動(dòng)車(chē)組座椅配置安全帶的可行性研究

李永峰

摘 要：旅客在出行過(guò)程中，所乘坐交通工具的安全性切實(shí)關(guān)系到旅客的人身安全，而安全帶能夠?yàn)槁每吞峁┍匾陌踩Ｕ?，無(wú)論是汽車(chē)還是飛機(jī)等日常的交通工具其座椅上都配備了安全帶，而高鐵上卻沒(méi)有設(shè)置安全帶。文章通過(guò)結(jié)合動(dòng)車(chē)組設(shè)計(jì)參數(shù)、座椅性能，及多年來(lái)對(duì)動(dòng)車(chē)組運(yùn)營(yíng)、跟蹤等方面的經(jīng)驗(yàn)及數(shù)據(jù)，對(duì)動(dòng)車(chē)組是否需要設(shè)置安全帶的問(wèn)題進(jìn)行了分析，為不同場(chǎng)合安全帶的設(shè)置提供借鑒。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車(chē)組；座椅安全性；安全帶

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）14-0050-02

1 安全帶的分類(lèi)

安全帶作為交通工具在行駛過(guò)程中保護(hù)駕乘人員的防護(hù)裝置，主要分為兩點(diǎn)式安全帶、三點(diǎn)式安全帶及四點(diǎn)式安全帶，如圖1、圖2和圖3所示。

兩點(diǎn)式安全帶主要應(yīng)用在飛機(jī)及大型客車(chē)上；三點(diǎn)式安全帶主要應(yīng)用于中、小型汽車(chē)上；四點(diǎn)式安全帶主要用于賽車(chē)上，其系法比較復(fù)雜，對(duì)乘客束縛較大。

2 安全帶的應(yīng)用

安全帶廣泛被用于飛機(jī)和汽車(chē)等交通工具上。

在乘坐飛機(jī)時(shí)，要求在起飛、降落及飛行顛簸過(guò)程中系緊安全帶，這是因?yàn)轱w機(jī)的起飛、降落以及飛行顛簸都有很大的速度變化，乘客由于慣性的作用，很容易前傾而受到傷害；據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)起飛和降落占總飛行時(shí)間的6%，但事故幾率卻高達(dá)68.3%，因此在飛機(jī)起飛和降落時(shí)必須系好安裝帶。

汽車(chē)在行駛時(shí)存在速度變化的不確定性以及行駛方向的不確定性，在行駛過(guò)程中隨時(shí)都有發(fā)生速度變化以及碰撞的可能性；我國(guó)汽車(chē)保有量占世界的3%，但交通事故死亡人數(shù)卻占世界的16%，不系安全帶是其主要原因，因此要求汽車(chē)乘客全程系好安全帶。

目前國(guó)內(nèi)外高速動(dòng)車(chē)組乘客座椅均未配置安全帶。

3 動(dòng)車(chē)組座椅配置安全帶可行性分析

3.1 動(dòng)車(chē)組運(yùn)行平穩(wěn)性分析

動(dòng)車(chē)組采用了先進(jìn)的高速列車(chē)制動(dòng)技術(shù)，在舒適度、制動(dòng)距離和系統(tǒng)可靠性上都有了很大的提高，其平均加速度（0→200 km/h）為0.30 m/s2，緊急制動(dòng)瞬時(shí)減速度≤1.35 m/s2，制動(dòng)過(guò)程為一個(gè)連續(xù)快速減速的過(guò)程，是一條光滑的勻速下降曲線，不會(huì)出現(xiàn)驟然停頓或突然加力的情況，乘客不會(huì)因此受到影響；此外，動(dòng)車(chē)組座椅造型符合人體曲線，乘客坐上去之后，扶手、靠背形成一個(gè)安全環(huán)繞系統(tǒng)，將旅客安全地“擁”在座位之中，即使在緊急制動(dòng)的情況下，旅客也不會(huì)有太多前傾的感覺(jué)。

3.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析

國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有相關(guān)乘客乘坐座椅時(shí)安全性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，GM/RT 2100 《鐵路車(chē)輛的結(jié)構(gòu)要求》（英國(guó)）及APTA SS-C&S

