研究团队近10年在电动自行车交通安全与事故预防领域的相关研究成果

一、全球电动自行车发展史

电动自行车是以车载蓄电池作为辅助能源，具有脚踏骑行能力，能实现电助动和电驱动功能的两轮自行车。1881年，法国工程师古斯塔夫·特鲁夫 （Gustave Trouvé） 研制出了世界上第一辆电动自行车，如图a） 所示。其外形并不是现代常见的两轮电动自行车，而是三轮电动自行车。

因为受当时经济水平和科技水平的限制，古斯塔夫只能选择较为稳定的三轮车作为改造为电动自行车的对象。当时的三轮车以电池作为动力，同现代电动自行车的动力来源相仿。1895 年，美国俄亥俄州的发明人奥格登·博尔顿（Ogden Bolton） 申请了电动个人出行工具的第一个专利，如图b） 所示。他的这一构思改变了人类对个人出行工具动力概念的认识。

电动自行车的发展史比燃油汽车更长。然而，随着燃油汽车技术的发展，电动自行车在能源技术和行驶里程的研究上长期未能取得突破。20世纪20年代初至60年代末，电动自行车的发展进入了一个沉寂期。直到进入20世纪70年代，由于中东石油危机的爆发和人类对自然环境的日益关注，电动自行车才再度成为技术发展的热点。电动自行车的发展史 详见表2⁃1和图2⁃2。

二、中国电动自行车产业发展史

中国电动自行车产业的发展史，可大致分为以下4个阶段，如图2⁃3所示。

1、电动自行车的初级发展阶段 （1995—1999年）

这个阶段也被称作是电动自行车的早期实验性生产阶段，主要是对电动自行车的电机、电池、充电器和控制器的关键技术摸索研究。在研发生产方面，主要是生产企业自发地搜集信息、跟踪技术、组织市场观察和进行小批量的市场试用投放。

在这个时期，电动自行车开始进入消费者的视野，并逐渐被他们认可和接受。从技术层面上来讲，早期的电动自行车，充电一次大约只能行驶 30 km，电池寿命短，爬坡能力差，容易磨损，而且电机也都是有刷无齿电机。这个时期的积累，为电动自行车产业的人才培养、技术和产品研发等方面奠定了基础。

2、电动自行车的生产规模化阶段 （2000—2004年）

在这个时期，中国电动自行车行业受“禁摩令”“非典”等几个重大事件的影响，使得在初级发展阶段里举步维艰的电动自行车一下子迎来了春天，电动自行车行业的发展进入了规模化生产阶段。

在2000年到2004年期间，随着关键技术的突破和骑行性能不断提升，电动自行车成为摩托车和自行车的替代产品，而它的快捷、环保、方便和廉价，也激发了市场对电动自行车的需求。

在日益增长的市场需求中，先前投入生产研发的企业迅速崛起，一些新的企业也开始加入市场竞争，他们对电动自行车的研发投入不断加大，使得电动自行车的产能迅速提升。由此，以一些知名品牌为代表的大规模生产企业已经形成。按照南北差异，形成了以江苏、浙江、天津为代表的三大电动自行车产业集聚地。

3、电动自行车的加速发展阶段 （2005—2015年）

在这个时期，生产企业之间的激烈竞争大大刺激了技术的进步和新技术扩散，全行业的技术水平大幅度提高，蓄电池寿命和容量提高了 35%；电机从单一的有刷有齿电机发展成为无刷高效电机为主流，寿命提高了5倍，效率提高了近30%，爬坡和载重能力提高约3.5倍。在性能提高的同时，电机的制造成本也大幅度下降，价格功率下降到原来的21%；在控制器系统和充电系统方面，技术水平也大幅提高。

特别是在电池技术和电机技术方面都有很大的进展，电动自行车专用铅酸电池在技术上的突破已经领先国际，而且形成了以天能、超威为龙头的浙江长兴板块，康丽恩、双登为代表的江苏板块和以瑞达为代表的广东板块。电池也由单一的铅酸电池演进出多类型的高性能电池。

