雙掛汽車列車運行安全性能分析

周文輝

摘 要 ：雙掛汽車列車運輸是一種創新的模塊化運輸方式，具有高效節能等優點，在歐美澳等地廣人稀國家有了一定的探索應用。隨著我國道路運輸行業的逐漸轉型升級和高質量發展，國內一些地方和機構也開始討論和探索引入該種運輸車型及其運輸方式。值得注意的是，該種車型總長度較長、總重量較大，再加上運輸模塊增多，導致其在車輛安全性能和交通安全特征方面，均與傳統車輛有較大差異。本文通過交通安全和車輛安全基本理論分析，以及國內外對比研究的基礎上，系統地梳理了雙掛汽車列車在車輛安全和交通安全方面的特征，歸納了國外在使用和研究中的主要經驗和結論，以期能夠為國內開展相關研究提供借鑒。也希望本文論述中所使用的方法，能夠為國內特型機動車車輛安全和通行安全分析提供參考。

關鍵詞：雙掛汽車列車；汽車列車；模塊化運輸；運行安全

1國外主要車型

為了提高載貨汽車單次貨物運輸量，部分國家在原有單掛汽車列車基礎上增加了一個掛車，從而衍生了雙掛汽車列車。雙掛汽車列車一般是由一輛貨車和一輛掛車或者由一輛牽引車和兩輛掛車組成的汽車列車。早期雙掛汽車列車的結構形式、外廓尺寸和質量多樣。在歐洲，該種類型的運輸被稱為歐洲模塊化系統EMS（European Modular System），最早發端于上世紀80年代的歐洲斯堪的納維亞半島。目前，歐洲雙掛汽車列車逐步趨向標準化，以實現組合汽車的耦合和分離，其中，模塊化雙掛汽車列車是主要形式。模塊化雙掛汽車列車主要使用長度7.82m的短單元和13.6m的長單元，通過不同的組合方式組成，掛車總長度為7.82m和13.6m模塊長度的倍數。總長25.25m、總質量60t的模塊化雙掛汽車列車主要在荷蘭、丹麥、芬蘭、挪威、瑞典等北歐國家得到了廣泛的應用，其結構形式主要有以下四類[1]（見圖1）：

2國外主要應用情況

2.1應用概況

雙掛汽車列車目前已在歐洲、美國、澳大利亞、加拿大、南非等地區和國家得到了一定的運用，但數量較少，不是主流的道路運輸方式[2]。根據公開資料搜索，截至2014年的主要應用情況如下表：

2.2駕駛人的特殊要求

由于雙掛汽車列車總長和總質量的增加，因此對駕駛人提出了更高的要求。荷蘭政府要求雙掛汽車列車駕駛人必須具有專門的CCV證書。CCV是荷蘭一個測試并授權專職駕駛人的機構。為了獲得該證書，駕駛人必須通過為期一至兩天的綜合理論和實踐考試。考試的主要內容包括：考察車輛及相關條例的掌握情況、參與交通時的應變能力、節能環保的駕駛方式、車輛操作技能等。在考試之前，準駕駛人需要進行由特殊認證導師指導的實踐培訓。除了強制性的駕駛證外，雙掛汽車列車駕駛人還需要滿足兩個附加條件，其一是駕駛人應具有五年以上駕駛貨車的駕駛經驗，其二是在最初的三年里，駕駛人不能有丟失駕照或者因為不當行為或重罪被吊銷駕照的情況發生。

3國外雙掛汽車列車安全性能研究結論[1]

3.1制動性能

歐洲國家的研究結果表明，質量越大的汽車制動距離越長。雙掛汽車列車雖然總質量增加，但是軸數增加、軸荷下降，因此制動性能可能不變甚至有所提高。為了進一步提高雙掛汽車列車的行車制動性能和制動協調時間，國外汽車制造企業通常在貨車上安裝電子制動控制系統（EBS）。

3.2操縱穩定性

車輛的操縱穩定性對于道路交通安全十分重要。在快速轉向操作、換道行駛和濕滑路面上行駛時，高質量的操縱穩定性顯得尤為重要。車輛操縱穩定性的影響因素主要有車輛的外廓尺寸、軸距、載荷分配和主銷到后軸之間的距離等。沃爾沃公司針對9種不同結構形式的雙掛汽車列車操縱穩定性進行了試驗，依照ISO14791標準通過“后部放大系數（RA）”評定雙掛汽車列車的操縱穩定性。后部放大系數（RA）是指在換道或急速轉向操作時，最后的拖車質心相對牽引單元的側向加速度的峰值。

