儿 童 座 椅 使 用 现 状 及 发 展 张 金 换 教 授 Zhang Jinhuan Prof. 清 华 大 学 汽 车 碰 撞 试 验 室 Automobile Crash Laboratory Tsinghua University, Beijing. China For 佰 佳 斯 特 杯 18/04/2014
主 要 内 容 Contents 儿 童 乘 车 安 全 与 CRS Child Occupant Safety in traffic 儿 童 约 束 系 统 法 律 和 标 准 Laws and Standards of CRS 汽 车 儿 童 安 全 研 究 新 进 展 Child Occupant Protection Research in Car
关 注 儿 童 乘 车 安 全 儿 童 基 数 大 2012 年 14 岁 以 下 儿 童 2 亿 汽 车 产 销 量 连 续 三 年 世 界 第 一 交 通 事 故 多 2012 儿 童 死 亡 2572 名, 9581 名 儿 童 受 伤 全 社 会 关 注 儿 童 乘 车 安 全 数 据 来 源 : 公 安 部 交 管 局 Page 3
中 国 儿 童 座 椅 使 用 现 状 (2011 2013 调 研 ) 儿 童 乘 车 方 式 是 否 了 解 儿 童 座 椅 座 椅 使 用 率 30% 43% 27% 家 长 怀 抱 孩 子 乘 车 从 未 使 用 过 儿 童 座 椅 43% 14% 43% 了 解 知 道 一 点 完 全 不 懂 32% 17% 51% 经 常 使 用 偶 尔 使 用 从 未 用 过 使 用 过 儿 童 座 椅 被 调 查 者 近 30% 的 家 长 抱 孩 子 乘 车,70% 的 孩 子 从 未 使 用 过 儿 童 座 椅 ;18% 的 孩 子 坐 在 副 驾 驶 位 置, 而 家 长 并 不 觉 得 这 样 最 危 险 ; 被 调 查 者 基 本 不 知 道 儿 童 座 椅 的 占 86%; 在 14% 比 较 了 解 儿 童 座 椅 的 家 庭 中, 有 65% 购 买 了 儿 童 座 椅, 但 其 使 用 率 仅 为 51%, 有 32% 的 有 儿 童 座 椅 但 从 未 使 用 过 真 正 经 常 使 用 儿 童 安 全 座 椅 的 仅 占 总 调 查 人 数 的 4.61% Page 4
儿 童 乘 车 安 全 误 区 儿 童 由 成 人 怀 抱 儿 童 在 副 驾 驶 座 使 用 成 人 安 全 带 丌 使 用 任 何 约 束 Page 5
1. 怀 抱 中 的 儿 童 不 安 全! 发 生 碰 撞 时 抱 住 儿 童 需 要 的 力 : 碰 撞 速 度 ( 变 化 量 ) 越 大 儿 童 质 量 越 大, 抱 住 孩 子 所 需 要 的 力 越 大 例 如 : 儿 童 质 量 为 16kg(3 岁 ) 发 生 40km/h 的 碰 撞 时, 抱 住 孩 子 需 要 近 1200N 的 力! Page 6
碰 撞 减 速 度 产 生 巨 大 惯 性 力 碰 撞 瞬 间 急 剧 减 速, 抱 住 孩 子 需 要 克 服 10 倍 以 上 体 重 的 惯 性 力 During the deceleration, the holding force needed is as high as dozens times of body weight. 怀 中 儿 童 可 能 成 为 吸 收 成 人 碰 撞 能 量 的 缓 冲 垫 The embraced baby may become the cushion to absorb the impact energy of the holder Page 7
2. 儿 童 安 全 的 杀 手 - 安 全 气 囊! 除 了 严 重 碰 撞, 前 排 气 囊 还 可 能 在 低 速 碰 撞 或 剧 烈 颠 簸 中 意 外 打 开 安 全 气 囊 激 发 时, 火 药 被 引 爆, 释 放 大 量 气 体 瞬 间 展 开 气 袋, 迎 面 速 度 超 过 100km/h; 高 温 气 体 可 能 灼 伤 皮 肤 Page 8
2. 前 排 儿 童 的 杀 手 - 安 全 气 囊! 1600 HIC vs distance 1200 800 400 0 100mm 200mm 300mm 距 离 仪 表 板 200mm, 安 全 气 囊 爆 出 : 接 触 力 峰 值 2000N HIC 约 1200 ( 儿 童 限 值 600) 如 距 离 更 近 (100mm), 则 峰 值 力 可 高 达 3000N 以 上 Page 9
3. 儿 童 使 用 成 人 安 全 带 产 生 伤 害! 车 辆 原 配 约 束 系 统 丌 适 合 儿 童 The original Restraint System is for adults, not suitable for child 儿 童 的 身 体 结 构 和 成 人 有 很 大 差 异 The anthropometry of children is different from adults. 安 全 带 匹 配 和 优 化 是 以 成 人 为 保 护 对 象 The design and optimization of safety belts are adults oriented 儿 童 成 人 身 材 差 别 悬 殊 Page 10