锂电池的出现，进一步推进了电动自行车，特别是简易款电动自行车的发展。在电机方面，永磁无刷电机的发明，让行业发展的步伐明显加快。电机性能的关键是强磁材料的性能，各种永磁材料中，稀土永磁材料性能最为优越。而我国是世界公认的稀土资源大国和稀土产品的制造强国，由于稀土强磁材料性能好，价格低，制造能力强，使得国际市场价格昂贵的BLDC （无刷直流永磁电机） 系统在中国企业得到广泛应用，电动自行车产业因此获得了得天独厚的资源优势。

从行业的总产销量来看，2005年，全国数百家企业的各种轻型电动自行车 （含电动自行车） 的总产量已经超过900万辆，出口200万~300万辆，实现工业产值 200 亿元，利润约 60 亿元，相关的生产和服务领域的就业人员近 100 万人。

目前，中国轻型电动自行车产销量已经占到全球的90%以上，中国已经成为全球最大的轻型电动自行车生产国、消费国和出口国。

4、电动自行车的政策推进阶段 （2016年至今）

2019年，《电动自行车安全技术规范》（GB 17761—2018，俗称“新国标”） 正式实施，文件对电动自行车的整车质量、整车尺寸、最高时速等指标作出明确界定，且指标性质均为强制性指标。供给端方面，新国标将电动自行车的认证方式由工业产品生产许可证管理转为 3C（China Compulsory Certification，CCC） 认证。流程复杂的 3C 认证提高了行业准入门槛。

原来那些不达标的电动自行车被归类为电轻摩或电动摩托车 （俗称“电摩”） 后，要求企业具备电摩生产资质。3C认证及电摩生产资质，加速不达标小厂的产能出清，使得行业向龙头集中。根据弗若斯特沙利文 （Frost & Sullivan） 研究，2021年电动两轮车行业前二占市率 （Concentration Rate，CR2） 达46.4%。

需求端方面，“新国标”对于电轻摩和电动摩托车的牌照、驾驶资格有明确要求，多个地区已经出台了过渡期的截止时间，没有3C认证、超标的两轮车不能上路、上牌，这些政策驱动了存量车的替换需求。

综上，中国电动自行车行业发展历程如图2⁃4所示。

根据国家统计局相关数据，2021年度中国电动自行车主要省 （区、市） 的产量详见表2⁃2。

由于电动自行车方便快捷、出行成本低等特性，在中国得到迅速发展。据不完全统计，近年来我国电动自行车的产量和保有量变化图分别如图2⁃5和图2⁃6所示。

随着电动自行车在我国的发展，其在公路交通运输中所占的比例也逐渐增大。近年来我国机动车与电动自行车的保有量对比如图2⁃7所示。

此外，由于电动自行车在中国传播广泛，继共享单车、共享汽车后，共享运营的思想也催化了另外一种交通工具的诞生，那就是共享电动自行车 （又名“共享电单车”）。

共享电动自行车 （Shared electric vehicle， Shared ev） 是一种新的交通工具，通过扫码开锁，循环共享。

2016年12月，南昌航空大学第一批投放了40辆共享电动自行车；2017年3月，某品牌共享电动自行车出现在北京，通过扫码开锁，这是国内首次出现面向大众的共享电动自行车服务，收费模式为“0.5元/公里+0.1元/分钟”；此后，大批运营商，例如猎吧、租八戒、小鹿单车、电斑马、ebike、八点到、7号电单车、萌小明等一系列从事电动自行车租赁的公司，以及一些传统电动自行车制造商，也将电动自行车切入共享出行领域。这些运营商大多选择校园或者景区作为运营范围。

然而，由于共享电动自行车存在部分生产不合规、责任不明确、安全隐患较大等特点，很快便遭到各省市交警部门和政府的驱逐和抵制：2017年1月，共享电动自行车进入成都，因不符合相关管理规定，被撤回厂家；同月，某品牌电动自行车在深圳上线仅一天，就被深圳市交管部门紧急叫停约谈，随后给出深圳市暂时不适合发展电动自行车的结论；2017年3月8日，共享电动自行车在北京三元桥上线，交管部门对其负责人进行约谈要求停止运营；2017年 5月 27日，郑州市公安局发出通知，在隐患未整改到位，国家或地方出台相应的准入、运行、管理政策之前，共享电动自行车运营企业应立即停止在郑州市范围内一切共享电动自行车的运营业务；2017年9月，杭州相关管理部门宣布叫停共享电动自行车，并对在杭州提供租赁电动自行车业务的企业进行了约谈，要求在限定时间内，自行对本平台车辆进行清理并暂时退出杭州市场，对逾期不清理且未退出的，将开展专项整治。

