關于救生衣創新方向的研究與展望

羅夢薇，王迪

（重慶交通大學，重慶40074）

引言

近年來，各國海域沉船事故頻發，而由船舶側翻所引起的漩渦、高發的船舶爆炸等突發狀況對落水者的生命存在著巨大生命威脅；因體力不支或失足而導致的溺亡事件時有發生，國內外尤其是欠發達地區溺水死亡率極高，中國疾病預防控制中心曾發文說道“溺水是我國兒童的第一位致死原因”；同時，當洪水肆虐時，如何尋求人員自救方案、加快水上救援速度也是亟待解決的一個問題。救生衣作為重要的水上救援設備，早已投入了實際應用，其具有以下作用：①提供浮力，便于呼吸；②顏色醒目，便于獲救；③有效保暖，避免寒冷；④減少驚慌，節省體力。但在實際應用中，救生衣發揮的作用強度和作用范圍較為局限，為了進一步提高用戶舒適度和人員生還率，還需要在現有救生衣的基礎上進行優化和創新。

1 研究背景

世界衛生組織表示，溺水成為全球的主要公共衛生問題之一。于2019 年，約有23.6 萬人溺亡，人員溺亡數占全球死亡數的8%左右，溺亡是意外傷害死亡的第三成因。而據《法制晚報》報道，溺水是我國兒童第一大致死原因。多年以來，群眾溺亡率居高不下。而除了以下所闡述的船舶遇險、暴雨洪災突發，還有許多方面，如戶外戲水、車輛事故和失足等，共同導致了群眾溺亡率高漲這一情況的出現。同時，得益于居民生活水平的提高，水上運動在國家相關政策的支持下蓬勃發展，市場對救生衣的需求量隨之逐年升高。

1.1 海上突發事件頻發

由于天氣惡劣、海況兇猛、船舶設備故障和工作人員專業素養仍待提升等諸多因素，船舶海上突發事故時有發生。

根據歐洲海事安全局（EMSA）的統計數據可知，在歐洲水域范圍內，于2006 年，535 艘船舶發生了505 起事故；于2007 年，762 艘船舶發生了715 起事故。同2006 年相比，2007 年船舶事故率有明顯上升，上升率超過40%。從2012 年意大利“康科迪亞”號豪華郵輪觸礁側翻，造成至少32 人死亡，到2014 年韓國客輪“歲月”號發生浸水事故下沉，造成296 人遇難，再到2015 年我國“東方之星”號旅游客船，在長江中游湖北監利水域沉沒，船內454人僅12 人獲救，遇難442 人。而在2018 年，僅中國籍船舶就發生了176 起船舶海上突發事故，其中沉船數高達83 艘，死亡及失蹤人數達到237 人，較上一年數據同比上升24.7%。這一連串觸目驚心的數字，已然在警醒我們，航行安全狀況不容樂觀，而船舶缺少必要的水下救生設備是事故頻發和人員損失眾多的關鍵原因，配備救援設備及訓練相關人員的空白仍待填充。

在沉船事故中，由于救生筏艇使用較為復雜，在應急突發事件中有時無法達到較好的快速救援效果，所以重大沉船事故中，救生衣成為重要的救生設備，海用救生衣內部采用EVA 發泡素材，按照相關設計標準可以有效的支撐遇險人員浮出水面。然而實際上特別是在水溫較低時，遇險落水者時常由于內心恐懼、四肢僵硬而喪失在水中的運動能力，即便穿戴好救生衣跳入水中，也很難快速遠離事故現場，避開危險。有數據表明，當人在0 ℃的海水環境中身體機能只能維持幾分鐘；2 ℃的海水環境中可以堅持15 分鐘左右；25 ℃海水，可以承受約一天的時間，在惡劣的環境下快速得到救援問題的解決迫在眉睫。

1.2 暴雨洪澇無法避免

暴雨洪澇是最為頻發、多發的自然災害之一，已成為我國實現可持續發展的艱難困阻。在自然因素和社會因素的綜合影響下，暴雨洪澇災害的成因變得極為復雜，導致其發生具有很強的隨機性和不確定性。其一旦發生，將可能嚴重威脅受災群眾的生命安全。

