论文部分内容阅读
摘 要 ：双挂汽车列车运输是一种创新的模块化运输方式，具有高效节能等优点，在欧美澳等地广人稀国家有了一定的探索应用。随着我国道路运输行业的逐渐转型升级和高质量发展，国内一些地方和机构也开始讨论和探索引入该种运输车型及其运输方式。值得注意的是，该种车型总长度较长、总重量较大，再加上运输模块增多，导致其在车辆安全性能和交通安全特征方面，均与传统车辆有较大差异。本文通过交通安全和车辆安全基本理论分析，以及国内外对比研究的基础上，系统地梳理了双挂汽车列车在车辆安全和交通安全方面的特征，归纳了国外在使用和研究中的主要经验和结论，以期能够为国内开展相关研究提供借鉴。也希望本文论述中所使用的方法，能够为国内特型机动车车辆安全和通行安全分析提供参考。
关键词：双挂汽车列车；汽车列车；模块化运输；运行安全
1国外主要车型
为了提高载货汽车单次货物运输量，部分国家在原有单挂汽车列车基础上增加了一个挂车，从而衍生了双挂汽车列车。双挂汽车列车一般是由一辆货车和一辆挂车或者由一辆牵引车和两辆挂车组成的汽车列车。早期双挂汽车列车的结构形式、外廓尺寸和质量多样。在欧洲，该种类型的运输被称为欧洲模块化系统EMS（European Modular System），最早发端于上世纪80年代的欧洲斯堪的纳维亚半岛。目前，欧洲双挂汽车列车逐步趋向标准化，以实现组合汽车的耦合和分离，其中，模块化双挂汽车列车是主要形式。模块化双挂汽车列车主要使用长度7.82m的短单元和13.6m的长单元，通过不同的组合方式组成，挂车总长度为7.82m和13.6m模块长度的倍数。总长25.25m、总质量60t的模块化双挂汽车列车主要在荷兰、丹麦、芬兰、挪威、瑞典等北欧国家得到了广泛的应用，其结构形式主要有以下四类[1]（见图1）：
2国外主要应用情况
2.1应用概况
双挂汽车列车目前已在欧洲、美国、澳大利亚、加拿大、南非等地区和国家得到了一定的运用，但数量较少，不是主流的道路运输方式[2]。根据公开资料搜索，截至2014年的主要应用情况如下表：
2.2驾驶人的特殊要求
由于双挂汽车列车总长和总质量的增加，因此对驾驶人提出了更高的要求。荷兰政府要求双挂汽车列车驾驶人必须具有专门的CCV证书。CCV是荷兰一个测试并授权专职驾驶人的机构。为了获得该证书，驾驶人必须通过为期一至两天的综合理论和实践考试。考试的主要内容包括：考察车辆及相关条例的掌握情况、参与交通时的应变能力、节能环保的驾驶方式、车辆操作技能等。在考试之前，准驾驶人需要进行由特殊认证导师指导的实践培训。除了强制性的驾驶证外，双挂汽车列车驾驶人还需要满足两个附加条件，其一是驾驶人应具有五年以上驾驶货车的驾驶经验，其二是在最初的三年里，驾驶人不能有丢失驾照或者因为不当行为或重罪被吊销驾照的情况发生。
3国外双挂汽车列车安全性能研究结论[1]
3.1制动性能
欧洲国家的研究结果表明，质量越大的汽车制动距离越长。双挂汽车列车虽然总质量增加，但是轴数增加、轴荷下降，因此制动性能可能不变甚至有所提高。为了进一步提高双挂汽车列车的行车制动性能和制动协调时间，国外汽车制造企业通常在货车上安装电子制动控制系统（EBS）。
3.2操纵稳定性
车辆的操纵稳定性对于道路交通安全十分重要。在快速转向操作、换道行驶和湿滑路面上行驶时，高质量的操纵稳定性显得尤为重要。车辆操纵稳定性的影响因素主要有车辆的外廓尺寸、轴距、载荷分配和主销到后轴之间的距离等。沃尔沃公司针对9种不同结构形式的双挂汽车列车操纵稳定性进行了试验，依照ISO14791标准通过“后部放大系数（RA）”评定双挂汽车列车的操纵稳定性。后部放大系数（RA）是指在换道或急速转向操作时，最后的拖车质心相对牵引单元的侧向加速度的峰值。
3.3转向通过性
由于双挂汽车列车总长度增加，因此转向通过性能有所下降，转弯行驶时需要更宽的空间。根据欧盟《欧盟理事会关于在国家和国家交通运输方面为共同体内流通的某些道路车辆制定最大核准尺寸，以及国际交通运输方面的最大核准吨位的指令》（96/53/EC），所有的机动车和汽车列车必须能够在一个外半径12.5m和内半径5.3m的通道圆环内转向行驶，对应于一個宽7.2m的转向通道。由于瑞典的25.25m长双挂汽车列车尺寸较大，无法满足欧盟标准。考虑到25.25m长双挂汽车列车需要更大的转向通道，因此瑞典当局制定了本国标准，要求双挂汽车列车必须能够在一个外半径12.0m和一个内半径2.0m的轨迹通道圆内顺利转向行驶，转向通道宽度为10m。
