طراحی وسائط نقلیه موتوری برای محافظت از عابرین پیاده
تصادفات عابرين پياده با وسائط نقليه موتوري چالش اصلي متخصصين بهداشت عمومي طب تروما و ايمني ترافيك است . بيش ازيك سوم از 2/1 ميليون مرگ 10ميليون صدمه درسال كه بعلت تصادفات ترافيكي رخ داده است مربوط به عابرين پياده است . در مقايسه با سرنشينان خودرو ، عابرين پياده متحمل جراحات متعدد با شدت بيشتر و مرگ و مير بالاتر ميشوند . اگر چه اكثر اين تصادفات در كشورهاي درحال توسعه اتفاق ميافتد ولي كشورهاي پيشرفته و صنعتي نيز متحمل هزينه سنگين ناشي ازآسيب به عابرين پياده درنتيجه سوانح ترافيكي ميشوند كه اين ميزان 2 برابر ميزان آن در سرنشينان درون خودروست وبه همين نسبت ميزان هزينه تحميلي آن براقتصاد كشور 2 برابر ميباشد ( 57400 پوند براي هر نفر عابر پياده ) .
علي رغم وسعت مشكل در عابرين پياده ، تحقيقاتي كه متمركز بركاهش آسيبها و جراحات در عابرين پياده باشد بسيار اندك است و اكثراً متمركز بر سرنشينان درون خودروشده است . بسياري از تلاشها كه براي كاهش آسيبها در عابرين پياده صورت گرفته است بيشتر به جدا سازي معطوف بوده است مانند احداث پل عابر پياده ، آموزشهاي عمومي و اعمال قانون ودراين رابطه كمتر به تغيير در طراحي خودرو توجه شده است . ممكن است كه اين عدم تلاش براي تغيير در طراحي خودرو به نگرش جامعه برگردد كه آسيبها وصدماتي كه بوسيله برخورد يك جسم بزرگ و سخت با عابر پياده كوچك وشكننده و آسيب پذير بوجود ميايد نمي توان بوسيله تغيير در ساختمان خودرو آنرا كاهش داد. ولي مهندسين طراحي كه اصول ايمني رابراي سرنشينان خودرو مورد توجه قرار ميدهند ميتوانند براي عابرين پياده نيز يك محيط ايمن ايجاد نمايند. درگذشته مفهوم طراحي خودرو براي محافظت و ايمني عابر پياده با تغيير در نگرش عمومي – انجام آزمايشات ايمني دوره اي و دسترسي به فناوري مدرن روز كه براي ايجاد رويكرد همه جانبه به ايمني خودرواست درنظر گرفته نمي شد . ولي امروزه فرهنگ و فضاي علمي حاكم و قانونمندشدن جامعه باعث ايجاد انگيزه قوي تر شده است و مجال كاهش حوادث درعابرين پياده چه از نظر تعداد و چه شدت آسيب بوسيلة طراحي مناسب خودرو وبكار گيري ابزارهاي ايمني در خودروها رافراهم كرده است .
آناتومي تصادفات خودرو با عابرين پياده
دربيشترتصادفات عابرين پياده وخودرو، آسيبهاي بوجود آمده ناشي از اصابت قسمتهاي جلو خودرو با عابرين پياده ميباشد و ساختمان جلـــوئي خودرو مسئول بيشتر اين صدمات است( شكل 1 )
شكل 1
نقاط برخورد خودرو درتصادف با عابرين پياده ، قسمت جلو خودرو مسئول اكثر صدمات به عابرين پياده است .
در اينگونه تصادفات ترتيب اصابت به اجزاء بدن بخوبي شناخته شده است . سپر خودرو با پاهاي عابر پياده برخورد ميكند . قسمت برآمده جلو كاپوت به ران يا باسن ضربه زده و نهايتاً سربه سطح خارجي كاپوت يا بادگير تعبيه شده در قسمت انتهائي آن نزديك به شيشه جلو كه فضائي بسيار محكم وسخت است برخورد ميكند ( شكل 2 ) .
دراين موقع عابر پياده به جلو خودرو ميچسبد وبه همين حالت باقي مي ماند. زمانيكه خودرو متوقف ميشود عابر همچنان به راه خود ادامه داده و پس از لحظاتي به زمين مي افتد كه اين امر نيز باعث صدمه بيشتر به وي خواهد شد.
با وجوديكه ترتيب اتفاقات فوق بصورت يك مجموعة پي درپي صورت ميگيرد ولي شدت واقعي آسيبها بستگي به اندازه خودرو و شخص عابر – هوشياري وي قبل ازبرخورد وسرعت خودرو در هنگام برخورد دارد . كوچك بودن بدنة اكثر خودروهاي شخصي باعث ميشود كه برخورد در پائين تر از نقطه ثقل صورت گيرد ودراين صورت مسير حركت عابر پياده مطابق با (شكل 2 ) خواهد شد.
