關(guān)于救生衣創(chuàng)新方向的研究與展望

羅夢(mèng)薇，王迪

（重慶交通大學(xué)，重慶40074）

引言

近年來(lái)，各國(guó)海域沉船事故頻發(fā)，而由船舶側(cè)翻所引起的漩渦、高發(fā)的船舶爆炸等突發(fā)狀況對(duì)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(dǎo)致的溺亡事件時(shí)有發(fā)生，國(guó)內(nèi)外尤其是欠發(fā)達(dá)地區(qū)溺水死亡率極高，中國(guó)疾病預(yù)防控制中心曾發(fā)文說(shuō)道“溺水是我國(guó)兒童的第一位致死原因”；同時(shí)，當(dāng)洪水肆虐時(shí)，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(gè)問(wèn)題。救生衣作為重要的水上救援設(shè)備，早已投入了實(shí)際應(yīng)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(jié)省體力。但在實(shí)際應(yīng)用中，救生衣發(fā)揮的作用強(qiáng)度和作用范圍較為局限，為了進(jìn)一步提高用戶(hù)舒適度和人員生還率，還需要在現(xiàn)有救生衣的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新。

1 研究背景

世界衛(wèi)生組織表示，溺水成為全球的主要公共衛(wèi)生問(wèn)題之一。于2019 年，約有23.6 萬(wàn)人溺亡，人員溺亡數(shù)占全球死亡數(shù)的8%左右，溺亡是意外傷害死亡的第三成因。而據(jù)《法制晚報(bào)》報(bào)道，溺水是我國(guó)兒童第一大致死原因。多年以來(lái)，群眾溺亡率居高不下。而除了以下所闡述的船舶遇險(xiǎn)、暴雨洪災(zāi)突發(fā)，還有許多方面，如戶(hù)外戲水、車(chē)輛事故和失足等，共同導(dǎo)致了群眾溺亡率高漲這一情況的出現(xiàn)。同時(shí)，得益于居民生活水平的提高，水上運(yùn)動(dòng)在國(guó)家相關(guān)政策的支持下蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)救生衣的需求量隨之逐年升高。

1.1 海上突發(fā)事件頻發(fā)

由于天氣惡劣、海況兇猛、船舶設(shè)備故障和工作人員專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)仍待提升等諸多因素，船舶海上突發(fā)事故時(shí)有發(fā)生。

根據(jù)歐洲海事安全局（EMSA）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，在歐洲水域范圍內(nèi)，于2006 年，535 艘船舶發(fā)生了505 起事故；于2007 年，762 艘船舶發(fā)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(guò)40%。從2012 年意大利“康科迪亞”號(hào)豪華郵輪觸礁?jìng)?cè)翻，造成至少32 人死亡，到2014 年韓國(guó)客輪“歲月”號(hào)發(fā)生浸水事故下沉，造成296 人遇難，再到2015 年我國(guó)“東方之星”號(hào)旅游客船，在長(zhǎng)江中游湖北監(jiān)利水域沉沒(méi)，船內(nèi)454人僅12 人獲救，遇難442 人。而在2018 年，僅中國(guó)籍船舶就發(fā)生了176 起船舶海上突發(fā)事故，其中沉船數(shù)高達(dá)83 艘，死亡及失蹤人數(shù)達(dá)到237 人，較上一年數(shù)據(jù)同比上升24.7%。這一連串觸目驚心的數(shù)字，已然在警醒我們，航行安全狀況不容樂(lè)觀，而船舶缺少必要的水下救生設(shè)備是事故頻發(fā)和人員損失眾多的關(guān)鍵原因，配備救援設(shè)備及訓(xùn)練相關(guān)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(fù)雜，在應(yīng)急突發(fā)事件中有時(shí)無(wú)法達(dá)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(shè)備，海用救生衣內(nèi)部采用EVA 發(fā)泡素材，按照相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以有效的支撐遇險(xiǎn)人員浮出水面。然而實(shí)際上特別是在水溫較低時(shí)，遇險(xiǎn)落水者時(shí)常由于內(nèi)心恐懼、四肢僵硬而喪失在水中的運(yùn)動(dòng)能力，即便穿戴好救生衣跳入水中，也很難快速遠(yuǎn)離事故現(xiàn)場(chǎng)，避開(kāi)危險(xiǎn)。有數(shù)據(jù)表明，當(dāng)人在0 ℃的海水環(huán)境中身體機(jī)能只能維持幾分鐘；2 ℃的海水環(huán)境中可以堅(jiān)持15 分鐘左右；25 ℃海水，可以承受約一天的時(shí)間，在惡劣的環(huán)境下快速得到救援問(wèn)題的解決迫在眉睫。

