大型游樂設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)研究*
——以乘客安全限界空間為例

文/ 趙俊杰 歐陽惠卿 范曉春 高 祥

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民群眾對美好生活的需求與日俱增，對品質(zhì)化的需求持續(xù)提升，國內(nèi)文化旅游市場的需求和供給端都呈現(xiàn)出了多元化和升級換代加速的趨勢。在這一發(fā)展態(tài)勢下，主題公園產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，已經(jīng)建成投入運(yùn)營的有上海迪士尼樂園、上海海昌海洋公園和北京環(huán)球影城等，正在建設(shè)中的有上海樂高樂園等。這些主題公園選用的游樂設(shè)施既有北美、歐洲、日本設(shè)計制造的進(jìn)口設(shè)備，也有國內(nèi)本土企業(yè)設(shè)計制造的自主產(chǎn)品。不同的國家設(shè)計要求不同，產(chǎn)品在運(yùn)營、維護(hù)、改造過程中需要面對不同的標(biāo)準(zhǔn)，往往給主題公園的設(shè)計造成很大困擾。

本文針對中美游樂設(shè)施安全標(biāo)準(zhǔn)的差異，重點(diǎn)對乘客安全限界空間的重大差別進(jìn)行研究，搜集、分析中美標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)條款的背景、來源和各自的優(yōu)勢與局限性，為進(jìn)一步促進(jìn)中美游樂設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同提供支撐。

一、我國游樂設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系中關(guān)于游樂安全空間的規(guī)定

1. 《大型游樂設(shè)施安全規(guī)范》（GB 8408-2018）

GB 8408-2018是我國游樂設(shè)施安全技術(shù)的核心標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)第6.8 章定義了游客與運(yùn)動設(shè)備之間的安全問題，規(guī)定了游樂設(shè)施在設(shè)計時需考慮的游客安全距離，主要防范設(shè)備運(yùn)動時乘客與物體接觸的風(fēng)險。

該標(biāo)準(zhǔn)對乘客安全限界空間的相關(guān)要求如下：

① 邊運(yùn)行、邊上下乘客的游樂設(shè)施，乘客部分的進(jìn)出口不應(yīng)高出站臺300 mm。

② 凡乘客身體可伸到座艙以外的游樂設(shè)施，應(yīng)設(shè)有防止乘客在運(yùn)行中與周圍障礙物相碰撞的安全裝置，或留出≥500 mm 的安全距離。當(dāng)全程或局部運(yùn)行速度在某處≤1 m/s 時，其安全距離可適當(dāng)減少，但不應(yīng)＜300 mm。

③ 從座位面至上方障礙物的距離應(yīng)≥1 400 mm；專供兒童乘坐的游樂設(shè)施其距離應(yīng)≥1 100 mm。

④ 游樂設(shè)施設(shè)有轉(zhuǎn)動平臺時，為防止乘客的腳部受到傷害，轉(zhuǎn)動平臺與固定部分之間的間隙，水平方向應(yīng)≤30 mm 。若平臺高于站臺面，其垂直方向的間隙應(yīng)適當(dāng)，不應(yīng)對乘客腳部造成危險。

該標(biāo)準(zhǔn)考慮的因素有乘客高度限制、乘載系統(tǒng)的形狀和尺寸、可能接觸的物體與接觸時的相對速度和方向、可能侵占安全區(qū)域的移動設(shè)備或裝置、乘客裝置的位置或方便變化的可能性。

2. 《滑行車類游樂設(shè)施通用技術(shù)條件》（GB/T 18159-2019）

GB/T 18159-2019是適用于滑行車類游樂設(shè)施的分項標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)第5.1.23章節(jié)條款定義了安全包絡(luò)線。