شكل 2
ترتيب رخداد حادثه درتصادف باعابرين پياده .
بعداز برخورد سپربا پاي عابر پياده و پس ازچرخش پاها كه اصطلاحاً «قنداق » شدن به آن گفته مي شود سربا بادگير يا سطح خارجي كاپوت برخورد مي كند.
ولي در خودرو هاي سنگين تر وبلندتر مانند خودروهاي چند منظوره ( جيپ ) . كاميونت ، كاميون و ون برخورد بالاتر از نقطه ثقل است ودراين حالت عابر پياده بدون تماس با كاپوت خود رو به جلوپرتاپ شده و سپس خودروئي كه سعي در متوقف شدن دارد از روي وي عبور مي نمايد.
نماي آسيبها واقدامات متقابل
برخورد عابر پياده به كاپوت يا سپر خودرو در تصادفات كدام يك ارجح است؟ سروپاها بيشترين نقاط بدن هستند كه دچار آسيب مي شوند. از آنجائي كه ضربه به سر از مهمترين علل مرگ و مير و ناتواني هاي ناشي ازآسيبهاي ترافيكي درعابرين پياده است ( شكل 3 ) ايجاد يك بستر نسبتاً نرم در خودرو براي فرود عابر پياده ازاصول اولية طراحي ايمني خودرو براي محافظت ازعابرين پياده است .
ميزان سختي نقاط مختلف كه سربا آنها برخورد ميكند بطرز باورنكردني در ايجاد صدمه و آسيب دخيل است
شكل 3
توزيع آسيب ها دربرخورد خودرو باعابرين پياده ( چپ )و فراواني آسيب ها به تفكيك نقاط خودرو ( راست ) . درعابرين پياده بزرگسال سروپاها شايع ترين محل صدمه هستند و ازاين ميان آسيب به سر از عمده ترين علت مرگ و مير به شمار مي آيد . بادگيرو سپرمهمترين قسمت هاي ايجاد آسيب هستند.
.برخورد سر با قسمت نسبتاً سخت بادگير، باعث ايجاد آسيب شديد به سر، شكستگي استخوان سرو صورت و آسيب عروقي حتي در سرعتهاي پائين ميشود در حاليكه برخورد با قسمتهاي مركزي نرمتراين آسيبها وصدمات كاهش مييابند. ازآنجائيكه سطح كاپوت ازفلز ساخته شده است و نسبتاً ساختمان قابل قبولي دارد خود به تنهائي خطر آفرين نيست . ولي خطر زماني جدي است كه سر به قسمتهايي از كاپوت كه روي اجزاء سخت مانند موتور را ميپوشاند برخورد نمايد .راه حلي كه درنظر گرفته ميشود ايجاد فضاي كافي ( حداقل 10 سانتي متر ) بين كاپوت و موتور است و اين راه حل مناسبي است در جهت
پيشنهادي ديگر استفاده از كاپوت هوشمند يا فناوري پيروتكنيك است . در مواقع تصادف كاپوت به ضربه حساسيت داشته و بلافاصله كمي باز ميگردد. بدين صورت فضاي بين موتور و كاپوت زياد ميشود. اين عمل در عين اينكه شكل سنتي خودرو را حفظ ميكند باعث پيشگيريازصدمات جـدي به سرنيز ميگردد.
شكل 4
كاپوت هوشمند (POP-up ) كه مجهز به حس كننده مي باشد . بلافاصله پس ازبرخورد با عابر پياده قسمت عقب آن به سمت بالاحركت مي كند ودر نتيجه يك بستر نرم و نامناسب براي فرود سر پديد مي آورد.
راه حـــل سوم استفاده از روش ( Pop Up ) ميباشد بدين صورت كه در موقع تصادف لبة انتهائي كاپوت روبه بالا باز شده و مانع ازبرخورد سربا قسمت سخت بادگير ميشود . با وجود اينها مؤثر ترين راه به كارگيري كيسة هوا در فاصلة بين كاپوت و موتور ، دراطراف بادگيرها وديگر نقاط سخت خودرو است كه امكان برخورد سربا آنها وجود دارد ( شكل 5 )
با وجوديكه صدمات بر سر علت اصلي مرگ و مير درتصادفات ترافيكي است اما صدمه به پاها ازشايعترين اين آسيبها ميباشد.(شكل3 )
برخورد مستقيم سپر خودرو با پاهاي انسان به شكستگي يك يا هر دواستخوان ساق پا مي انجامد و جراحت به رباطهاي زانو ازديگر پيامد هاي اين برخورد هاست .
شكل 5
كاپوت هوشمند به تنهائي براي محافظت سراز قسمت هاي ثابت و سخت مخصوصاً درخودروهاي كوچك كافي به نظر نمي رسد- استفاده از بالشتك A و كيسه هوا مي تواند اين ضعف را برطرف نمايد.
