前言
安全气囊的防护效果与众多的因素有关。一方
面是事故发生的客观情况，如碰撞强度，碰撞类型，
乘员的身高、体重，乘坐位置，车辆的类型和大小等。
另一方面是车辆上安装的防护系统及其使用情况，
例如是否使用了安全带和安全气囊及它们的尺寸、
容量等。因而，要对安全气囊有效性做出客观准确
的评价，找到影响其防护效果的主要因素难度很大，
是安全气囊研究领域的重要问题。它涉及到工程
学、交通事故损伤流行病学、损伤生物力学和统计学
等多个学科，是综合性很强的研究领域。
安全气囊依据其作用的不同分为防止前碰撞损
伤的驾驶员安全气囊、前座乘客安全气囊和侧面碰
撞防护安全气囊等。安全气囊在防止重大损伤和减
少事故死亡的同时，也可能由于它的快速展开而引
发新的损伤，本文将此种损伤称为“气囊损伤”。如
何保证安全气囊对各类汽车乘员在各种碰撞条件下
提供最有效保护的同时，减少甚至避免气囊损伤，是
目前汽车乘员约束系统研究的最主要问题之一。本
文通过对安全气囊防护有效性、气囊损伤和相关技
术发展的综述，剖析了这一领域涉及的范围广泛的
问题。
碰撞事故中的损伤流行病学
交通事故损伤流行病学是利用流行病学
（,-./01.23245）研究的方法和工具研究在道路车辆事
故中创伤发生的原因及类型，研究人、环境和工程技
术的因素，发展各种方法去评价在交通事故损伤防护过程中所采取的各种降低损伤措施的有效性。
!! 损伤监测系统与事故数据分析
交通事故损伤流行病学研究的基础是可靠的事
故数据，这些事故数据应该是经过交通管理部门、医
院、保险公司、汽车制造厂和相关权威机构收集得来
的。
美国是交通事故损伤监测系统最完善的国家之
一，并建立了完整的交通事故数据库。最有名的例
子是美国的耐撞性数据库系统678，678 从)9) 年
开始收集交通事故的数据，其工作小组除了收集一
般碰撞事故数据外，还完成所在地区典型事故的分
析，每年要以这种方式调查大约9 ### 件碰撞事故。
美国另一个重要的数据库是死亡事故报告系统
:;<8，该数据库包括自)9+ 年以来美国各州收集
的所有碰撞致死事故，是一个数据规范性和可靠性
都很高的事故数据源，也是目前美国交通损伤流行
病学研究的重要基础。此外还有英国的66=8 和德
国的;=>〔〕等。
事故损伤数据的完整性直接影响损伤流行病学
研究的结果。解决事故数据完整性不够问题的措
施，除了改进采集数据的方法外，还应考虑范围更加
广泛的数据源，如保险公司和医院的数据库等，并将
这些数据库与警察和国家权威机构的数据库连成一
体，才能为交通事故流行病学的研究提供可靠全面
的数据基础。
第一个关于三点式安全带防护效果的研究是瑞
典人?2@3.A 完成的，随后其他人进行了大量的关于
早期安全带防护效果评估方面的研究。然而，由于
所用数据和使用方法的不同，得到的结果差别较大。
$# 年代中期，在交通事故流行病学的分析中引入了
更加精确的统计学方法，如,BCAD〔%〕创造了配对比较
法可以将事故众多因素中某一因素的作用相对独立出来，使人们有可能对使用某种约束系统的有效性
作出比较准确可靠的评价。
!# 损伤评估标准和体系
损伤的评估标准和尺度是损伤流行病学研究的
重要基础概念，它被用来区别和衡量事故中人体损
伤程度（!#$%&’），也可以称为损伤尺度或指标
（!()*%+,）。它可以从力学和生理学的角度定义为生
理学或解剖学意义上的使人体功能丧失或解剖结构
破坏方面的量，也可以定义为生理学和与之相关的
社会学意义方面的量。与损伤程度密切相关的另一
个量称为损伤标准（-+./$’ ($%&$%0+），它通过一些物
理参数或其的函数定义，这些参数常常反映了引起
某一程度损伤发生的损伤力学因素。人体或人体的
某一部分对损伤载荷的承受能力称为耐受度
（10*$)+(），它定义为导致某种类型损伤发生或达
到某种损伤标准的阈值时的载荷大小，或者是由这
种载荷换算出来的量。应该注意到，不同年龄和不
同个体之间耐受度的差别是很大的，一般只能用试
验或统计学的方法来确定。
损伤程度有多种定义方法，大体上可以分为2
类。!解剖学尺度：以损伤发生的解剖学位置、类型
