电动自行车交通发展的主要趋势——近10年文献综述

Elliot Fishman，Christopher Cherry著，秦 维译

(1.智慧交通研究所，澳大利亚墨尔本维多利亚3078；2.田纳西大学公共环境工程系，美国诺克斯维尔37996-2313；3.中国城市规划设计研究院，北京100037)

电动自行车交通发展的主要趋势
——近10年文献综述

Elliot Fishman1，Christopher Cherry2著，秦 维3译

(1.智慧交通研究所，澳大利亚墨尔本维多利亚3078；2.田纳西大学公共环境工程系，美国诺克斯维尔37996-2313；3.中国城市规划设计研究院，北京100037)

电动自行车是交通市场增长最快的领域之一，2012年总销售量超过3 100万辆。相关研究的数量不断上升，鉴于此，对过去蓬勃发展的与电动自行车最相关的主题进行综合分析。将研究重点放在电动自行车交通及需要注意的最关键的研究缺口方面，而非休闲娱乐。中国的电动自行车销量在世界占领先地位，荷兰、德国紧随其后。电动自行车能够以较少能耗保持一定速度，也有研究发现电动自行车能增加自行车使用率。电动自行车有潜力取代传统机动交通方式(内燃式)，但在取代传统自行车方面所扮演的角色仍存在争议。电动自行车不仅有益身体健康，并且相同行驶里程下，碳排放水平显著低于小汽车。在某些地区，安全问题上升到政策层面，目前电动自行车的数量已经足以搜集到丰富的安全数据。尽管如此，关于电动自行车的研究目前仍处于萌芽阶段。随着电动自行车数量的不断上升，为了向政策制定者以及整个行业提供必要的数据，相关领域的进一步研究需求也日益增长。

城市交通；电动自行车；综述；出行行为；健康；环境；安全

0 引言

有关自行车在西方城市交通系统中作用的研究兴趣日益浓厚[1-3]。更多自行车友好城市的增加以及与科技快速进步的结合导致电动自行车购买和使用量的急剧增长[4]。电动自行车的市场化销售始于20世纪80年代初的日本[5]，但直到21世纪初，技术和成本对市场吸引力的限制才被打破[6]。电池和发动机的技术改进、组件模块化以及规模经济的改善，意味着电动自行车可以行驶更长的里程、速度更快，并且价格比以往任何时候都更经济。过去10年，电动自行车销售量超过1.5亿辆[6]，是机动化历史上规模最大、发展最迅速的燃料替代型交通工具。

电动自行车使用量的急剧增长，对科研人员以及业内人士在多个领域具有重要启示，包括交通规划、工程学、交通安全、公共政策以及自行车市场等。自21世纪初期以来，越来越多的研究开始探讨各种有关电动自行车的问题。本文旨在回顾过去10年新兴的关于电动自行车的研究，聚焦于不断涌现的相关主题，同时关注值得进一步研究的关键问题盲点。文章内容围绕多个主题展开，并考虑不同主题的地域差异。各章内容如下：文献概述、分类与定义、使用者统计特征、全球市场、购买动机、对出行频率及方式选择的影响、健康、环境以及安全。最后一章总结各个主题的关键研究成果。

1 文献概述

本文使用电动自行车、电动踏板车(electric bike,electric bicycle,e-bike,pedelec)等关键词，在斯高帕斯(Scopus)和谷歌学术(Google Scholar)两个文献数据库中检索2014年5—11月的相关文献。文章综述的对象仅限于大多数情况下能被分类为自行车的交通工具，它们的基本特征为：使用两轮行驶，具有人力辅助模式(包括非电力辅助方式)，具有相对较低的行驶速度。这其中也包括在中国非常流行的按自行车法规进行管理的小型电动滑板车，但不包括另外一些行驶速度快且不具有辅助脚踏板的电动摩托车。下一章中介绍了这些与本文相关的定义及规范。大多数近几年发表的文章重点关注亚洲市场的增长。北美和欧洲的研究集中在过去5年间。本文同时也检索了其他非正式出版物上的相关文献，特别是可能不会被学术搜索引擎识别的行业报告。本文的文献仅限于英语出版物，并且强调交通运输领域而非其他休闲类电动自行车研究。

电动自行车相关研究由于不同主题和地域而类型各异。东方国家(如中国)的研究倾向于围绕大量电动自行车的运行、安全及市场增长。西方国家(如北美和欧洲)的研究倾向于新兴市场、健康以及新兴市场的动向。本文重点研究文献中的地理和热点主题，旨在回答电动自行车领域关于安全、方式转变、行为、使用者统计特征以及技术发展趋势等问题。本文的研究目的在于为决策者、研究人员和从业人员提供电动自行车使用、影响和发展趋势最新研究的简明成果。