-016-99 《客運(yùn)軌道車(chē)廂乘客座位標(biāo)準(zhǔn)》（美國(guó)）中均對(duì)乘客乘坐座椅時(shí)安全性進(jìn)行了規(guī)定，主要規(guī)定了在不配置安全帶的緊急情況下，對(duì)乘客乘坐座椅時(shí)可能的頭部傷害、頸部傷害、上胸傷害、腹部傷害、腿部傷害、頸部旋轉(zhuǎn)和生存空間進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)座椅本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也有相關(guān)要求。該標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為在座椅不配置安全帶的情況下滿足其要求，在緊急情況下可以保證乘客安全。

通過(guò)仿真計(jì)算可知，目前動(dòng)車(chē)組座椅基本滿足其對(duì)乘客乘坐安全性的要求。加載條件如圖4所示，仿真模型人如圖5所示，體模型上頸部軸向力如圖6所示。

3.3 動(dòng)車(chē)組運(yùn)行緊急情況分析

動(dòng)車(chē)組運(yùn)行緊急情況主要包括碰撞和線路救援，假設(shè)8編組動(dòng)車(chē)組撞擊速度為36 km/h（依據(jù)EN 15227標(biāo)準(zhǔn)），車(chē)體碰撞產(chǎn)生的加速度最大大約在16 g左右，此時(shí)座椅如果配置兩點(diǎn)式安全帶，對(duì)于乘客的約束集中在腰臀部位，恰好構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)軸心，頭部向前俯沖撞向座椅的力量，足以令頸部折斷；當(dāng)選擇三點(diǎn)式安全帶時(shí)，雖然此前兩點(diǎn)式安全帶的固定問(wèn)題得以解決，但座椅靠背本身強(qiáng)度不足以承受三點(diǎn)式安全帶所帶來(lái)的載荷，二者無(wú)法結(jié)合使用，因此在碰撞時(shí)建議不要使用安全帶。

動(dòng)車(chē)組在線路被救援時(shí)，產(chǎn)生的加速度較小，座椅不需配置安全帶。

3.4 安全帶使用管理情況分析

動(dòng)車(chē)組運(yùn)營(yíng)模式與飛機(jī)及汽車(chē)有較大差別，其定員多、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、服務(wù)人員相對(duì)較少以及可能存在超員情況的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，對(duì)動(dòng)車(chē)組座椅配置安全帶可行性有較大限制。

由于動(dòng)車(chē)組運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間使用安全帶束縛身體，對(duì)乘客乘坐舒適度有較大影響，乘客也可能不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間使用安全帶；同時(shí)動(dòng)車(chē)組定員多，服務(wù)人員相對(duì)較少，難以像飛機(jī)乘務(wù)人員一樣對(duì)乘客安全帶使用情況進(jìn)行逐一確認(rèn)。

如果動(dòng)車(chē)組座椅配置安全帶，將不允許有超員情況發(fā)生，因?yàn)槿羰菑?qiáng)制每一位乘客都系上安全帶的話，那么意味著超員乘客只能被阻擋在車(chē)廂之外。

3.5 動(dòng)車(chē)組座椅配置安全帶工程化實(shí)施分析

目前動(dòng)車(chē)組座椅均未配置安全帶，已經(jīng)在運(yùn)營(yíng)的動(dòng)車(chē)組座椅如需配置安全帶，需將座椅返回座椅制造廠家進(jìn)行加改，具體需要對(duì)側(cè)扶手安裝板、中央支架及座椅腿重新進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)并增加連接件，同時(shí)坐墊需要重新制作。

4 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)上述分析，動(dòng)車(chē)組運(yùn)行平穩(wěn)，正常運(yùn)行時(shí)乘客不需使用安帶，當(dāng)動(dòng)車(chē)組發(fā)生碰撞這種小概率、不可預(yù)見(jiàn)性事件時(shí)，乘客不適合使用安全帶，采用滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的座椅，完全可以給乘客基本的安全保證，同時(shí)如果動(dòng)車(chē)組座椅配置安全帶，將給目前的運(yùn)營(yíng)組織增加困難，因此，不建議動(dòng)車(chē)組座椅配置安全帶。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧學(xué)暉.動(dòng)車(chē)組碰撞過(guò)程中座椅被動(dòng)安全性分析[J].大連交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，（6）.