根據《中國氣候變化藍皮書（2020）》，1961 至2019 年，中國極端強降水事件呈增多趨勢，年累計暴雨日數呈增加趨勢，平均每10 年增加3.8%[1]。就國內而言，2021 年7 月17 日至7 月23日，河南省遭遇了史上罕見的特大暴雨，發生嚴重洪澇災害，災害共造成河南省150 個縣（市、區）1 478.6 萬人受災，因災死亡或失蹤人數高達398 人。放眼全球，歐洲多地持續暴雨引發洪澇災害，沖毀大量房屋和道路，目前已有數百人喪生，而在受災最嚴重的德國西部，截至2021 年7 月16 日中午，洪災已造成至少103 人死亡。據WHO 統計，洪災死亡中有75%是溺水死亡。洪災越來越頻繁、嚴重，并且這一趨勢還將隨著氣候變化繼續下去。在低收入和中等收入國家的洪災多發區，因洪災而導致溺水風險增大的這一現象尤為明顯，而該現象的突出與這些國家預警、疏散或保護社區免受洪災的能力較弱或僅在起步階段具有一定的聯系。

1.3 市場需求激增

近年來，人們更加注重生活的質量，水上運動成為很多家庭的戶外娛樂項目。國家對水上運動的扶持力度逐步加大，國務院辦公廳出臺《關于加快健身休閑產業的指導意見》，把水上運動列為完善健身休閑服務體系的主要組成部分；國家體育總局發布《水上運動發展規劃》，將進一步擴大水上運動產業規模，并提出3000 億元的產業發展目標。同時，由于民眾需求不斷提高，水上運動產業自身不斷發展和優化，水上運動產業門類逐年豐富，市場需求類別持續擴增，產業潛力進一步釋放且發展空間巨大。而在產業不斷發展的過程中，安全問題是一個最不容忽視的問題，因此對安全可靠的救生衣的需求數量激增。

另外一方面，需要注意到的是，由于生產救生衣的技術門檻較低，當前救生衣行業已經相對成熟，因此在救生衣領域的企業眾多，行業發展速度呈現緩慢發展的趨勢，市場競爭較為激烈，未來行業將向高端化、智能化和差異化發展，滿足用戶差異化的需求。

2 創新方向

2.1 提高用戶生存能力

在救生衣的創新研究中，提高用戶的生存能力是一個比較熱門的方向，學者們多從維持體溫、保障呼吸、便于行動和提供淡水等創新點切入探尋。

在維持體溫方面，鄭海宏發明了一種不濕身救生衣，救生衣上設有的膨脹背包和膨脹保護罩可為人體形成保護空間，減少人體熱量的散失[2]；楊志堅則設計了一種基于原電池原理的供暖救生衣，能安全有效地為落難者保障體溫的正常[3]。在保障呼吸方面，胡增植設計了一款帶有擋水面罩的救生衣，可保護落水者的面部，防止落水者面部直接遭受水浪的沖擊，一方面避免了落水者嗆水，另一方面也降低了落水者的心理恐懼，同時通過附帶的通氣孔保證落水者的正常呼吸[4]。此外，經調查，飲用淡水是海難人員在獲救前最缺乏的物資，而渴死是海難人員死亡的主要原因之一。由此，翟東華研制了海用救生衣淡水供給裝置，其可為用戶提供淡水資源，從而提高落難者生還率[5]。

2.2 提高搜救效率

近年來，應用于救生衣上的技術日益豐富，對于提高搜救效率，人們不再僅僅停留于著重加強救生衣的鮮艷外表，而傾向于與多種新興數字技術結合。

王阿琴、孫麗和周峰等研發了一款在救生衣表面的衣帽、前襟和置物袋上設有反光貼的救生衣，其適應于惡劣天氣的救援工作，能有效提高落水者的顯眼程度，降低能見度低條件下的搜救難度，從而提高搜救效率[6]；劉紅、劉付和葉輝華等人研發了一款設有定位模塊和發光源的救生衣，能夠及時向救援隊發出定位信號和光線；劉詩涵則設計了一款基于衛星定位的智能水上救生衣系統[7]；李培正則提出了于救生衣中AIS 定位和發射功能裝置的應用，從而構成可定位、報警的智能化自觸發式救生衣[8]。以上應用于救生衣的新技術能夠在一定程度上幫助用戶尋求外界幫助，從而降低死亡率。