4国外双挂汽车列车交通安全研究结论[1]
4.1事故统计数据
丹麦在试验双挂汽车列车阶段的事故统计情况如下：
4.2组合汽车列车通过交叉路口时间
由于组合汽车列车较长、总质量大、动力性有限，因此通过交叉路口所需要的时间较长，同时可能占用一个以上车道，这将严重影响道路的通行能力和交通流量。丹麦交通管理部门对组合汽车列车通过交叉路口时对交通流和路网通行能力的影响程度进行了研究，结论为组合汽车列车通过交叉路口（直行、左转、右转）的时间略长于半挂车。 4.3车辆长度对换道和超车事故的影响
瑞典的研究表明，普通货车超车时间约为4.3秒，汽车列车约为4.5秒。另外，根据计算，普通货车在狭窄道路上换道缩短时间比汽车列车减少约为6%。荷兰交通与环境部在2011年组织分析了20余起涉及本国双挂汽车列车的事故，发现换道和超车行为导致的事故比例远远高于其他类型的事故。如图3所示，小汽车在超越双挂汽车列车时，发生碰撞，隨后小汽车侧滑掉头，与对向红色小汽车二次碰撞，造成财产受损的事故。在分析事故后，给出的与双挂汽车列车相关的事故原因有：第一，双挂汽车列车车身较长，超出了其他车辆的认知，进而引发其他车辆的超车换道行为；第二，双挂汽车列车速度较慢，引发其他车辆的超车换道行为；第三，双挂汽车列车间接视野较差，未能及时注意到其他车辆的超车行为，进而未能采取有效的减速让行等措施[3]。
5双挂汽车列车安全性研究建议
双挂汽车列车由牵引车和2辆半挂车组成，目前在使用中，与《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第五十六条规定“载货汽车、半挂牵引车、拖拉机只允许牵引1辆挂车”规定不符。另外，国家标准《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限制》（GB 1589-2016）规定汽车列车最大允许总质量限值为49t，铰接列车最大外廓长度为17.1m。双挂汽车列车总质量、总外廓长度指标有可能会超出现有标准规定。
除了上述法规标准和符合性外，在必要时，建议从以下几个方面进一步研究双挂汽车列车的安全性。
5.1通过性
车辆总数和总长度增加后，列车转弯半径变小，内轮差增大，弯道行驶的安全隐患增加，因此有必要研究其通过性。另一方面，GB 1589规定汽车和汽车列车必须在同一个车辆通道圆内通过，车辆通道圆的外圆直径为25.00m，车辆通道圆的内圆直径为10.60m，通道宽度为14.40m。转向通道宽度除了与轴距、铰接点位置和数量以及曲率半径等双挂汽车列车参数和类型有关外，还与车辆的转弯类型有关。双挂汽车列车转向通过性对我国标准的适应性需要进一步试验研究。
5.2制动协调性和匹配性
目前我国铰接列车前后车制动力不匹配、制动时间不协调等问题突出，制动折叠现象时有发生，若再增加一辆半挂车，制动协调性和匹配性问题不确定性会进一步增加。安装电子制动控制系统（EBS）在我国的应用还不成熟，也缺乏相应标准，其应用后的效能也缺乏评估。以上均需要进一步研究论证。
5.3间接视野会降低
随着车辆数和总长度增加，间接视野会降低，具有一定安全隐患。
5.4行驶稳定性降低
随着车辆数和总长度增加，车辆行驶过程中，尾部放大系数会变大，后部“摆动”现象会更加明显，在高速、变道等情况下，安全风险更加突出。
5.5动力性情况不明
双挂汽车列车试点列车动力性一般较低，需要研究其动力性对爬坡能力、超车能力，以及车流中的运行速度的具体影响。
5.6变道和超车时的安全风险
我国主干道货车较多，货车质量层次不齐，速度离散性较大，普通货车超越试点汽车列车时的安全风险不容忽视。双挂汽车列车车身较长，其长度带来的行车安全风险也需要进一步研究。
5.7路口事故风险
双挂汽车列车车长较长，通过路口（左转、右转、直行）时间较长，转弯时内轮差也较大，导致路口冲突增多，风险增大。
参考文献
[1] Ingemar ？kerman Rikard Jonsson. European Modular System for road freight transport–experiences and possibilities（2007）. Department of Transportation and urban economics of Sweden.