該標(biāo)準(zhǔn)對安全包絡(luò)線的相關(guān)要求如下：

①滑行車類游樂設(shè)施在滑行區(qū)域，當(dāng)車速≥2.5 m/s時，在車輛安全包絡(luò)線范圍內(nèi)不準(zhǔn)許有任何障礙物，并且人體任何部位不能觸碰到車體的行走輪。

② 車輛安全包絡(luò)線是指標(biāo)準(zhǔn)人體在壓杠允許的情況下，身體倚靠在座椅上伸展身體，指尖和腳尖掃過的最大范圍并向外延伸100 mm的空間（見圖1）。其中，標(biāo)準(zhǔn)人體的尺寸對應(yīng)于《中國成年人人體尺寸》（GB/T 10000-1988）百分位數(shù)（P）99的男性人體尺寸?！吨袊赡耆巳梭w尺寸》（ GB/T 10000-2023）將于2024年3月1日起實施。

圖1 安全包絡(luò)線范圍（單位：mm）

3.GB 10000-2023人體尺寸的規(guī)定

相較于GB/T 10000-1988，GB 10000-2023根據(jù)人類工效學(xué)要求提供了新的我國成年人人體尺寸的基礎(chǔ)統(tǒng)計數(shù)值，增加了新的人體功能數(shù)據(jù)等。GB 10000-2023適用于工業(yè)產(chǎn)品、建筑設(shè)計、軍事工業(yè)以及工業(yè)的技術(shù)改造設(shè)備更新和勞動安全防護(hù)等工作空間的設(shè)計技巧功效學(xué)評價等。

GB 10000-2023相關(guān)的人體參數(shù)主要包括身高、體重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長、肩高、坐高、坐姿肩高、坐姿膝高和坐姿下肢長等。

二、美國游樂設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系中關(guān)于游樂安全空間的規(guī)定

1. 《游樂設(shè)備及設(shè)施設(shè)計規(guī)程》（ASTM F2291-23b）

ASTM F2291-23b由美國游樂設(shè)施和設(shè)備委員會（ASTM F24 ）牽頭制定。該標(biāo)準(zhǔn)第6 章節(jié)對游客安全空間提出了要求。該標(biāo)準(zhǔn)對安全空間的要求考慮了游客受傷風(fēng)險因素。

該標(biāo)準(zhǔn)對乘客安全限界空間的相關(guān)要求如下：

① 乘客安全距離為乘客到達(dá)的界限加上 3 inch（76.2 mm）的邊距。設(shè)計者/工程師應(yīng)根據(jù)適當(dāng)?shù)某丝湍Ｐ?、乘客安全距離和顧客收容系統(tǒng)的設(shè)計確定所需的乘客安全距離的形狀和尺寸。最低乘客模型應(yīng)基于P95男性顧客（成人或兒童）的身體特征，基于公認(rèn)和公布的人體測量數(shù)據(jù)，例如《人體物理尺寸》（SAE J833）、“用于技術(shù)設(shè)計的人體測量基礎(chǔ)項目” ISO 7250系列標(biāo)準(zhǔn)或疾病控制中心生長圖表，在此基礎(chǔ)上的額外延伸≥76 mm的距離。

② 直接測量的方法可以用來確定安全包絡(luò)線，安全包絡(luò)線應(yīng)以簡便的形式顯示，并以圖形和數(shù)字方式說明（見圖2 ～ 圖4）。

圖2 乘客安全空間前視圖（坐姿+壓腿式約束）

圖3 乘客安全空間前視圖（坐姿+護(hù)胸壓肩式約束）

圖4 乘客安全空間側(cè)視圖（坐姿+無俯仰側(cè)約束）

2. 美國引用標(biāo)準(zhǔn)《人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)》（ISO 3411：2020）人體尺寸的規(guī)定

ISO 3411：2020為《土方機(jī)械 基本類型 識別和詞匯》（ISO 6165：2022 ）中定義的土方機(jī)械操作員的尺寸提供依據(jù)，并指定操作員外殼內(nèi)的最小正常操作空間包絡(luò)。該標(biāo)準(zhǔn)中的人體尺寸數(shù)據(jù)被ASTM F2291-23b引用，用于計算乘客安全包絡(luò)線。

