李少鵬，王林平，周勇，趙大鵬，劉禎耀

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兒童約束系統(tǒng)召回體系及評價方法研究

李少鵬1，王林平1，周勇2，趙大鵬1，劉禎耀1

（1.煙臺大學(xué) 機(jī)電汽車工程學(xué)院，山東 煙臺 264005；2.清華大學(xué) 汽車安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084）

為實(shí)現(xiàn)兒童乘車安全，缺陷兒童約束系統(tǒng)（CRS）的召回對保護(hù)兒童安全有著重要作用。文章以NHTSA兒童約束系統(tǒng)召回體制為研究對象，研究其召回體系以及相應(yīng)的試驗(yàn)方法。在試驗(yàn)分析方面，借鑒了國外在召回問題上的先進(jìn)做法，對兒童約束系統(tǒng)誤使用和易用性模式進(jìn)行了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將層次分析法運(yùn)用到分析中，總結(jié)出幾種模式下的傷害等級。根據(jù)中國國情建立了適合國內(nèi)兒童約束系統(tǒng)召回的評價方法，提出了相應(yīng)的評價指標(biāo)，制定評價星級區(qū)間。召回體系的研究有助于提高兒童約束系統(tǒng)質(zhì)量，規(guī)范兒童約束系統(tǒng)市場。

汽車工程；兒童約束系統(tǒng)；缺陷產(chǎn)品；召回體系；評價方法

前言

隨著人們對交通安全意識的不斷增長，兒童安全座椅得到了廣大家長的關(guān)注，兒童座椅使用率快速提高。但兒童約束系統(tǒng)由于標(biāo)識、說明書敘述不清晰等原因，很容易導(dǎo)致消費(fèi)者錯誤的使用，在出現(xiàn)交通事故時，會導(dǎo)致兒童傷亡率更高。日本調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：6歲以下兒童乘員正確使用安全座椅重傷和死亡率為0.57%；錯誤使用安全座椅的重傷和死亡率為3.05%；不使用安全座椅的重傷和死亡率為2.19%[1,2]。

本文主要根據(jù)美國國家公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration, NHTSA）關(guān)于CRS召回為基礎(chǔ)，對召回案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，研究缺陷兒童約束系統(tǒng)的召回流程和評價方法[3]；通過試驗(yàn)與調(diào)研結(jié)果對比，進(jìn)一步驗(yàn)證CRS評價體系，為國內(nèi)CRS提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，提出符合中國國情的CRS評價體系，還可以為消費(fèi)者在進(jìn)行兒童安全座椅購買時預(yù)警。

1 兒童約束系統(tǒng)召回體系

1.1 兒童約束系統(tǒng)召回流程

消費(fèi)者投訴是NHTSA對缺陷信息收集的主要渠道，消費(fèi)者通過NHTSA官網(wǎng)投訴頁面對產(chǎn)品品牌、型號、生產(chǎn)商、銷售方等信息輸入，當(dāng)某產(chǎn)品投訴文件達(dá)到一定數(shù)量后， NHTSA對所有投訴報告分析完成后決定是否進(jìn)行調(diào)查。在進(jìn)行的調(diào)查中，NHTSA或?qū)⑼ㄖa(chǎn)品制造商召回意見，或因產(chǎn)品不存在安全隱患而結(jié)束調(diào)查。對于存在安全隱患的產(chǎn)品，制造商確認(rèn)兒童約束系統(tǒng)存在安全隱患或不滿足法規(guī)要求后，NHTSA將進(jìn)入召回管理程序，對缺陷產(chǎn)品進(jìn)行召回。

本文主要根據(jù)NHTSA關(guān)于兒童約束系統(tǒng)召回進(jìn)行分析，主要涵蓋兒童約束系統(tǒng)的基本要求、零部件試驗(yàn)、動態(tài)碰撞試驗(yàn)以及標(biāo)識和說明書等方面。根據(jù)美國兒童約束系統(tǒng)法規(guī)要求，主要從年齡體重組別的劃分、動態(tài)試驗(yàn)的整體指標(biāo)和測試方法，以及ISOFIX和LATCH安裝標(biāo)準(zhǔn)等方面入手進(jìn)行缺陷信息的統(tǒng)計(jì)。

從NHTSA公布的召回案例中可知，從1969年至今美國對兒童約束系統(tǒng)的缺陷調(diào)查與召回一直持續(xù)不斷，如圖1所示。隨著兒童約束系統(tǒng)法規(guī)的不斷完善和更新，制造商從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到模具開發(fā)，以及工藝流程和材料選擇等方面提高產(chǎn)品的質(zhì)量，不斷規(guī)避舊型兒童約束系統(tǒng)缺陷。

圖1 NHTSA兒童約束系統(tǒng)召回情況

1.2 構(gòu)建數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建是為了更加方便及時的了解缺陷兒童約束系統(tǒng)的情況，數(shù)據(jù)庫主要由靜態(tài)數(shù)據(jù)以及動態(tài)數(shù)據(jù)組成。靜態(tài)測試指標(biāo)則參考法規(guī)中相應(yīng)的規(guī)定，如標(biāo)簽標(biāo)識易用性、說明書易用性、安裝易用性等；兒童約束系統(tǒng)碰撞性能測試數(shù)據(jù)庫主要包括兒童安全座椅生產(chǎn)廠家、測試時間和美標(biāo)FMVSS208/213中規(guī)定的動態(tài)測試指標(biāo)[4]，具體測試指標(biāo)包括胸部3ms合成加速度、胸部垂直加速度和頭部向位移，按照兒童安全座椅和假人固定方式的不同即所覆蓋組別的差異，分別進(jìn)行詳細(xì)地記錄。

數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建一方面能夠?yàn)橄鄳?yīng)的質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)在制定檢測標(biāo)準(zhǔn)時提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)，劃定更加合理的分級指標(biāo)限值；另一方面，將市場上各產(chǎn)品的動態(tài)測試結(jié)果公開化透明化，對企業(yè)提高自身產(chǎn)品的質(zhì)量有很好的促進(jìn)作用；為構(gòu)建完善的兒童約束系統(tǒng)動態(tài)性能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 兒童約束系統(tǒng)召回評價

在兒童約束系統(tǒng)評價方面，NHTSA于2001年頒布了一項(xiàng)簡易兒童約束系統(tǒng)性能五分制評價方法（NHTSA Ease-of- Use 5-Star Ratings）[5]，旨在為消費(fèi)者提供簡單明了的缺陷產(chǎn)品信息，同時促使生產(chǎn)廠家生產(chǎn)更安全、更可靠的兒童安全座椅產(chǎn)品。

本文結(jié)合NHTSA評價方法總結(jié)出一套自己的關(guān)于兒童約束系統(tǒng)的評價方法，該方法從誤使用安全性以及易用性兩個評價指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分考慮了各個指標(biāo)項(xiàng)目的權(quán)重分配，通過調(diào)研和模擬試驗(yàn)，融合層次分析法等科學(xué)方法計(jì)算得到[6]。

2.1 兒童約束系統(tǒng)試驗(yàn)

為了分析影響CRS召回與誤使用模式的關(guān)系，在國內(nèi)調(diào)研以及國外誤使用研究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，開展了150次測試試驗(yàn)，每種模式均進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)。對于成人安全帶和兒童安全帶約束情況下的松弛和扭曲4種誤使用模式進(jìn)行了正交試驗(yàn)，試驗(yàn)中選用符合法規(guī)且品質(zhì)優(yōu)良的CRS，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)用以與誤用試驗(yàn)進(jìn)行對比，具體測試指標(biāo)的確定參照國內(nèi)外研究[7,8]，部分試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 安全帶誤使用正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)測試結(jié)果顯示，安全帶誤使用率均在30%以上，如圖2所示，其中成人安全帶松弛和扭曲在誤使用模式中概率較高，其對兒童乘車安全影響程度更為嚴(yán)重。通過對測試者問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，誤使用產(chǎn)生與說明書、標(biāo)識和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接相關(guān)[9]。

除了對安全帶誤使用模式測試研究外，還對其他誤使用模式進(jìn)行了臺車碰撞試驗(yàn)。基于誤使用試驗(yàn)結(jié)果，提出誤使用模式傷害風(fēng)險等級排序，如表2所示。

表2 誤使用模式傷害風(fēng)險的等級

此外，還針對CRS易用性進(jìn)行了測試，主要對CRS說明書易用性進(jìn)行測試。各項(xiàng)測試指標(biāo)選取的依據(jù)是通過分析各指標(biāo)所產(chǎn)生的誤使用模式與易使用性的關(guān)系，評價指標(biāo)及其選取依據(jù)如表3所示。

表3 說明書易用性評價指標(biāo)

其中，CRS說明書的語言規(guī)范要求是指說明書中英文標(biāo)識是否齊全，以及其在中文說明情況下的使用情況，因此在CRS召回評價中，該項(xiàng)指標(biāo)重要程度最高。

對比不同評價指標(biāo)關(guān)聯(lián)的誤使用模式以及適用性的重要程度，根據(jù)層次分析法建立關(guān)系標(biāo)識評價判斷矩陣A和A[10]，則矩陣最大特征值和對應(yīng)特征向量滿足：

計(jì)算最大特征值對應(yīng)特征向量，并進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果如表4和表5所示。

