小學校車座椅與安全帶設計研究

張琳竟

摘 要：隨著社會的進步、教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展及人們生活節(jié)奏的加快，幼兒及小學生上、下學乘車需求日益增強，一批批接送學生上下學的運營車輛應運而生。但有些車輛的車況極差、適合學生的設計不完備，駕駛員的基本素質(zhì)低，存在巨大的安全隱患。本文針對小學校車座椅與安全帶的安全性問題，首先分析國內(nèi)外小學校車座椅的使用現(xiàn)狀和設計現(xiàn)狀，提出座椅的安全性在小學校車安全問題中的重要性。其次，從人機工程學的視角分析適合小學生的校車座椅，并分析安全帶部位的設計，從而總結小學校車座椅和安全帶的設計研究。

關鍵詞：小學校車座椅；校車座椅安全帶設計；人機工程學

1 小學生校車座椅設計現(xiàn)狀

（1）國外小學生校車座椅設計現(xiàn)狀。加拿大校車被譽為“世界第一安全校車”，除了其嚴格法規(guī)之外，統(tǒng)一的全國規(guī)范標準從硬件上保障了學生們的安全。加拿大校車給每個座位都配備了安全帶，其次校車的外形看起來很結實，有點像裝甲車。在美國，坐校車的安全系數(shù)是坐私家車和公交車上學的40倍，因為在它的每個座位上都配有三叉安全帶，大校車雖比較安全，但也裝有防撞安全裝置。在韓國，小學校車的座椅一定要符合兒童的體型，只有合理地根據(jù)兒童的體型制定的安全帶，才能做到全面地保護兒童的乘車安全。

（2）國內(nèi)小學生校車座椅設計現(xiàn)狀。在校車事故頻發(fā)的2011年，中國校車受到了來自社會各界前所未有的關注，小學的校車基本都是由一般的客車直接進行接送，有的時候還會出現(xiàn)超載現(xiàn)象。其中絕大部分的座椅沒有經(jīng)過設計修改，用的是按照成人的標準設計的座椅。座椅的尺寸對于小學生來說比較大，小學生坐在座椅中不能完全固定，在行駛過程中會隨著汽車顛簸而受到碰撞；同時，很多小學校車座椅由于是一般客車改造的，不會配備安全帶，沒有安全帶的保護，小學生更是有可能在發(fā)生車禍或是汽車進行急剎車時被慣性摔到車窗、過道、前排座椅背等位置，造成傷害。

2 從人機工程學的視角分析校車座椅設計

（1）校車座椅的空間設計。首先應優(yōu)先考慮實際需求，小學生在校車座椅上并不需要像成年人一樣的大范圍的活動空間，因為小學生身型還未發(fā)育成熟，其次座椅空間太大也會使兒童在遭遇車禍時被甩離座椅，所以座椅只需要剛好貼合小學生身型，包覆著兒童會更加安全。

（2）校車座椅的使用設計。在校車座椅設計中的人機問題就是將系統(tǒng)中與小學生直接相關的部件設計成便于更有效地使用，從小學生的安全、健康、舒適出發(fā)，提出環(huán)境控制和安全保護裝置的設計要求。根據(jù)國家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心參考美國汽車安全法規(guī)FMVSS222中關于校車乘員座椅小學校車座椅安全方面做出有關于小學校車座椅尺寸參數(shù)的調(diào)查，美國校車座椅的椅背高度為595mm，法律規(guī)定使用安全帶就必須用711mm的高椅背，座椅靠背的高度應考慮在緊急剎車及追尾事故中對勁椎的保護，在使用安全帶時更應該注意跟椅背的配合，照顧到個子較高的學生。所以標準的小學座椅椅背的高度不可以小于710mm。在校車座椅設計中要受到小學生人體尺寸的約束，因為小學生的尺寸是隨時間在變化，所以設計時需要根據(jù)數(shù)據(jù)測量的時間來不斷改進，盡可能使用近期測到的數(shù)據(jù)，并對于這些變化的數(shù)據(jù)要選擇有效的設計方案來減少座椅使用中的弊端。