تلاش براي كاهش انتقال قدرت به زانو ها و افزايش سطحي كه نيروبه آن وارد ميشود ازاهداف اولية طراحي خود روها براي محافظت عابرين پياده است . يكي ازاين رويكرد ها بكار گيري جاذب انرژي روي سپر خودروها است البته كاهش ضريب سختي سپرها با محدوديت همراه است زيرا اصولاً وجود سپرها براي محافظت جلو خودرو درتصادفات ميباشد . درآزمايشها بنحوي كه درآن از آدمكها استفاده شده وبا كمك شبيه سازكامپيوتري به آن واقعيت بخشيده شده است نشان داده است كه اعمال تغييرات هرچند جزئي و اندك درساختمان سپرها ودرارتفاع وشكل خارجي آنها به همراه افزايش ميزان هوشياري عابرين پياده درهنگام برخورد باعث كاهش زياد صدمه به پاها ميگردد.
دركل سپرهاي كم ارتفاع ازسطح زمين درموقع برخورد باعث چرخش همزمان هردواستخوان ساق پا ميشود و اين در حاليست كه بدن بر روي خودرو افتاده است . سپرهائي كه ارتفاع آنها ازسطح زمين بالاتر ازارتفاع زانو عابر پياده باشد و ما بيشتر در خودروهاي چند منظوره مانند جيپ وپاترول مشاهده ميكنم باعث گردش استخونهاي ساق پا برخلاف جهتهمديگر شده كه با خودموجبآسيب شديد
به زانو ها ميشود . اضافه نمودن يك سپر كوچگتر در زير سپر اصلي ( گل سپرها ) باعث محدوديت دراين گردش شده كه نتيجاً توزيع بهتر نيرو را به همراه خواهد داشت .
طراحي مناسب چراغهاي اصلي در جلو خودرو نيز ميتواند بعنوان جاذب انرژي حاصل ازبرخورد عمل نمايد ودرنتيجه صدمات ناشي ازآنرا كاهش دهد .
ارزشيابي و اقدامات انجام شده
كميته افزايش ضريب ايمني خودرو دراروپا ( EEVC ) براي ارزيابي آسيبهاي بالقوه برخورد قسمتهاي جلو خودرو وبا عابرين پياده آزمايشات اختصاصي را طراحي كرده است وبه تازگي نيز اين كميته آزمونهاي مستمراثر ضربه راه شبيه سازي برخورد خودرو با سرعت 40 كيلومتر درساعت با عابرين پياده پيشنهاد ميكند ( شكل 6 )
شكل 6
آزمون پيشنهادي كميته افزايش ضريب ايمني خودرو در اروپا (EEVC ) نشان دهنده اثر تصادف خودرو با وسيله نقليه در سرعت 40 کيلومتر درساعت است اين آزمون اقتصادي و از قابليت تكرار پذيري برخوردار است .
اين آزمون اكثر نقاط كاپوت را كه ميتواند جايگاه ××× سر وزانو باشد راشامل ميشود . اين نقاط مجهز به گيرنده هائي هستند كه شدت ضربه ، جابجائي حاصل از آن و شتاب به وجود آمده را توسط رايانه و با توجه به سطح مقاومت بدن وشاخصهاي بيومكانيكي سروپاها تجزيه و تحليل ميكند. توافق داوطلبانه اي كه بين سازندگان خودرو در اروپا صورت گرفته حـــكايت ازاين دارد خودروهائي كه بعد ازسال 2010 ميلادي به بازارعرضه ميشوند بايد آزمــــــونهاي پيشنهادي ( EEVC ) را موفقيت گذارنده باشند و هم اكنون تحت برنامه ارزيابي خودروهاي جـــديــــــد ( NCAP ) . بسياري از كشورها در اقصي نقاط دنيا اين آزمونها را انجام ميدهند و نتايج آنها براي اطلاعات بيشتر مشتريان در اختيار ايشان قرار ميگيرد . اگر اين آزمونها براي همة خودروسازان اجباري گردد تخمين زده ميشود كه ميزان مرگ و مير عابرين پياده تا بيشتر از20% كاهش يابد وبراي كاهش بيشتر اين ميزان به هنگام كردن آزمونها ضروريست و بخصوص كه بادگير خودرو و قاب دور آنرا نيز يكي از اجزاء اين آزمونها قرار دهند كه اين خود بتنهائي مسئول 15% ويا بيشتر ازكل آسيبهاي عابرين پياده است . مضافاً پيشرفت در دقت ضربه سازها و تعيين شاخصهاي دقيقتر تخمين آسيبها نيازمند مطالعات عميقتر بيومكانيكي است .
با وجود محدوديت آزمايشات جاري اگر چه EEVC باعث افزايش آگاهي جامعه از طراحي خودرو در ارتباط با عابرين پياده شده است ولي زمانيكه اين آزمونها با روشهاي جامع پيشگيري ازآسيبها توأم شود باعث كاهش چشمگير آسيبها خواهد شد چيزي كه زماني تصور ميشد موضوعي فراتر از دخالت انسان باشد.