1.2 暴雨洪澇無(wú)法避免

暴雨洪澇是最為頻發(fā)、多發(fā)的自然災(zāi)害之一，已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的艱難困阻。在自然因素和社會(huì)因素的綜合影響下，暴雨洪澇災(zāi)害的成因變得極為復(fù)雜，導(dǎo)致其發(fā)生具有很強(qiáng)的隨機(jī)性和不確定性。其一旦發(fā)生，將可能?chē)?yán)重威脅受災(zāi)群眾的生命安全。

根據(jù)《中國(guó)氣候變化藍(lán)皮書(shū)（2020）》，1961 至2019 年，中國(guó)極端強(qiáng)降水事件呈增多趨勢(shì)，年累計(jì)暴雨日數(shù)呈增加趨勢(shì)，平均每10 年增加3.8%[1]。就國(guó)內(nèi)而言，2021 年7 月17 日至7 月23日，河南省遭遇了史上罕見(jiàn)的特大暴雨，發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，災(zāi)害共造成河南省150 個(gè)縣（市、區(qū)）1 478.6 萬(wàn)人受災(zāi)，因?yàn)?zāi)死亡或失蹤人數(shù)高達(dá)398 人。放眼全球，歐洲多地持續(xù)暴雨引發(fā)洪澇災(zāi)害，沖毀大量房屋和道路，目前已有數(shù)百人喪生，而在受災(zāi)最嚴(yán)重的德國(guó)西部，截至2021 年7 月16 日中午，洪災(zāi)已造成至少103 人死亡。據(jù)WHO 統(tǒng)計(jì)，洪災(zāi)死亡中有75%是溺水死亡。洪災(zāi)越來(lái)越頻繁、嚴(yán)重，并且這一趨勢(shì)還將隨著氣候變化繼續(xù)下去。在低收入和中等收入國(guó)家的洪災(zāi)多發(fā)區(qū)，因洪災(zāi)而導(dǎo)致溺水風(fēng)險(xiǎn)增大的這一現(xiàn)象尤為明顯，而該現(xiàn)象的突出與這些國(guó)家預(yù)警、疏散或保護(hù)社區(qū)免受洪災(zāi)的能力較弱或僅在起步階段具有一定的聯(lián)系。

1.3 市場(chǎng)需求激增

近年來(lái)，人們更加注重生活的質(zhì)量，水上運(yùn)動(dòng)成為很多家庭的戶(hù)外娛樂(lè)項(xiàng)目。國(guó)家對(duì)水上運(yùn)動(dòng)的扶持力度逐步加大，國(guó)務(wù)院辦公廳出臺(tái)《關(guān)于加快健身休閑產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，把水上運(yùn)動(dòng)列為完善健身休閑服務(wù)體系的主要組成部分；國(guó)家體育總局發(fā)布《水上運(yùn)動(dòng)發(fā)展規(guī)劃》，將進(jìn)一步擴(kuò)大水上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模，并提出3000 億元的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)，由于民眾需求不斷提高，水上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)業(yè)自身不斷發(fā)展和優(yōu)化，水上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)業(yè)門(mén)類(lèi)逐年豐富，市場(chǎng)需求類(lèi)別持續(xù)擴(kuò)增，產(chǎn)業(yè)潛力進(jìn)一步釋放且發(fā)展空間巨大。而在產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，安全問(wèn)題是一個(gè)最不容忽視的問(wèn)題，因此對(duì)安全可靠的救生衣的需求數(shù)量激增。