. 儿 童 使 用 成 人 安 全 带 产 生 伤 害! 工 况 :40km 碰 撞,6 岁 儿 童, 使 用 成 人 安 全 带 计 算 结 果 : 颈 部 受 力 峰 值 为 2160N 儿 童 颈 部 可 能 严 重 勒 伤! 胸 部 加 速 度 超 过 标 准! 55g 持 续 时 间 约 5ms ( 标 准 为 不 超 过 3ms )
4. 不 使 用 任 何 约 束 系 统 更 危 险! 工 况 :40km 撞 击,3 岁 儿 童, 无 约 束 计 算 结 果 : 头 部 HIC 值 超 过 1200 ( 儿 童 限 值 600) 胸 部 加 速 度 远 超 过 标 准! 55g 持 续 时 间 约 10ms ( 标 准 为 3ms)
儿 童 安 全 座 椅 保 障 儿 童 乘 车 安 全 成 人 不 儿 童 约 束 系 统 丌 同 怀 抱 儿 童 儿 童 坐 在 副 驾 驶 座 使 用 成 人 安 全 带 丌 使 用 任 何 约 束 系 统 儿 童 约 束 系 统 正 确 - 使 用 儿 童 约 束 系 统 婴 儿 提 篮 安 全 座 椅 增 高 坐 垫 0-1 岁 1-12 岁 <1.45m Page 13
比 例 / % 国 外 CRS 使 用 情 况 儿 童 约 束 率 儿 童 座 椅 误 用 率 100.00 95% 88% 97% 91% 79% 58% 50.00 72.6% 62.6% 55.6% 35.8% 注 : 数 据 来 自 不 同 国 家 近 期 调 研 结 果 0.00 澳 大 利 亚 美 国 德 国 韩 国 加 拿 大 欧 美 发 达 国 家 儿 童 约 束 系 统 的 使 用 率 均 在 90% 左 右, 亚 洲 国 家 韩 国 的 使 用 率 为 57.7% CRS use rate in developed countries is about 90% 发 达 国 家 的 儿 童 安 全 座 椅 误 用 率 普 遍 较 高,CRS 误 用 普 遍 存 在 CRS misuse is a common issue while only if correctly use of CRS can protect child in car. Page 14
儿 童 约 束 系 统 与 儿 童 乘 员 伤 亡 率 1 日 本 :2000 年 至 2010 年 儿 童 汽 车 安 全 座 椅 使 用 比 率 儿 童 汽 车 安 全 座 椅 使 用 率 儿 童 乘 员 死 亡 重 伤 比 率 死 亡 重 伤 比 率 2000 年 2001 年 2002 年 2003 年 2004 年 2005 年 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 2010 年
儿 童 约 束 系 统 与 儿 童 乘 员 伤 亡 率 2 美 国 2002 年 至 2011 年 儿 童 约 束 系 统 有 效 降 低 了 儿 童 乘 员 致 命 损 伤 Child restraint system has significantly reduced the fatal injuries 婴 儿 (0~1 岁 ) 重 伤 率 降 低 71% 71% for infant(0~1 YO) 幼 儿 (1~4 岁 ) 重 伤 率 降 低 54% 54% for toddlers(1~4 YO) 如 果 5 岁 以 下 儿 童 都 使 用 儿 童 座 椅, 可 以 挽 救 314 名 儿 童 生 命 ( 已 经 挽 救 257 个 儿 童 生 命 ) Page 16
主 要 内 容 Contents 儿 童 乘 车 安 全 和 CRS Child Occupant Safety in road traffic 儿 童 约 束 系 统 法 律 和 标 准 Laws and Standards of CRS 汽 车 儿 童 安 全 研 究 新 进 展 Child Occupants Protection Research in Tsinghua
2 儿 童 乘 员 保 护 的 相 关 法 律 Regulation for Child Occupant Protection 儿 童 约 束 系 统 使 用 和 推 广 依 靠 国 家 的 法 律 和 配 套 标 准 Law and standard are keys to facilitate the promotion of child seat 美 国 规 定 必 须 有 婴 儿 提 篮 才 能 接 新 生 儿 出 院 Law of US: New born can only be picked up by car seat 12 岁 以 下 儿 童 及 儿 童 约 束 系 统 不 允 许 在 前 排 Children under 12 and CRS are not allowed to be at front row 很 多 国 家 规 定 在 车 内 手 抱 儿 童 是 违 法 行 为 Many countries have defined holding children in car is unlawful 2013 年 底 上 海 修 改 上 海 市 未 成 年 人 保 护 条 例, 规 定 <4 岁 必 须 使 用 儿 童 座 椅,<12 岁 必 须 坐 后 排 ( 地 方 条 例 ) Page 18
