關(guān)于游樂(lè )設施海盜船24座人體束縛裝置的思考

    大型游樂(lè )設施在運營(yíng)過(guò)程中，由于人體束縛 裝置的不可靠導致的事故較多，筆者統計了2010 年以來(lái)國內發(fā)生的游樂(lè )設施事故，有多起跟人體 束縛裝置有關(guān)，一方面是由于中小型制造單位對 B、C級大型游樂(lè )設施的人體束縛裝置重視不夠， 安全分析能力較差，研究不透，設計制造出來(lái)的 裝置安全隱患較多，另一方面運營(yíng)使用單位對其 日常檢查保養不到位，導致功能失效后還在繼續 使用。雖然《游樂(lè )設施安全技術(shù)監察規程（試 行）》和GB8408-2008《游樂(lè )設施安全規范》中 對人體束縛裝置都有相應的要求，但這些都是通 用的要求，我們一定要結合設備的運動(dòng)特點(diǎn)、結 構原理、適應對象，通過(guò)安全分析、安全評估， 優(yōu)化設計，設置合理的人體束縛裝置，確保其可 靠有效。下面通過(guò)一些分析談?wù)勎业囊恍┧伎肌?/span>

1　安全分析
    當游樂(lè )設施運行時(shí)，乘人有可能在乘坐物內 被移動(dòng)、碰撞或者會(huì )被甩出、滑出時(shí)，必須設有 乘人束縛裝置（也用作約束乘人的不當行為）。 對危險性較大的游樂(lè )設施，必要時(shí)應考慮設兩套 獨立的束縛裝置。束縛裝置可采用安全帶、安全 壓杠、擋桿等。
1.1　安全帶
    安全帶常常單獨用于輕微搖擺或升降速度較 慢沒(méi)有翻轉沒(méi)有被甩出危險的游樂(lè )設施上，如我 們常見(jiàn)的自控飛機、轉馬、架空游覽車(chē)等設備， 眾所周知，此類(lèi)設備大部分允許兒童乘客乘坐， 但兒童在乘坐時(shí)，對危險性認知不夠，好多行為 不可控制，比如在乘坐自控飛機時(shí)，雖然操作人 員為兒童系好了安全帶，但運轉過(guò)程中，兒童可 能自行打開(kāi)安全帶鎖扣或無(wú)意識的碰到鎖扣而打 開(kāi)，由于離心力的作用很容易被甩出，雖然作業(yè) 人員可加強現場(chǎng)管理來(lái)提醒游客規避這樣的風(fēng) 險，但其也有麻痹大意的時(shí)候，所以此類(lèi)設備設 計制造時(shí)建議設兒童專(zhuān)座，同時(shí)要求安全帶鎖扣 不宜被兒童打開(kāi)，通過(guò)安全帶本體的可靠性而不 是通過(guò)管理來(lái)規避這樣的風(fēng)險。設計單位在設計 時(shí)還得結合設備的運動(dòng)特點(diǎn)，設置的安全帶不但 約束游客的不安全行為，同時(shí)還要把游客約束在 一定的安全空間內，在變加速度情況下，不至于 使身體跟周邊物體發(fā)生碰撞，導致人員受傷。所 以還得考慮安全帶的結構形式。
    安全帶作為輔助束縛裝置時(shí)，其可靠性既要考 慮到按其獨立起作用設計，同時(shí)也要考慮到鎖扣不 能輕易被打開(kāi)，還能充分的把游客束縛在座位上。
    目前安全帶按照安裝方式和固定點(diǎn)的差異， 大體可分為三種，兩點(diǎn)式、三點(diǎn)式、全背安全 帶，其中兩點(diǎn)式按乘客不同的約束位置可分為腰 帶和肩帶，腰帶只限制乘客的腰部移動(dòng)，肩帶只 限制乘客的上半身移動(dòng)。如下圖1所示。腰帶的 缺點(diǎn)，設備運行過(guò)程中如有沖擊或變速度時(shí)使得 腹部受力很大，而且上身容易前傾，大大增加了 乘客頭部受傷的可能性。肩帶斜挎于胸前，可防 止上身的前傾，但設備如有沖擊、翻滾或變速度 時(shí)，腰、髖部容易滑出，而且膝部活動(dòng)空間較 大，容易碰傷。翻滾類(lèi)游樂(lè )設施不能使用肩式安 全帶，人倒立時(shí)此安全帶在垂直方向上作用不 大。三點(diǎn)式安全帶在游樂(lè )設施上作用很大，一定 要大范圍推廣，它是腰式和肩式安全帶的組合， 起到限制乘客軀體前移和限制上身過(guò)度前傾的目 的。全背式安全帶是左右對稱(chēng)的肩帶，保護效率 高，但作業(yè)人員操作不方便，一般用于比較危 險的游樂(lè )設施上。

