1、(2015-2016學年 夏季 學期)重慶理工大學研究生課程論文課程論文題目：汽車碰撞兒童乘員約束系統的研究綜述課程名稱學位論文寫作課程類別學位課 非學位課任課教師 所在學院汽車工程學院學科專業姓名 學號 提交日期 注意事項：1、以上各項由研究生認真填寫；2、研究生課程論文應符合一般學術規范，具有一定學術價值，嚴禁網上下載或抄襲；凡檢查或抽查不合格者，一律取消該門課程成績和學分，并按有關規定追究相關人員責任；3、論文得分由批閱教師填寫（見封底），并簽字確認；批閱教師應根據作業質量客觀、公正的在文后簽寫批閱意見；4、原則上要求所有課程論文均須用A4紙打印，加裝本封面封底，左側裝訂；5、課程論文由

2、各學院（部）統一保存，以備查用。4、卷紙不夠寫，可另附紙。 汽車碰撞兒童乘員約束系統的研究綜述摘要:過去的30年以來，為了保護兒童乘員的生命安全，已經發展出了各種針對不同年齡和尺寸的兒童乘員約束系統（CRS），目前國內外的有關汽車碰撞兒童安全約束系統的研究主要是針對兒童乘員約束系統的不同路徑的進行不同方法的優化仿真，鑒于此對國內外汽車碰撞兒童安全約束系統的研究進行了綜述，分析了目前各種兒童安全約束系統研究的優缺點，并指明了兒童安全約束系統的研究發展方向。關鍵詞:汽車碰撞；兒童乘員約束系統；綜述An Overview on the Research of Child Restraint Syst

3、em for Vehicle CrashAbstract During the past 30 years, different child restraint systems (CRS) have been developed to improve protection for children of different sizes and ages. The research of child restraint systems at home and abroad is mainly aimed at different methods of optimization simulatio

4、n of different paths. In view of this situation ,The Research of child restraint system for Vehicle Crash at home and abroad is over-viewedThe advantages and drawbacks of various child restraint system at present are analyzed and the development direction of the research is also pointed outKeywords:

5、 vehicle crash;child restraint system;over-viewed前言兒童約束系統(CRS)：是一種專為不同年齡（或體重）兒童設計、安轉在汽車內，能有效提高兒童乘車安全性的座椅。它剛開始是在機動車或飛機上使用，能夠使體重小于等于22.68kg的兒童約束、定位或坐定的一切裝置。隨著我國汽車保有量的增長，交通事故頻繁發生，近然而汽車裝備的常規座椅、安全帶約束系統和安全氣囊是針對成人設計的，不能對兒童乘員提供保護，反而帶來的是嚴重的傷害。兒童乘員安全受到社會廣泛關注，相關研究表明：在車輛交通事故中，汽車兒童安全座椅對降低兒童死亡或嚴重受傷發揮著很大作用，在美國僅200

6、6 年，兒童約束就很好地保護了約425名5歲以下兒童，其中392名使用了兒童安全座椅，歐美國家早在1981年和1971年頒布了各自的兒童約束系統法規1,2，歐美等許多國家也相繼出臺了很多兒童乘車法規，要求兒童在乘車時必須使用兒童乘員約束系統（CRS），相較于我國的話，這方面才剛剛起步，我國于2014年9月起對汽車兒童安全座椅實施強制性認證制度，2015 年9月1日起，未獲得強制性產品認證的兒童安全座椅不得銷售3。汽車兒童座椅的平均使用率卻僅為5%左右，正確使用率估計不超過2%。兒童乘車的安全問題急待解決。另外據世界衛生組織數據統計：全世界每天有超過2000個家庭因交通事故而失去他們的孩子4，

7、根據公安部發布的數據顯示，我國每年超過1.85 萬名14 歲以下兒童死于交通安全事故，死亡率是歐洲的2.5 倍、美國的2.6 倍，交通事故已經成為14歲以下兒童的第一死因5。如此高的死亡人數和致死率使得對兒童乘員約束系統提出了較高的要求。因此對汽車碰撞兒童安全約束系統的研究顯得尤為重要，作者將對國內外目前兒童乘員約束系統的研究方法進行總結，并提出今后的研究發展方向。1、兒童約束系統的組成 總體上大致說來，兒童約束系統可由乘臥空間、約束帶系統和固定裝置三部分組成。（1）乘臥空間主要為兒童提供乘坐或躺臥的空間，將兒童以仰臥或俯臥的姿勢固定在一個連續的平面系統，主要形式有嬰兒床、座椅、支撐坐墊等（2

8、）約束帶系統主要是將兒童可靠的固定在約束系統中。（3）固定裝置是將約束系統固定在車上，市場上大部分兒童安全座椅都是用安全帶固定在汽車座位上，安裝麻煩且安全帶容易出現松弛的現象，也容易出現誤使用情況，兒童座椅的誤使用對于兒童的安全性有顯著影響，不同的誤使用模式對對兒童的安全性有不同程度的影響6。為了減少兒童座椅的誤用和正確安裝，歐美分別制定了兒童約束系統在車輛上固定方式的標準，ECER44 使用ISOFIX (兒童安全座椅固定裝置的國際標準) 的方式進行固定，而FMVSS 213則要求使用兒童座椅柔性帶（Lower Anchors and Tethers for Children, LATCH)