儿 童 乘 员 保 护 的 相 关 标 准 Standards for Child Occupant Protection ECE R44, European FMVSS 213, USA CMVSS 21, Canada JIS, Japan GB27887, China 标 准 用 于 规 范 汽 车 及 儿 童 约 束 系 统 制 造 企 业 生 产 和 检 测 Standards are for car/ CRS manufacturers to produce correct and reliable system 中 国 已 制 定 并 实 施 机 动 车 儿 童 乘 员 用 约 束 系 统 强 制 标 准 (GB27887, 借 鉴 ECER44), 2012 年 7 月 1 日 实 施 China has published Restraining devices for child occupants of powerdriven vehicles (Enforced July 1, 2012) Page 19
欧 美 标 准 对 比 ECE R44 & FMVSS 213 Page 20
欧 洲 双 标 准 R44 & R129 引 入 并 规 范 了 整 体 式 通 用 儿 童 约 束 系 统 I-size 的 概 念 和 具 体 尺 寸, 以 儿 童 身 高 等 几 何 尺 寸 为 设 计 依 据 New I-size concept and CRS classification based on stature instead of mass 后 向 安 装 年 龄 段 从 9 个 月 要 求 扩 大 到 15 个 月 Requires RF transport until 15 months of age 引 入 侧 撞 防 护 要 求, 体 现 了 儿 童 损 伤 的 多 样 性 和 儿 童 保 护 研 究 的 逐 步 完 善 Provide side impact protection Q 系 列 假 人 更 好 地 适 用 于 法 规 中 动 态 试 验 评 价 要 求 Q-dummy will fit the dynamic test regulation better 降 低 误 使 用 率, 提 高 CRS 不 车 辆 兼 容 性 Reduce misuse and better compatibility car-crs Page 21
主 要 内 容 Contents 儿 童 乘 车 安 全 和 CRS Child Occupant Safety in road traffic 儿 童 约 束 系 统 法 律 和 标 准 Laws and Standards of CRS 汽 车 儿 童 安 全 研 究 新 进 展 Child Occupants Protection Research in Tsinghua
儿 童 安 全 试 验 与 仿 真 研 究 清 华 大 学 汽 车 碰 撞 试 验 室 从 2004 年 开 始 儿 童 乘 员 保 护 研 究, 有 较 强 的 技 术 储 备 As child occupant protection research has been carried out for many years, Tsinghua Automobile Crash Lab has a strong technical storage. 综 合 采 用 整 车 碰 撞 台 车 试 验 分 析 计 算 机 模 拟 仿 真 多 参 数 优 化 等 技 术 手 段 Page 23
3. 汽 车 儿 童 安 全 研 究 清 华 大 学 在 中 国 率 先 开 展 了 汽 车 被 动 安 全 性 及 儿 童 安 全 研 究 中 国 第 一 个 汽 车 碰 撞 试 验 台 获 国 家 科 技 进 步 二 等 奖 汽 车 行 业 科 技 进 步 一 等 奖 等 十 余 项 奖 励 已 积 累 1500 多 辆 整 车 和 汽 车 零 部 件 试 验 数 据 参 与 起 草 汽 车 安 全 法 规 发 改 委 授 权 承 担 试 验 检 测 质 检 总 局 指 定 汽 车 产 品 检 测 Page 24
试 验 用 国 际 标 准 假 人 International Standard Dummies used in the Tests 假 人 家 族 : 50 百 分 位 男 性 ( 坐 姿 立 姿 ), 1.5 岁 3 岁 6 岁 儿 童,5 百 分 位 女 性 Dummy family: 50% male (seated & standing) 1.5, 3 & 6 YO child dummy and 5% female dummy 行 人 碰 撞 模 块 pedestrian impactor 清 华 大 学 汽 车 碰 撞 试 验 室 2014/4/18 25