图1 电动自行车外形设计系列：从自行车式a到踏板式fFig.1 Range of e-bike designs,from BSEB a to SSEB f

2 类别、设计以及性能表现

市面上可以买到种类繁多的电动自行车，具有不同设计和性能[5,7]。电动自行车囊括了从自行车式(bicycle-style e-bikes,BSEBs)到踏板式(scooter-style e-bikes,SSEBs)等一系列设计样式。这一章介绍不同类型电动自行车的定义、特征以及操作特性。

不同电动自行车技术之间存在一些明显的界定标准。电动自行车的底层技术相同，包括三个主要的组件：电池、控制器和发动机。区别主要表现为性能(如速度)、外形设计和两种操控模式(油门控制或脚蹬辅助)。电动自行车从自行车式到踏板式的系列设计如图1所示，类型a是典型的自行车式，类型f是典型的踏板式。最显著的设计改变发生在类型c和类型d，但两者之间仍存在共同点(例如放脚的平板以及人力脚蹬)，关键的不同点仅限于外形设计。大多数踏板式电动自行车的脚蹬仅仅是为了符合法规而进行的配置，不具有实际的助力功能。自行车式电动自行车则既可以使用电力驱动也可以单纯依靠人力。电动自行车的发动机功率从200W到1 000W不等，整车重量为20～45 kg，最远的行驶里程可达150km，速度通常低于45km·h-1。欧洲和北美电动自行车设计主要为图1中类型a及其衍生类型，而中国市场包括图1中所有款式的电动自行车。在某些中国城市，类型d～f是主流产品，而在北美和欧洲则相对少见。因此北美和欧洲的大多数电动自行车的研究均遵循与自行车研究相同的主题。而中国对电动自行车的研究经常使用与大功率两轮机动车研究相似的方法。

必须要强调的是，文中自行车式和踏板式电动自行车统称为电动自行车。除非明确说明，否则本文中的电动自行车将代指图1中所有类型的两轮电动自行车。通常来说，欧洲、北美以及澳大利亚的相关研究中指自行车式电动自行车(例如，具有人力脚蹬的传统自行车设计，但依靠电动机驱动)，这与文献[4]所提出的分类标准一致。亚洲地区的相关研究中，电动自行车则可能指代图1中的任何一种类型。随着电池和发动机技术的进步，电动自行车的设计有逐步向传统自行车靠近的趋势。在大多数国家，那些需要靠脚蹬来启动的电动自行车会在法律上被划分为传统自行车。不同国家、地区甚至同一市域不同辖区的规定也不尽相同，部分地区将电动自行车与一般的摩托车划为一类，有些是故意为之，而有些则是因为法规没能跟上技术的快速发展。表1对这些错综复杂的规章制度进行了简单总结(摘自文献[8])。中国电动自行车的分类基于国家行业技术标准，如果重量小于45 kg、最高时速低于20km·h-1并且具有人力脚踏骑行功能，则与传统自行车划为一类。电动自行车在出厂前需要按规定做好技术上的限制，但大多数电动自行车在最高时速和重量方面都会适当放宽限制。一些城市还会强制加入地方使用限制。在美国，电动自行车归消费者产品安全委员会(Consumer Product Safety Commission)管理，单纯依靠电力行驶的速度须低于32km·h-1，发动机最大功率为750 W。欧盟委员会(European Commission)则根据一系列审批指标，将使用油门式控制器的电动自行车分为两类：电动助力车(powered bicycles)(最高时速25km·h-1，最大功率1 000 W)和电动摩托车(moped)(最高时速25～45km·h-1，最大功率1 000～4 000 W)。而电动自行车(pedelecs)(最高时速25km·h-1，最大功率250 W)则与传统自行车划为一类。另一类被称为高速电动自行车(Speed-pedelecs,SPedelecs)，被视为电动摩托车，通常需要额外的驾驶证件并遵守相关的行驶法规。感兴趣的读者可以进一步参考文献[8]和文献[9]。

表1 全球电动自行车市场的主要性能规范Tab.1 Main performance regulations of global e-bike markets(modified from Macarthur and Kobel(2014))

3 使用者统计

与其他交通方式一样，电动自行车使用者类型多样。已有大量研究对不同城市和国家的电动自行车使用者特征进行探讨。

3.1 北美及欧洲

在加州开展的定性研究发现，参与者(萨克拉门托地区的电动自行车使用者)相对于一般加州人通常年龄更大，受教育程度更高且具有相对较高的收入[10]。在北美第一项针对电动自行车使用者的综合性研究中[4]，85%的受访者为男性，71%年龄超过44岁，90%为高加索人，约34%为大学学历。几乎所有的受访者(94%)在使用电动自行车前均使用过传统自行车。奥地利的一项研究[11]发现，电动自行车使用者的年龄普遍偏大，通常为退休人员。相比其他研究而言，文献[11]的抽样调查对象通常拥有一辆汽车，受教育程度较低，收入水平也相对较低。在某种程度上可以反映出，奥地利的这项研究是通过传统的邮件方式进行抽样，而其他研究则更多的是依靠在线调查，因此能涵盖更年轻人群。

