新型警用安全骑行服探究

吴泽宇，林 泉，高杞袁，胡静滢

（广东警官学院，广东 广州 510440）

1 引言

1.1 研究背景

随着全国各地每年各种类型的私家车保有量不断增多，摩托车事故发生率高居不下。包括执勤的警务人员在内，中国骑行人数在1 亿以上，其中执法人员在执勤中发生摩托车祸事故而殉职的案例也不在少数。根据相关数据表明，摩托车驾驶人数十分庞大，并且每年呈现逐渐上升的态势。在越来越强调安全出行的当今社会，人们对于骑行安全防护装备的要求也越来越严格，从摩托车辆的设计、头盔到安全服都逐渐朝着科技化和安全化的态势发展。骑行服作为一线警务人员必不可少的骑行装备，如何提高对人体安全的保护度是众多骑行服设计师和骑行服生产厂家的研究目标之一。现有市场专门针对骑行安全服的设计比较少见，将成熟的智能穿戴技术和安全设备运用到摩托骑行服上，多功能化、安全化的设计将为大量的执勤警务人员带来安全有效的骑行保护。

1.2 研究意义

新型警用安全骑行服具备原有的轻捷方便，又增加了新的功能，能够有效地保护发生交通安全意外的警务人员，又带有紧急救援装置，不仅能供民警自己使用，也能参与现场紧急救援，给予更多落水人员帮助。同时，新型警用安全骑行服可极大提高民警处理紧急事故的能力并提升民警自身的安全系数，保证人民群众生命财产安全的同时也可保证民警的自身安全，尤其是能够显著提升民警对落水群众的救援能力。

1.3 国内外研究综述

1.3.1 国内研究情况

国内也有相关研究，而且已经做出了可运用于实践的样品，较为著名的有以下产品。一是北京的ActiveProtective，ActiveProtective 公 司 设 计 了一款可随身佩戴的安全气囊，可以在老年人摔倒时保护他们的髋骨，该公司CTORobertBuckman 博士，在当外科医生时注意到，前来就医的老人许多都是跌倒导致髋骨骨折被救助人员送进医院，而且受伤部位的治愈率十分渺茫。所以他提出了通过安全气囊保护老人意外跌倒的创意。

对于汽车驾驶人来说，碰撞是一个随时随地可能发生的危险，而安全气囊能够有效降低车辆碰撞时对人体的冲击力，这就是全世界的汽车都会装备诸如安全气囊等安全设施的原由。前文提到，对于老年人群而言，即使是轻微的跌倒也会给他们带来严重的伤害，对他们的生命构成严重威胁。因此，ActiveProtective 公司设计了一款可让人随身携带的安全气囊服，可以在摔倒时保护老年人群的生命安全。

二是中国保安协会保安科技研究所研制的摩托车安全气囊服。设计为背心式马甲和长袖茄克装的气囊服，针对高风险职业特点研制，衣服内的气囊组由颈椎、胸椎、腰椎、尾椎等部位的气囊组成。当发生撞车或摔车交通事故紧急状态时，该服装能在0.5 s 时间内自行启动层内的气囊，迅速充满气体，为人体的颈部、胸部、腰部、尾椎等重要部位减缓外力撞击，可有效地保护生命安全。

1.3.2 国外研究情况

目前国外的相关研究，以下的两家公司较为突出。一是意大利的Alpinestars（A 星），A 星的Tech-Air 有普通和专业两种版本。专业版可以很容易地插入芯片，并且系统硬件可以从专业版变为普通版，但普通版本不能更改其硬件。在检测到碰撞事故后，Tech-Air 将在45 ms 内启动保护。这些气囊系统曾经只供两轮精英使用，但其价格高昂，维修成本也是一般大众消费水平所不能接受的。

二是意大利的Ducati Motor Holding S.p.A.，NYSE：DMH（杜卡迪），杜卡迪公司联合摩托车服装生产商Dainese 开发了一款全新的可穿戴的安全系统，它就是Ducatl Multistrada D-Air。服装由车内的传感器以及机车夹克内的安全技能所组成。在车子行驶时，车内的传感器会自动地检测车子速度刹车等信息，接着通过Wifi 连接赛车服，在机车即将发生意外的时候，传感器会提醒检测到危险，然后发出指令，在45 ms 之内将安全气囊弹出，从而减少车手关键部位的伤害。有两个版本，一是竞赛版，二是民用版。竞赛版为了减重只对颈肩和锁骨进行保护，而民用版的则是能够保护全身。市场售价折合人民币1 4000 元。

另外，意大利的赛车安全服装公司研发了一款带有电子安全气囊装置的摩托车防护衣，该摩托车防护衣的充气式气囊配有多个电子感应器探头及电子系统，内置有微型电池组和含氮混合气体。当摩托车发生碰撞事故时，这种防护衣的感应器在0.05 ms 内自动把位于驾驶人的颈部、上背部、肩部及胸部的安全控制气囊打开，保护摩托车驾人者的肩部、锁骨及颈部不受到碰撞伤害。

1.4 当前安全骑行服的主要问题

综上所述，目前市面上的摩托车骑行服绝大多的设计依赖于新材料、电子传感器和微型电脑等高成本、高精度的装置，没考虑到这些高精度的仪器是否能够在恶劣的环境下还能正常运作。此外，由于骑行服过高的成本导致难以普及所有摩托车驾驶人。还由于气囊的启动要求高、结构复杂、成本高等这都是现有摩托车骑行服的主要问题。另外，现有的摩托车骑行服功能性过于单一，无法适应越来越复杂的路况。

2 结构介绍

2.1 基本结构

新型警用骑行服在现有的警用骑行服的基础上加入安全气囊装置和水上救援装置。该骑行服的安全气囊的触发方式采用的是简易的机械拉环拉动撞针物理触发装置，该气囊充气的反应为物理反应，采用市面上廉价的二氧化碳气体压缩储存在气囊瓶里，通过简单的物理触发撞击，让气囊内被压缩的气体迅速充满气囊，形成缓冲层。

该骑行服分为两层，第一层衣料的内侧固定连接有第二层衣料，第二层衣料与第一层衣料之间设置有中空层，中空层的内部设置有若干组第一充气囊，第一充气囊之间均固定连接有充气管道，第一层衣料的上方固定连接有衣服立领，衣服立领的外侧固定连接有魔术贴，魔术贴与衣服立领之间设置有第二充气囊，魔术贴的外侧固定连接有第二储气瓶，第一层衣料的左右两侧均固定连接有衣袖。衣袖下摆处开出铝合金圈小口，在小口处安装手动助力器，在使用手动档位时启用助力器提供额外动力，使点爆气囊所需人力降低至15～20 N，方便及时开启手动挡下水施救。

2.2 安全气囊

2.2.1 安全气囊工作原理

在车辆发生碰撞事故时，安全气囊主要用于保护摩托车驾驶人的身体。当驾驶人由于惯性离开车辆的瞬间，安全气囊的保险绳带动球销从座位上快速脱离，气瓶坐内的空心撞针将气瓶击穿。气体能在0.5 s 内从气瓶充满藏于衣服夹层内的气囊，就可以让驾驶人在落地前形成一个可以有效保护人体重要部位的安全气囊，从而让驾驶人免受到更大伤害。

2.2.2 安全气囊防护原理

安全气囊运用阻尼减震原理进行防护，充气后的气囊可视为阻尼层。阻尼是指阻碍物体的相对运动、并把运动能量转化为热能或其他可以耗散能量的一种作用。固体振动时，阻尼可使固体振动的能量尽可能多地耗散在阻尼层中，从而达到缓冲的目的。

2.2.3 安全气囊的设计

新型警用安全骑行服所设计的气囊呈马甲形状，且将颈部、腰部等重要部位包裹，避免发生事故时的致命伤害，且在发生水情时可充当一件临时救生衣，其气囊充气后的形状成马甲形状将颈部与腰部包围。

2.3 多功能立领

多功能立领材质与救生圈类似，在平时只是薄薄的一层呈长方形，然后长方形可被多次折叠呈一个细长方形呈衣领状经魔术贴粘贴骑行服颈部上充当一个立领。

2.4 各部位材料组成

总体采用材料：荧光黄尼龙耐磨网眼面料，3M反光晶格可视反光材料，新型防刺耐磨材料，透气网布，充气气瓶，ACF 极限缓冲材料，D30 材料，锦纶，300D 牛津布面料。

第一层采用防水防刺刀耐磨材料，在左右手腕处可根据自己的要求用袖扣调节袖子开口大小，衣服左右两侧也是可以用松紧带调节松紧程度。

中空层有气囊层。衣服左胸处有一个内置气囊瓶，可为前胸和后背的气囊层快速充气，立领处有一个可拆卸可折叠的充气救生气囊，救生气囊的充气方式是将气囊瓶放进折叠的救生气囊里面，为救生气囊迅速充气。颈部的救生气囊在未充气时，折叠四次成一个长条形状放在立领处，然后用魔术贴粘贴固定。

第二层采用延展性好，较为光滑的材料，穿着舒适有型无束缚感，且内层有多功能口袋。

2.5 启动档位

2.5.1 双重挡位

警用安全骑行服设有两个挡位。一是手动挡位，即是需要手动开启气囊装置的装置。二是被动挡位，即是需要由系于载具处的触发装置点爆气囊的档位。警用安全骑行服设有两个气囊瓶，一个装在胸前（称为A 瓶），另一个装在肩上（称为B 瓶）。A 瓶与骑行服的安全气囊相连，A 瓶与一个拉环连接形成撞针式的触发装置，拉环隐藏在衣服内侧。气囊瓶负责立领和气囊服的充气，当拔出气囊瓶盖时，胸前的气囊瓶较大，为保护驾驶者的安全气囊充气，气囊瓶采用机械拉环撞针结构与气囊马甲连接，在警用摩托车上用一根含有登山锁扣的绳子与拉环连接。

另一个较小的气囊瓶（B 瓶）不进行连接，单独放在肩上的一个隐藏式口袋，该气囊瓶是立领的充气装置。因为立领体积本身不大，所需充气体积小，所以气囊瓶约有两个指关节大小，体积小、方便民警携带。

2.5.2 设计意义

一是当警员遇到落水人员时，警员可以拉动马甲式气囊的充气装置，气囊快速充气形成保护警员自身的救生衣。在将魔术贴式立领撕下、展开，并使用置于骑行服肩部的微型充气瓶（不超过两节手指头）对准该囊插口充气，在短时间内形成一个满足落水人员救生需要的救生气囊。

二是保障警员自身安全，绳索在平时不需要时可卷起或收起放置，拉环连接后在事故发生时因人车分离从而将拉环拉开触发气囊，可在需要高速行驶的时候使用，对自身形成保护作用。在不需要的情况下拉环隐藏在衣服内侧，防止被他人恶意扯开触发气囊，衣服外有一个拉链口可将拉环拉出外面与警用摩托车连接。

3 主要功能

3.1 水上救援

警务人员在外出执勤遇到落水人员时，可能会碍于无救援工具而不能进行第一时间及时救援。针对该问题研究，新型警用安全骑行服的立领处设计了一个可拆卸式的魔术贴快速充气装置，并为安全气囊设置了手动启动模式，以便警务人员遇到落水群众时及时救援。当警务人员遇到落水人员时，警务人员可以拉动马甲式安全气囊的充气装置，气囊快速充气形成保护警员自身的救生衣。立领快速充气形成一个具有足够浮力的物体，自身的气囊服可手动启动充气，而后又可充当临时救生衣，可以下水将漂浮物送给落水者同时与其保持一定距离，既可救人也可以保护自身的安全。

3.2 碰撞保护

传统的警用骑行服对重要关节部位缺少保护性措施，而新型警用安全骑行服加大了对重要关节的保护性，考虑在脆弱的关节处，如肘部、肩部等部位使用可拆卸式的D3O 非牛顿流体材料增强对关节的保护，降低地面摩擦对关节的损害，大大提高了安全性。警员在穿上新型警用安全骑行服发生意外事故时，通过简易的机械拉环拉动撞针物理触发装置对气囊体进行充气，由于马甲式安全气囊本体的前胸部延伸至安全骑行服本体的背部。因此在发生意外时，能够对驾驶员的胸前及腰部等关键部位进行有效保护、安全性佳。

4 结语

新型警用安全骑行服自带部分护具，第一层在外观上保留原警用骑行服外观，而在内部缝合魔术贴，通过该魔术贴来固定防护层及气囊层。第二层通过使用两面具有魔术贴的轻便防刺布料，使用比较厚且粗糙的夹层布，在其夹层部位添加陶瓷片以达到防刺的目的。第三层计划放置气囊层，气囊层将放置安全气囊服。骑行服衣领处的立领将改装为随身救生圈，计划在立领处添加夹层，在领口添加两个暗扣以固定夹层，夹层中内置现有救生腰带的气囊圈部分。

文章对现有的摩托车安全骑行服的缺陷进行剖析，结合国内外先进的产品，进一步探索与革新，让警用安全骑行服借助新的设计实现事故防护能力大幅度提升、适用范围大幅度增加。通过研究现实痛点问题并提出解决方案，提高了机关的战斗力，保护了一线民警的生命安全，提高了一线民警的应急能力，面对突发事件能够为民警提供安全保障和救援工具，助力了科技的创新与发展。