2.3 細化用戶群體

將用戶群體細分，針對特定使用需求，研發適配技術和裝置，不失為一個具有意義的創新方向。

為了幫助在各種水域巡邏稽查的軍警更有效地完成任務，俄羅斯研制出了一款輕便防彈救生衣。據俄羅斯日前報道，根據俄聯邦國民近衛軍水面部隊的需求，位于莫斯科州的加固復合高強度材料中心制作出了一種使人既能水上漂、短暫潛水，又可以防止遭受步槍射擊的防護服，并將其命名為“兩棲”防彈衣[9]。而羅金光、鄭溪水和張朝陽等人則研制了一種具有打撈功能并攜帶獨立多氣囊淡水袋的救生衣，該救生衣具有體積小、重量輕、穿著舒適、打撈方便、落水后能保證頭面朝天和有效延長漂浮時間等優點，從而為部隊海上訓練和作戰、抗洪搶險、水上作業等提供有力保障[10]。此外，吳旭等對救生衣整體性能、戰技指標等性能參數進行了討論，在國標及國際救生規則的基礎上有針對性地對救生衣各項參數進行了修訂，以符合海警部隊日常使用[11]。

2.4 優化供能系統

對于供能系統的優化，可以為裝置的運行提供有力的保障，從而提高救生衣的工作效率。

劉偉、顏魯薪和楊偉鵬等人，設計了一款利用太陽能電池供電的救生衣，其將太陽能組件、無線電發射器、GPS 定位器和照明融為一體，可以用于戶外探險以及自然保護區，該救生衣綜合利用了各種先進搜尋定位設備，救援成功率非常高[12]。高瑞、趙俊旗和李敏潔等人設計了一款應用于海上救援的綠色持續續航定位救生衣，該救生衣與市面上常見的采用鋰電池來維持各個模塊的運行方式不同，其以法拉第電磁感應定律為研發基礎，由供電模塊內部振子切割磁感線來產生感應電流，進而運用到各功能模塊，保證其正常工作[13]。

3 展望與愿景

水上突發事件的頻發和遇難人數的眾多，對水中休閑安全、海上航行安全及救援水平提出了巨大的挑戰，也在一定程度上推動了國內外對于救援設備的研究與應用。作為常見的救援設備之一，救生衣的創新應用或許能為應對災難、提高生還率提供新的可能。

3.1 順應環保趨勢，調整供能結構

2021 年12 月8 日，國家發展改革委等部門關于印發《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數據中心和5G 等新型基礎設施綠色高質量發展實施方案》的通知。由《通知》可知，國家將堅持集約化、綠色化、智能化建設，加快對低碳節能技術的研究和推廣，推動技術創新和模式創新，鼓勵使用太陽能、風能等可再生能源。以太陽能為例，救生衣的應用場所多為海邊，有豐富的光資源可供利用。倘若在海岸邊配備有太陽能充電樁，用戶使用完畢后便可置于充電樁上充電，既便捷又環保，無需人工更換電池，節省人力資源。抑或使用太陽能電池從而合理利用光能。

3.2 提升自救能力，助力水上活動

對于目前現有的大多救生衣而言，主要的創新功能為在遇險時維持人體正常活動或增大用戶被救援的概率。但是這對于用戶本身來說是無力的，那我們是否能設法將主動性還給用戶呢？例如，在救生衣上增添動力裝置，或許可以為用戶提高行動力和生還概率。此外，帶有動力裝置的救生衣能為用戶維持高速的運動狀態，有希望為開展海上軍事活動提供有效輔助。

3.3 針對目標用戶，提供特殊服務

對于不同的用戶，如以休閑為目的大眾、兒童、軍人、救生員和行動不便的人等，救生衣的創新方向和功能種類應是不盡相同的。而現存的針對性救生衣仍較少或者工作效果不夠高，以救生員為例，據調查，海上救助力量配備的水下救生設備缺乏、人員訓練不足是救援效率低下、溺水死亡人數多的重要原因[14]。可見，對于救生衣的研究廣度和研究深度仍需加強。

3.4 添加附屬功能，優化使用體驗

從各類溺亡事件中，我們可以得知，較多溺水人員在事發前不愿佩戴救生衣或者沒有佩戴救生衣的意識。而在溺亡事件中，大多人員都是以戲水為目的，倘若能在救生衣上添加防水音箱、置物架等迎合用戶需求的裝置，或許會提高用戶的使用意愿和使用次數，從而減少不幸事件的發生。此外，社會的多元化也在一定程度上促使產品的用途多元化。