3.2 亚洲及澳大利亚

文献[12]通过研究中国传统自行车和电动自行车使用者发现，与传统自行车相比，电动自行车使用者明显具有较高收入和受教育程度的特征，表明电动自行车是中国经济增长的机动化垫脚石。澳大利亚一项共有529名电动自行车使用者的研究中[13]，71%为男性，超过50%的受访者年龄为41～60岁。有意思的是，其中47%的受访者收入高于平均水平，并且绝大部分都拥有小汽车(94%)[14]。同样的，受访者的受教育程度普遍较高(70%的人拥有大专学历)。以上两项研究有一个共同的缺陷，即自我选择偏差，因为两者的调查方法依赖于电动自行车使用者的反馈。更多利用抽样调查技术来找到电动自行车更具代表性目标群体的研究是有必要的。

表2 全球电动自行车销量(估计值)Tab.2 Global e-bike sales(estimates)辆

4 全球销量

2012年电动自行车销量约3 100万辆，预计到2018年将达到4 760万辆[4]。由于很难界定管辖区，并且缺乏公众登记程序，电动自行车的销量数据存在一定的局限性。现有数据显示，2012年中国电动自行车销量占全球销量的93%(见表2)，使得拥有电动自行车的人数大约是拥有汽车人数的两倍[15]。中国销售的电动自行车几乎都是油门控制，不需要蹬踏，并且大多采用踏板式结构。

4.1 亚洲

中国的电动自行车销量增速超过了其他个体交通方式[15]。文献[16]发现通过立法制定电动自行车的尺寸及性能标准可以确保其可信度。此外，电动自行车被正式列为自行车[17]，从而不必遵照与其他电动双轮车相关的许可证及头盔规定，还允许其在标准自行车基础设施上使用。也许与促进中国电动自行车发展最为相关的政策在于许多城市禁止使用小型燃油摩托车和电动摩托车[18]。

其他亚洲发展中国家的电动自行车销量与中国相比较为缓慢。很多亚洲城市依靠与大多数电动自行车相比速度更快、载货能力更强的汽油双轮车。大多数亚洲城市没有健全的自行车专用基础设施，而在中国自行车专用基础设施为电动自行车使用者带来很多方便。此外，电动自行车市场、经验、维护设施建设的缺乏以及更高的前期成本降低了整体市场份额[19-20]。一些印度和南亚市场已经经历了行业内的增长。2012年亚洲发展中国家共销售不到20万辆电动自行车[6]。

日本是亚洲电动自行车市场中的一个特例。作为技术创新者，很多早期电动自行车发展的关键(电池与发动机)来自日本企业。日本每年的电动自行车销量接近50万辆，远远超过除中国以外的所有其他亚洲市场的总和[6]。

4.2 欧洲

德国和荷兰是欧洲电动自行车两个主要的市场，分别占欧盟销售总量的44%和21%。在销售总量方面，其次是法国、意大利和奥地利，均占欧盟销售总量的5%[21]。欧洲电动自行车销量2007—2012年增长近10倍[22]。在荷兰，销售的自行车中16.9%为电动自行车[21]。根据文献[23]，2012年法国传统自行车销量下降9%，而电动自行车销量增长15%。

表3显示了2012年欧盟成员国(及瑞士)电动自行车的销售总量及每千人销量。荷兰和丹麦是欧洲人均电动自行车销量最高的国家，同时传统自行车销量也最高[27]。这些国家拥有基础设施和安全隔离，因此为电动自行车的推广提供了最广阔的市场。2011年，瑞士每销售7台自行车就有1辆是电动自行车，与2010年相比总数增加25%。据目前估计，瑞士的电动自行车所占份额刚刚超过全国自行车数的5%[25]。由于跨国购买可享受优惠汇率，瑞士的销售额可能存在一定程度的误差。

4.3 北美及澳大利亚

南美的电动自行车比较难调查，因为市场中大约50%的电动自行车是使用者将传统自行车加装发动机、电池以及控制器套件改装而来[4]。文献[28]通过梳理海关和进口数据，估计得到2013年美国购入20万辆电动自行车。由于并未获取澳大利亚系统的电动自行车销售数据[13]，因此无法提供该地电动自行车销量的近似数值。

