高楼轻生事故索降强制救援的实验研究

赵晨惠，姜连瑞，胡绪鑫，许沈杰，吴一参

(1.中国人民警察大学，河北 廊坊 065000；2.苏州市消防支队，江苏 苏州 215000)

轻生自杀现象在社会发展过程中频繁出现，而跳楼是轻生者所选取的主要自杀方式之一[1]。以我国江苏省南京市为例，2017年南京市消防局全年接警8 582起，其中跳楼自杀警情513起，占比高达6%。

现阶段高楼轻生事故处置一般由公安民警和消防员配合实施[2]，若事故现场针对轻生者开展的心理疏导和谈判无果，而轻生者又面临随时坠落的风险，消防部门一般会采取强制救援措施[3]。在强制救援阶段，消防员往往使用绳索从上一楼层下降，以蹬踹的方式控制轻生者[4-5]。尽管在实践中，消防部门多次成功采用索降蹬踹强制救援的方法化解了轻生危机，但此类救援方式仍存在较大争议：其一，轻生者主观上并不愿意获得救助，因而索降准备过程必须不被轻生者察觉，救援人员无法预先施放引导绳，利用引导绳实现可控下降，因而消防员需预留从下降初始位置至轻生者所处位置距离的绳长，冲坠下降，展开救援，而冲坠过程除对救援器材装备造成损伤外，冲坠瞬间产生的减速度极易对施救消防员自身产生伤害[6-7]；其二，为确保一次性将轻生者救入楼内，索降救援人员一般以蹬踹的方式营救轻生者，当轻生者被蹬踹进入楼内时，极易因撞向坚硬地面受到伤害。因此，本文设计了全尺寸实验，用来量化研究高楼轻生事故索降强制救援过程中索降冲坠对施救者的影响以及索降蹬踹对轻生者的影响，为消防部门处置此类事故提供一定的参考依据。

1 全尺寸实验设计方案

1.1 实验器材

本次全尺寸实验所用器材包括数据采集系统、绳索下降系统和消防假人。

(1) 数据采集系统：数据采集系统组件包括笔记本电脑、九轴蓝牙带电池姿态角度传感器(以下简称姿态传感器)、USB-HID模块等，见图1。其中，主元件为姿态传感器，可实时测量三轴加速度，见图2。该姿态传感器型号为BWT901CL，内置模块芯片JY901，具有蓝牙连接传输功能，可将USB-HID模块接入笔记本电脑，利用蓝牙实现数据的无线传输[8]。

图1 数据采集系统组件构成Fig.1 Data acquisition system component

图2 九轴蓝牙带电池姿态角度传感器Fig.2 Nine-shaft buletooth attitude angle sensor

(2) 绳索下降系统:绳索下降系统组件包括D型主锁、通用型安全绳(见图3)、8字环(见图4)、半身安全吊带(见图5)等[9]，各组件均符合《消防用防坠落装备》(GA 494—2004)标准的要求[10]，其基本参数见表1。目前，国内少数专业山岳救援消防队配备的安全绳为动力绳，而一般普通消防站仅配备静力绳，因此本实验所用通用型安全绳为静力绳，其型号为FZL-S-T16。

图3 D型主锁和通用型安全绳Fig.3 D type safety lock and common safety rope

图4 8字环Fig.4 8-type ring

图5 半身安全吊带Fig.5 Half -body safety harness

组件名称基本性能参数D型主锁纵向破断强度30 kN(开口闭合),9 kN(开口打开)通用型安全绳直径16 mm,破断强度40 kN8字环破断强度35 kN半身安全吊带重1 100 g,附带钢制挂钩纵向破断强度25 kN

(3) 消防假人：本实验所用的消防假人为按照真人比例制作的消防专用假人，该消防假人身高为170 cm，体重为60 kg，外皮为红色PU皮质，内里填充无污染碎布和沙子承重包，见图6。

