高源潔 姜霄 楊琰

摘要：解決自行車在夜晚事故率較高的問題，保障夜間自行車出行者的安全。經(jīng)調(diào)查、分析，總結(jié)歸納出社會大背景、人們戶外騎行情境、周邊環(huán)境和存在安全隱患的原因，結(jié)合產(chǎn)品材料、加工工藝等因素對其外形、功能、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。設(shè)計(jì)一款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自行車夜間轉(zhuǎn)向燈，保障交通出行安全。該自行車轉(zhuǎn)向燈可為夜間行駛的自行車提供照明與轉(zhuǎn)向提示，使其他車輛明確其行駛方向，以提高夜間出行的安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞：自行車 轉(zhuǎn)向燈 夜間 事故

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2020）02-0120-02

引言

隨著低碳環(huán)保主義的興起，越來越多的人選擇騎車出行。目前，夜晚騎行安全問題還未得到解決，這不僅會給來往車輛帶來不便，也會帶來安全隱患。文中針對自行車轉(zhuǎn)向以及夜晚騎行問題，設(shè)計(jì)了自行車夜間轉(zhuǎn)向燈，以提高騎行安全性，在保障社會道路安全的同時(shí)增強(qiáng)全民交通安全意識。

一、設(shè)計(jì)背景

（一）社會環(huán)保意識的提升：我國“十二五”規(guī)劃綱要指出，“倡導(dǎo)文明、節(jié)約、綠色、低碳消費(fèi)理念，推動形成與我國國情相適應(yīng)的綠色生活方式和消費(fèi)模式。”[1]，在此背景下，單車行業(yè)掀起一股全面新熱潮，上班下班、休閑娛樂、“最后一公里”，自行車成為現(xiàn)代新興出行方式。據(jù)自行車市場分析調(diào)查報(bào)告不完全統(tǒng)計(jì)，78%的中國家庭擁有自行車，中國擁有自行車的總數(shù)達(dá)4.5億輛。[2]近年來，隨著共享單車行業(yè)的發(fā)展，自行車大量進(jìn)入我國大中城市，在我國已有龐大自行車數(shù)量的基礎(chǔ)上，自行車的數(shù)量又有了明顯增長。

（二）騎行健身的流行：如圖1，2015年，我國運(yùn)動騎行人數(shù)僅為408萬，在2017年已達(dá)1500萬，僅僅兩年我國騎行人口就有著爆發(fā)式的增長[3]。隨著我國人民健身意識的進(jìn)一步提升，越來越多的人們加入騎行的隊(duì)伍中，我國騎行趨勢還有著極大的增長空間。人們選擇騎單車，也不僅是因?yàn)槠浞奖憧旖荩菍⒐蚕韱诬嚳醋饕环N健康的出行方式，在出行過程中運(yùn)動健身，強(qiáng)身健體，在全國也是掀起了全民健身健體熱潮[4]。

二、設(shè)計(jì)自行車轉(zhuǎn)向燈的必要性

（一）設(shè)計(jì)自行車轉(zhuǎn)向燈的必要性夜間發(fā)生安全事故的比例大，危險(xiǎn)系數(shù)高：夜晚的交通量約為白天交通量的10%～30%，但是46%～54%的事故發(fā)生在夜晚，夜間交通事故導(dǎo)致的死亡人數(shù)更多，約占交通事故死亡總數(shù)近六成[5]。在夜間，光照和環(huán)境具有不確定因素，自行車可視度較低。再加上汽車處于運(yùn)動狀態(tài)，駕駛員在行車過程中視力會有所降低，車輛識別反應(yīng)過程變長[6]，更是增加了危險(xiǎn)因素。在夜間環(huán)境下，發(fā)生交通事故的概率和致死率較白天有明顯升高。

（二）轉(zhuǎn)彎及夜間自行車的交通事故率高：我國部分地區(qū)有非機(jī)動車道，自行車與電動車在其中行駛，音盼地區(qū)道路是混合交通，機(jī)動車與非機(jī)動車在同一條道路上行駛，車況復(fù)雜，突然轉(zhuǎn)彎、夜間行駛問題及轉(zhuǎn)向無明顯提示的現(xiàn)象非常多，大大提升了自行車的交通事故率。作為易受傷害的道路使用者，行人和自行車騎車人在中國混合道路交通環(huán)境下承受很高的死亡風(fēng)險(xiǎn)[7]。

自行車事故的表現(xiàn)有如下特點(diǎn)：1.轉(zhuǎn)彎事故多。非機(jī)動車道，直行、轉(zhuǎn)彎車輛共同行駛，不像機(jī)動車道會有左右轉(zhuǎn)車道，由于騎自行車的人出行的目的地不同，所以在交叉路口易發(fā)生碰撞。2.自行車超車事故多。自行車行駛較慢，與電動車同時(shí)行駛，速度快慢不一，常有超車情況，易發(fā)生交通事故。3.自行車突然轉(zhuǎn)向。當(dāng)單車橫向穿越道路或左轉(zhuǎn)穿越道路時(shí)，其行車軌跡與汽車的行駛軌跡交叉，汽車駕駛員無法及時(shí)判斷單車騎行方向，從而引起交通事故。4.夜間易發(fā)自行車事故。由于自行車夜間行車沒有照明裝置，車輛交會前不易發(fā)現(xiàn)目標(biāo)而發(fā)生事故。

（三）現(xiàn)有保護(hù)措施不完善：自行車的保護(hù)裝置只有剎車與反光板，剎車是日常生活中減速的裝置。反光板僅有光源的時(shí)候，才能夠?qū)⒐饩€按原來方向照射回原路徑，僅對于機(jī)動車和部分非機(jī)動車起到提示作用，且有一定局限性，反光板對于突然變道，轉(zhuǎn)向等動態(tài)趨向無法進(jìn)行警告提示作用。

