具。因此监督管理的机构与用户和相关企业的深度沟通,将有利于专门制定为自平衡设备的批准和检查定义一套备选规则。
对超过一定质量(B型和D型)的车辆施加两个独立的制动系统是合理的,因为这些车辆将承载大量乘客或大量货物。并且可能够搭载两个以上的孩子,这加大了刹车失灵的风险,更提高了监管的必要性。
为了使制动系统可靠,运营微出行交通工具共享车队的公司应保护制动电缆免受破坏。NACTO(2018)建议使用全封闭和防篡改制动电缆。
在车辆待批准期间,应规定和测试最低性能要求。这些可以表示为在特定的速度,负载和辐射条件下的结果(如平均减速度等)。监督管理的机构能够最终靠将A类和B类微型车辆的审批程序与适用于电瓶车的程序,以及将C类和D类速度较快的车辆的审批程序与适用于轻便摩托车的程序做调整,来简化车辆审批程序。
在绝大多数ITF道路交互与通行安全常设工作组的国家,都要求在踏板自行车上安装一种声音报警装置,比如铃铛。有车把的微出行交通工具可以很容易地装上车铃;而其他交通工具,如电动滑板和自平衡设备,能够最终靠手持音响设备或遥控器来实现这一要求。虽然监管难度不大,但目前相应的监管没有正真获得较好地执行。
在巴黎可能是由于充电和再分配过程中频繁而粗暴的操作,共享的站立式电动滑板车上的很多铃铛都出现损坏。相关设计需要注意到共享车辆在使用的过程中也许会出现的人为破坏和疏忽。一些电动滑板车公司建议在车把上安装一个更坚固的旋转铃,也人则建议用一个按钮激活的电子声音来取代相对脆弱的机械铃(Loritz, 2019)。
到目前为止,对电动滑板车事故的分析表明,驾驶员死亡的很大一部分发生在夜间撞车事故中。
在绝大多数ITF IRTAD国家,骑车时一定要使用车灯和反光镜。一些国家还规定在某些条件下必须穿着反光背心。然而向车辆设计者而不是最终用户提出反光材料的需求似乎更合适,普通出行者,尤其在使用共享的微出行交通工具时,更有可能无视规则。本报告认为,反光配件的使用是个人的选择,而车辆设备必须在任何一个时间里提供足够的能见度。
政策制定者应该认识到,不同的车辆形态会带来不同的灯和反射器设计的具体方案。一些微型汽车的反射面空间存在限制。例如,滑板、轮滑鞋和电动独轮车的体积都很小,而在共享车辆上做标记会减少反射器的可用空间。监督管理的机构应明确规定最低反射面积。例如,它们能规定微型车辆从任何角度反射的最小光线量,而不必规定是否应将这些反射器安装在车轮或踏板上,同时进一步推广反光涂料的使用。
重量车辆的重量和速度决定了车辆的动能,也决定了与行人相撞时行人受伤的严重程度。在巴黎,20%的行人死亡事故与摩托车和轻便摩托车有关。在交通量相似的情况下,只有4%的行人因骑车而死亡。因此,对重型车辆实施更严格的安全规定是很自然的。
第一代共享电动踏板车的重量通常在20公斤以下。设计师们通过对微出行车辆重量对行人安全影响的研究,新一代投产的车辆将携带更大的电池,承担更长时间的室外共享使用,并防止随意的破坏,典型的重量将超过20公斤。
在电动滑板车事故中受伤的大多数人都认为路况是造成事故的一个主要的因素。监督管理的机构可以规范道路使用测试,或者规范设计特性,或者将这两种选择结合起来。