图6 实验用消防假人Fig.6 Experimental fire dummy

1.2 实验内容

1.2.1 具体操作

索降冲坠实验以某消防中队训练塔为依托，使用通用型安全绳，在二楼平台与窗口高度相同处设立锚点，制作坐席结捆绑固定消防假人，并将姿态传感器固定于消防假人，设置假人初始坠落高度分别为2 m、3 m、4 m、5 m，待姿态传感器与笔记本电脑实现蓝牙数据传输后，将消防假人从三楼窗口平台推下，模拟冲坠过程，记录不同高度冲坠下消防假人承受的加速度。

索降蹬踹实验以真人模拟轻生者在二楼窗台处分别摆出站立、正坐、侧坐三种姿态，并保持放松状态，施救者从三楼窗口坐席悬垂下降至模拟轻生者位置，以蹬踹的方式将模拟轻生者推入楼内，同时位于二楼楼内的救援人员迅速上前控制模拟轻生者。设置两部摄像机位，一部从训练塔外部录制施救者蹬踹的过程，一部从训练塔二楼内部录制轻生者受蹬踹后着落于缓冲软垫的过程。

1.2.2 人员分工

索降冲坠实验需4名实验人员，索降蹬踹实验需6名实验人员，各实验人员具体的任务分工见表2。

表2 实验人员任务分工表

1.2.3 注意事项

(1) 索降冲坠实验中，改变消防假人坠落高度时，须保持锚点位置不变，均位于二楼平台与窗口同一高度处，锚点与窗口距离均为2.6 m。

(2) 索降冲坠实验对于实验器材具有破坏性，用于本实验的绳索和D型主锁不得在消防训练和出警救援中再次使用。

(3) 索降蹬踹属于真人高空实验，具有一定的危险性，所有实验人员必须做好安全防护，现场安全员负责检查全员防护措施是否到位；坐席悬垂的锚点必须使用三重保护加固[11]或可采用动态锚点[12]；当绳索与锋利边缘接触时，须设置软垫层保护；施救者下降时，须在引导绳上设置普鲁士结(俗称鸡爪扣)进行二重保护[13]。

1.3 实验判据

索降冲坠实验将利用姿态传感器监测不同距离冲坠中消防假人的三轴加速度，并以此计算其峰值加速度，同时依据人体短时间所能承受的加速度作用值表[14](见表3)，参考其中“人体坠落”一项可知，人体短时间内受救生绳拉拽时，加速度不得超过8g。

表3 人体短时间内所能承受的加速度作用值表

索降蹬踹实验主要采集模拟轻生者的落地姿势，分析着地部位与伤害间的关系。庞有旺等[15]使用创伤严重度改良评分法(即RISS评分法)，对2000—2011年间收治的530例高处坠落伤者进行了损伤程度分析(见表4)。RISS评分法是依照单一区域多处伤的原则，根据损伤的解剖学改变，以模糊数学方法量化评价损伤程度的一种方法。本次实验结果将以此为参照进行评价，高处坠落伤者的RISS值与损伤程度的对应关系见表5。

表4 各坠落高度下不同落地姿势530例高处坠落伤者的平均RISS值评分结果

表5 高处坠落伤者的RISS值与损伤程度的对应关系

2 实验结果与分析

2.1 索降冲坠实验结果与分析

索降冲坠实验分别设置2 m、3 m、4 m、5 m共4个初始坠落高度，每个坠落高度各开展3次冲坠实验，以坠落高度为3 m的实验为例，消防假人冲坠过程的实验场景见图7，消防假人冲坠过程中三轴加速度的变化曲线见图8，不同坠落高度的索降冲坠实验过程中消防假人的加速度数据见表6。

图7 坠落高度为3 m时消防假人冲坠过程的实验场景Fig.7 Experimental scene of crashing process of fire dummy with falling height of 3 m

图8 坠落高度为3 m时消防假人冲坠过程中三轴加速 度的变化曲线Fig.8 Change curves of triaxial acceleration of fire dummy in the crashing process of fire dummy with falling height of 3 m