5 使用者益处及购买原因

电动自行车的一项关键优势在于可以更省力地保持一定的行驶速度[10]。这一特性弥补了传统自行车最被人诟病的缺点之一。北美一项覆盖553名电动自行车使用者[4]以及澳大利亚一项包括529名电动自行车使用者的在线调查[13]表明，行驶速度提升以及运动强度降低是人们购买电动自行车的推动因素，这些优点可以使用户更舒适、便捷地到达目的地[10]。文献[29]总结了与自行车通勤相关联的影响因素，发现地形、距离和时间为人们使用自行车的障碍(非电动自行车)。而电动自行车可以有效地改善传统自行车的这些限制因素。高温天气、糟糕的空气质量以及雨雪天气也会使居民出行时更倾向于使用电动自行车而非传统自行车[30]。有研究表明，电动自行车为一些不适合骑行的情况提供移动性[4,5,31]。对美国加州电动自行车使用者的调查显现出一个一致的主题，即电动自行车提供的电力辅助使骑行又开始变得有趣[10]。电动自行车使更长距离及更多样目的的出行变为可能[32]。前面提到的奥地利的研究发现，出行目的不同，人们使用电动自行车的原因也不尽相同。对于那些将电动自行车视为主要交通工具的人群来说，社会背景(对电动自行车持支持态度)以及环保意识起到决定性影响，而对于那些将电动自行车作为休闲的人群来说，健康是更重要的动力[11]。

电动自行车最常被引用的益处是其在取代摩托车方面的潜力。这似乎已经是澳大利亚和北美用户购买电动自行车的关键原因[4,10,13]。尽管其中有大量研究依赖于用户自述的使用行为并带有一定的反馈偏差，这些研究表明电动自行车可能在一定程度上减少使用汽车出行的次数。

6 出行行为影响

当使用电动自行车替代摩托车出行时，电动自行车在缓解交通拥堵、减少空气污染物排放、改善身体健康状况以及当地空气质量等方面的优势将得以体现[5,33]。本章回顾了电动自行车对出行行为、健康和环境改变的影响。

6.1 对使用频率和出行距离的影响

上文提及的北美的研究[4]发现，电动自行车可能会提高骑行参与度。在购买电动自行车之前约55%的受访者表示每周或每天骑行一次，而在购买电动自行车之后，这一比例达到93%。尽管有潜在的自我选择偏差，或对电动自行车短期的新鲜感，这一结果也不能完全打折扣。在同时具有电动自行车和传统自行车的环境中，电动自行车使用者的骑行距离比传统自行车使用者多13%[32]。挪威最近的一项研究[34]随机选择了66人，提供给他们电动自行车，并将这66人使用电动自行车的情况与另外一组包含160人的对照组进行比较。研究发现，提供电动自行车的这一组，骑行次数从每天0.9次增至每天1.4次，骑行距离也从4.8km增至10.5km，而对照组则没有变化。在提供电动自行车的这一组受试人群中，各项指标增幅最大的是女性受试者。

表3 2012年欧盟和瑞士电动自行车销量Tab.3 E-bike sales in the European Union&Switzerland,2012

文献[12]研究了电动自行车在中国两个主要城市(昆明和上海)的使用情况。研究发现，电动自行车使用者的出行距离比传统自行车使用者更远(昆明高22%，上海高9%)。同时，电动自行车的行驶速度也要高10%～15%，但与传统自行车平均行驶时间相差不大，结果印证了出行时间分配恒定这一已有的结论[35]。该作者的一项较新的研究发现，2006—2012年，电动自行车的出行距离增加了50%以上[36]。

6.2 对出行方式和交通工具选择的影响

在中国，电动自行车是一种极可能取代其他机动化交通方式的主流方式。在昆明，高达25%的电动自行车使用者替代了汽车出行，而约60%的公共交通(公共汽车)出行被电动自行车取代。只有小部分(7%)电动自行车用户替代了传统自行车[36]。这与一些具有高水平公共交通体系城市的研究结论相一致，包括上海[12]和济南[37]。与之相比，在石家庄[16]电动自行车取代了超过60%的传统自行车出行。

另外两项分别是在中国台湾[38]和越南开展的研究[20]，利用陈述偏好方法调查了居民如何决定购买两轮交通工具。文献[38]发现电动自行车的接受度非常高，尤其是在女性群体中。文献[20]发现在传统摩托车竞争激烈的社会背景下，相对表现欠佳的电动自行车(如踏板式)如果没有显著性能改善和价格激励，将很难有更大的市场渗透。

最近关于北美第一个电动自行车共享计划的评估[31]显示，被替代的汽车出行占所有电动自行车出行的11%，对于全部自行车出行而言却微乎其微。这项共享计划中，被取代最多的出行方式是步行，原因在于这是在校园中开展的项目。

文献[4]发现大约65%的受访者表示，替代汽车出行是他们使用电动自行车最主要的原因之一。澳大利亚近期的在线调查研究中，60%的受访者表示购买电动自行车的主要动机是想取代汽车出行，49%因为电动自行车比较省力[13]。上述两项研究均没有记录实际被替代的汽车出行量。挪威的一项近期研究[34]显示，在那些拥有电动自行车的人群中，选择自行车出行的比例从28%增至48%。