表4 易讀性關(guān)系矩陣A1與權(quán)重分配

表5 說明書關(guān)系矩陣A2與權(quán)重分配

2.2 兒童約束系統(tǒng)評價

通過對比各權(quán)重分析方法并結(jié)合評價指標(biāo)實(shí)際情況，最終選擇層次分析法作為指標(biāo)權(quán)重確定的方法，其通過評價指標(biāo)互相對比得到的關(guān)系判斷矩陣來予以描述，采用求解關(guān)系判斷矩陣的最大特征根對應(yīng)的特征向量來得到權(quán)重值[11]。

（2）

通過評價指標(biāo)對兒童約束系統(tǒng)進(jìn)行等級劃分以及指標(biāo)評價，將各指標(biāo)項(xiàng)的等級對應(yīng)得分與其權(quán)重相乘，然后求和，再除以指標(biāo)項(xiàng)的權(quán)重之和，即得到分項(xiàng)得分。如果某一指標(biāo)項(xiàng)的等級為“N/A”，則該指標(biāo)項(xiàng)不計(jì)入分項(xiàng)得分，計(jì)算時不考慮，權(quán)重求和將這一指標(biāo)項(xiàng)忽略。計(jì)算公式如下式：

（3）

式中，Si為該分項(xiàng)總得分，Si為等級不為“N/A”的指標(biāo)項(xiàng)的得分，ωi為該指標(biāo)項(xiàng)的權(quán)重。

評價規(guī)程對每一評價指標(biāo)分為ABC三種等級，記3分、2分和1分，將各指標(biāo)等級與其權(quán)重進(jìn)行計(jì)算得到每一項(xiàng)的分?jǐn)?shù)，再將各分項(xiàng)得分與其分項(xiàng)權(quán)重計(jì)算得到最終評價分?jǐn)?shù)，結(jié)合實(shí)際易用性測試和誤使用試驗(yàn)，制定相應(yīng)星級評價區(qū)間，如表6所示，將其實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為召回的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。以標(biāo)識說明書易用性、安裝易用性以及保護(hù)易用性為評價指標(biāo)，作為企業(yè)生產(chǎn)制造兒童約束系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。

校園文化環(huán)境是高校進(jìn)行思想政治教育的重要物質(zhì)載體，包括物質(zhì)文化環(huán)境和精神文化環(huán)境。校園文化環(huán)境通過有形和無形的方式影響著學(xué)生，將工匠精神教育寓于校園文化環(huán)境建設(shè)之中的這種隱形教育方式有利于大學(xué)生接受工匠精神，以校園文化環(huán)境為載體開展工匠精神教育有利于實(shí)現(xiàn)思想政治教育的目標(biāo)。

表6 星級評價區(qū)間

3 結(jié)論

通過對NHTSA的兒童約束系統(tǒng)召回體系進(jìn)行研究，在其兒童約束系統(tǒng)召回方法以及評價試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立了一種適合國內(nèi)的兒童約束系統(tǒng)評價方法?；趯哟畏治龇?，分析了說明書易用性以及安全帶誤使用模式對兒童安全性的影響，通過權(quán)重量化，制定出與評價體系對應(yīng)的星級區(qū)間，作為兒童約束系統(tǒng)召回的依據(jù)，企業(yè)在設(shè)計(jì)制造時也可以作為參考。

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Research on the recall system and evaluation method of child restraint system

Li Shaopeng1, Wang Linping1, Zhou Yong2, Zhao Dapeng1, Liu Zhenyao1

( 1.School of Mechatronics and Automobile Engineering, Yantai University, Shandong Yantai 264005; 2.State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy,Tsinghua University, Beijing 100084 )

Abstract:In order to achieve child safety, the recall of defective child restraint system (CRS) plays an important role in protecting children's safety. This paper takes the NHTSA CRS recall system as its research object, and studies its recall system and corresponding test methods. In the field of test and analysis,we draw on the advanced practices of foreign recalls, conducts orthogonal experimental design on the misuse and ease of use of child restraint systems, applies the AHP to the analysis, and summarize the damage levels in several modes.According to China's national conditions, an evaluation method suitable for domestic children restraint system recall was established, and corresponding evaluation indicators were proposed to develop evaluation star-level intervals. The research of the recall system can help improve the quality of the child restraint system and regulate the market of children's restraint system.

Keywords:automobile engineering; child restraint system; defective products; recall system; evaluation method

CLC NO.: U461.91

Document Code: A

Article ID:1671-7988(2018)21-129-04

中圖分類號：U461.91

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-7988(2018)21-129-04

作者簡介：李少鵬(1992-)，男(漢)，山東，煙臺大學(xué)機(jī)電汽車工程學(xué)院，碩士研究生，研究方向：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)、汽車安全方面。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.045