9、 的方式進行固定，由于兩法規對兒童約束系統固定方式的差異，在兒童安全性方面也存在一定的差異，研究結果表明7側撞中使用ISOFIX的CRS比使用LATCH 的CRS 的安全性要好，在使用便捷性方面ISOFIX也要好于LATCH，并且誤用率也相對較低。2、兒童約束系統的分類 在汽車碰撞事故中兒童安全約束系統對兒童的損傷減少程度是非常明顯的，在目前的最新研究中按兒童安全座椅安裝方方式不同可分為兩類，前向式兒童約束系統（forward facing child restraint systems,如圖一所示）后向式兒童約束系統（rearward facing child restraint syste

10、ms，如圖二所示） 圖一 前向式兒童約束系統 圖二 后向式兒童約束系統 其中前向式兒童安全座椅主要針對4歲至8歲之間的兒童包括有兒童約束帶高靠背增高座椅和安全帶定位式座椅。兒童約束帶高靠背增高座椅采用5點式兒童約束帶，約束帶帶子穿槽齊平或高于兒童肩部，安全帶定位式座椅安裝時座椅要配合肩帶腰帶一起使用，腰帶部分要緊貼兒童大腿上部區域穿過避免腹部損傷。后向式兒童約束系統主要針對1歲以下嬰兒，為了更安全起見其中1歲至4歲兒童最好也使用后向式兒童座椅，主要類型包括有嬰兒專用后向式可轉換座椅和后向式可轉換座椅，這兩種座椅在安裝時不要放置在安裝有安全氣囊的前排座椅，兒童座椅大約以45度角傾斜放置，兒童約束

11、帶帶子穿槽齊平或低于兒童肩部。3、 兒童約束系統的研究現狀及發展趨勢3.1國外兒童約束系統的研究現狀國外兒童約束系統研究相對國內較早，50多年前沃爾沃發明了全球第一款后向式兒童安全座椅，由于兒童的頸部非常脆弱，而且新生兒的頭部重量占到全身總重量的30%，兒童在生長發育期頭部所占全身重量的比例也遠遠大于成年人，因此在汽車發生碰撞時，兒童的頸部受到的沖擊和傷害比成年人要高得多。后向式兒童安全座椅，能確保嬰幼兒在車輛發生正面碰撞沖擊時，頭部和頸部受到最小的傷害，50多年來的數據表明，使用后向式安全座椅能夠將事故率降低90%以上。近些年了國外對兒童約束系統的研究主要在1）兒童約束系統的誤使用研究，國外

12、有的學者已經研究得出了約測和評定兒童約束系統的誤用方法，用以估計誤使用的可能性以及對安全性的影響。2）評價標準的研究，由于缺乏兒童尸體試驗，對假人傷害指標的評價完善以及對約束系統性能評價指標完善，前者是借鑒現有成熟的成人乘員約束系統的評價標準，為兒童約束系統提出更為詳細和完善的傷害標準，后者是為了更好的推廣兒童約束系統的使用7。3.2我國兒童約束系統的發展現狀（1） 對不同參數基于不同試驗方法的優化研究。包括對不同約束路徑的優化，還有不同碰撞工況下的安全性能以及優化分析，臺車碰撞試驗的優化，試驗假人模型的選擇等。（2） 兒童約束系統的設計。設計需要考慮多方面因素，如材料力學、人體工程學、兒童心

13、理學等多方面因素。主要工作有安全帶的布置方式、結構形式、適用范圍、佩戴的舒適性；研究新型的安全帶，如預緊式安全帶，智能型可調節安全帶；研究可靠的兒童約束系統定位裝置；研發適合兒童的低能量氣囊；智能型的集成式的兒童安全座椅控制系統等5個方面。（3）借鑒國外的約束系統法規和標準，制定和逐步完善適合本國國情的相關法規體系。4、兒童約束系統的未來研究方向4.1、兒童損傷生物力學的研究 成人的損傷生物力學研究已經相當成熟，但是兒童碰撞生物力學的研究剛剛起步。兒童的顱骨尚未完全地發展好，并且重心點較高，所以碰撞條件下更容易引起腦震蕩，頭骨破裂，或顱內出血等癥狀。國內外通過尸體試驗和計算機仿真等手段對成人的

14、碰撞、跌落等造成的損傷研究比較成熟，但是由于倫理等原因，兒童尸體的獲取則非常困難，目前能夠檢索到的使用兒童尸體進行頭部碰撞試驗并獲取了定量試驗數據的文獻僅有一篇文獻8。所以目前國內外對兒童頭部損傷的研究主要通過建立基于解剖學的兒童頭部計算機模型來實現。到目前為止，已建立的兒童頭部三維有限元模型僅有有限幾個9,11。這些模型多數沒有通過實驗驗證。其他部位兒童有限元模型則更少。由于兒童尸體試驗的缺乏，對于直接使用試驗數據來研究兒童損傷和對計算機模型的驗證都帶來一定的困難。有上述問題的存在，兒童頭部碰撞事故為定性驗證計算機模型提供了一種間接地手段。同時，如果能用計算機模型對實際實際生活中兒童頭部碰撞

15、事故進行重現，那么也是模型在兒童頭部損傷研究方面的一個重要應用。4.兒童假人的改進優化 目前兒童假人的開發一直在逐步完善，特定年齡的兒童童假人各部位的幾何形態應該能夠代表該年齡段統計化的幾何形態特征。Reed M P 等人通過統計兒童髖部形態特征對Hybrid-III 6 歲兒童假人的髖部進行了改進，改進后的兒童假人的髖部尺寸與原始兒童假人比較相似，但是位置與原始兒童假人有較大差異，而今后的兒童假人能夠較好地模擬兒童假人的下潛。兒童假人的改進，包括肩部，脊椎，髖部等是目前今后的一個研究方向。參考文獻1Goldwitz J, Van Arsdell W. FMVSS Child Occupant

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