和损伤的程度来描述，它仅仅考虑损伤处本身及相
关的功能改变，如3-!（344$#%)&5 %+./$’ 6()*）等。
社会学尺度：不仅考虑到损伤处本身和功能的改
变，而且考虑到因损伤而导致的长期影响，包括治疗
费用、伤者的生活质量等。如损伤主导指标-78
（-+./$’ 9$%0$%&’ $)&%+,）、--!（-+./$’ %:9)%$:+& 6()*）和
;38<〔2〕等。#生理学尺度：主要考虑损伤导致人
体生理学变化的过程，在医学临床治疗中使用较多，
如=>! 等。
由于损伤尺度、损伤分类方法与损伤监测体系
与交通事故流行病学及汽车安全研究关系密切，是
预防和减少交通事故损伤及从事相关科学研究的基
础性工作，也是社会发展的一个重要方面，世界各发
达国家都高度重视，进行了深入研究。如文献〔2〕关
于;38< 的研究就是在?;1!3 的资助下进行的。
!$ 碰撞强度参数$! 和!，@
描述碰撞强度（>$)6A 6#$%&’）的主要技术参数
是$! 和!，@
。$! 是指在汽车发生碰撞接触时间
内，车辆惯性中心在固定坐标参考系中的速度变化；
!，@ （ B+$,’ @/%#)*+& 695）是对相碰撞车辆在接触
期间所吸收动能的一种衡量。计算碰撞强度还有英
国>>-! 使用的!&，@ （ B@/%#)*+& &6& 695），它表示汽
车撞击到刚性墙上发生某种程度破坏时的对应碰撞





- 安全气囊防护研究重点和发展趋势
#$ 研究方法
试验研究和计算机仿真研究是汽车被动安全领
域广泛采用的两种研究方法。试验研究大致可以分为两大类，一类是生物力学基础性试验，一类是检测
汽车安全性设计的碰撞试验。生物力学基础试验主
要的任务是研究生物体的碰撞响应特性；碰撞试验
更多地考虑了事故的环境，与车辆、约束系统等工程
因素联系在一起，试验的目的是测试安全防护设施
的防护性能及汽车整体结构的耐撞性。碰撞试验中
采用的人体模型可分为三大类。
-A6A6 生物力学模型
生物力学模型试验包括：人类自愿者试验。这
种试验可以提供人体在没有发生损伤时响应的很多
一般性知识，其结果对于开发机械式假人和人体数
学模型都很重要；人类尸体试验，也称<%+’=（/BEDF/ 1G/HI CGJ5FKD DFCD）。尸体试验是碰撞试验研
究的重要方法，主要用于人体损伤力学的研究，试验
的结果也是验证机械试验模型和数学仿真模型的重
要依据；动物试验。用麻醉了的动物作为人的替代
物进行损伤试验，对于取得像脑组织、脊椎等特殊部
位的数据是很重要的。
-A6A( 机械模型
机械模型也称为碰撞试验用假人（LG//M）或拟
人试验装置（;=L,;ID1EBNB/BEN14K DFCD OFP4KF）。假人
在结构、尺寸、质量分布和冲击运动学、动力学特征
方面与人类都相似，并在重要部位的冲击响应方面
具有生物力学保真度。在试验中假人与约束系统一
起使用，可以评价汽车安全装置的性能，并可测试汽
车整车的安全性。
碰撞试验用假人最重要的特性是在各种冲击载
荷的作用下其主要部分，如头、胸、颈或下肢等的响
应与人体的对应部分在同样条件下的响应是否一
致，也就是所谓的生物力学保真度（>4BQ4OFR4DM）。衡
量用假人在测试某一项碰撞响应参数时的保真度的
标准称为生物力学保真度界域（>4BQ4OFR4DM KBEE4OBE），
它是在人类自愿者或尸体试验基础上，通过生物力
学研究分析而确定的该参数允许变化的范围。假人
的另一个重要特性是碰撞响应参数的测试能力，目
前的科技水平还不能制造出能测试各个方向碰撞响
应参数的单个假人，一般是按其功能分为正面碰撞
和侧面碰撞假人等。
在+MJE4O!假人系列当中，有! 百分位的女性
假人和!)、7! 百分位的男性假人。由于欧盟、加拿
大、澳大利亚和日本等都已决定在前碰撞试验中采
用+,!假人，所以+,!实质上已成为前碰撞唯一法
定的试验假人。6776 年’;S 开发了儿童安全气囊
相互作用假人3T;>2（6 岁）；677( 年U14B 大学与
’;S 合作开发了 岁儿童假人。此外，美国还开发。。。。。。。