大型游樂設施標準研究*
——以乘客安全限界空間為例

文/ 趙俊杰 歐陽惠卿 范曉春 高 祥

近年來，隨著我國社會經濟快速發展，人民群眾對美好生活的需求與日俱增，對品質化的需求持續提升，國內文化旅游市場的需求和供給端都呈現出了多元化和升級換代加速的趨勢。在這一發展態勢下，主題公園產業蓬勃發展，已經建成投入運營的有上海迪士尼樂園、上海海昌海洋公園和北京環球影城等，正在建設中的有上海樂高樂園等。這些主題公園選用的游樂設施既有北美、歐洲、日本設計制造的進口設備，也有國內本土企業設計制造的自主產品。不同的國家設計要求不同，產品在運營、維護、改造過程中需要面對不同的標準，往往給主題公園的設計造成很大困擾。

本文針對中美游樂設施安全標準的差異，重點對乘客安全限界空間的重大差別進行研究，搜集、分析中美標準相應條款的背景、來源和各自的優勢與局限性，為進一步促進中美游樂設施標準協同提供支撐。

一、我國游樂設施標準體系中關于游樂安全空間的規定

1. 《大型游樂設施安全規范》（GB 8408-2018）

GB 8408-2018是我國游樂設施安全技術的核心標準。該標準第6.8 章定義了游客與運動設備之間的安全問題，規定了游樂設施在設計時需考慮的游客安全距離，主要防范設備運動時乘客與物體接觸的風險。

該標準對乘客安全限界空間的相關要求如下：

① 邊運行、邊上下乘客的游樂設施，乘客部分的進出口不應高出站臺300 mm。

② 凡乘客身體可伸到座艙以外的游樂設施，應設有防止乘客在運行中與周圍障礙物相碰撞的安全裝置，或留出≥500 mm 的安全距離。當全程或局部運行速度在某處≤1 m/s 時，其安全距離可適當減少，但不應＜300 mm。

③ 從座位面至上方障礙物的距離應≥1 400 mm；專供兒童乘坐的游樂設施其距離應≥1 100 mm。

④ 游樂設施設有轉動平臺時，為防止乘客的腳部受到傷害，轉動平臺與固定部分之間的間隙，水平方向應≤30 mm 。若平臺高于站臺面，其垂直方向的間隙應適當，不應對乘客腳部造成危險。

該標準考慮的因素有乘客高度限制、乘載系統的形狀和尺寸、可能接觸的物體與接觸時的相對速度和方向、可能侵占安全區域的移動設備或裝置、乘客裝置的位置或方便變化的可能性。

2. 《滑行車類游樂設施通用技術條件》（GB/T 18159-2019）

GB/T 18159-2019是適用于滑行車類游樂設施的分項標準。該標準第5.1.23章節條款定義了安全包絡線。

該標準對安全包絡線的相關要求如下：

①滑行車類游樂設施在滑行區域，當車速≥2.5 m/s時，在車輛安全包絡線范圍內不準許有任何障礙物，并且人體任何部位不能觸碰到車體的行走輪。

② 車輛安全包絡線是指標準人體在壓杠允許的情況下，身體倚靠在座椅上伸展身體，指尖和腳尖掃過的最大范圍并向外延伸100 mm的空間（見圖1）。其中，標準人體的尺寸對應于《中國成年人人體尺寸》（GB/T 10000-1988）百分位數（P）99的男性人體尺寸。《中國成年人人體尺寸》（ GB/T 10000-2023）將于2024年3月1日起實施。

圖1 安全包絡線范圍（單位：mm）

3.GB 10000-2023人體尺寸的規定

相較于GB/T 10000-1988，GB 10000-2023根據人類工效學要求提供了新的我國成年人人體尺寸的基礎統計數值，增加了新的人體功能數據等。GB 10000-2023適用于工業產品、建筑設計、軍事工業以及工業的技術改造設備更新和勞動安全防護等工作空間的設計技巧功效學評價等。

GB 10000-2023相關的人體參數主要包括身高、體重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長、肩高、坐高、坐姿肩高、坐姿膝高和坐姿下肢長等。

二、美國游樂設施標準體系中關于游樂安全空間的規定

1. 《游樂設備及設施設計規程》（ASTM F2291-23b）

ASTM F2291-23b由美國游樂設施和設備委員會（ASTM F24 ）牽頭制定。該標準第6 章節對游客安全空間提出了要求。該標準對安全空間的要求考慮了游客受傷風險因素。