到目前为止，电动自行车对骑行以及汽车使用方面影响的研究表明，电动自行车促进了骑行频率，增加了出行距离。在北美、澳大利亚以及中国的一些研究中，电动自行车被用来替代汽车出行，尽管几乎没有确切数据精确描述替代的程度。一项正在进行的研究致力于生成更科学的使用数据，可以用于详细的替代问题分析。

7 健康影响

过去10年已经有不少研究探讨了如何衡量电动自行车对健康的影响。对于本文而言，健康的含义仅限于通过身体活动得到改善。

文献[39]在荷兰针对12项健康、运动主题开展了一项研究，测量利用电动自行车完成3次长度为4.3km骑行的生理表现。第一圈完全靠人力完成，不依靠电力驱动，第二圈将电动自行车调至环保模式，第三圈则完全依靠电力驱动。研究人员测量了包括心率、耗氧量在内的一系列生理指标，同时也测量了依靠人力脚蹬提供的动力。结果显示，三次骑行的设定都为实现最小运动量做出了贡献。即使是在电力驱动的模式下，使用者也可以达到必要的运动强度(3～6个代谢当量①)，降低因久坐不动而引起疾病的概率。不足为奇，最强电力驱动的使用者可以达到更高的平均行驶速度，减少出行耗费的时间。尽管这会影响运动的持续性，有证据显示电动自行车用户相较于没有电动自行车的用户通常会花更多的时间用于骑车[4]。

文献[33]试图验证电动自行车是否会给使用者提供充足的身体活动以获得健康改善。研究在瑞士洛桑的一块丘陵地带开展，18名参与者(12名女性)按照自己设定的速度完成四次出行。第一次为1.7km上坡步行，第二次为5.1km主要依靠传统自行车的上坡骑行，第三次为标准电力驱动的骑行，第四次为高电力驱动的骑行。其中步行和高电力驱动的骑行的平均代谢当量分别为6.5和6.1，几乎没有差异。而标准电力驱动和传统自行车骑行的平均代谢当量分别为7.3和8.2。根据这些结果得出结论，在具有挑战的地形条件下，电动自行车的使用能有效地提供身体所需要的运动量。

同样，文献[40]中，8名久坐不动的女性以各自的速度骑行9.5km，其中一次使用电动自行车，另一次使用传统自行车(顺序不限)。相较于传统自行车，使用电动自行车得到的生理指标要低，但愉悦水平以及行驶速度都较高。尽管身体活动水平较低，使用电动自行车所带来的热量消耗已经在改善健康所需范围内。文献[41]通过对20名参与者使用6周电动自行车的研究发现，他们的身体状况得以改善。

文献[3]在美国田纳西州的诺克斯维尔，通过实验室仪器、GPS、车载功率计，调查了19名公共自行车与电动自行车使用者在骑行4.4km山路后的各项生理指标。该研究发现，电动自行车单位时间的热量消耗比传统自行车低11%，比步行高8%。步行、传统自行车、电动自行车的平均速度分别为5.1km·h-1，14.4km·h-1，16.4km·h-1。步行虽然单位时间内所需能量最少，但耗时最长，所以在整个活动中所需的总能量最多，这一点与其他相关的研究结论一致[42]。考虑到电动自行车在完成规定路程上的性能优势，电动自行车使用者所需要供给的总能量要比传统自行车少21%，比步行少62%。

总的来说，关于电动自行车与身体活动的研究，一个明确的主题就是电动自行车相比传统自行车需要较低水平的身体活动，但仍然达到了改善健康状况所必需的水平。此外，在一些特定的实验条件下，电动自行车会给使用者带来愉悦感的提升，但这种愉悦感是否会随其持续使用保持尚不明确(即排除新鲜感这一因素之后)。

8 环境影响

电动自行车对环境的影响取决于其替代的出行方式[12]。如果电动自行车替代的是非机动交通方式(例如步行或传统自行车)，将给环境带来负面影响。尽管如此，电动自行车依靠较轻的自重以及电力驱动技术依然算是非常节能的产品，大多数电动自行车功率不超过2 kWh·(100km)-1，能耗大约相当于一辆小型电动汽车的1/10[15]，行驶相同里程的情况下，以电力消耗换算，比标准燃油小汽车少排放40个单位②的二氧化碳[15]。

一项可能算是这个领域最为全面的研究[7]对中国电动自行车的环境影响进行了评估，并与其他具有竞争力的交通方式对比，包括车辆生产的环境成本。结果表明，以单位乘客公里的排放量衡量，相比于汽车使用甚至是公共汽车出行，电动自行车可以带来相当可观的环境改善(从减少排放量而言)。此外，相比于常规车辆，电动自行车的排放源通常远离人口密集区，所以电动自行车对健康的影响比建议排放量还要小。在中国，电力的污染排放对健康的影响要低于等量的尾气排放[15]。文献[7]研究得出，当电动自行车被用作替代机动车时，环境将会得到改善。