3.3轉向通過性

由于雙掛汽車列車總長度增加，因此轉向通過性能有所下降，轉彎行駛時需要更寬的空間。根據歐盟《歐盟理事會關于在國家和國家交通運輸方面為共同體內流通的某些道路車輛制定最大核準尺寸，以及國際交通運輸方面的最大核準噸位的指令》（96/53/EC），所有的機動車和汽車列車必須能夠在一個外半徑12.5m和內半徑5.3m的通道圓環內轉向行駛，對應于一個寬7.2m的轉向通道。由于瑞典的25.25m長雙掛汽車列車尺寸較大，無法滿足歐盟標準。考慮到25.25m長雙掛汽車列車需要更大的轉向通道，因此瑞典當局制定了本國標準，要求雙掛汽車列車必須能夠在一個外半徑12.0m和一個內半徑2.0m的軌跡通道圓內順利轉向行駛，轉向通道寬度為10m。

4國外雙掛汽車列車交通安全研究結論[1]

4.1事故統計數據

丹麥在試驗雙掛汽車列車階段的事故統計情況如下：

4.2組合汽車列車通過交叉路口時間

由于組合汽車列車較長、總質量大、動力性有限，因此通過交叉路口所需要的時間較長，同時可能占用一個以上車道，這將嚴重影響道路的通行能力和交通流量。丹麥交通管理部門對組合汽車列車通過交叉路口時對交通流和路網通行能力的影響程度進行了研究，結論為組合汽車列車通過交叉路口（直行、左轉、右轉）的時間略長于半掛車。

4.3車輛長度對換道和超車事故的影響

瑞典的研究表明，普通貨車超車時間約為4.3秒，汽車列車約為4.5秒。另外，根據計算，普通貨車在狹窄道路上換道縮短時間比汽車列車減少約為6%。荷蘭交通與環境部在2011年組織分析了20余起涉及本國雙掛汽車列車的事故，發現換道和超車行為導致的事故比例遠遠高于其他類型的事故。如圖3所示，小汽車在超越雙掛汽車列車時，發生碰撞，隨后小汽車側滑掉頭，與對向紅色小汽車二次碰撞，造成財產受損的事故。在分析事故后，給出的與雙掛汽車列車相關的事故原因有：第一，雙掛汽車列車車身較長，超出了其他車輛的認知，進而引發其他車輛的超車換道行為；第二，雙掛汽車列車速度較慢，引發其他車輛的超車換道行為；第三，雙掛汽車列車間接視野較差，未能及時注意到其他車輛的超車行為，進而未能采取有效的減速讓行等措施[3]。

5雙掛汽車列車安全性研究建議

雙掛汽車列車由牽引車和2輛半掛車組成，目前在使用中，與《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》第五十六條規定“載貨汽車、半掛牽引車、拖拉機只允許牽引1輛掛車”規定不符。另外，國家標準《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質量限制》（GB 1589-2016）規定汽車列車最大允許總質量限值為49t，鉸接列車最大外廓長度為17.1m。雙掛汽車列車總質量、總外廓長度指標有可能會超出現有標準規定。

除了上述法規標準和符合性外，在必要時，建議從以下幾個方面進一步研究雙掛汽車列車的安全性。

5.1通過性

車輛總數和總長度增加后，列車轉彎半徑變小，內輪差增大，彎道行駛的安全隱患增加，因此有必要研究其通過性。另一方面，GB 1589規定汽車和汽車列車必須在同一個車輛通道圓內通過，車輛通道圓的外圓直徑為25.00m，車輛通道圓的內圓直徑為10.60m，通道寬度為14.40m。轉向通道寬度除了與軸距、鉸接點位置和數量以及曲率半徑等雙掛汽車列車參數和類型有關外，還與車輛的轉彎類型有關。雙掛汽車列車轉向通過性對我國標準的適應性需要進一步試驗研究。

5.2制動協調性和匹配性

目前我國鉸接列車前后車制動力不匹配、制動時間不協調等問題突出，制動折疊現象時有發生，若再增加一輛半掛車，制動協調性和匹配性問題不確定性會進一步增加。安裝電子制動控制系統（EBS）在我國的應用還不成熟，也缺乏相應標準，其應用后的效能也缺乏評估。以上均需要進一步研究論證。

5.3間接視野會降低

隨著車輛數和總長度增加，間接視野會降低，具有一定安全隱患。

5.4行駛穩定性降低

隨著車輛數和總長度增加，車輛行駛過程中，尾部放大系數會變大，后部“擺動”現象會更加明顯，在高速、變道等情況下，安全風險更加突出。

5.5動力性情況不明

雙掛汽車列車試點列車動力性一般較低，需要研究其動力性對爬坡能力、超車能力，以及車流中的運行速度的具體影響。

5.6變道和超車時的安全風險

我國主干道貨車較多，貨車質量層次不齊，速度離散性較大，普通貨車超越試點汽車列車時的安全風險不容忽視。雙掛汽車列車車身較長，其長度帶來的行車安全風險也需要進一步研究。

5.7路口事故風險

雙掛汽車列車車長較長，通過路口（左轉、右轉、直行）時間較長，轉彎時內輪差也較大，導致路口沖突增多，風險增大。

參考文獻

[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.