2017年11月，《上海市规范发展共享自行车指导意见 （试行）》首次对各方责任、车辆投放、押金管理、信用互通等方面给出较为明确的意见，并提出上海不发展共享电动自行车。在相关的编制说明中，上海市交通委员会表示，这一原则主要是基于城市交通安全和市民人身安全考虑。

共享电动自行车产权不属于个人，一旦驾驶操作不当，存在较大的安全隐患，极易引发交通安全事故。据统计，上海市因电动自行车肇事的道路交通事故，2015年发生 158起共 96人死亡，2016年发生 108起共 95人死亡，电动自行车交通事故死亡率由2015年的60%上升至2016年的88%。

此外，上海市交通委员会在相关的编制说明中指出，共享电动自行车充电过程和露天停放对电池的安全也有很大的影响，综合考虑后提出了“上海市不发展共享电动自行车”。

此后，在 2018年 5月，由国务院安全生产委员会办公室发布的 《国务院安委会办公室关于开展电动自行车消防安全综合治理工作的通知》 中明确提出，要落实国家不鼓励发展共享电动自行车政策，督促共享单车企业限期清理回收共享电动自行车。

然而，由于共享电动自行车出行成本低廉、方便快捷等特性，深受广大群众喜爱。不少省市政府联合共享电动自行车厂家对其进行严格的整改行动，并重新让共享电动自行车恢复到公众的视野中。

2020年7月1日，《浙江省电动自行车管理条例》 正式生效，浙江成为全国第一个通过地方立法明确共享电单车发展方式的省份。该条例提出，政府应当组织相关部门，针对性制定互联网电动自行车的投放政策，明确允许的投放范围、数量和相关管理要求，并向社会公布。“智慧城市”建设先行者宁波首当其冲。

宁波于2010年便开始探索城市数字化、智能化、智慧化的发展路径，涌现出一批致力于共享电单车出行的探路者，小遛共享便是其中之一。小遛共享成立于2007年，这一致力于智能出行的初创企业如今已在全国超100多个城市投放近20万辆车，注册用户数已超3000万人，成为宁波本土最大的互联网共享出行平台。

面对成长迅速的共享电单车市场，宁波于2019年实施 《宁波市非机动车管理条例》，确立了包括总量调控、电子注册、电子围栏、即时代履行四项制度，为共享电单车行业有序发展制定了“硬性”框架。与此同时，在刚性法规要求之外，宁波还为管理部门与企业之间就停放管理问题签订行政协议预留了空间。

2020年 7月 20日，江苏省南京市交通运输局、南京市公安局、南京市城市管理局联合发布《关于引导和规范互联网租赁自行车发展的意见 （试行）》。该意见特别指出，南京市积极推动绿色低碳的互联网租赁自行车服务，但暂不发展电动自行车作为互联网租赁自行车。

然而，在江苏省第二大城市徐州，共享电动自行车的情况却截然不同。2020年7月9日，徐州市城市管理局召开利企便民改革新闻发布会，宣布在主城区分批次建设共享助力电动自行车站点 500处，安装停车桩位 2万个，投放共享助力电动自行车 1.8万辆，满足市民绿色化、多样化出行需求。共享助力电动自行车限速25 km/h，当电量低于30% 的时候，将由运营公司派专人更换电池。

同时，苏州市政府与企业合作，针对电池建立了一套完整的生产、报废、回收的管理体系，这样就不会对环境造成污染，而是更加便捷、高效、智能化。

目前，共享电动自行车呈现出向三线及以下城市下沉的趋势。一方面，现在的一、二线城市，例如上海、杭州等地的核心城区已不允许共享电动自行车投放运营。大部分共享电动自行车投放点都转移到了郊区或者周边的卫星城市运营。