小轮子的车辆更容易在维护不良的道路上发生碰撞。这就是怎么回事电动滑板车公司在经营共享车队时也建议使用更大轮子的车辆的原因。Paine(2001)进行了一系列的测试,比较了几种型号的自行车和单足滑板车的道路操控性。这些测试表明,小型滑板车(机动和人力)稳定性和操控性低于自行车,其更容易受到道路不平整的影响。与骑自行车的人相比,骑小型滑板的人更有几率会从侧面突然跌落到过往车辆的道路上。Paine说:“似乎没有一点办法能够显著改善摩托车的设计,以提高它们在高速行驶时的稳定性。”这可能与重心、车轮脚轮效应或几何效应都有一定关系。尽管如此,有关部门还是能设想保障安全出行的条件下,实施最小车轮尺寸的设计要求。
行业专家认为,充气轮胎比实心轮胎的抓地力更好。阿姆斯特丹的规定要求电动滑板车必须配备充气轮胎(Abend, 2019)。
监管机构可以再一次进行选择指定一些测试,微出行交通工具必须在不同的运行条件下通过,然后才能在道路上使用。例如,在德国,电动滑板车一定要通过一系列的障碍测试,包括尽可能贴近路缘行驶等。
骑自行车的人通过手势示意需要转弯和停车。德国规定,任何驾驶小型电动车的人,除非有转弯指示灯,否则只可以通过手势示意方向发生改变。然而,大多数第一次驾驶电动滑板车的人,以及相当一部分常常使用电动滑板车的人,会一直把双手放在电动滑板车的车把上,根本不发出任何转向信号。这可能是由于种种原因,如车辆缺乏稳定性和需要保持一只手在把手上。因此,制造商和监督管理的机构应思考在电动滑板车上安装指示灯。德国汽车检测服务协会建议修订站立式电动滑板车的法规,要求它们配备转弯指示器(VdTUV, 2019)。人类能想象用脚部信号代替手势和指示灯。然而,这种方法存在被误解的重大风险。
电动滑板、轮滑鞋和大多数微型自平衡车都没有车把手。这些车辆没有参与在电动滑板车的安全检测,所以也没有相关的安全表现记录。法国关于机动化的微出行汽车的法规已经将相关车辆使用规范化,这有助于对安全性能进行严格的评估。
微出行车辆上的车把手的存在很可能对安全产生积极或消极的影响。本报告提出几个假设供有关人员研究:
车把可协助使用者迅速熟悉车辆(这是所有共用微出行车辆均应当设有车把的原因);
车把可能会妨碍使用手势来发出转弯和停车的信号(手势可能会使车手不稳,造成油门压力的损失,或损失制动能力);
在摔倒时,手把可能会对脸部和肘部造成了严重的伤害,而手本来能更好地承担坠落时的冲击力;
人从高处坠落会使受伤情况加重。站立式微型车辆上的脚踏板的高度也可以决定在发生碰撞时哪些车身部件与哪些机动车辆部件接触。
在电动滑板车上有一个座位可能会带来一些安全上的好处,因为:1)与站立式电动滑板车相比,坐位能够更好的降低驾驶者的重心;2)坐位能够在一定程度上帮助驾驶者发出手势而不失去控制。在其他条件相同的情况下,未来的研究应该调查坐立两用摩托车的风险差异。
电动滑板车应该像轻便摩托车一样被管制吗?本报告建议应该由质量和速度等因素决定相关的安全规定。座椅的存在对安全性能的影响尚不清楚,因此在安全规定中最好忽略它——尤其是在某些型号的座椅是可拆卸的情况下。
行业专家正在努力开发新的辅助系统,以提高微出行的安全性。根据ITF的一项调查, 70%的交通安全专家第一先考虑的是人行道的安全问题。然而,在没有约束系统的情况下,车辆的自动刹车会使驾驶者面临被甩出车辆的危险。我们应该的是一个系统来防止人行道被占用。