儿 童 座 椅 碰 撞 试 验 ( 中 国 首 次 按 照 法 规 进 行 ) China s first CRS crash test in accordance with standards Page 26
-a / g 儿 童 座 椅 碰 撞 试 验 ( 中 国 首 次 按 照 法 规 进 行 ) China s first CRS crash test in accordance with standards 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 t / ms Page 27
研 究 成 果 儿 童 约 束 系 统 必 要 性 研 究 Research on importance of CRS 儿 童 座 椅 对 不 同 年 龄 乘 员 的 匹 配 优 化 以 及 结 构 优 化 Optimization on CRS matching for different age and Structure design 儿 童 座 椅 在 侧 面 碰 撞 中 的 防 护 效 果 CRS protection in side impact 儿 童 座 椅 误 用 的 试 验 研 究 Experimental research on CRS misuse 儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 Research on Ease of Use of CRS Page 28
儿 童 约 束 系 统 优 化 设 计 Optimization of Child Restraint System 三 岁 儿 童 假 人 约 束 系 统 的 仿 真 分 析 Simulation of 3 year-old dummy in CRS Page 29
儿 童 约 束 系 统 在 侧 面 碰 撞 中 的 防 护 Protection of CRS in side impacts 侧 面 碰 撞 座 椅 防 护 效 果 模 拟 CRS simulation in car side impact 500 头 部 合 成 加 速 度 (m/s^2) 450 400 350 300 250 200 150 100 侧 面 碰 撞 加 速 度 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 仿 真 时 间 (ms) 100 110 120 130 140 150 Page 30
比 例 / % CRS 误 使 用 使 用 情 况 儿 童 约 束 率 儿 童 座 椅 误 用 率 100.00 95% 88% 97% 91% 79% 58% 50.00 72.6% 62.6% 55.6% 35.8% 注 : 数 据 来 自 不 同 国 家 近 期 调 研 结 果 0.00 澳 大 利 亚 美 国 德 国 韩 国 加 拿 大 欧 美 发 达 国 家 儿 童 约 束 系 统 的 使 用 率 均 在 90% 左 右, 亚 洲 国 家 韩 国 的 使 用 率 为 57.7% CRS use rate in developed countries is about 90% 发 达 国 家 的 儿 童 安 全 座 椅 误 用 率 普 遍 较 高 调 研 显 示 中 国 CRS 误 用 率 70% 以 上 CRS misuse is a common issue while only if correctly use of CRS can protect child in car. Page 31
CRS 设 计 目 标 安 全 SAFETY 舒 适 COMFORTABAL 易 用 EASY Page 32
儿 童 座 椅 误 用 的 试 验 研 究 儿 童 座 椅 误 用 试 验 结 果 头 部 位 移 高 速 摄 像 对 比 座 椅 角 度 错 误 安 全 带 穿 行 错 误 肩 带 在 最 下 位 置 肩 带 在 腋 下
儿 童 座 椅 误 用 的 试 验 研 究 相 对 差 异 % 头 部 合 成 加 速 度 (g) 胸 部 合 成 加 速 度 (g) 儿 童 座 椅 误 用 试 验 结 果 假 人 伤 害 指 标 Misuse experiments Dummy Injury Criterion 600 座 椅 在 最 大 角 度 肩 带 高 度 在 卡 槽 最 低 位 置 座 椅 安 装 穿 行 错 误 400 肩 带 在 儿 童 腋 下 200 180 160 140 120 100 80 60 40 标 准 安 装 最 大 角 度 座 椅 安 装 最 低 肩 带 高 度 安 全 带 穿 行 错 误 肩 带 在 腋 下 200 0 头 部 位 移 头 部 最 大 加 速 度 HIC 15 胸 部 3ms 合 成 加 速 度 读 胸 部 Z 向 加 速 度 20 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 70 60 50 时 间 (ms) 标 准 安 装 最 大 角 度 座 椅 安 装 最 低 肩 带 高 度 安 全 带 穿 行 错 误 肩 带 在 腋 下 -200 伤 害 指 标 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 时 间 (ms)
儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 标 识 和 说 明 书 Ease of Use Research Labels and Instruction 合 理 的 字 体 字 号 (>8Pt) Proper type size (>8 pt better) 图 文 一 致 性 Image-text Consistency 合 适 的 图 占 比 Proper image ratio 图 片 大 而 清 晰 Larger & Clearer images 尽 可 能 简 化 不 必 要 信 息 Simple information 重 要 部 件 要 进 行 突 出 标 识 Highlight on critical part 局 部 细 节 突 出 描 述 Local details 合 理 的 标 识 位 置 Proper location of labels 使 用 者 愿 意 阅 读 Choose to use 易 于 获 取 信 息 Easy to get label and instruction 信 息 完 整 传 递 Information integrity 信 息 清 晰 传 递 Information clarity 信 息 传 递 高 效 Information efficiency 信 息 传 递 准 确 Information accuracy 使 用 者 乐 于 使 用 Happy to use Page 35
儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 标 识 和 说 明 书 调 研 结 果 Ease of Use Research Labels and Instruction 54.6% 42.1% 67.2% 32.8% 3.3% 上 方 中 间 下 方 单 图 简 洁 多 图 详 解 标 识 位 置 标 识 图 片 形 式 79.6 % 78.6 % 20.4 % 21.4 % 图 片 小 图 片 大 复 杂 多 图 简 单 少 图 说 明 书 图 片 大 小 说 明 书 图 片 形 式 Page 36
儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 标 识 和 说 明 书 调 研 结 果 Ease of Use Research Labels and Instruction 图 片 类 型 70.5% 29.5% 示 意 图 照 片 84.8% 说 明 书 文 字 大 小 和 布 置 6.3% 7.2% 1.7% 100% 全 图 >50% 图 多 30% 左 右 图 少 10% 以 下 纯 文 字 图 片 占 据 比 例 Page 37
儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 结 构 设 计 Ease of Use Research Structure Design 拆 卸 式 非 拆 卸 式 靠 背 后 穿 行 靠 背 前 穿 行 儿 童 肩 带 高 度 调 整 座 椅 穿 行 方 式 Page 38
易 用 性 试 验 测 试 评 价 / s 测 试 者 主 观 评 分 儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 儿 童 座 椅 易 用 性 研 究 易 用 性 测 试 Ease of Use Research Usability Test 450 400 350 300 固 定 儿 童 操 作 时 间 固 定 座 椅 操 作 时 间 误 用 风 险 易 于 固 定 座 椅 主 观 打 分 易 于 固 定 儿 童 主 观 打 分 -1.5-2.0-2.5 250 200-3.0-3.5 150 100 50 CRS-A CRS-B CRS-C CRS-D CRS-E CRS-F -4.0-4.5 Page 39
总 结 : 如 何 降 低 儿 童 乘 员 的 伤 亡 儿 童 乘 车 安 全 需 社 会 各 界 关 注 并 合 作 增 强 家 长 的 儿 童 乘 车 安 全 意 识, 杜 绝 侥 幸 和 怕 麻 烦 的 心 理 务 必 使 用 儿 童 约 束 系 统 正 确 选 择 和 使 用 符 合 身 高 体 重 的 约 束 装 置 后 向 提 篮 安 全 座 椅 增 高 座 垫 儿 童 绝 对 不 能 坐 在 副 驾 驶 位 置 呼 吁 尽 快 全 国 范 围 立 法, 及 标 准 推 广
目 标 : 保 护 车 上 的 每 一 个 儿 童 Page 41
让 CRS 守 护 儿 童 生 命 安 全 Page 42