《專用校車學生座椅系統(tǒng)及其車輛固定件的強度》（征求意見稿）編制說明《專用校車學生座椅系統(tǒng)及其車輛固定件的強度》（征求意見稿）編制說明一、工作簡況（一）任務來源根據國家標準化管理委員會2020年12月24日國標委發(fā)〔2020〕54號文件下達的國家標準制修訂任務，由中國汽車技術研究中心有限公司等承擔國家標準《專用校車學生座椅系統(tǒng)及其車輛固定件的強度》的修訂工作，項目計劃號為20205235-Q-339。（二）編制過程前期預研2016年1月至12月，標準牽頭單位搜集關于GB24406-2012標準實施的反饋意見。2018年，牽頭單位自立專項課題進行技術攻關及標準預研，進行不同系列兒童假人試驗和性能指標對比，研究假人適用性。標準立項2020年3月，基于前期預研，修改完善的標準修訂立頂材料并提交全國汽標委按規(guī)定程序進行立項申請。2020年12月24日，國標委以“國標委發(fā)【2020】54號”文批準立項，立項號為20205235-Q-339。標準編制2021年5月，在天津召開第一次工作組會議，對標準草案進行討論，對標準主要變更內容達成一致。并明確下一步工作計劃和分工。2021年6月，進行數據調研，經過統(tǒng)計分析提取了試驗工況參數，并以此為試驗輸入進行后續(xù)的研究和驗證試驗。2021年7月-2022年3月，進行標準修訂研究和驗證試驗，通過對國外標準文獻的研讀并利用CAE仿真分析，確認了包括后碰試驗輸入參數、假人傷害限值要求等關鍵技術內容。組織企業(yè)和檢測機構合計對8款校車座椅產品進行了32次正碰和后碰動態(tài)試驗，基于試驗結果進行了標準修訂的調整。2022年4月，以網絡會議的形式召開第二次工作組會議，會上對標準的主要技術變更、變更依據、驗證試驗情況等進行了討論。與會專家提出了修改建議，增加了同一型式判定和實施日期兩個章節(jié)。標準征求意見2022年5月，標準編制小組根據前期的工作結果和反饋意見，再次整理標準文本，形成征求意見稿。（三）主要參加單位和工作組成員本文件起草單位：中國汽車技術研究中心有限公司、中國公路車輛機械有限公司、宇通客車股份有限公司、招商局檢測車輛技術有限公司、襄陽達安汽車檢測中心有限公司、中國汽車工程研究院有限公司、安徽安凱汽車股份有限公司、江蘇雅式科技有限公司、廈門金龍旅行車有限公司、中通客車股份有限公司、龍海市九龍座椅有限公司。 主要起草人：李維菁、婁磊、崔春坡、王中華、覃禎員、于雅麗、陳燕、李永剛、趙坤、朱洪雷、李磊、袁春紅。二、標準編制原則和主要技術變更（一）編制原則本文件的修訂以解決現有問題，適應行業(yè)技術發(fā)展需求為核心目的，并主要遵從以下四方面原則：保持先進性原則，本標準充分研究了國內外行業(yè)產品和測試技術發(fā)展現狀，采用最為先進的Q系列兒童假人替代已經被逐步淘汰的P系列兒童假人。提高客觀性原則，抗后傾靜態(tài)試驗無法體現實際追尾事故中的防護性能，現有動態(tài)試驗的座椅間距與實際車輛內座椅布置差異較大，這些都導致了標準工況與現實情況的偏離，標準修訂中本著標準工況能客觀表征現實世界的原則，進行了標準工況的調整。注重實用性原則，充分解決現行標準中發(fā)現的標準描述不清晰、內容不明確等問題；試驗方法要利于操作，便于執(zhí)行。編寫規(guī)范性原則，本標準根據《中華人民共和國標準化法》及相關法律、規(guī)章，按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》要求進行編制。