稳定控制解决方案将是最受喜爱的,无论是机械的,还是电动的滑板车可以借鉴一个多世纪前脚踏自行车的设计发展。一些自行车有一个弹簧连接前叉和车架,提供一个渐进的扭矩,倾向于引导自行车向前直走。大多数自行车的前叉也有一个弯曲角度——称为叉耙,这一设计有助于稳定车辆。此外,陀螺效应是指旋转物体保持旋转轴稳定的趋势。车轮的尺寸和质量对陀螺的稳定起着重要的作用。电动滑板车制造商应该探索更大的轮子、前叉等以提高转向稳定性和安全性。
电子稳定器可以在较高的速度加强转向阻力和在预测到摔倒时纠正转向输入,这将有利于驾驶者在站立式电动滑板车上使用手势提醒。代尔夫特理工大学(TU Delft, 2019年)已经开发了并将其安装在自行车上。从长远来看,脚踏自行车和滑板车可能会因为安装类似的转向辅助而提高安全性。
虽然本报告的重点是微出行车辆,但也不应忽视在设计重型车辆时有必要进行的重大改进。本节考虑智能主动安全(防止碰撞)和被动安全(减轻碰撞的严重程度)。
智能速度辅助(ISA)是一个主动安全系统,帮助司机控制在限速内。从2022年开始,在欧洲销售的新车将被强制执行ISA,这也有一定的可能成为一个全球性的标准。无人驾驶汽车不允许超出法定速度限制。如果适用于较重和较快车辆的速度限制没有正真获得严格执行,对微出行车辆施加严格的速度限制会变得收效甚微。
自动紧急制动(AEB)是另一种主动安全系统,旨在避免因制动时间过晚或制动力不足而造成的碰撞。AEB涉及车辆上的一组传感器,可以探测到紧急状况,并独立于驾驶员,自动施加全部制动力。随着微出行车辆的普及,AEB应该慢慢地发展到能可靠地检测所有类型的微出行车辆。和ISA相同,到2022年,AEB将成为欧盟所有新车的强制要求。
协同智能运输系统(C-ITS)为车辆提供无线解决方案,以交换可信消息,并与其他车辆、道路基础设施和其他道路使用者协作。这些消息通常是时间紧迫性和安全性相关的。微型汽车能够正常的使用C-ITS来广播自己的位置,降低撞车风险。然而,出于公平的考虑,避碰系统应该检测所有道路使用者,无论他们是否安装了应答器(ITF, 2019b)。如果所有共享的微出行车辆都配备了应答器,并向周围的重型车辆发出信号,安全系统的价值将得以体现。微出行共享车队也可以借此训练现有的避碰系统,校准传感器灵敏度,并减少错报数量。
在C-ITS领域,政府可以鼓励使用最佳实践技术从车载传感器收集数据,并了解最有可能发生碰撞的地方。在可行的情况下,公路当局可以实时广播危险地点的位置。汽车传感器能识别出沿途的坑洞。现在,汽车制造商比以往任何一个时间里都有机会与地方政府永久性地共享坑洞数据。
此以上三种主动安全措施,还应考虑对汽车进行被动安全改进,特别是在倡导步行、骑自行车和使用微出行交通工具的国家和地区。汽车配备了慢慢的变多的安全气囊,但在大多数车型中,没有安全气囊能够保护道路使用者免受碰撞的影响。
站立微型车上的脚部平台为乘客提供更高的高度。这有几率会使车辆部件在与机动车碰撞时与车身部件接触的根本变化。因此,研究应该检查汽车的被动安全法规要不要更新,以及如何更新。传统上,此类法规规定了在发动机罩和挡风玻璃上使用一些吸能材料。行人高度的假设可能需要修改或扩大。
在许多国家,产品安全是市场准入监管的重要组成部分,尤其是在产品是可用作公共道路上的车辆。该类规例,也适用于摩托车还有自行车,那这类规范还要说明规范来适用于新型微型汽车的发展?