（四）自行車駕駛員安全意識較弱：自行車駕駛者安全意識較弱。汽車駕駛需要通過審核和駕駛證考取，騎自行車沒有相關(guān)培訓(xùn)和證件要求，與經(jīng)過統(tǒng)一培訓(xùn)的機(jī)動車駕駛員相比，自行車駕駛者的安全意識相對較弱。

三、設(shè)計(jì)思維與解決方案

我們將自行車燈分為判斷裝置、發(fā)光裝置與供電裝置，對各部分進(jìn)行多種方案的對比與甄選。

（一）設(shè)計(jì)思路，如表1

方案提出與分析：

通過表1對以上方案的對比，最終將陀螺儀、激光燈、充電電池結(jié)合為可拆卸的一個(gè)整體，以達(dá)到操作簡單，警示作用強(qiáng)的目的。

（二）設(shè)計(jì)原理。自行車轉(zhuǎn)向車燈分為兩個(gè)部分，下半部分為發(fā)光裝置，固定在自行車的前杠上，與整個(gè)車體保持相對靜止?fàn)顟B(tài)，負(fù)責(zé)供電與發(fā)光;上半部分為檢測裝置，安裝在自行車的立管上，隨著車把的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，其內(nèi)部具有電子陀螺儀，可檢測車把的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，當(dāng)車把轉(zhuǎn)動時(shí)，將電信號傳遞到與車身保持相對靜止的發(fā)光裝置內(nèi)，電信號將改變激光燈的相應(yīng)方向投射方式，形成明顯圖形，達(dá)到警示作用，如圖2所示。

自行車燈的判斷過程如圖3。直行時(shí)，自行車打地面投射圖形為“‖”形，自行車向左轉(zhuǎn)向時(shí)，左側(cè)燈光進(jìn)行變化，投影圖形由“‖”形變?yōu)椤?|”形，自行車向右轉(zhuǎn)向時(shí)，右側(cè)燈光進(jìn)行變化，投射圖形由“‖”形變?yōu)椤皘>”形，每次轉(zhuǎn)彎結(jié)束后，地面投射圖形變回為“‖”形。后方車輛可在第一時(shí)間內(nèi)，觀測到前方自行車行駛狀態(tài)，以在最快時(shí)間內(nèi)做出相應(yīng)應(yīng)對措施。

（三）設(shè)計(jì)方案：自行車燈的造型（圖4）采用簡約的流線型設(shè)計(jì)風(fēng)格，中間部分采用硅膠材料，如圖5，用戶可根據(jù)車身大小自主改變固定部分的松緊，將車燈安裝在圖6中①位置，使得車燈與車體完美融合。車燈簡約小巧，在騎行及使用過程中，絲毫不會影響用戶騎車的操作感及體驗(yàn)感，簡約貼合的外觀更加能夠體現(xiàn)出自行車的輕巧與便捷，如圖7，讓自行車充滿時(shí)尚感與科技感。

自行車燈的上半部分（檢測裝置）內(nèi)部設(shè)有電子陀螺儀，下半部分（供電及發(fā)光裝置）設(shè)有左右兩個(gè)小型激光燈（圖s）及外置式電池。在電池沒電時(shí)，用戶只需將置于外部的電池取下，進(jìn)行充電后放回，即可繼續(xù)使用。硅膠材質(zhì)環(huán)保輕便，也使得自行車燈在方便安裝及拆卸的同時(shí)，延長了車燈的使用壽命。相比將車燈直接固定在自行車把手上的方式，在產(chǎn)品中加入陀螺儀大大提高了產(chǎn)品對自行車行駛時(shí)拐彎的角動量變化判斷精確度，而可拆卸的充電電池與普通電池相比不僅更加環(huán)保也節(jié)約了用戶的后期投入?？勺兓募す馍錈羟宄貙⒆孕熊囆旭傔^程的變化以圖案的方式投射在地面上，當(dāng)用戶在騎行過程中突然轉(zhuǎn)向時(shí)，可以達(dá)到警示其他自行車及機(jī)動車的作用。

結(jié)語

由于自行車市場的擴(kuò)張和現(xiàn)代出行新趨勢，加上群眾安全意識較弱和基礎(chǔ)建設(shè)不完善等原因，自行車在夜間出行安全系數(shù)較弱。自行車轉(zhuǎn)向燈能在夜間提供安全保障，具有較好的應(yīng)用前景，相信在不久的未來能夠更好地為人們服務(wù)，為自行車出行保駕護(hù)航。

基金項(xiàng)目：嘉興學(xué)院2018年度大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（SRT）論文。

參考文獻(xiàn)

[1]國務(wù)院.中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要[J].民主，2011（07）：37.

[2]朱萍，朱亞成，董雨薇，謝紅林，李荔，錢琪.2017-2018中國共享單車發(fā)展報(bào)告[J].中國商論，2017（31）：143-147.

[3]雨辰.2017中國騎行運(yùn)動大數(shù)據(jù)報(bào)告[J].中國自行車，2018，07：90-92.

[4]一鳴，唐林濤.談工業(yè)設(shè)寶構(gòu)自行車產(chǎn)業(yè)升級一一以助力單車產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例[J].設(shè)計(jì)，2018，01：88-89.

[5]周一鳴，毛恩榮.車輛人機(jī)工程學(xué)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1999.

[6]郁佳文，王宏雁.夜間汽車-自行車事故的原因分析與防范措施[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2009（06）：31-33.

[7]聶進(jìn)，李桂兵，楊濟(jì)匡.車輛-行人/自行車騎車人事故死亡風(fēng)險(xiǎn)和頭部動力學(xué)響應(yīng)對比研究[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，41（02）：64-72.