三、中美標(biāo)準(zhǔn)對比分析

本文對上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了梳理，結(jié)果顯示安全空間的標(biāo)準(zhǔn)要求各有差異。這些差異體現(xiàn)在安全包絡(luò)線和人體尺寸等方面。

1. 安全余量和安全包絡(luò)線

通過對比可以發(fā)現(xiàn)，GB 8408-2018給出的安全包絡(luò)線僅和速度、游樂設(shè)施的開放對象有關(guān)，故針對運(yùn)行速度＞1 m/s的游樂設(shè)施，安全包絡(luò)線是一個固定的范圍。

GB/T 18159-2019和ASTM F2291-23b對于安全包絡(luò)線的定義比較相似，即在乘客正確乘坐的前提下，人體可探達(dá)的邊界再加上一個相應(yīng)的延伸空間，構(gòu)成一個安全包絡(luò)線。值得關(guān)注的是，兩個標(biāo)準(zhǔn)對人體尺寸和延伸空間的數(shù)據(jù)要求并不相同，這也直接導(dǎo)致了同一個游樂設(shè)施在這兩個標(biāo)準(zhǔn)中計算得出的安全包絡(luò)線會有不同。

2. 人體尺寸

GB 8408-2018中并不涉及人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)；GB/T 18159-2019中明確要求了計算包絡(luò)線時參考GB 10000-1989中P99的男性人體尺寸；ASTM F2291-23b中給出了多個可供參考的人體數(shù)據(jù)來源，并且要求參考P95的男性人體尺寸；以GB 10000-2023和ISO 3411：2020（ASTM F2291-23b人體尺寸來源之一）為例，這兩個標(biāo)準(zhǔn)分別代表了我國人體尺寸和歐美人體尺寸，區(qū)別在于ISO 3411：2020的最高P為95，而GB 10000-2023的最高P為99。

3. 安全尺寸考慮因素分析

為了更加直觀地對比這3個標(biāo)準(zhǔn)，本文選取不同方向的空間安全距離進(jìn)行比較（見表1）。

通過計算可以發(fā)現(xiàn)，這3個標(biāo)準(zhǔn)計算出的結(jié)果差異較大，尤其是GB 8408-2018，座艙到周圍障礙物的距離僅有500 mm，存在一定的安全隱患。

GB/T 18159-2019和ASTM F2291-23b也存在一定的差異，其原因可能如下：人體尺寸數(shù)據(jù)的樣本不同，GB10000-2023代表我國的，ISO 3411：2020代表歐美人的；延伸空間的不同，GB/T 18159-2019為100 mm，ASTM F2291-23b為76 mm。由此最終造成了ASTM F2291-23b的安全包絡(luò)線更大。

四、結(jié) 語

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，中美標(biāo)準(zhǔn)雖然存在差異，但也有相似之處。如GB/T 18159-2019和ASTM F2291-23b對動態(tài)包絡(luò)線的定性是一致的，但考慮到中美標(biāo)準(zhǔn)體系和人體體型差異等因素，定量仍有不同。由于GB/T 18159-2019是基于GB10000-1988版的體型尺寸，本研究將針對相關(guān)的差異開展相應(yīng)的試驗分析，得到更加有說服力的試驗參數(shù)，依據(jù)GB10000-2023修訂GB 8408-2018、GB/T 18159-2019中相應(yīng)的安全包絡(luò)線范圍，以進(jìn)一步提高我國游樂設(shè)施乘客安全空間的安全水平。

隨著主題公園產(chǎn)業(yè)不斷走向全球化，相關(guān)的安全條件與要素應(yīng)當(dāng)更加全面、完備，以滿足不同的游客人群，并隨著時代的發(fā)展進(jìn)行更新。