共享出行公司也不应该在汽车的一个零部件损坏的时候就丢弃,回收并升级零部件是更好的处理方法。本报告也将探讨这方面的解决方案,并提出了评估和比较几个移动解决方案的生命周期碳足迹的方法(ITF)。慢慢的变多的共享微出行汽车进行了模块化设计,不单单是电池,也包含别的主要零部件(车轮、电子系统、车身等)。监督管理的机构在制定审批程序时应预见到这样一些问题:型式检定怎么样处理或阻止此类解决方案?当车辆重组零部件是时,需要显示哪些一致性许可证?应该为基于结果的认证留下一些空间。从这个意义上说,德国在制动性能和越障方面的测试是一个积极的发展方向。
适用于轻型车辆的类型批准流程和安全要求可能因国家而异,也可能因地区而异,正如美国各地所观察到的那样。联合国欧洲经济委员会(United Nations Economic Commission for Europe)提出了全球协调的建议,如今大多数国家都将其作为参考(UNECE, 2017)。
所有微出行交通工具制造商都有遵守最低限度的通用产品安全指令(GPSD)2001/95/EC和机械指令2006/42/EC(Bike Europe,2017a)的法律义务。GPSD并不是专门针对车辆的,其适用的安全规则是由各国家制定的,但是它为市场上的任何一个产品建立了区域级的安全标准
相关指令也不是专对于汽车的,但包括了相关的安全要求等。第168/2013号条例明确了轻型车辆的类型审批程序,涵盖多个范畴,包括安全、制造及环保表现。
然而,第168/2013号条例并不适用于功率限制在250瓦/小时和35公里/小时的低速电动自行车、自平衡车、电动独轮车 、 电动滑板车等,这些微出行交通工具的审批通常由各国执行。尽管如此,欧盟对这些微出行交通工具的安全要求仍然存在:
欧洲议会和欧盟理事会制定了关于某些有害于人体健康的物质的使用、电气设备的浪费、电磁兼容性和电压限制的指示。
欧洲标准化委员会(CEN)制定了自愿性安全标准,如:EN 50604可拆卸锂离子电池系统;EN 15194作为电力辅助循环(EPAC)的适应标准,现在已经成为全球标准(ISO, 2020)。CEN目前正在为个人轻型电动汽车(PLEV)开发标准,在本报告完成期间时,公路上使用的微出行交通工具还没有正真获得批准。PLEV开发标准将规范安全要求和适应的测试方法(CEN, 2019)。然而,EN 15194和EN 50604仍然是自愿性标准。在大多数成员国,制造商没有遵守这些规定的法律义务。只有几个会员国规定这些标准是强制性的,这中间还包括英国和法国。
在欧盟,汽车制造商可以在任何成员国申请型式认证。通过相互承认的原则,在一个国家的批准在整个欧盟有效,而不要进一步的测试。合格证书由国家型式批准机关颁发。该机构能拥有内部测试设施,如德国联邦汽车运输管理局(KBA)和荷兰车辆管理局(RDW)。然而,在大多数情况下,均通过指定技术服务企业(如Dekra)来测试原型。制造商也能够直接进行自我认证。在所有情况下,国家类型批准机构确保测试正确完成,并保持唯一有权交付类型批准的结构(欧盟委员会,2019a)。
在欧洲,轻型动力车辆被排除在定期技术检查(PTI)之外。2014/45/EU指令为目前运行的车辆设定了最低排放和安全标准。它只适用于最低设计车速为45公里/小时的车辆。自上次ITF发布关于提高摩托车、滑板车和助力车的安全性报告(ITF, 2015)以来,这一比例从始至终保持不变。
欧洲委员会(2019b)发表了一份关于将二轮或三轮车辆纳入定期道路性能测试范围的研究报告。该研究分析了2007年至2010年期间在西班牙部分地区引入助力车检查的影响。成本效益分析表明,在西班牙引进PTI和减少碰撞的数量之间有很强的关系。基于此,建议对机动车做全面检查,包括2014/45/EU指令规定的所有检验领域,以及与分析国家对应的较不严格的周期:
在美国,联邦政府通过联邦机构管理车辆。消费品安全委员会(CPSC)负责处理消费品,例如自行车,其职权范围仅限于管理首次销售的消费品。不符合上述任何一项要求的自行车将被联邦《有害于人体健康的物质法》(FHSA, 2019)禁止销售。美国国家公路运输安全管理局(NHTSA)负责机动车的管理,其权限主要限于机动车的安全要求。通过执行联邦机动车安全标准(FMVSS), NHTSA能够对机动车的设计、建造、性能和耐久性提出要求。然而,每个州都可能会管理消费产品和机动车辆的许可和使用,只要他们没制定法律来降低联邦机构设定的安全标准(NITC, 2014)。
2002年,美国国会通过了《107-319公法》(Public Law 107-319),确立了对低速电动自行车的要求,修订了《消费品安全法》(Consumer Product Safety Act)。这些车辆被定义为“二轮或三轮,配备可操控踏板和一个不超过750瓦 (1hp) 电动马达,同时在一个平坦水平面由一个重170磅的操作员的最大速度20英里(32千米/时)。”
2005年,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)出于安全原因,解决了机动车与低速电动自行车之间的明显不协调问题。它遵循消费品安全委员会的方向,不将低速电动自行车作为机动车辆。因此,NHTSA遵从CPSC对这一些产品进行监管(NITC, 2014)。
所有功率超过750瓦、最大自行速度为32公里/小时的机动车辆都被视为“机动车辆”,一定要符合联邦机动车辆安全标准(NHTSA,2013)中的附加要求。
联邦政府对机动车辆和电瓶车的定义不一定被州政府和地方政府采纳。他们有权授权车辆注册和许可,这导致了不同的实施(NITC, 2014)。各州和地方政府也各自定义车辆和操作规则,导致地方特定环境的政策往往与邻近司法管辖区不相容。
目前联邦政府没有要求对机动车辆进行技术检查,只有少数几个州需要安全检查。NHTSA(2017)制定了车辆在用检验标准,为多个车辆系统制定了检验标准
考虑到密集和户外使用的车辆,以及潜在的人为破坏,维修是共享车队需要应对的一大挑战。损坏的车辆可能会造成危险,这就是为什么大多数基于应用程序的微出行公司鼓励用户在骑车前检查刹车是否有效。预计车辆的自我诊断会取得快速进展:车辆将能够在故障发生时,主动识别故障,并远程请求补救干预,从而防止由于设备故障而造成的伤害。
在诊断不安全车辆方面,用户也能发挥作用。共享微出行公司应该在每次骑行结束时询问反馈。但受限于消费者诊断车辆问题的能力及信息收集不全等问题,可以更多地使用语音识别软件。
员工检查也是解决方案的一部分,有助于诊断各种设备(如铃铛或灯)的问题。目前,电动共享微出行由专门为电池充电的工作人员进行定期处理。
维护工作通常使用专用货车进行,这一解决方案会给城市带来额外的拥堵、污染和撞车风险。相反,一些公司使用货运自行车来完成维护任务,解决了所有这三个负面影响。没有固定停车场的微出行公司JUMP在巴黎、柏林、布鲁塞尔和其他五个城市使用货运自行车来运输电瓶车电池,或整合其他电动货运自行车或其他电动车辆的运营商包括VOI和Dott。
微型车的充电和再分配也带来了负面影响。货车或小货车在道路安全方面也不能置身事外。微出行公司应该对参与这一操作的员工和承包商负责。作为革新者,公司应该采用安全环保的技术解决方案。
改善道路安全的一个方法是在密集的城市环境中为微出行车辆创建停车中心。这将为要充电的车辆提供一个本地化的收集点,如果任由这些充电车散落在街道上,可能会分散驾驶员的注意力。
一些公司可能依赖于自行车拖车来收集、充电和再分配在整个城市共享的微出行车队(Maus, 2016)。这种方法减轻了货车会造成的影响,但对自行车网络的安全性和服务水平仍有影响,因为用于再分配的车辆和拖车在停车装卸自行车时可能会阻塞自行车道。当城市更新或建造一个枢纽时,应思考再分配的车辆将停在哪里。地方政府和共享微出行公司应该一起努力,确定最适合的停放地点。
一些城市为了共享微出行服务,已经在街道上设立了专用停车场。在美国,圣塔莫尼卡市设立了107个停车点和接送区,帮助组织骑手停车和管理服务提供商的车队部署。使用地理定位技术来强制使用专用停车位,不但可以减少城市景观的混乱和行人绊倒的危险,还能够在一定程度上促进车队的运作。
运营商能否在没有平行车辆移动的情况下部署共享的无桩微移动模型?考虑到以下几个机会,可以设想这样做: