兒童約束系統召回體系及評價方法研究

李少鵬，王林平，周勇，趙大鵬，劉禎耀

?

兒童約束系統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 機電汽車工程學院，山東 煙臺 264005；2.清華大學 汽車安全與節能國家重點實驗室，北京 100084）

為實現兒童乘車安全，缺陷兒童約束系統（CRS）的召回對保護兒童安全有著重要作用。文章以NHTSA兒童約束系統召回體制為研究對象，研究其召回體系以及相應的試驗方法。在試驗分析方面，借鑒了國外在召回問題上的先進做法，對兒童約束系統誤使用和易用性模式進行了正交試驗設計，將層次分析法運用到分析中，總結出幾種模式下的傷害等級。根據中國國情建立了適合國內兒童約束系統召回的評價方法，提出了相應的評價指標，制定評價星級區間。召回體系的研究有助于提高兒童約束系統質量，規范兒童約束系統市場。

汽車工程；兒童約束系統；缺陷產品；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注，兒童座椅使用率快速提高。但兒童約束系統由于標識、說明書敘述不清晰等原因，很容易導致消費者錯誤的使用，在出現交通事故時，會導致兒童傷亡率更高。日本調查數據顯示：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]。

本文主要根據美國國家公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration, NHTSA）關于CRS召回為基礎，對召回案例進行統計分析，研究缺陷兒童約束系統的召回流程和評價方法[3]；通過試驗與調研結果對比，進一步驗證CRS評價體系，為國內CRS提供理論依據和數據基礎，提出符合中國國情的CRS評價體系，還可以為消費者在進行兒童安全座椅購買時預警。

1 兒童約束系統召回體系

1.1 兒童約束系統召回流程

消費者投訴是NHTSA對缺陷信息收集的主要渠道，消費者通過NHTSA官網投訴頁面對產品品牌、型號、生產商、銷售方等信息輸入，當某產品投訴文件達到一定數量后， NHTSA對所有投訴報告分析完成后決定是否進行調查。在進行的調查中，NHTSA或將通知產品制造商召回意見，或因產品不存在安全隱患而結束調查。對于存在安全隱患的產品，制造商確認兒童約束系統存在安全隱患或不滿足法規要求后，NHTSA將進入召回管理程序，對缺陷產品進行召回。

本文主要根據NHTSA關于兒童約束系統召回進行分析，主要涵蓋兒童約束系統的基本要求、零部件試驗、動態碰撞試驗以及標識和說明書等方面。根據美國兒童約束系統法規要求，主要從年齡體重組別的劃分、動態試驗的整體指標和測試方法，以及ISOFIX和LATCH安裝標準等方面入手進行缺陷信息的統計。

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的缺陷調查與召回一直持續不斷，如圖1所示。隨著兒童約束系統法規的不斷完善和更新，制造商從結構設計到模具開發，以及工藝流程和材料選擇等方面提高產品的質量，不斷規避舊型兒童約束系統缺陷。

圖1 NHTSA兒童約束系統召回情況

1.2 構建數據庫

數據庫的構建是為了更加方便及時的了解缺陷兒童約束系統的情況，數據庫主要由靜態數據以及動態數據組成。靜態測試指標則參考法規中相應的規定，如標簽標識易用性、說明書易用性、安裝易用性等；兒童約束系統碰撞性能測試數據庫主要包括兒童安全座椅生產廠家、測試時間和美標FMVSS208/213中規定的動態測試指標[4]，具體測試指標包括胸部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，分別進行詳細地記錄。

數據庫的構建一方面能夠為相應的質量檢測機構在制定檢測標準時提供有力的數據依據，劃定更加合理的分級指標限值；另一方面，將市場上各產品的動態測試結果公開化透明化，對企業提高自身產品的質量有很好的促進作用；為構建完善的兒童約束系統動態性能數據庫系統提供真實有效的數據基礎。

2 兒童約束系統召回評價

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

本文結合NHTSA評價方法總結出一套自己的關于兒童約束系統的評價方法，該方法從誤使用安全性以及易用性兩個評價指標進行設計，充分考慮了各個指標項目的權重分配，通過調研和模擬試驗，融合層次分析法等科學方法計算得到[6]。

2.1 兒童約束系統試驗

為了分析影響CRS召回與誤使用模式的關系，在國內調研以及國外誤使用研究數據的基礎上，開展了150次測試試驗，每種模式均進行多次重復試驗。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種誤使用模式進行了正交試驗，試驗中選用符合法規且品質優良的CRS，其試驗數據用以與誤用試驗進行對比，具體測試指標的確定參照國內外研究[7,8]，部分試驗結果如表1所示。