圖1　安全帶形式

目前安全帶鎖扣形式有以下幾種，如圖2所示。

圖2　安全帶帶扣（鎖扣）

通過(guò)圖2可分析出，前四種鎖扣乘客很容易自己打開(kāi)，設備運行過(guò)程中如游客特別緊張或兒 童沒(méi)有安全意識時(shí)，可能無(wú)意識的碰觸到開(kāi)鎖按鈕，安全帶就能打開(kāi)，就起不到保護的作用。 五種相對比較可靠，必須要操作人員用專(zhuān)用工具 才能打開(kāi)鎖具。
    GB8408-2008《游樂(lè )設施安全規范》中關(guān)于 如何選擇什么形式的安全帶以及安全帶帶扣形式 沒(méi)有具體要求，在修訂時(shí)是否增加相關(guān)要求。
    綜上，生產(chǎn)單位要根據設備運動(dòng)特點(diǎn)、適應對象選擇合適的安全帶形式和鎖具，既要滿(mǎn)足《游樂(lè )設施安全規范》的要求，同時(shí)又要以人為本，確保游客的安全。
1.2　擋桿
    擋桿是一種簡(jiǎn)易的安全裝置，常用于不翻 滾、沖擊不大的游樂(lè )設施中，例如部分自控飛 機、大型海盜船、雙人飛天、搖頭飛椅等。擋桿既起 阻擋乘客的不安全行為的作用，又可以當扶手。 結構形式比較簡(jiǎn)單，如圖3所示。擋桿由于結構簡(jiǎn) 單，鎖緊裝置乘客很容易打開(kāi)，特別是旋轉或擺動(dòng)運動(dòng)的設備，在運行過(guò)程中或設備未停穩時(shí)， 乘客打開(kāi)擋桿鎖緊裝置，很容易導致事故，國內已發(fā)生多起此類(lèi)事故，如搖頭飛椅、超級秋千等設備，所以設計制造時(shí)應考慮游客不能輕易的打開(kāi)鎖緊裝置，比如增加開(kāi)鎖的難度或開(kāi)鎖裝置乘 客接觸不到。
    GB8408-2008《游樂(lè )設施安全規范》中關(guān)于擋桿的要求不多，但發(fā)生的事故較多，在標準中應加強要求。

1.3　安全壓杠
    對于運行時(shí)產(chǎn)生翻滾運動(dòng)或沖擊比較大的運 動(dòng)的大型游樂(lè )設施，為了防止乘人脫離乘坐物，應當設置相應型式的安全壓杠。壓杠目前分護胸 壓肩式、護腰式、壓腿式三種。
    護胸壓肩式安全壓杠（圖4所示）常用于座 艙翻滾、顛倒及人體上拋的游樂(lè )設備，如過(guò)山車(chē)、垂直發(fā)射或自由落體穿梭機、翻滾類(lèi)的高空攬月、乘客會(huì )倒懸的天旋地轉多自由度的游樂(lè ) 設備。一般此類(lèi)設備離地面較高、運動(dòng)慣性較大、乘客在游玩該類(lèi)游藝機時(shí)有可能會(huì )脫離座位 甩出艙外而受到意外傷害，為防止乘客脫離座位，就必須用護胸壓肩式安全壓杠強制乘客坐在 座位上。游玩時(shí)，當乘客身體欲往上抬離座位 時(shí)，壓杠的擋肩部分將擋住肩膀；若身體要往前去，則壓杠的護胸部分又擋住胸口。這樣就將乘 客限制在座位和靠背的很小活動(dòng)范圍內，防止意 外受傷。
    護胸壓肩式安全壓杠的內芯采用鋼管（棒）彎制而成，外面與人的肩膀和胸口以及臉頰接觸 部位包裹較軟的橡膠或織物，這樣既保證了足夠 的機械強度，又不至于挫傷乘客的身體。
    目前市場(chǎng)上的游樂(lè )設備越來(lái)越追求刺激，設 備多自由度運轉，為了防止護胸壓肩式安全壓杠 在使用過(guò)程中失效，大部分設備還加裝了輔助的 安全保護裝置（如圖4所示），如兜襠安全帶、束 腰安全帶、柔性束縛裝置等。有的壓杠前端還加 裝了氣動(dòng)插銷(xiāo)鎖緊（如圖5所示），防止主鎖緊裝置失效，導致壓杠可自由打開(kāi)，這樣有效的確保 乘客的安全。

    沖擊較大或翻滾類(lèi)的設備加設獨立安全帶時(shí)，要確保游客在座椅和安全壓杠間活動(dòng)空間限 制在很小的范圍內，防止活動(dòng)空間大了，由于沖擊的作用，來(lái)回跟壓杠、壓杠根部、坐席間發(fā)生碰撞，導致頭部、肩部、身體其他部位受傷，設 備倒立時(shí)有的甚至出現從壓杠間隙內甩出，所以 根據實(shí)際情況，設置合理的安全帶形式。對沖擊 較大或翻滾類(lèi)的設備在設置壓肩護胸安全壓杠的 同時(shí)，建議設置如圖9所示的柔性束縛裝置，能充分將游客束縛在很小的活動(dòng)空間內。