（二）主要技術要求的依據及理由試驗座椅間距的調整更改了前碰動態(tài)試驗中第一排座椅和第二排座椅的間距，幼兒專用校車座椅為530mm、小學生專用校車座椅為580mm、中小學生專用校車座椅為680mm，座椅間距誤差不大于1%。制造廠也可選擇，按照車輛上的最小座椅間距進行試驗。理由：在GB24406-2012中，幼兒專用校車座椅和小學生專用校車座椅間距為690mm，中小學專用校車座椅間距為780mm，且沒有按照車輛實際間距進行試驗的選擇。通過現有產品數據調研，共統(tǒng)計了24組校車座椅的間距數據，見表1，其中各類座椅的間距最大值也未達到GB24406-2012中設定的值，顯然這樣的試驗條件不能代表車輛實際情況。因此對照統(tǒng)計平均值和GB24407-2012中要求的座椅間距最小值，最終將試驗座椅間距設定為“GB24407-2012中要求的座椅間距最小值+30mm”。同時增加使用實際裝車距離進行試驗的選項，如果存在多種間距，可使用最小間距進行試驗。表1座椅間距統(tǒng)計表座椅間距/mm統(tǒng)計-最小值統(tǒng)計-平均值統(tǒng)計-最大值GB24406-2012GB24407-2012中要求的最小值修訂計劃幼兒專用校車座椅500536660690500530小學生專用校車座椅550580600690550580中小學生專用校車座椅6506697507806506805th假人傷害指標限值調整將混合III型第5百分位假人進行試驗時，腿部傷害指標（FAC）應小于10kN調整為6.8kN；增加頸部傷害指標要求，Nij應小于1.0。理由：GB24406-2012中，對于5th假人的大腿壓縮力要求FAC小于10kN是來源于UNR80，而UNR80中的10kN限值是針對50th假人的，而并非5th假人。并且自。公式1是50th假人大腿壓縮力與AIS3+傷害概率的函數關系，公式2是5th假人大腿壓縮力與AIS3+傷害概率的函數關系。利用公式1，可求得50th假人大腿壓縮力為10kN時，其腿部AIS3+等級受傷概率為35%；再將其代入公式2，可求得腿部傷害概率35%對應的5th假人大腿壓縮力為6.8kN。因此將標準中腿部傷害要求調整為腿部傷害指標FAC應小于6.8kN。————————————公式1————————————公式2自GB24406-2012實施以來，從試驗結果來看，假人頸部傷害值頗高，頸部彎曲變形非常嚴重，如圖1。為此本次修訂增加了頸部傷害要求，采用頸部傷害指標Nij，其計算方法見公式3。Nij為1.0時，對應的AIS3+等級受傷概率為22%，對照UNR80中的傷害限值對應的受傷概率分別為頭部13%、胸部22%、腿部35%，本標準將頸部傷害限值設定為受傷概率22%，比頭部高、與胸部持平，是合理的。因此，將頸部傷害要求設定為Nij應小于1.0。——————————————————公式3圖1碰撞過程中頸部變形情況兒童假人變更使用生物放生度更高的Q系列6歲兒童假人替換P系列6歲兒童假人。并使用適合Q6假人的傷害限值，頭部、胸部傷害指標不變，頸部增加傷害指標Nij，限值為1.0。理由：通過歷史積累數據分析，對比了相同工況下P系列假人的傷害響應和Q系列假人的傷害響應，通過線性回歸分析提取了P、Q假人頭部加速度比例系數1.0023、胸部加速度比例系數0.9051。結果表明P、Q假人這些傷害指標沒有明顯差異，因此沿用原標準中的傷害限值要求。增加頸部傷害指標Nij理由同5th假人。