由表6可知：当坠落高度为3 m时，3次冲坠实验过程中消防假人的峰值加速度平均值为6.01g；当坠落高度为4 m时，3次冲坠实验过程中消防假人的峰值加速度平均值约为8.84g。为了确定当消防假人峰值加速度为8g时的坠落高度，在坠落高度3～4 m之间取不同的高度值开展实验，最终确定当消防假人坠落高度为3.7 m、有效绳长为6.3 m、坠落系数为0.59时，消防假人冲坠实验过程中的峰值加速度达到8g，即达到人体所能承受的最大加速度。

表6 索降冲坠实验过程中消防假人的加速度数据(单位：g)

在高楼轻生事故处置现场，一般轻生者所选取的普通居民楼层高为3 m左右，消防员实施索降冲坠强制救援，若不采取任何缓冲保护措施，其冲坠过程所承受的峰值加速度已接近人体所能承受的最大加速度；若事发楼层高度超过3.7 m，实施索降冲坠强制救援极易对施救者产生伤害。因此，在采取此类救援方式时，必须考虑下降高度，并采取合适的缓冲保护措施，确保消防员自身不受伤害。

2.2 索降蹬踹实验结果与分析

索降蹬踹实验共模拟了站姿、正坐、侧坐3种姿态的轻生者被索降施救者蹬踹后摔入楼内的情景，从建筑外部取景拍摄的各种姿态轻生者被索降消防员蹬踹的场景实验见图9，站立姿态、正坐姿态、侧坐姿态的轻生者被索降消防员蹬踹后摔落过程的实验场景分别见图10至图12。

图9 各种姿态轻生者被索降消防员蹬踹的实验 场景图Fig.9 Experimental scene map of light-hearted people being kicked by fire fighters

3种不同姿态的索降蹬踹实验中，处于站立姿态的轻生者被蹬踹后，3次均以后臀部位先着地；处于正坐姿态的轻生者被蹬踹后，2次以躯干背部先着地，1次以头颈部先着地；处于侧坐姿态的轻生者被蹬踹后，3次均以侧臀部位先着地。

图10 站立姿态轻生者被索降消防员蹬踹后摔落过程的 实验场景Fig.10 Experimental scene of a standing light-hearted person being kicked and fallen by a landing

图11 正坐姿态轻生者被索降消防员蹬踹摔落过程的 实验场景Fig.11 Experimental scene of a sitting light-hearted person being kicked down by a landing firefighter

图12 侧坐姿态轻生者被索降消防员蹬踹摔落过程的 实验场景Fig.12 Experimental scene of a side-sitting light-hearted person being kicked and fallen by a landing firefighter

轻生者所处窗台距楼内地面的高度小于3 m,依据表4可知：轻生者臀部先着地后的RISS均值为13.75，峰值为15.18，小于16，一般情况下受伤程度不会超过中度伤；轻生者躯干先着地后的RISS均值为14.72，峰值为15.53，小于16，受伤程度略高于臀部先着地，但仍不会超过中度伤；轻生者头部先着地后的RISS均值为14.83，峰值为16.06，略高于16，存在受重伤的风险。因此，根据模拟轻生者的落地姿势分析，当轻生者正坐于窗台时，遭受索降施救者蹬踹后，存在头部先着地的可能，并且若轻生者头部先着地，存在受重伤的风险，消防员采取此类救援方式前必须慎重评估。

3 结论与建议

(1)高楼轻生事故处置过程中，若使用通用型静力安全绳采取索降冲坠方式救援，当冲坠距离超过3.7 m，索降救援人员在冲坠过程中承受的峰值加速度可能超过8g，即超过人体所能承受的最大加速度。因此，建议在实施索降救援前，须评估冲坠高度，并使用缓冲保护套等缓冲器材，或由下降施救者队友协力拉拽，实现可控下降，以降低对索降消防员的伤害。

(2)站立姿态和侧坐姿态的轻生者遭受索降施救者蹬踹后，3次均以臀部先着地，而正坐姿态的轻生者遭受索降施救者蹬踹后，2次躯干先着地、1次头部先着地，头部先着地的轻生者RISS值略高于16，存在受重伤的风险。因此，建议消防员采取索降蹬踹方式救援前，要充分考虑轻生者的姿态，并评估其安全风险。