（3）校車座椅的安全設計。在校車座椅的設計中，安全是一個最主要的性能，安全性可以分為主動安全性和被動安全性，主動安全性是座椅本身的材質(zhì)在危險情況下能保持座椅的穩(wěn)定性，座椅的強度就是其中首要的內(nèi)容。在校車行駛中，座椅需要承受許多復雜的負荷，只有足夠的強度，才能將車禍發(fā)生時產(chǎn)生的損傷降到最小，因為使用者是小學生，自身的骨骼發(fā)育未完全，在車禍中受到的傷害更大，所以座椅的設計更需要質(zhì)量的保證。被動安全性一般都指安全帶、頭枕，在發(fā)生無法避免的車禍時，可以保護小學生免受重傷甚至死亡。在座椅強度不足時，頭枕就可以起到重要的保護作用，同時在追尾總成兒童頸部后傾時可以減輕頸椎可能受到的傷害。

根據(jù)以上三個問題的研究，在充足的校車座椅空間內(nèi)保證小學生的安全問題成為設計座椅的重點，不僅是座椅的形態(tài)、材質(zhì)需要精挑細選，與之相關的配套設備同樣需要設計。其中重要的一個設計就是安全帶，接下來以研究以對碰撞最有效的被動防護方法之一的安全帶的設計研究為例，闡明座椅安全的防護作用。

3 小學校車座椅安全帶設計分析

（1）二點式安全帶設計。小學座椅選擇的安全帶基本由二點式的安全帶為主，其實又分為腰帶和肩帶，腰帶以兩個固定連接點位于座椅的下方，通過織帶在腰部的約束時發(fā)生碰撞的時候重心不會前移，這是最先發(fā)展的一種形式。雖保證了小學生的安全，但是頭部及上軀體會向前移動，容易造成頭部傷害。

（2）三點式安全帶設計。三點式安全帶使用的是腰與肩連續(xù)帶的方式，它既可以限制腰部又限制胸肩的運動，由三個固定連接點，一個在車身側圍立柱上，另外兩個在座椅的下方。因為這樣的組合形式綜合了肩帶和腰帶的優(yōu)點，所以實用性高，但也有無法顧及的方面，車輛發(fā)生后碰的時候就不能起到作用。

（3）四點式安全帶設計。最后的一種形式是四點式安全帶，是其中最為適合小學生的安全帶。這種全背帶式的安全帶同樣是既限制胸肩運動又限制腰部的組合安全帶，兩個位于座椅下方的固定連接點和兩個位于座椅后方的連接點，最符合保護小學生安全的保護形勢，雖然其系帶與脫出不方便，實用性并不是很高，但保護性最高。

4 結論

在中國，小學校車已經(jīng)逐漸成為影響小學生生活的一大因素，因為其使用、設計現(xiàn)狀不合理，保護設施的不完善，還有未按照小學生的身體狀況來進行數(shù)據(jù)測量，導致校車座椅上的安全帶被棄用或是形同虛設。國內(nèi)座椅的尺寸對于小學生來說比較大，小學生坐在座椅中不能完全固定，在行駛過程中會隨著汽車顛簸而受到碰撞；很多小學校車座椅由于是一般客車改造的，不會配備安全帶；有些雖然配備安全帶，但是由于未按照小學生的身體比例進行調(diào)整，同樣起不到保護小學生安全的作用。相比之下國外對于小學校車座椅的設計就顯得人性化許多，更多地注重小學生身體的現(xiàn)狀，配以相適應的設計，減去復雜或無用的設施。同樣在校車座椅的設計中，安全帶也是其中重要的部分，很多形式的安全帶并不是十分適合小學生的生理需求，其中二點式的安全帶就由于帶體保護的位置位于腰部，不能控制上半身的運動，沒有起到保護作用；三點式雖有保護到上半身，但因為要經(jīng)常調(diào)節(jié)肩部的帶體；四點式安全帶是最符合小學生心理的設計，像書包一樣的肩帶，很好地控制住上半身，腰部的帶體控制下半身，使學生在收到碰撞時不會偏離座椅，能有效地保護安全。只有將校車座椅和安全帶隨著小學生的生理變化來做出適當?shù)恼{(diào)整，才能滿足其安全性與舒適性。

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