即使在电力部门具有最高排放因子的地区(如中国和澳大利亚)，来自电动自行车的二氧化碳以及其他传统污染物的排放也是相对较低的。在其他电动自行车广受欢迎的国家(如荷兰和德国)，电力部门的排放因子只有中国和澳大利亚的50%[43]，进一步降低电动自行车的排放。总而言之，即使是在电动自行车保有量大且电力生产主要依赖煤的国家(例如中国)，电动自行车的排放量都是微不足道的，并且通常来说比其他替代交通方式更为环保。

中国约95%的电动自行车(大多为踏板式电动自行车)均使用铅酸电池，尽管其他类型的电池近年来陆续进入了市场[6]。电动自行车很大程度上导致了中国铅消费量不断增长[44]并影响到相关种类电池的生产、回收和报废——这一过程被视为产生环境污染的主要来源。铅污染会对人体健康产生一系列的负面影响，包括发育障碍、智力低下以及预期寿命缩短等[45]。锂离子电池可以提高车辆性能并减少环境负面影响[5,46]，目前是主流趋势。提高铅工业的环境效率并不断向其他电池技术发展变革，将有效对抗电池对环境污染的挑战。

9 电动自行车与安全

安全问题可能是全球范围内制定电动自行车安全规范最主要的驱动因素。近年来越来越多的研究将重点放在与电动自行车相关的安全问题上。有相当一部分这类研究在中国开展，因为中国的电动自行车保有量较多，足以用于识别安全趋势。基于中国的安全问题研究同时覆盖了自行车式和踏板式两种类型。亚洲以外的电动自行车安全问题研究大多只集中在自行车式上。

9.1 安全意识及行为

一些研究表明，相比于传统自行车，电动自行车改变了人们对于安全的理解。北美一项调查显示，60%的电动自行车用户觉得更安全，42%的用户表示电动自行车能帮助避免碰撞。对于这一结果的解释原因多种多样，例如电动自行车可以更为迅速地通过道路交叉口，紧跟车流，或者说速度较快可以提升平衡性[4]。在中国也有类似的研究发现，女性用户感觉使用电动自行车通过道路交叉口更加安全，但对与传统自行车共用车道，人们对进一步提高电动自行车的速度持保留态度[47]。另一项研究发现，只有50%的电动自行车用户觉得比骑传统自行车更安全[48]。最近的一项关于用户行为与历史碰撞关系的研究[49]发现，在因驾驶不当而发生的碰撞事故中，电动自行车用户的安全意识通常更为淡薄，也因此更容易发生违规行为，包括操作错误、冲动易怒、具有进攻性以及违规等。

在美国，由于电动自行车性能的不断提升，使用者们表示这使得他们相比于传统自行车更倾向于遵守交通规则(例如在道路交叉口遇到红灯等候)[10]。然而，文献[50]在一个公共自行车系统中利用安装在两种自行车上的GPS设备，发现电动自行车和传统自行车使用者们的交通行为非常类似，违章率相差无几。

9.2 中国电动自行车安全行为实证研究

除中国以外的其他地区很少有机会可以对电动自行车事故做更进一步的分析。在中国，大多数安全方面的研究都是关注两个关键点：1)行驶冲突及违章驾驶行为，通常都是通过道路交叉口的视频监控设备进行观察；2)医院和违章记录的事故分析和人员损伤数据。

大多数研究道路交叉口处电动自行车相关行为的文章都得到了一致的结论：对于所有道路使用者来说，交叉口是不规范行驶行为最容易发生的区域，其中电动自行车用户的情况比其他所有类型更严重。最早一批关于交叉口行为的研究[51]发现，中国传统自行车和电动自行车用户闯红灯的比例非常高(56%)，并且指出影响闯红灯行为的地理及环境因素非常多。在所有情景中电动自行车用户闯红灯的概率(63%)都比传统自行车(50%)高，但如果对变量进行控制，则不能从统计学意义来证明两者的不同是由于交通工具的不同造成的。研究人员提出了多种可能的原因来解释这一差异，包括民众对闯红灯行为的宽容度，两类自行车相关法规的微小差异，或者单纯是因为样本量太小而无法统计差异。在该作者的另一项类似的研究[52]中，评估了安装遮阳板对闯红灯的影响(如假设自行车用户会因为增加了遮阳板而更愿意等红灯)。结果发现，在大样本量的基础上，对其他变量进行控制，电动自行车用户闯红灯的概率是传统自行车用户的1.8倍。其中一个可能的原因是，电动自行车的运行特性使得用户更愿意承担闯红灯的风险。在不考虑直接闯红灯的骑行者并控制其他变量的情况下，电动自行车用户闯红灯前的等候时长也相对较短[53]。