表1 安全帶誤使用正交試驗數據

根據測試結果顯示，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重。通過對測試者問卷調查發現，誤使用產生與說明書、標識和結構設計直接相關[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行了臺車碰撞試驗?；谡`使用試驗結果，提出誤使用模式傷害風險等級排序，如表2所示。

表2 誤使用模式傷害風險的等級

此外，還針對CRS易用性進行了測試，主要對CRS說明書易用性進行測試。各項測試指標選取的依據是通過分析各指標所產生的誤使用模式與易使用性的關系，評價指標及其選取依據如表3所示。

表3 說明書易用性評價指標

其中，CRS說明書的語言規范要求是指說明書中英文標識是否齊全，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，該項指標重要程度最高。

對比不同評價指標關聯的誤使用模式以及適用性的重要程度，根據層次分析法建立關系標識評價判斷矩陣A和A[10]，則矩陣最大特征值和對應特征向量滿足：

計算最大特征值對應特征向量，并進行檢驗，結果如表4和表5所示。

表4 易讀性關系矩陣A1與權重分配

表5 說明書關系矩陣A2與權重分配

2.2 兒童約束系統評價

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

（2）

通過評價指標對兒童約束系統進行等級劃分以及指標評價，將各指標項的等級對應得分與其權重相乘，然后求和，再除以指標項的權重之和，即得到分項得分。如果某一指標項的等級為“N/A”，則該指標項不計入分項得分，計算時不考慮，權重求和將這一指標項忽略。計算公式如下式：

（3）

式中，Si為該分項總得分，Si為等級不為“N/A”的指標項的得分，ωi為該指標項的權重。

評價規程對每一評價指標分為ABC三種等級，記3分、2分和1分，將各指標等級與其權重進行計算得到每一項的分數，再將各分項得分與其分項權重計算得到最終評價分數，結合實際易用性測試和誤使用試驗，制定相應星級評價區間，如表6所示，將其實驗結果作為召回的實驗依據。以標識說明書易用性、安裝易用性以及保護易用性為評價指標，作為企業生產制造兒童約束系統的標準。

校園文化環境是高校進行思想政治教育的重要物質載體，包括物質文化環境和精神文化環境。校園文化環境通過有形和無形的方式影響著學生，將工匠精神教育寓于校園文化環境建設之中的這種隱形教育方式有利于大學生接受工匠精神，以校園文化環境為載體開展工匠精神教育有利于實現思想政治教育的目標。

表6 星級評價區間

3 結論

通過對NHTSA的兒童約束系統召回體系進行研究，在其兒童約束系統召回方法以及評價試驗的基礎上，建立了一種適合國內的兒童約束系統評價方法?；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，通過權重量化，制定出與評價體系對應的星級區間，作為兒童約束系統召回的依據，企業在設計制造時也可以作為參考。

參考文獻

[1] 張金換,許述財,楊欣,等.汽車兒童乘員碰撞傷害與防護[M].清華大學出版社, 2015: 2-15.

[2] 武和全,毛鴻鋒,曹立波.汽車側面碰撞車門可靠性優化設計[J].公路交通科技, 2016,33(08): 146-151.

[3] 孟磊,林佳,盛于峰.中國兒童座椅動態碰撞性能評價指標和分級規范研究[J].中國標準化, 2016(13): 38-40+42.

[4] 魏哲,強毅.汽車兒童約束系統技術法規和標準研究[J].機械工業標準化與質量, 2008(12): 28-33.

[5] Liu K, Qian Y, Xiao L, et al. Study on car seat ease-of-use rating based on safety factors in China [C]// Int'l Conf Mach, Elect Contr Simu, 2017: 36-43.

[6] 鄧雪,李家銘,曾浩健,等.層次分析法權重計算方法分析及其應用研究[J].數學的實踐與認識, 2012, 42(7): 93-100.

[7] Lesire P, Cuny S, Alonzo F, et al. Misuse of child restraint system in crash situations - danger and possible consequences [C]// 51th Ann Proc Asso Adv Automotive Med, 2007, 51:207-222.

[8] 張金換,章雄,肖凌云,等.兒童約束系統誤使用安全性試驗研究[J]. 汽車安全與節能學報, 2014, 1(5): 30-37.

[9] 章雄.汽車兒童安全座椅易用性分級評價體系研究[D].北京:清華大學, 2014.

[10] 亓向翠.正面碰撞中兒童約束系統正確應用及誤用的仿真研究[D].長沙:湖南大學, 2011.

[11] 劉瑩昕,劉颯,王威堯.層次分析法的權重計算及其應用[J].沈陽大學學報(自然科學版), 2014, 26(05): 372-375.

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

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7988(2018)21-129-04

作者簡介：李少鵬(1992-)，男(漢)，山東，煙臺大學機電汽車工程學院，碩士研究生，研究方向：機械創新設計、汽車安全方面。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.045