該標準對乘客安全限界空間的相關要求如下：

① 乘客安全距離為乘客到達的界限加上 3 inch（76.2 mm）的邊距。設計者/工程師應根據適當的乘客模型、乘客安全距離和顧客收容系統的設計確定所需的乘客安全距離的形狀和尺寸。最低乘客模型應基于P95男性顧客（成人或兒童）的身體特征，基于公認和公布的人體測量數據，例如《人體物理尺寸》（SAE J833）、“用于技術設計的人體測量基礎項目” ISO 7250系列標準或疾病控制中心生長圖表，在此基礎上的額外延伸≥76 mm的距離。

② 直接測量的方法可以用來確定安全包絡線，安全包絡線應以簡便的形式顯示，并以圖形和數字方式說明（見圖2 ～ 圖4）。

圖2 乘客安全空間前視圖（坐姿+壓腿式約束）

圖3 乘客安全空間前視圖（坐姿+護胸壓肩式約束）

圖4 乘客安全空間側視圖（坐姿+無俯仰側約束）

2. 美國引用標準《人體尺寸標準》（ISO 3411：2020）人體尺寸的規定

ISO 3411：2020為《土方機械 基本類型 識別和詞匯》（ISO 6165：2022 ）中定義的土方機械操作員的尺寸提供依據，并指定操作員外殼內的最小正常操作空間包絡。該標準中的人體尺寸數據被ASTM F2291-23b引用，用于計算乘客安全包絡線。

三、中美標準對比分析

本文對上述標準進行了梳理，結果顯示安全空間的標準要求各有差異。這些差異體現在安全包絡線和人體尺寸等方面。

1. 安全余量和安全包絡線

通過對比可以發現，GB 8408-2018給出的安全包絡線僅和速度、游樂設施的開放對象有關，故針對運行速度＞1 m/s的游樂設施，安全包絡線是一個固定的范圍。

GB/T 18159-2019和ASTM F2291-23b對于安全包絡線的定義比較相似，即在乘客正確乘坐的前提下，人體可探達的邊界再加上一個相應的延伸空間，構成一個安全包絡線。值得關注的是，兩個標準對人體尺寸和延伸空間的數據要求并不相同，這也直接導致了同一個游樂設施在這兩個標準中計算得出的安全包絡線會有不同。

2. 人體尺寸

GB 8408-2018中并不涉及人體尺寸標準；GB/T 18159-2019中明確要求了計算包絡線時參考GB 10000-1989中P99的男性人體尺寸；ASTM F2291-23b中給出了多個可供參考的人體數據來源，并且要求參考P95的男性人體尺寸；以GB 10000-2023和ISO 3411：2020（ASTM F2291-23b人體尺寸來源之一）為例，這兩個標準分別代表了我國人體尺寸和歐美人體尺寸，區別在于ISO 3411：2020的最高P為95，而GB 10000-2023的最高P為99。

3. 安全尺寸考慮因素分析

為了更加直觀地對比這3個標準，本文選取不同方向的空間安全距離進行比較（見表1）。

通過計算可以發現，這3個標準計算出的結果差異較大，尤其是GB 8408-2018，座艙到周圍障礙物的距離僅有500 mm，存在一定的安全隱患。

GB/T 18159-2019和ASTM F2291-23b也存在一定的差異，其原因可能如下：人體尺寸數據的樣本不同，GB10000-2023代表我國的，ISO 3411：2020代表歐美人的；延伸空間的不同，GB/T 18159-2019為100 mm，ASTM F2291-23b為76 mm。由此最終造成了ASTM F2291-23b的安全包絡線更大。

四、結 語

通過上述分析可以發現，中美標準雖然存在差異，但也有相似之處。如GB/T 18159-2019和ASTM F2291-23b對動態包絡線的定性是一致的，但考慮到中美標準體系和人體體型差異等因素，定量仍有不同。由于GB/T 18159-2019是基于GB10000-1988版的體型尺寸，本研究將針對相關的差異開展相應的試驗分析，得到更加有說服力的試驗參數，依據GB10000-2023修訂GB 8408-2018、GB/T 18159-2019中相應的安全包絡線范圍，以進一步提高我國游樂設施乘客安全空間的安全水平。

隨著主題公園產業不斷走向全球化，相關的安全條件與要素應當更加全面、完備，以滿足不同的游客人群，并隨著時代的發展進行更新。