文献[54]在苏州各种类型的道路交叉口对1.8万名电动自行车用户进行观测，以找寻不安全的骑行行为。他们关注那些主流的不安全行为(即使这些行为还没有被列入相关法规)，包括骑行时打电话、头盔的使用、错误的驾驶方式、在自行车道以外行驶及闯红灯等。结果发现这类不安全行为发生的概率比较高，1/4的人会在通过交叉口时选择不遵守交通规则，这与传统自行车的行为一致[55]，虽然其中闯红灯的比例只有5%。但仍不能确定这一比例是对于全部电动自行车用户来说，还是只针对那些需要等待红灯的用户。

文献[56]利用监控视频分析道路交叉口冲突事件。这项研究首次对大量已经发生的违规行为(输入)进行分析并关注结果(如侥幸脱险)。与之前的研究类似，作者对高风险行为进行分类，发现7%的电动自行车用户闯红灯，稍高于传统自行车用户。在16类冲突事件类型中，作者发现小汽车不让行导致的冲突超过3/4。而剩下1/4的事件中，电动自行车和传统自行车各占50%。然而在不考虑责任的情况下，电动自行车发生冲突的比例要高于传统自行车。

在中国，由于电动自行车与传统自行车车道共用，二者运行速度的差异也引起了一些担忧。三项针对行驶速度的研究发现，电动自行车的平均行驶速度比传统自行车高40%～50%[48,57-58]。政策制定者主要担心速度差异所包含的安全隐患，尽管目前还几乎没有相关的实证研究。

9.3 中国电动自行车交通事故实证研究

中国交通事故数据的可信度被人质疑，因此最近的研究很少使用官方事故记录数据。文献[59]分析了2004—2008年的官方事故数据，发现电动自行车的普及相应导致了伤害负担的增加。2004—2008年，事故中每10万人死亡和受伤概率分别增长6.5倍和3.7倍。但对于每10万注册电动自行车用户，同时期伤亡率均有所降低。研究者发现其他交通方式伤亡率在不断下降。因此建议改进现行法规，并需要依靠更多强制性的手段来提高安全水平。

近期有学者对苏州农村地区7个月内超过500名非致命性住院患者进行统计分析[60]。在这期间，25%的患者为电动自行车用户，在因道路交通事故而住院人中占50%以上。约半数电动自行车用户与摩托车冲突而受伤，46%的人头部受伤，导致政策建议在使用电动自行车时鼓励或强制佩戴头盔。作者指出目前电动自行车用户不断升高的受伤率正替代传统自行车相对较低的事故率。文献[61]参考早期研究方法，对合肥2009—2011年共205名传统自行车及电动自行车用户(其中包括6名死者)的住院记录进行分析。其中1/3电动自行车用户受重伤，而传统自行车用户受重伤率仅为17%。近2/3的用户由于违反交通法规而入院。与大型机动车发生事故受重伤的概率是小型车的2.5倍。

中国关于电动自行车安全问题的研究最主要的盲点在于，在电动自行车伤亡率不断升高的背景下，缺少关于事故过错归因或因果碰撞分析的研究。电动自行车用户属于交通系统中弱势的一方，相对于传统自行车用户拥有可能引起暴露和风险的特性(如速度)，但用户很大程度上受到重型车辆的伤害。

9.4 欧洲电动自行车交通事故实证研究

一些欧洲国家的电动自行车已经达到了足以观察交通事故的市场渗透水平。最近两项研究集中在调查交通事故及住院治疗数据上。文献[62]研究了瑞士电动自行车骑行者的住院数据。作者调查了报告给急诊科(Emergency Department,ED)的23起交通事故。导致头部受伤的事故超过1/4，上肢是第二大受伤区域。有趣的是，大多数交通事故是由陷入有轨电车轨道造成的，而不是机动车碰撞。研究人员发现，瑞士的交通事故往往没有中国严重，部分原因是头盔使用更广泛，并且涉及机动车的电动自行车事故数量相对较少。

文献[63]利用ED和对未经历过交通事故的骑行者调查的数据，比较了荷兰电动自行车和自行车使用的安全情况。研究共选取294个电动自行车和1 699个自行车事故受害者作为实验组，以及未经历过交通事故的791个电动自行车和517个自行车使用者(对照组)。结论表明，在控制了年龄、性别和骑行量等变量后，电动自行车使用因与发生交通事故接受急诊治疗的风险略微增加存在关联，但是相比自行车骑行者，电动自行车使用者进入医院急诊室治疗的可能性并非提高(如事故同样严重的情况下)。进入急诊室治疗的人中女性更少，然而两性之间自我报告的精确度存在一定的不确定性，这使得性别对照有些困难。相比于16～49岁的人，50～56岁的人可能不太需要急诊治疗。最有可能进行急诊治疗的年龄组为65岁及以上的人群。总体来说，电动自行车和自行车骑行者之间的安全情况差异并不显著。最后，研究人员指出电动自行车可能会引发交通方式转变，这种转变一般会对交通安全产生更广泛的影响，尤其是如果能替代机动车。