另外一方面，需要注意到的是，由于生產(chǎn)救生衣的技術(shù)門(mén)檻較低，當(dāng)前救生衣行業(yè)已經(jīng)相對(duì)成熟，因此在救生衣領(lǐng)域的企業(yè)眾多，行業(yè)發(fā)展速度呈現(xiàn)緩慢發(fā)展的趨勢(shì)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，未來(lái)行業(yè)將向高端化、智能化和差異化發(fā)展，滿(mǎn)足用戶(hù)差異化的需求。

2 創(chuàng)新方向

2.1 提高用戶(hù)生存能力

在救生衣的創(chuàng)新研究中，提高用戶(hù)的生存能力是一個(gè)比較熱門(mén)的方向，學(xué)者們多從維持體溫、保障呼吸、便于行動(dòng)和提供淡水等創(chuàng)新點(diǎn)切入探尋。

在維持體溫方面，鄭海宏發(fā)明了一種不濕身救生衣，救生衣上設(shè)有的膨脹背包和膨脹保護(hù)罩可為人體形成保護(hù)空間，減少人體熱量的散失[2]；楊志堅(jiān)則設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)了一款帶有擋水面罩的救生衣，可保護(hù)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(shí)通過(guò)附帶的通氣孔保證落水者的正常呼吸[4]。此外，經(jīng)調(diào)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(hù)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(lái)，應(yīng)用于救生衣上的技術(shù)日益豐富，對(duì)于提高搜救效率，人們不再僅僅停留于著重加強(qiáng)救生衣的鮮艷外表，而傾向于與多種新興數(shù)字技術(shù)結(jié)合。

王阿琴、孫麗和周峰等研發(fā)了一款在救生衣表面的衣帽、前襟和置物袋上設(shè)有反光貼的救生衣，其適應(yīng)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(jiàn)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(fā)了一款設(shè)有定位模塊和發(fā)光源的救生衣，能夠及時(shí)向救援隊(duì)發(fā)出定位信號(hào)和光線；劉詩(shī)涵則設(shè)計(jì)了一款基于衛(wèi)星定位的智能水上救生衣系統(tǒng)[7]；李培正則提出了于救生衣中AIS 定位和發(fā)射功能裝置的應(yīng)用，從而構(gòu)成可定位、報(bào)警的智能化自觸發(fā)式救生衣[8]。以上應(yīng)用于救生衣的新技術(shù)能夠在一定程度上幫助用戶(hù)尋求外界幫助，從而降低死亡率。

2.3 細(xì)化用戶(hù)群體

將用戶(hù)群體細(xì)分，針對(duì)特定使用需求，研發(fā)適配技術(shù)和裝置，不失為一個(gè)具有意義的創(chuàng)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(wù)，俄羅斯研制出了一款輕便防彈救生衣。據(jù)俄羅斯日前報(bào)道，根據(jù)俄聯(lián)邦國(guó)民近衛(wèi)軍水面部隊(duì)的需求，位于莫斯科州的加固復(fù)合高強(qiáng)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(hù)服，并將其命名為“兩棲”防彈衣[9]。而羅金光、鄭溪水和張朝陽(yáng)等人則研制了一種具有打撈功能并攜帶獨(dú)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(zhǎng)漂浮時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，從而為部隊(duì)海上訓(xùn)練和作戰(zhàn)、抗洪搶險(xiǎn)、水上作業(yè)等提供有力保障[10]。此外，吳旭等對(duì)救生衣整體性能、戰(zhàn)技指標(biāo)等性能參數(shù)進(jìn)行了討論，在國(guó)標(biāo)及國(guó)際救生規(guī)則的基礎(chǔ)上有針對(duì)性地對(duì)救生衣各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了修訂，以符合海警部隊(duì)日常使用[11]。

2.4 優(yōu)化供能系統(tǒng)

