乘用車乘坐位置安全性研究

【摘要】為研究中國乘用車乘坐位置安全性，基于中國交通事故深入研究項目（CIDAS）2011～2022年統計數據，分析了3種碰撞形態下各個乘坐位置的傷亡狀況，利用危險度模型對前、后排位置乘員進行致命風險計算，并利用危險度加權模型和危險度幾何平均模型分別對各個乘坐位置進行危險度計算。結果表明：前排相對于后排的致命風險系數為1.18；以駕駛員位置危險度100%作為參照標準，副駕駛位置危險度為79.57%、左后座危險度為105.23%、右后座危險度為93.82%、中后座危險度為191.69%。

關鍵詞：交通事故 乘坐位置 危險度模型 安全性

中圖分類號：U461.91" "文獻標志碼：A" "DOI： 10.20104/j.cnki.1674-6546.20230081

Research on the Seat Safety of Passenger Cars

【Abstract】In order to study the seat safety of passenger cars in China， this paper analyzed the casualties of each seat in three collision modes based on China In-Depth Accident Study （CIDAS） （2011～2022） statistical data， calculated the fatal risk of passengers in the front and rear seats using the risk model， and used risk weighting model and geometric average model of the risk to calculate risk of each seat. The results show that the fatal risk coefficient of the front row is 1.18 compared with the back row. Taking the risk of 100% of the driver’s seat position as the reference standard， the risk of the passenger seat， the left rear seat， the right rear seat and the middle rear seat was 79.57%， 105.23%， 93.28% and 191.69%， respectively.

Key words： Traffic accident， Seating position， Risk model， Safety

1 前言

隨著汽車保有量、通車里程和交通流量的不斷增加，道路交通事故問題日趨嚴重。為降低事故造成的人員傷害程度，更好地保障乘員乘車安全，研究汽車乘坐位置安全性是十分必要的[1]。

國外學者通過交通事故構建的數據庫對汽車乘坐位置安全性進行了研究。Evans等[2]在限制相同性別和年齡的前提下評估了乘員在不同乘坐位置的死亡風險，即后排座位中間位置的死亡率最低，后排比前排座位的死亡率低24%～28%。Smith 等[3]通過對比事故中前、后排乘員死亡與重傷風險系數，給出了后排乘坐位置比前排座位死亡風險低39%、死亡或重傷風險低33%的結論，同時，利用匹配陣列的方法[4]得到了后排乘員傷亡率低于前排的結論。

目前，國內相關研究大多基于國外交通事故數據[5]開展，與中國實際駕乘情況差別較大。研究中國乘坐位置與乘員傷害之間的關系需要根據中國實際道路交通事故傷害數據進行驗證和統計分析。本文利用中國交通事故深入研究項目（China In-Depth Accident Study，CIDAS）[6-8]2011～2022年的統計數據，建立了乘用車前后排危險度模型、危險度加權平均模型和危險度幾何平均模型，研究前、后排危險度及各個乘坐位置危險度。

2 危險度模型構建

2.1 危險度等級劃分

危險度是描述一個技術過程或狀態的危險程度大于其代表值（造成危險的極限值）的度量。由于國內受傷程度標準的細化程度低于國際標準，對收集和記錄的道路交通事故中乘員受傷程度（輕傷、重傷、死亡）的判定標準不一致，本文將簡明損傷定級（Abbreviated Injury Scale，AIS）分級標準對應的死亡率[9]與我國道路交通事故受傷程度標準[10]相結合。

據此，利用算數平均法計算受傷程度標準對應的危險度，表示為：

同樣，利用幾何平均法計算受傷程度分級標準對應的危險度，表示為：

式中：x為幾何平均法計算的危險度。

經計算后重新劃分傷害等級的危險度，如表1所示。

2.2 模型構建

以5座乘用車為研究對象，對乘坐位置進行定義并編號，編號1～5分別為駕駛員位置、副駕駛位置、左后座、右后座、中后座，如圖1所示。

2.2.1 前、后排危險度模型

通過前、后排乘坐位置乘員受傷程度之比來評估乘用車乘坐位置與道路交通事故中乘員的傷亡風險。其中，只考慮乘坐位置一個自變量，不考慮性別及安全帶等因素，則前、后排致命風險關系式[11]為：

式中：λ為前排相對于后排的致命危險系數，Nfd為前排位置乘員死亡人數，Nfa為前排位置總乘員人數，Nrd為后排位置乘員死亡人數，Nra為后排位置總乘員人數。

2.2.2 危險度加權平均模型

為直觀地衡量乘用車各乘坐位置的安全性，利用加權平均法分析各乘坐位置與不同受傷程度的相關性。建立乘用車乘坐位置與受傷程度的函數關系式：

危險度加權平均值Wi的值域為0.00～1.00，Wi越大，危險度越大。

2.2.3 危險度幾何平均模型

基于幾何平均法對各乘坐位置與不同受傷程度建立乘坐位置危險度函數，定量分析乘用車乘坐位置安全性：

3 碰撞形態下傷亡統計分析

3.1 數據來源

CIDAS是由中國汽車技術研究中心于2011年7月發起，聯合國內外20多家整車和零部件企業共同參與的研究項目，旨在通過對中國道路交通事故的調查分析，為汽車行業提供基礎數據支持和技術服務。CIDAS調查覆蓋中國全境，道路特征包含鄉村道路、城市道路、快速道路和高速道路等各種道路類型。其中事故調查城市包括北京、長春、寧波、威海等，如圖2所示。