圖9 柔性束縛裝置

    護腰式安全壓杠如圖6所示，常用在不翻滾 的速度較快的設備上，比如摩托過(guò)山車(chē)、華夏飛 碟等。
    壓腿式安全壓杠主要用于不翻滾沖擊不大的 游樂(lè )設施（如圖8、9所示），如慣性滑車(chē)、海盜 船、美人魚(yú)等設備，壓杠壓在乘客的大腿根部，不讓乘客站起來(lái)離開(kāi)座位，以免乘客甩出艙外。壓腿式壓杠也是由鋼管制成，外面包有橡 膠或織物。
以上壓杠常采用的鎖緊方式有液壓鎖緊、氣 動(dòng)鎖緊、機械鎖緊。通過(guò)以上的安全分析以及近 期國內外發(fā)生的事故統計分析，建議修訂《游樂(lè ) 設施安全規范》時(shí)，對安全壓杠的要求如下：安全壓杠行程采用無(wú)級調節時(shí)，在壓緊狀態(tài)時(shí)，應設可靠的獨立的機械鎖緊裝置。乘坐物有翻滾動(dòng) 作或沖擊較大的游樂(lè )設施，安全壓杠應至少有兩 套獨立的可靠的鎖緊裝置，其至少有一套為機械 鎖緊形式，確保鎖緊功能的安全。安全壓杠鎖緊 有連鎖控制時(shí)，壓緊未到位或連鎖裝置失效時(shí)，游樂(lè )設施應不能起動(dòng)，且宜設提醒報警裝置。安 全壓杠鎖緊裝置為氣動(dòng)系統控制時(shí)，氣壓系統失 效時(shí)應處于鎖緊狀態(tài)。鎖定和釋放機構可采用手 動(dòng)或自動(dòng)控制方式。自動(dòng)控制裝置失效時(shí)，應能 夠手動(dòng)開(kāi)啟，且需由專(zhuān)業(yè)人員開(kāi)啟。鎖緊裝置釋 放機構的設計應考慮操作人員便于接近、操作方 便，并確保不能被乘客打開(kāi)。鎖緊裝置如需采用 存儲能源手動(dòng)釋放時(shí)，應使用專(zhuān)用的存儲能源裝 置，如電池、蓄能器，液壓或氣動(dòng)。
2　人體束縛裝置選擇
    通過(guò)以上的人體束縛裝置安全分析，結合 ASTM F2291-13 《游樂(lè )設施設計標準慣例》中 關(guān)于五個(gè)理論加速度區域設置不同人體束縛裝置 的相關(guān)要求，設計制造時(shí)可參照其相關(guān)要求，并 依據設備的性能、運行方式、速度及其結構的不 同，以及成人或兒童乘客的身體特征，設置相應 形式的人體束縛裝置。
    我們結合《游樂(lè )設施設計標準慣例》中理論 加速度區域（圖10），制定束縛物選擇準則（表 1），根據每個(gè)加速度區域的特點(diǎn)分別選擇對應等 級的束縛物，束縛物可組合使用。不同等級的束 縛物要求如表1。
表1　束縛裝置準則 

    大型游樂(lè )設施設計制造時(shí)可參照以上準則， 但可在此基礎上從嚴要求，根據設計可能要求一 個(gè)更高級別的約束物裝置或鎖緊裝置。比如允許 兒童乘坐設備的安全帶，其帶扣鎖緊盡量采用乘 客自己不宜打開(kāi)的裝置，防止游客私自打開(kāi)的不 安全行為。
    在設計約束物系統時(shí)還要考慮一些特殊狀 況，包括： a加速周期和大小 b風(fēng)載 c乘客的一些特殊狀態(tài)，如顛倒等 d側面的加速度，如持續的側面加速度大于 或等于0.5G時(shí)，座位、靠背、靠頭、護墊、約束 物的設計應作特殊考慮。 e安全空間
3　總　結
    大型游樂(lè )設施好多事故是由于游客的不安全行為導致的，目前部分廠(chǎng)家設計制造的時(shí)候對人 體束縛裝置沒(méi)有進(jìn)行有效的安全分析，沒(méi)有充分 的識別危險源，導致部分隱患遺留下來(lái)，不能從 本體上有效地消除，所以要合理選擇人體束縛裝 置和其鎖緊型式，通過(guò)束縛裝置本體的可靠性來(lái) 約束和控制游客的不安全行為。同時(shí)標準修訂時(shí) 建議完善人體束縛裝置的要求，參照國外標準制 定人體束縛裝置選擇準則，引導設計制造單位重 視束縛裝置本體的可靠性，提高本質(zhì)安全。
參考文獻  [1] 李向東. 大型游樂(lè )設施安全技術(shù)[M]. 北京: 中國計劃出版社, 2010, 453.
       [2] 國家質(zhì)檢總局《大型游樂(lè )設施安全監察規 定》.
       [3] 《游樂(lè )設施安全規范》(GB8408-2008).