對(duì)于供能系統(tǒng)的優(yōu)化，可以為裝置的運(yùn)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(shè)計(jì)了一款利用太陽(yáng)能電池供電的救生衣，其將太陽(yáng)能組件、無(wú)線電發(fā)射器、GPS 定位器和照明融為一體，可以用于戶(hù)外探險(xiǎn)以及自然保護(hù)區(qū)，該救生衣綜合利用了各種先進(jìn)搜尋定位設(shè)備，救援成功率非常高[12]。高瑞、趙俊旗和李敏潔等人設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用于海上救援的綠色持續(xù)續(xù)航定位救生衣，該救生衣與市面上常見(jiàn)的采用鋰電池來(lái)維持各個(gè)模塊的運(yùn)行方式不同，其以法拉第電磁感應(yīng)定律為研發(fā)基礎(chǔ)，由供電模塊內(nèi)部振子切割磁感線來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而運(yùn)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(fā)事件的頻發(fā)和遇難人數(shù)的眾多，對(duì)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(zhàn)，也在一定程度上推動(dòng)了國(guó)內(nèi)外對(duì)于救援設(shè)備的研究與應(yīng)用。作為常見(jiàn)的救援設(shè)備之一，救生衣的創(chuàng)新應(yīng)用或許能為應(yīng)對(duì)災(zāi)難、提高生還率提供新的可能。

3.1 順應(yīng)環(huán)保趨勢(shì)，調(diào)整供能結(jié)構(gòu)

2021 年12 月8 日，國(guó)家發(fā)展改革委等部門(mén)關(guān)于印發(fā)《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G 等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》的通知。由《通知》可知，國(guó)家將堅(jiān)持集約化、綠色化、智能化建設(shè)，加快對(duì)低碳節(jié)能技術(shù)的研究和推廣，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新，鼓勵(lì)使用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源。以太陽(yáng)能為例，救生衣的應(yīng)用場(chǎng)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(yáng)能充電樁，用戶(hù)使用完畢后便可置于充電樁上充電，既便捷又環(huán)保，無(wú)需人工更換電池，節(jié)省人力資源。抑或使用太陽(yáng)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(dòng)

對(duì)于目前現(xiàn)有的大多救生衣而言，主要的創(chuàng)新功能為在遇險(xiǎn)時(shí)維持人體正?；顒?dòng)或增大用戶(hù)被救援的概率。但是這對(duì)于用戶(hù)本身來(lái)說(shuō)是無(wú)力的，那我們是否能設(shè)法將主動(dòng)性還給用戶(hù)呢？例如，在救生衣上增添動(dòng)力裝置，或許可以為用戶(hù)提高行動(dòng)力和生還概率。此外，帶有動(dòng)力裝置的救生衣能為用戶(hù)維持高速的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有希望為開(kāi)展海上軍事活動(dòng)提供有效輔助。

3.3 針對(duì)目標(biāo)用戶(hù)，提供特殊服務(wù)

對(duì)于不同的用戶(hù)，如以休閑為目的大眾、兒童、軍人、救生員和行動(dòng)不便的人等，救生衣的創(chuàng)新方向和功能種類(lèi)應(yīng)是不盡相同的。而現(xiàn)存的針對(duì)性救生衣仍較少或者工作效果不夠高，以救生員為例，據(jù)調(diào)查，海上救助力量配備的水下救生設(shè)備缺乏、人員訓(xùn)練不足是救援效率低下、溺水死亡人數(shù)多的重要原因[14]?？梢?jiàn)，對(duì)于救生衣的研究廣度和研究深度仍需加強(qiáng)。

3.4 添加附屬功能，優(yōu)化使用體驗(yàn)

從各類(lèi)溺亡事件中，我們可以得知，較多溺水人員在事發(fā)前不愿佩戴救生衣或者沒(méi)有佩戴救生衣的意識(shí)。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(hù)需求的裝置，或許會(huì)提高用戶(hù)的使用意愿和使用次數(shù)，從而減少不幸事件的發(fā)生。此外，社會(huì)的多元化也在一定程度上促使產(chǎn)品的用途多元化。