关于救生衣创新方向的研究与展望

罗梦薇，王迪

（重庆交通大学，重庆40074）

引言

近年来，各国海域沉船事故频发，而由船舶侧翻所引起的漩涡、高发的船舶爆炸等突发状况对落水者的生命存在着巨大生命威胁；因体力不支或失足而导致的溺亡事件时有发生，国内外尤其是欠发达地区溺水死亡率极高，中国疾病预防控制中心曾发文说道“溺水是我国儿童的第一位致死原因”；同时，当洪水肆虐时，如何寻求人员自救方案、加快水上救援速度也是亟待解决的一个问题。救生衣作为重要的水上救援设备，早已投入了实际应用，其具有以下作用：①提供浮力，便于呼吸；②颜色醒目，便于获救；③有效保暖，避免寒冷；④减少惊慌，节省体力。但在实际应用中，救生衣发挥的作用强度和作用范围较为局限，为了进一步提高用户舒适度和人员生还率，还需要在现有救生衣的基础上进行优化和创新。

1 研究背景

世界卫生组织表示，溺水成为全球的主要公共卫生问题之一。于2019 年，约有23.6 万人溺亡，人员溺亡数占全球死亡数的8%左右，溺亡是意外伤害死亡的第三成因。而据《法制晚报》报道，溺水是我国儿童第一大致死原因。多年以来，群众溺亡率居高不下。而除了以下所阐述的船舶遇险、暴雨洪灾突发，还有许多方面，如户外戏水、车辆事故和失足等，共同导致了群众溺亡率高涨这一情况的出现。同时，得益于居民生活水平的提高，水上运动在国家相关政策的支持下蓬勃发展，市场对救生衣的需求量随之逐年升高。

1.1 海上突发事件频发

由于天气恶劣、海况凶猛、船舶设备故障和工作人员专业素养仍待提升等诸多因素，船舶海上突发事故时有发生。

根据欧洲海事安全局（EMSA）的统计数据可知，在欧洲水域范围内，于2006 年，535 艘船舶发生了505 起事故；于2007 年，762 艘船舶发生了715 起事故。同2006 年相比，2007 年船舶事故率有明显上升，上升率超过40%。从2012 年意大利“康科迪亚”号豪华邮轮触礁侧翻，造成至少32 人死亡，到2014 年韩国客轮“岁月”号发生浸水事故下沉，造成296 人遇难，再到2015 年我国“东方之星”号旅游客船，在长江中游湖北监利水域沉没，船内454人仅12 人获救，遇难442 人。而在2018 年，仅中国籍船舶就发生了176 起船舶海上突发事故，其中沉船数高达83 艘，死亡及失踪人数达到237 人，较上一年数据同比上升24.7%。这一连串触目惊心的数字，已然在警醒我们，航行安全状况不容乐观，而船舶缺少必要的水下救生设备是事故频发和人员损失众多的关键原因，配备救援设备及训练相关人员的空白仍待填充。

在沉船事故中，由于救生筏艇使用较为复杂，在应急突发事件中有时无法达到较好的快速救援效果，所以重大沉船事故中，救生衣成为重要的救生设备，海用救生衣内部采用EVA 发泡素材，按照相关设计标准可以有效的支撑遇险人员浮出水面。然而实际上特别是在水温较低时，遇险落水者时常由于内心恐惧、四肢僵硬而丧失在水中的运动能力，即便穿戴好救生衣跳入水中，也很难快速远离事故现场，避开危险。有数据表明，当人在0 ℃的海水环境中身体机能只能维持几分钟；2 ℃的海水环境中可以坚持15 分钟左右；25 ℃海水，可以承受约一天的时间，在恶劣的环境下快速得到救援问题的解决迫在眉睫。

1.2 暴雨洪涝无法避免

暴雨洪涝是最为频发、多发的自然灾害之一，已成为我国实现可持续发展的艰难困阻。在自然因素和社会因素的综合影响下，暴雨洪涝灾害的成因变得极为复杂，导致其发生具有很强的随机性和不确定性。其一旦发生，将可能严重威胁受灾群众的生命安全。

根据《中国气候变化蓝皮书（2020）》，1961 至2019 年，中国极端强降水事件呈增多趋势，年累计暴雨日数呈增加趋势，平均每10 年增加3.8%[1]。就国内而言，2021 年7 月17 日至7 月23日，河南省遭遇了史上罕见的特大暴雨，发生严重洪涝灾害，灾害共造成河南省150 个县（市、区）1 478.6 万人受灾，因灾死亡或失踪人数高达398 人。放眼全球，欧洲多地持续暴雨引发洪涝灾害，冲毁大量房屋和道路，目前已有数百人丧生，而在受灾最严重的德国西部，截至2021 年7 月16 日中午，洪灾已造成至少103 人死亡。据WHO 统计，洪灾死亡中有75%是溺水死亡。洪灾越来越频繁、严重，并且这一趋势还将随着气候变化继续下去。在低收入和中等收入国家的洪灾多发区，因洪灾而导致溺水风险增大的这一现象尤为明显，而该现象的突出与这些国家预警、疏散或保护社区免受洪灾的能力较弱或仅在起步阶段具有一定的联系。

1.3 市场需求激增

近年来，人们更加注重生活的质量，水上运动成为很多家庭的户外娱乐项目。国家对水上运动的扶持力度逐步加大，国务院办公厅出台《关于加快健身休闲产业的指导意见》，把水上运动列为完善健身休闲服务体系的主要组成部分；国家体育总局发布《水上运动发展规划》，将进一步扩大水上运动产业规模，并提出3000 亿元的产业发展目标。同时，由于民众需求不断提高，水上运动产业自身不断发展和优化，水上运动产业门类逐年丰富，市场需求类别持续扩增，产业潜力进一步释放且发展空间巨大。而在产业不断发展的过程中，安全问题是一个最不容忽视的问题，因此对安全可靠的救生衣的需求数量激增。

另外一方面，需要注意到的是，由于生产救生衣的技术门槛较低，当前救生衣行业已经相对成熟，因此在救生衣领域的企业众多，行业发展速度呈现缓慢发展的趋势，市场竞争较为激烈，未来行业将向高端化、智能化和差异化发展，满足用户差异化的需求。

2 创新方向

2.1 提高用户生存能力

在救生衣的创新研究中，提高用户的生存能力是一个比较热门的方向，学者们多从维持体温、保障呼吸、便于行动和提供淡水等创新点切入探寻。

在维持体温方面，郑海宏发明了一种不湿身救生衣，救生衣上设有的膨胀背包和膨胀保护罩可为人体形成保护空间，减少人体热量的散失[2]；杨志坚则设计了一种基于原电池原理的供暖救生衣，能安全有效地为落难者保障体温的正常[3]。在保障呼吸方面，胡增植设计了一款带有挡水面罩的救生衣，可保护落水者的面部，防止落水者面部直接遭受水浪的冲击，一方面避免了落水者呛水，另一方面也降低了落水者的心理恐惧，同时通过附带的通气孔保证落水者的正常呼吸[4]。此外，经调查，饮用淡水是海难人员在获救前最缺乏的物资，而渴死是海难人员死亡的主要原因之一。由此，翟东华研制了海用救生衣淡水供给装置，其可为用户提供淡水资源，从而提高落难者生还率[5]。

2.2 提高搜救效率

近年来，应用于救生衣上的技术日益丰富，对于提高搜救效率，人们不再仅仅停留于着重加强救生衣的鲜艳外表，而倾向于与多种新兴数字技术结合。

王阿琴、孙丽和周峰等研发了一款在救生衣表面的衣帽、前襟和置物袋上设有反光贴的救生衣，其适应于恶劣天气的救援工作，能有效提高落水者的显眼程度，降低能见度低条件下的搜救难度，从而提高搜救效率[6]；刘红、刘付和叶辉华等人研发了一款设有定位模块和发光源的救生衣，能够及时向救援队发出定位信号和光线；刘诗涵则设计了一款基于卫星定位的智能水上救生衣系统[7]；李培正则提出了于救生衣中AIS 定位和发射功能装置的应用，从而构成可定位、报警的智能化自触发式救生衣[8]。以上应用于救生衣的新技术能够在一定程度上帮助用户寻求外界帮助，从而降低死亡率。

2.3 细化用户群体

将用户群体细分，针对特定使用需求，研发适配技术和装置，不失为一个具有意义的创新方向。

为了帮助在各种水域巡逻稽查的军警更有效地完成任务，俄罗斯研制出了一款轻便防弹救生衣。据俄罗斯日前报道，根据俄联邦国民近卫军水面部队的需求，位于莫斯科州的加固复合高强度材料中心制作出了一种使人既能水上漂、短暂潜水，又可以防止遭受步枪射击的防护服，并将其命名为“两栖”防弹衣[9]。而罗金光、郑溪水和张朝阳等人则研制了一种具有打捞功能并携带独立多气囊淡水袋的救生衣，该救生衣具有体积小、重量轻、穿着舒适、打捞方便、落水后能保证头面朝天和有效延长漂浮时间等优点，从而为部队海上训练和作战、抗洪抢险、水上作业等提供有力保障[10]。此外，吴旭等对救生衣整体性能、战技指标等性能参数进行了讨论，在国标及国际救生规则的基础上有针对性地对救生衣各项参数进行了修订，以符合海警部队日常使用[11]。

2.4 优化供能系统

对于供能系统的优化，可以为装置的运行提供有力的保障，从而提高救生衣的工作效率。

刘伟、颜鲁薪和杨伟鹏等人，设计了一款利用太阳能电池供电的救生衣，其将太阳能组件、无线电发射器、GPS 定位器和照明融为一体，可以用于户外探险以及自然保护区，该救生衣综合利用了各种先进搜寻定位设备，救援成功率非常高[12]。高瑞、赵俊旗和李敏洁等人设计了一款应用于海上救援的绿色持续续航定位救生衣，该救生衣与市面上常见的采用锂电池来维持各个模块的运行方式不同，其以法拉第电磁感应定律为研发基础，由供电模块内部振子切割磁感线来产生感应电流，进而运用到各功能模块，保证其正常工作[13]。

3 展望与愿景

水上突发事件的频发和遇难人数的众多，对水中休闲安全、海上航行安全及救援水平提出了巨大的挑战，也在一定程度上推动了国内外对于救援设备的研究与应用。作为常见的救援设备之一，救生衣的创新应用或许能为应对灾难、提高生还率提供新的可能。

3.1 顺应环保趋势，调整供能结构

2021 年12 月8 日，国家发展改革委等部门关于印发《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G 等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》的通知。由《通知》可知，国家将坚持集约化、绿色化、智能化建设，加快对低碳节能技术的研究和推广，推动技术创新和模式创新，鼓励使用太阳能、风能等可再生能源。以太阳能为例，救生衣的应用场所多为海边，有丰富的光资源可供利用。倘若在海岸边配备有太阳能充电桩，用户使用完毕后便可置于充电桩上充电，既便捷又环保，无需人工更换电池，节省人力资源。抑或使用太阳能电池从而合理利用光能。

3.2 提升自救能力，助力水上活动

对于目前现有的大多救生衣而言，主要的创新功能为在遇险时维持人体正常活动或增大用户被救援的概率。但是这对于用户本身来说是无力的，那我们是否能设法将主动性还给用户呢？例如，在救生衣上增添动力装置，或许可以为用户提高行动力和生还概率。此外，带有动力装置的救生衣能为用户维持高速的运动状态，有希望为开展海上军事活动提供有效辅助。

3.3 针对目标用户，提供特殊服务

对于不同的用户，如以休闲为目的大众、儿童、军人、救生员和行动不便的人等，救生衣的创新方向和功能种类应是不尽相同的。而现存的针对性救生衣仍较少或者工作效果不够高，以救生员为例，据调查，海上救助力量配备的水下救生设备缺乏、人员训练不足是救援效率低下、溺水死亡人数多的重要原因[14]。可见，对于救生衣的研究广度和研究深度仍需加强。

3.4 添加附属功能，优化使用体验

从各类溺亡事件中，我们可以得知，较多溺水人员在事发前不愿佩戴救生衣或者没有佩戴救生衣的意识。而在溺亡事件中，大多人员都是以戏水为目的，倘若能在救生衣上添加防水音箱、置物架等迎合用户需求的装置，或许会提高用户的使用意愿和使用次数，从而减少不幸事件的发生。此外，社会的多元化也在一定程度上促使产品的用途多元化。