安全氣囊對(duì)汽車乘員碰撞損傷防護(hù)的研究

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1、安全氣囊對(duì)汽車乘員碰撞損傷防護(hù)的研究安全氣囊對(duì)汽車乘員碰撞損傷防護(hù)的研究摘要：概述國(guó)內(nèi)外安全氣囊的開發(fā)和應(yīng)用過程中所開展的研究工作。論述的重點(diǎn)包括事故分析，與安全氣囊相關(guān)的損傷，損傷生物力學(xué)，安全氣囊防護(hù)有效性的評(píng)估方法以及新型安全氣囊的研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：安全氣囊；汽車碰撞；損傷防護(hù)；損傷生物力學(xué)1介紹安全氣囊的防護(hù)效果與眾多的因素有關(guān)。一方面是事故發(fā)生的客觀情況，如碰撞強(qiáng)度，碰撞類型，乘員的身高、體重，乘坐位置，車輛的類型和大小等。另一方面是車輛上安裝的防護(hù)系統(tǒng)及其使用情況，例如是否使用了安全帶和安全氣囊及它們的尺寸、容量等。因而，要對(duì)

2、安全氣囊有效性做出客觀準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，找到影響其防護(hù)效果的主要因素難度很大，是安全氣囊研究領(lǐng)域的重要問題。它涉及到工程學(xué)、交通事故損傷流行病學(xué)、損傷生物力學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科，是綜合性很強(qiáng)的研究領(lǐng)域。安全氣囊依據(jù)其作用的不同分為防止前碰撞損傷的駕駛員安全氣囊、前座乘客安全氣囊和側(cè)面碰撞防護(hù)安全氣囊等。安全氣囊在防止重大損傷和減少事故死亡的同時(shí)，也可能由于它的快速展開而引發(fā)新的損傷，本文將此種損傷稱為“氣囊損傷”。如何保證安全氣囊對(duì)各類汽車乘員在各種碰撞條件下提供最有效保護(hù)的同時(shí)，減少甚至避免氣囊損傷，是目前汽車乘員約束系統(tǒng)研究的最主要問題之一。本文通過

3、對(duì)安全氣囊防護(hù)有效性、氣囊損傷和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的綜述，剖析了這一領(lǐng)域涉及的范圍廣泛的問題。2碰撞事故中的損傷流行病學(xué)交通事故損傷流行病學(xué)是利用流行病學(xué)（Epidemiology）研究的方法和工具研究在道路車輛事故中創(chuàng)傷發(fā)生的原因及類型，研究人、環(huán)境和工程技術(shù)的因素，發(fā)展各種方法去評(píng)價(jià)在交通事故損傷防護(hù)過程中所采取的各種降低損傷措施的有效性。2.1損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與事故數(shù)據(jù)分析12安全氣囊對(duì)汽車乘員碰撞損傷防護(hù)的研究交通事故損傷流行病學(xué)研究的基礎(chǔ)是可靠的事故數(shù)據(jù)，這些事故數(shù)據(jù)應(yīng)該是經(jīng)過交通管理部門、醫(yī)院、保險(xiǎn)公司、汽車制造廠和相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)收集得來的。美國(guó)是

4、交通事故損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最完善的國(guó)家之一，并建立了完整的交通事故數(shù)據(jù)庫。最有名的例子是美國(guó)的耐撞性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)CDS，CDS從1979年開始收集交通事故的數(shù)據(jù)，其工作小組除了收集一般碰撞事故數(shù)據(jù)外，還完成所在地區(qū)典型事故的分析，每年要以這種方式調(diào)查大約7000件碰撞事故。美國(guó)另一個(gè)重要的數(shù)據(jù)庫是死亡事故報(bào)告系統(tǒng)FARS，該數(shù)據(jù)庫包括自1975年以來美國(guó)各州收集的所有碰撞致死事故，是一個(gè)數(shù)據(jù)規(guī)范性和可靠性都很高的事故數(shù)據(jù)源，也是目前美國(guó)交通損傷流行病學(xué)研究的重要基礎(chǔ)。此外還有英國(guó)的CCIS和德國(guó)AIH[1]等。事故損傷數(shù)據(jù)的完整性直接影響損傷流行病學(xué)研究的

5、結(jié)果。解決事故數(shù)據(jù)完整性不夠問題的措施，除了改進(jìn)采集數(shù)據(jù)的方法外，還應(yīng)考慮范圍更加廣泛的數(shù)據(jù)源，如保險(xiǎn)公司和醫(yī)院的數(shù)據(jù)庫等，并將這些數(shù)據(jù)庫與警察和國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫連成一體，才能為交通事故流行病學(xué)的研究提供可靠全面的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。第一個(gè)關(guān)于三點(diǎn)式安全帶防護(hù)效果的研究是瑞典人Bohlin完成的，隨后其他人進(jìn)行了大量的關(guān)于早期安全帶防護(hù)效果評(píng)估方面的研究。然而，由于所用數(shù)據(jù)和使用方法的不同，得到的結(jié)果差別較大。80年代中期，在交通事故流行病學(xué)的分析中引入了更加精確的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，如Evans[2]創(chuàng)造了配對(duì)比較法可以將事故眾多因素中某一因素的作用相對(duì)獨(dú)立出

6、來，使人們有可能對(duì)使用某種約束系統(tǒng)的有效性作出比較準(zhǔn)確可靠的評(píng)價(jià)。2.2損傷評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和體系損傷的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和尺度是損傷流行病學(xué)研究的重要基礎(chǔ)概念，它被用來區(qū)別和衡量事故中人體損傷程度（Severity），也可以稱為損傷尺度或指標(biāo)（Scaling）。它可以從力學(xué)和生理學(xué)的角度定義為生理學(xué)或解剖學(xué)意義上的使人體功能喪失或解剖結(jié)構(gòu)破壞方面的量，也可以定義為生理學(xué)和與之相關(guān)的社會(huì)學(xué)意義方面的量。與損傷程度密切相關(guān)的另一個(gè)量稱為損傷標(biāo)準(zhǔn)（Injury12安全氣囊對(duì)汽車乘員碰撞損傷防護(hù)的研究criterion），它通過一些物理參數(shù)或其的函數(shù)定義，這些參數(shù)常常反映

7、了引起某一程度損傷發(fā)生的損傷力學(xué)因素。人體或人體的某一部分對(duì)損傷載荷的承受能力稱為耐受度（Tolerance），它定義為導(dǎo)致某種類型損傷發(fā)生或達(dá)到某種損傷標(biāo)準(zhǔn)的閾值時(shí)的載荷大小，或者是由這種載荷換算出來的量。應(yīng)該注意到，不同年齡和不同個(gè)體之間耐受度的差別是很大的，一般只能用試驗(yàn)或統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來確定。損傷程度有多種定義方法，大體上可以分為3類。一、解剖學(xué)尺度：以損傷發(fā)生的解剖學(xué)位置、類型和損傷的程度來描述，它僅僅考慮損傷處本身及相關(guān)的功能改變，如AIS（AbbreviatedinjuryScale）等。二、社會(huì)學(xué)尺度：不僅考慮到損傷處本身和功能的改變

8、，而且考慮到因損傷而導(dǎo)致的長(zhǎng)期影響，包括治療費(fèi)用、傷者的生活質(zhì)量等。如損傷主導(dǎo)指標(biāo)IPR（Injurypriorityra