圖2P、Q假人傷害關聯關系后碰動態(tài)試驗方法及性能要求將抗后傾動態(tài)試驗變?yōu)楹笈鰟討B(tài)試驗（見GB24406-202X中5.2），配套調整相應的性能要求（見GB24406-202X中4.1.3）。理由：靜態(tài)試驗不能體現實際碰撞中動態(tài)過程的性能，已經成為共識。在GB15083、GB13057等標準中均已將靜態(tài)試驗方法刪除。本次修訂，根據輸入能量和座椅產生的應力應變等效的原則，將靜態(tài)試驗方法轉化為動態(tài)試驗方法；根據輸出結果等效的原則，將抗后傾要求轉化為后碰性能要求。總體而言，本次修訂只是試驗形態(tài)的調整，試驗強度并未提升。后碰動態(tài)試驗的關鍵參數確定是通過CAE仿真的手段，如圖2，對比不同波形和靜態(tài)方法下座椅吸收的能力以及座椅最大應變、最大應力，結果見表2。據此確定使用FMVSS202a和全球技術法規(guī)GTRNo.7phase1中規(guī)定的加速度波形乘以1.2倍，作為后碰動態(tài)試驗的輸入條件。圖2后碰動態(tài)試驗CAE仿真模型表2后碰仿真數據表模型吸收總能量J最大應變最大應力MPaBase6810.19379Base×1.210370.22404Base×1.51474————靜態(tài)9480.21384后碰性能要求方面，將原標準中與強度相關的座椅靠背位移不超過254mm，變?yōu)楹笈鰟討B(tài)試驗中更常用且更易于測量的靠背后傾角度，并利用三角函數將254mm等效轉化為25°。原標準中的吸能相關要求由假人傷害表征，假人傷害采用與前碰性能要求相同的傷害限值。本標準與原標準的章條差異匯總本標準與GB24406－2012相比，除結構調整和編輯性改動外，主要技術變化如下：——更改了“調整裝置”、“位移裝置”、“鎖止裝置”定義的術語（見3.2～3.4，2012年版的3.3～3.5）；——更改了“車輛固定件”、“座椅連接件”定義的術語（見3.5～3.6，2012年版的3.6～3.7）；——刪除了“輔助座椅”、“基準平面”的術語及定義（見2012年版的3.8～3.9）；——更改了“座椅間距”的定義（見3.7，2012年版的3.10）；——增加了“G點”的定義（見3.9）；——增加了試驗中頭枕不應脫離的要求（見4.1.1）；——更改了頭部傷害指標HIC的計算時間限，采用HIC15作為頭部傷害指標（見4.1.2.2中的a)，2012年版的4.1.2.3中的a)）；——增加了頸部傷害要求（見4.1.2.2中的b)）；——更改了腿部傷害要求（見4.1.2.2中的d)，2012年版的4.1.2.3中的c)）；——增加了碰撞后帶扣解鎖力要求（見4.1.2.3）；——更改了座椅及其連接件的強度和斷裂要求（見4.1.2.4，2012年版的4.1.2.4～4.1.2.6）；——更改了座椅高度差對試驗方案的影響（見4.1.2.5，2012年版的4.1.2.7）；——更改了當座椅后部不會被未約束的乘客所撞擊時的豁免范圍（見4.1.2.6，2012年版的4.1.2.8）；——更改了后碰性能要求（見4.1.3，2012年版的4.1.3）；——刪除了在特定情況下能夠通過GB14167的試驗來滿足車輛固定件強度要求的情況（見2012年版的4.3.4）；——更改了座椅或約束隔板的準備中關于試驗平臺的要求（見5.1.1.1，2012年版的5.1.1.2）；——更改了前碰動態(tài)試驗中第一排座椅（或約束隔板）與第二排座椅的間距（見5.1.1.2，2012年版的5.1.2.2）；——