这既是由于维护成本压力大，也是因为共享电单车的管理要比共享单车更难治理。另一方面，许多县城及地级市都有了共享单车、共享电单车，安徽、河南、湖南、湖北、浙江、江苏多个省份的地级市及县级城市都相继投入了共享电动自行车，包含了哈啰、小遛、青桔、街兔等一系列电单车，价格一般是每15min收费2元，市民骑行共享电动自行车的活跃度较高。目前市面上的一些共享电动自行车类型如图2⁃8所示。

赛文荐书：本文摘选于《电动自行车交通安全与事故预防》一书，全书共10章，包括绪论、电动自行车发展历程与相关标准、电动自行车交通出行特性、电动自行车交通事故特征、电动自行车安全影响因素、电动自行车风险骑行行为、电动自行车决策行为分析、电动自行车头盔政策分析、电动自行车上牌政策分析和电动自行车协同治理对策。本书的特色是理论与实践相结合，内容涵盖电动自行车交通事故预防、综合协同治理等主要环节，并且结合交通调查实践，展示了电动自行车出行安全领域研究的前沿方法和先进技术。

 作者团队简介：

周继彪，工学博士，宁波市高等级公路建设管理中心副主任，德国Bauhaus-Universily Weimar访问学者，同济大学博士后，宁波市领军和拔尖人才第二层次(2022年)。主要研究方向为交通系统建模与仿真、交通安全。主持国家自然科学基金1项，主持和参与省部级基金项目10余项。发表高水平论文40余篇，其中SCI/EI收录I7篇，出版专著1本，申请并获授权国家专利5项、实用新型专利3项，曾荣获第十一届钱学森城市学金奖提名奖、中国智能交通协会科学技术奖三等奖、宁波市鄞州区第五届哲学社会科学优秀成果一等奖、深圳市城市交通协会一等奖等奖项。

董升，工学博士，宁波工程学院副教授，德国Bauhaus-Universily Weimar访问学者，主要研究方向为交通行为、交通安全。主持和参与国家级、省部级项目10项。发表高水平论文20余篇，其中SCI/EI收录17篇，合作出版专著1本，申请并获授权国家专利5项、实用新型专利3项，曾荣获第十一届钱学森城市学金奖提名奖、中国智能交通协会科学技术奖三等奖、中国自动化学会CAA技术发明奖二等奖等奖项。

吴瑶，工学博士，南京邮电大学讲师，硕士生导师，江苏省“双创”人才，东南大学博士，加拿大University of British Columbia博士后。主要研究方向为现代智能交通、交通安全、智能运输与物流管理等。主持国家自然科学基金1项，江苏省教育厅面上基金1项，参与国家级、省部级项目10余项。发表高水平论文20余篇，合作出版专著1本获授权国家发明专利10项，荣获2019年“杨东援交通学科优秀论文”提名奖，2020年度《中国公路学报》优秀论文二等奖，第十四届(2021)全国交通运输领域青年学术会议优秀论文奖，第十一届钱学森城市学金奖提名奖等。

张敏捷，工学博士，宁波工程学院讲师，希腊国家交通研究院访问学者。主要研究方向为交通信号控制理论与方法、交通仿真理论与技术等。主持和参与国家级、省部级项目10余项。发表高水平论文20余篇，其中SCI/EI收录13篇，曾荣获第十一届钱学森城市学金奖提名奖、中国智能交通协会科技进步二等奖(2013)和三等奖(2020)、广东省科技进步二等奖(2014)。

毛新华，工学博士，长安大学运输工程学院副教授、硕士生导师，加拿大Universily of Waterloo博士后，入选长安大学高层次人才支持计划“长安学者”，西安市交通基础设施建设与管理数字化重点实验室副主任。主要从事交通网络建模与优化、交通基础设施弹性优化、城市公共交通方面的研究。主持国家自然科学基金1项、主持和参与省部级科研项目10余项。发表论文30余篇，其中SCI检索20余篇，获中国公路学会交通BIM工程创新奖一等奖、二等奖各1项。