3.2 數據統計

為更好地研究碰撞形態對乘坐位置安全性的影響，本文從CIDAS的道路交通事故數據庫8 047起總事故案例中篩選出了5 655起涉及乘用車的事故案例，進一步篩選出482起5座乘用車型參與的碰撞事故作為研究主體。碰撞事故形態分為正面碰撞、側面碰撞和尾部碰撞，分別統計了5個座位的傷亡情況以及乘員安全帶使用情況，如表2、表3所示。

由表2可知：駕駛員位置在3種碰撞形態下的輕傷率均高于重傷率和死亡率，正面碰撞形態下重傷率最高，為15.9%，尾部碰撞形態下死亡率最高，為4.3%；副駕駛位置乘員在3種碰撞形態下的輕傷率均高于重傷率和死亡率，其中，側面碰撞形態下輕傷率最高，為51.9%，正面碰撞形態下重傷率最高，為33.3%，尾部碰撞形態下死亡率最高，為2.1%；左后座乘員在側面碰撞形態下的輕傷率和死亡率最高，輕傷率為41.0%，死亡率為2.6%，正面碰撞形態下重傷率最高，為35.0%；右后座乘員在3種碰撞形態下的輕傷率相差無幾，在正面碰撞形態下重傷率最高，為27.3%，同時，3種碰撞形態下死亡率均為零；中后座乘員在3種碰撞形態下的重傷率均高于同碰撞形態下的輕傷率和死亡率，其中正面碰撞形態下的重傷率最高，為44.4%，側面碰撞形態下的輕傷率最高，為36.4%，尾部碰撞形態下死亡率最高，為15.4%。

由表3可知：在3種碰撞形態下，后排乘員未佩戴安全帶的比例高于前排駕乘人員，駕駛員佩戴安全帶占比最高，為65.2%，其次是副駕駛座乘員，佩戴比例為43.3%。

不同位置乘員佩戴安全帶的輕傷率均小于未佩戴安全帶乘員的輕傷率；后排未佩戴安全帶乘員的重傷率均大于前排未佩戴安全帶乘員的重傷率；中后座乘員死亡率均大于其他位置乘員死亡率。

3.3 計算分析

根據以上碰撞形態下各乘坐位置乘員的傷亡統計結果，利用加權平均模型計算出各乘坐位置的危險度，結果如表4所示。

對比分析可知：3種碰撞形態下中后座乘員位置的危險度均高于其他位置，說明需要加強針對后排中間位置乘員的安全系統開發；正面碰撞形態下各乘坐位置上乘員的危險度相對高于其他2種碰撞形態下各乘坐位置上乘員的危險度，說明正面碰撞形態下乘員受到的傷害更大、更直接；側面碰撞形態下各乘坐位置上乘員危險度與事故中車輛的碰撞左、右側位置有關，危險度最高的是右后座，其次是左后座。

4 乘坐位置安全性綜合分析

4.1 統計與計算

在只考慮碰撞形態的條件下，本文篩選出的乘用車事故前、后排傷亡情況如表5所示。

由式（3）計算可知，前排乘員死亡率是后排乘員死亡率的1.18倍。

為研究乘用車各個乘坐位置的危險度，統計事故中各個乘坐位置的傷亡人數，如表6所示。

由式（4）計算每個乘坐位置的危險度，結果如表7所示。以駕駛員位置危險度為標準（危險度100%）進行歸一化換算，結果由小到大依次為：駕駛員位置、副駕駛位置、左后座、右后座、中后座。

同樣，采用式（5）計算各個乘坐位置的危險度，結果如表8所示。以駕駛員位置危險度為標準（危險度100%）進行歸一化換算，結果由小到大依次為：副駕駛座椅、右后座、駕駛員位置、左后座、中后座。

4.2 結果分析

由前、后排危險度模型計算可知：前排危險度是后排危險度的1.18倍，當發生交通事故時，乘坐于后排位置的乘員比乘坐于前排位置的乘員相對安全；加權平均模型與幾何平均模型計算得到的駕駛員位置危險度排名不一致，考慮到幾何平均模型方法未統計未受傷情況，實際發生車輛碰撞事故時，未受傷的情況基本不會發生，該模型計算比較復雜，得到的危險度相對可靠；模型計算最不安全的乘坐位置是中后座，這與表7中中后座乘員死亡率均大于其他乘員位置死亡率一致，與國外文獻所得結論中后座是最安全的乘坐位置相反，原因是國內后排乘員佩戴安全帶的比例遠低于國外后座乘員。

5 結束語

本文基于CIDAS事故數據，在只考慮事故碰撞形態的條件下，根據傷亡統計數據，分析了正面碰撞、側面碰撞和尾部碰撞3種碰撞形態下各乘員乘坐位置的傷害率，并采用相應的危險度模型計算得到了我國當前5座乘用車乘坐位置與傷亡風險之間的關系，結論如下：

a. 駕駛員、副駕駛、左后座和右后座位置乘員在3種碰撞形態下的輕傷率均高于重傷率和死亡率；中后座位置乘員重傷率高于輕傷率和死亡率。因此，應針對不同乘坐位置傷害進行不同形式的乘員安全系統開發，如安全氣囊功能優化、預緊限力式安全帶的應用以及后排中間位置乘員安全保護開發。

b. 后排乘員未佩戴安全帶的比例較前排駕乘人員高；后排乘員未佩戴安全帶的重傷率均大于前排乘員未佩戴安全帶的重傷率。

c. 前排乘員致命風險是后排乘員的1.18倍。

d. 乘用車乘員在各個乘坐位置上的危險度從小到大依次為：副駕駛座、右后座、駕駛員座、左后座、中后座。以乘用車駕駛員的危險度100%作為參照標準，副駕駛座的危險度為79.57%、左后座的危險度為105.23%、右后座的危險度為93.82%、中后座的危險度為191.69%，即乘員乘坐副駕駛位置最安全，其次是右后座。

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