10 结论

通过总结发现，电动自行车相关研究包含了几个主要的主题。过去10年，电动自行车的使用量大幅增加，由于目前在大多数国家电动自行车的市场渗透率仍然较低，很少有证据表明未来10年的增长趋势是否会放缓。表4是对本文关注的一些研究主题的总结。

尽管近年来关于电动自行车的研究在不断增加，仍可以明显地看出一系列重要理论知识的缺失。在交通调查、入院就诊以及公安事故数据库方面，政府机关目前基本上还没有将电动自行车划分为一类单独的车辆类别。随着电动自行车的普及，将电动自行车作为交通相关标准化形式的一个选项分类变得越来越重要，这将在人口层面提供急需的电动自行车使用数据。这些数据集将有助于提高众多相关研究的样本量。在人口调查中设计关于电动自行车的问题也会帮助发现电动自行车用户与其他居民在人口统计学上的差异。

尚有众多相关的话题在文中没有展开讨论，包括电动自行车相关法规、技术层面问题、公共自行车整合以及载货电动自行车的发展潜力等。此外，也不包含政府政策在推进电动自行车使用方面的成效及电动自行车与行人共道的安全问题的讨论。

为了能更好地理解电动自行车所产生的各种影响，需要更为综合详尽的研究定量分析其在出行行为上的影响。电动自行车可以受益于整个交通领域对更多科学数据采集技术的运用，依靠更好的科技收集更多便于详细分析的信息。这将为研究电动自行车现状和未来对健康、气候变化、当地空气及噪声污染、拥堵、交通成本以及安全等方面影响的模型提供必要的细节。重要的是，与电动自行车相关的安全问题，需要加入对所有道路使用者的影响，而不仅仅是电动自行车用户自身的伤害负担。

表4 主要研究主题及结论Tab.4 Major Themes and findings

注释

①利用体力活动的能量消耗来表征的一项生理测试指标，定义为在某项特定的体力活动中，当前代谢率相对于标准代谢率的高低程度(即能量消耗的高低程度)，这个当量被设定为 3.5mlO2·kg-1·min-1。

②根据发电因素和车辆类型的不同而不同。

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E-bikes in the Mainstream:Reviewing a Decade of Research

Written by Elliot Fishman1,Christopher Cherry2,Translated by Qin Wei3
(1.Institute for Sensible Transport,Melbourne Victoria 3078,Australia;2.Department of Civil and Environmental Engineering,University of Tennessee-Knoxville,TN 37996-2313,USA;3.China Academy of Urban Planning&Design,Beijing 100037,China)

Electric bicycles(e-bikes)represent one of the fastest growing segments of the transport market.Over 31 million e-bikes were sold in 2012.Research has followed this growth and this paper provides a synthesis of the most pertinent themes emerging over the past on the burgeoning topic of e-bikes.The focus is transport rather than recreational e-bike research,as well as the most critical research gaps requiring attention.China leads the world in e-bike sales,followed by the Netherlands and Germany.E-bikes can maintain speed with less effort.E-bikes are found to increase bicycle usage.E-bikes have the potential to displace conventional motorised(internal combustion)modes,but there are open questions about their role in displacing traditional bicycles.E-bikes have been shown to provide health benefits and an order of magnitude less carbon dioxide than a car travelling the same distance.Safety issues have emerged as a policy issue in several jurisdictions and e-bike numbers are now approaching levels in which adequate safety data are able to be collected.Research on e-bikes is still in its infancy.As e-bike usage continues to grow,so too will theneed for further research,in order to provide the necessary data to inform policy-makers and industry.

urban transportation;E-bikes;review;travel behaviour;health;environment;safety

1672-5328（2016）02-0083-14

U484

A

10.13813/j.cn11-5141/u.2016.0212

2015-07-20

Elliot Fishman(1976—)，男，澳大利亚人，博士，博士后，主要研究方向：可持续交通、自行车交通规划、共享交通(shared transport)、健康城市(healthy cities)。

E-mail:info@sensibletransport.org.au

译者简介：秦维(1987—)，男，重庆人，硕士，助理工程师，主要研究方向：大数据与城市交通。

E-mail:513587449@qq.com

文章来源：Transport Reviews，2016年第36卷第1期72-91页，Taylor&Francis Ltd.(http://www.tandfonline.com)版权所有，文章链接：http://dx.doi.org/10.1080/01441647.2015.1069907

声明作者承诺无潜在利益冲突。