更改了前碰動態(tài)試驗中使用的兒童假人（見5.1.2.1.1和5.1.3.1.1，2012年版的5.1.2.3.1）；——更改了前碰動態(tài)試驗中假人定位要求（見5.1.2.1.3～5.1.2.1.5，2012年版的5.1.2.3.3和5.1.2.3.4）；——更改了前碰動態(tài)試驗中試驗波形的描述方法和速度范圍（見5.1.2.2，2012年版的5.1.2.4）；——刪除了靜態(tài)加載試驗方法（見2012年版的5.2）；——增加了后碰動態(tài)試驗方法（見5.2）；——增加了同一型式判定（見第6章）；——增加了實施日期（見第7章）；——更改了頭部傷害指標HIC的計算時限（見A.1，2012年版的B.1）；——增加了頸部傷害指標的計算方法（見A.2）；——增加了頸部傷害的測量和數據處理要求（見B.2.2中的b)）。（三）主要試驗（或驗證）情況分析不同座椅間距對假人傷害的影響分析以表1中修訂計劃的座椅間距作為基準，并將座椅間距縮小50mm和放大50mm，進行對比試驗，測量5th假人傷害，不同座椅間距的假人各傷害指標結果如圖3，可見不同的指標響應不同，有些對座椅間距不敏感，有些正相關，有些負相關。為此我們將有限值要求的四個指標，包括：頭部HIC、頸部Nij、胸部加速度、大腿壓縮力，各自進行歸一化處理，然后進行等權重平均，獲得假人整體傷害情況與座椅間距的關聯關系，如圖4。可見雖然各個通道、傷害指標受座椅間距影響較大，但是總體而言并不敏感，座椅間距在設定間距及±50mm位置時，綜合傷害均為最大傷害值的80%左右。由此可見，按照實際產品統(tǒng)計結果設定試驗環(huán)境是可行的，并沒有設定在明顯有利的位置進行檢測。a)頭部HICb)頸部Nijc)胸部加速度d)大腿壓縮力e)頸部Fxf)頸部Fzg)頸部My圖3座椅間距對假人各傷害指標的影響圖4座椅間距對假人傷害的總體影響驗證試驗統(tǒng)計分析標準工作組組織了大規(guī)模的驗證試驗，由宇通、中通、雅式提供座椅樣品，由天檢中心、招商局檢測中心、襄陽達安、中國汽研提供試驗技術支持。共計對8款校車座椅，進行了32次臺車動態(tài)試驗，采集了58組假人數據。正碰試驗共采集24組5th假人的傷害數據，統(tǒng)計結果見圖5，頭部HIC超標率為20%，頸部Nij超標率為62%，胸部加速度超標率為4%，大腿壓縮力超標率為0%。a)頭部HICc)胸部加速度b)頸部Nijd)大腿壓縮力圖5前碰試驗5th假人傷害分布正碰試驗共采集13組Q6假人的傷害數據，統(tǒng)計結果見圖6，頭部HIC超標率為22%，頸部Nij超標率為53%，胸部加速度超標率為53%。a)頭部HICb)頸部Nijc)胸部加速度圖6前碰試驗Q6假人傷害分布后碰動態(tài)試驗共采集12組5th假人和9組Q6假人的傷害數據，頭部HIC、頸部Nij、胸部加速度、座椅后傾角超標率均為0%，見圖7。a)頭部HICc)胸部加速度b)頸部Nijd)靠背后傾角圖7后碰動態(tài)試驗假人傷害及靠背后傾角分布頸部傷害優(yōu)化分析從驗證試驗結果可見，現有產品的頸部傷害普遍較高，超標率很大。為此標準修訂牽頭單位聯合企業(yè)進行頸部傷害優(yōu)化的嘗試，分別采用調整第一排座椅靠背的吸能和將第二排座椅安全帶改為三點式安全帶兩種方案，進行樣品制備和臺車試驗。如圖8，圖中1為未做改動的產品現狀，2為調整第一排座椅靠背吸能的方案，3為第二排座椅改三點式安全帶的方案。