[2] John Aurell & Thomas Wadman. Vehicle combinations based on the modular conceptBackground and analysis. Volvo Trucks.
[3] Monitoring Traffic Safety，Longer and heavier vehicles（2011）. Ministry of Infrastructure and Environment，Netherlands.
关键词：双挂汽车列车；汽车列车；模块化运输；运行安全
1国外主要车型
为了提高载货汽车单次货物运输量，部分国家在原有单挂汽车列车基础上增加了一个挂车，从而衍生了双挂汽车列车。双挂汽车列车一般是由一辆货车和一辆挂车或者由一辆牵引车和两辆挂车组成的汽车列车。早期双挂汽车列车的结构形式、外廓尺寸和质量多样。在欧洲，该种类型的运输被称为欧洲模块化系统EMS（European Modular System），最早发端于上世纪80年代的欧洲斯堪的纳维亚半岛。目前，欧洲双挂汽车列车逐步趋向标准化，以实现组合汽车的耦合和分离，其中，模块化双挂汽车列车是主要形式。模块化双挂汽车列车主要使用长度7.82m的短单元和13.6m的长单元，通过不同的组合方式组成，挂车总长度为7.82m和13.6m模块长度的倍数。总长25.25m、总质量60t的模块化双挂汽车列车主要在荷兰、丹麦、芬兰、挪威、瑞典等北欧国家得到了广泛的应用，其结构形式主要有以下四类[1]（见图1）：
2国外主要应用情况
2.1应用概况
双挂汽车列车目前已在欧洲、美国、澳大利亚、加拿大、南非等地区和国家得到了一定的运用，但数量较少，不是主流的道路运输方式[2]。根据公开资料搜索，截至2014年的主要应用情况如下表：
2.2驾驶人的特殊要求
由于双挂汽车列车总长和总质量的增加，因此对驾驶人提出了更高的要求。荷兰政府要求双挂汽车列车驾驶人必须具有专门的CCV证书。CCV是荷兰一个测试并授权专职驾驶人的机构。为了获得该证书，驾驶人必须通过为期一至两天的综合理论和实践考试。考试的主要内容包括：考察车辆及相关条例的掌握情况、参与交通时的应变能力、节能环保的驾驶方式、车辆操作技能等。在考试之前，准驾驶人需要进行由特殊认证导师指导的实践培训。除了强制性的驾驶证外，双挂汽车列车驾驶人还需要满足两个附加条件，其一是驾驶人应具有五年以上驾驶货车的驾驶经验，其二是在最初的三年里，驾驶人不能有丢失驾照或者因为不当行为或重罪被吊销驾照的情况发生。
3国外双挂汽车列车安全性能研究结论[1]
3.1制动性能
欧洲国家的研究结果表明，质量越大的汽车制动距离越长。双挂汽车列车虽然总质量增加，但是轴数增加、轴荷下降，因此制动性能可能不变甚至有所提高。为了进一步提高双挂汽车列车的行车制动性能和制动协调时间，国外汽车制造企业通常在货车上安装电子制动控制系统（EBS）。
3.2操纵稳定性
车辆的操纵稳定性对于道路交通安全十分重要。在快速转向操作、换道行驶和湿滑路面上行驶时，高质量的操纵稳定性显得尤为重要。车辆操纵稳定性的影响因素主要有车辆的外廓尺寸、轴距、载荷分配和主销到后轴之间的距离等。沃尔沃公司针对9种不同结构形式的双挂汽车列车操纵稳定性进行了试验，依照ISO14791标准通过“后部放大系数（RA）”评定双挂汽车列车的操纵稳定性。后部放大系数（RA）是指在换道或急速转向操作时，最后的拖车质心相对牵引单元的侧向加速度的峰值。
3.3转向通过性
由于双挂汽车列车总长度增加，因此转向通过性能有所下降，转弯行驶时需要更宽的空间。根据欧盟《欧盟理事会关于在国家和国家交通运输方面为共同体内流通的某些道路车辆制定最大核准尺寸，以及国际交通运输方面的最大核准吨位的指令》（96/53/EC），所有的机动车和汽车列车必须能够在一个外半径12.5m和内半径5.3m的通道圆环内转向行驶，对应于一個宽7.2m的转向通道。由于瑞典的25.25m长双挂汽车列车尺寸较大，无法满足欧盟标准。考虑到25.25m长双挂汽车列车需要更大的转向通道，因此瑞典当局制定了本国标准，要求双挂汽车列车必须能够在一个外半径12.0m和一个内半径2.0m的轨迹通道圆内顺利转向行驶，转向通道宽度为10m。
4国外双挂汽车列车交通安全研究结论[1]
4.1事故统计数据
丹麦在试验双挂汽车列车阶段的事故统计情况如下：
4.2组合汽车列车通过交叉路口时间