結果表明，使用三點式安全帶約束乘員能非常有效降低頸部傷害值，同時對其他傷害指標也都有較大的優(yōu)化作用；相比之下，調整第一排座椅靠背吸能的方案，雖然也能降低頸部傷害，但是仍然大于標準限值。這主要是由于時間緊張，并且僅憑工程經驗進行了一次嘗試，沒有使用CAE等工具，未能獲得最優(yōu)解。相信采用調整第一排座椅靠背結構和吸能的方案，同樣是降低頸部傷害，滿足新標準的一種技術手段。a)頸部Fzd)頭部HICb)頸部Mye)胸部加速度c)頸部Nijf)大腿壓縮力圖8優(yōu)化方案的效果對比三、與有關法律、行政法規(guī)和其他標準的關系本標準是專用校車被動安全的重要標準，與GB7258《機動車運行安全技術條件》和GB24407《專用校車安全技術條件》共同構成了校車車內乘員安全保護的標準體系；與現行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準沒有沖突或矛盾。四、與國際標準化組織、其他國家或者地區(qū)有關法律法規(guī)和標準的比對分析聯合國法規(guī)中沒有校車座椅標準，相似的標準有UNR80客車座椅標準，該標準考核了座椅前向碰撞的強度和防護性能，使用混III第50百分位成年假人，該標準沒有對座椅后向碰撞的性能要求。GB24406-2012制定時修改采用了UNR80中的前碰動態(tài)試驗方法和性能要求，試驗假人根據校車實際使用人群，選取了P系列6歲兒童假人和混III第5百分成年假人。美國相關的標準有FMVSS222《學童客車乘員座椅和碰撞保護》，標準中考核前向碰撞和后向碰撞過程中對座椅對乘員的約束保護作用，但是采用了靜態(tài)試驗的方法進行檢測。因此GB24406-2012中的后碰試驗方法和性能要求采用了美標FMVSS222中的靜態(tài)抗后傾試驗和要求。本標準修訂將抗后傾靜態(tài)試驗等能量轉化為后碰動態(tài)試驗，提出相應的試驗方法和性能要求。將實驗中使用的P系列6歲兒童假人更換為Q系列6歲兒童假人，并相應的提出適合該假人的傷害限值要求。修訂后的標準與同類國際標準的對比見表3。表3修訂后標準與同類國際標準的對比修訂后的GB24406-XXXXFMVSS222UNR80（客車座椅）前碰性能動態(tài)試驗移動量≤1.1m(幼兒、小學生)或≤1.2m(中小學生)HIC<500Nij<1.0ThAC<30gFAC<6.8kN（5th假人）靜態(tài)試驗靠背位移≤356mm不得進入其他座椅102mm范圍內動態(tài)試驗移動量≤1600mmHIC<500ThAC<30gFAC<10kN后碰性能動態(tài)試驗HIC<500Nij<1.0ThAC<30g靜態(tài)試驗靠背位移≤256mm不得進入其他座椅102mm范圍內無試驗假人Q系列6歲兒童假人和5百分位成年假人無50百分位成年假人五、重大分歧意見的處理過程、處理意見及其依據本標準修訂過程中無重大分歧意見。六、對強制性國家標準自發(fā)布日期至實施日期之間的過渡期的建議及理由通過行業(yè)調研及驗證試驗的結果可知，標準技術內容充分考慮了我國校車座椅產品的技術水平現狀、檢測機構開展相關試驗的檢測能力，標準實施的基礎條件已具備。雖然目前國內校車座椅對于乘員頸部傷害保護欠佳，但是技術優(yōu)化的難度不高，能夠在較短的時間內達到。對于新申請型式批準的車型自本文件實施之日起開始執(zhí)行。對于已獲得型式批準的車型自本文件實施之日起第13個月開始執(zhí)行。七、與實施強制性國家標準有關的政策措施本標準的實施監(jiān)督管理部門是中華人民共和國工業(yè)和