由于组合汽车列车较长、总质量大、动力性有限，因此通过交叉路口所需要的时间较长，同时可能占用一个以上车道，这将严重影响道路的通行能力和交通流量。丹麦交通管理部门对组合汽车列车通过交叉路口时对交通流和路网通行能力的影响程度进行了研究，结论为组合汽车列车通过交叉路口（直行、左转、右转）的时间略长于半挂车。 4.3车辆长度对换道和超车事故的影响
瑞典的研究表明，普通货车超车时间约为4.3秒，汽车列车约为4.5秒。另外，根据计算，普通货车在狭窄道路上换道缩短时间比汽车列车减少约为6%。荷兰交通与环境部在2011年组织分析了20余起涉及本国双挂汽车列车的事故，发现换道和超车行为导致的事故比例远远高于其他类型的事故。如图3所示，小汽车在超越双挂汽车列车时，发生碰撞，隨后小汽车侧滑掉头，与对向红色小汽车二次碰撞，造成财产受损的事故。在分析事故后，给出的与双挂汽车列车相关的事故原因有：第一，双挂汽车列车车身较长，超出了其他车辆的认知，进而引发其他车辆的超车换道行为；第二，双挂汽车列车速度较慢，引发其他车辆的超车换道行为；第三，双挂汽车列车间接视野较差，未能及时注意到其他车辆的超车行为，进而未能采取有效的减速让行等措施[3]。
5双挂汽车列车安全性研究建议
双挂汽车列车由牵引车和2辆半挂车组成，目前在使用中，与《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第五十六条规定“载货汽车、半挂牵引车、拖拉机只允许牵引1辆挂车”规定不符。另外，国家标准《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限制》（GB 1589-2016）规定汽车列车最大允许总质量限值为49t，铰接列车最大外廓长度为17.1m。双挂汽车列车总质量、总外廓长度指标有可能会超出现有标准规定。
除了上述法规标准和符合性外，在必要时，建议从以下几个方面进一步研究双挂汽车列车的安全性。
5.1通过性
车辆总数和总长度增加后，列车转弯半径变小，内轮差增大，弯道行驶的安全隐患增加，因此有必要研究其通过性。另一方面，GB 1589规定汽车和汽车列车必须在同一个车辆通道圆内通过，车辆通道圆的外圆直径为25.00m，车辆通道圆的内圆直径为10.60m，通道宽度为14.40m。转向通道宽度除了与轴距、铰接点位置和数量以及曲率半径等双挂汽车列车参数和类型有关外，还与车辆的转弯类型有关。双挂汽车列车转向通过性对我国标准的适应性需要进一步试验研究。
5.2制动协调性和匹配性
目前我国铰接列车前后车制动力不匹配、制动时间不协调等问题突出，制动折叠现象时有发生，若再增加一辆半挂车，制动协调性和匹配性问题不确定性会进一步增加。安装电子制动控制系统（EBS）在我国的应用还不成熟，也缺乏相应标准，其应用后的效能也缺乏评估。以上均需要进一步研究论证。
5.3间接视野会降低
随着车辆数和总长度增加，间接视野会降低，具有一定安全隐患。
5.4行驶稳定性降低
随着车辆数和总长度增加，车辆行驶过程中，尾部放大系数会变大，后部“摆动”现象会更加明显，在高速、变道等情况下，安全风险更加突出。
5.5动力性情况不明
双挂汽车列车试点列车动力性一般较低，需要研究其动力性对爬坡能力、超车能力，以及车流中的运行速度的具体影响。
5.6变道和超车时的安全风险
我国主干道货车较多，货车质量层次不齐，速度离散性较大，普通货车超越试点汽车列车时的安全风险不容忽视。双挂汽车列车车身较长，其长度带来的行车安全风险也需要进一步研究。
5.7路口事故风险
双挂汽车列车车长较长，通过路口（左转、右转、直行）时间较长，转弯时内轮差也较大，导致路口冲突增多，风险增大。
参考文献
[1] Ingemar ？kerman Rikard Jonsson. European Modular System for road freight transport–experiences and possibilities（2007）. Department of Transportation and urban economics of Sweden.
[2] John Aurell & Thomas Wadman. Vehicle combinations based on the modular conceptBackground and analysis. Volvo Trucks.
[3] Monitoring Traffic Safety，Longer and heavier vehicles（2011）. Ministry of Infrastructure and Environment，Netherlands.