“警盾-2019”防护装备公开比测活动概况及启示
2020-03-25石凌飞刘春美
石凌飞 刘春美
1. 公安部装备财务局警用装备研发论证中心 2. 公安部第一研究所
引言
为加强和规范警用防弹装备配备,公安部颁布了公安行业标准GA 293-2012《警用防弹头盔及面罩》[1]、 GA 141-2010《警用防弹衣》[2],多年来为保障公安民警生命安全和提高战斗力发挥了积极作用。随着社会发展和科技进步,实战中发现了防弹装备厚重硬、穿着不舒适、新技术新材料推广应用不足等突出问题。为进一步提高防弹装备质量水平,公安部装备财务局组织开展了“警盾-2019”防护装备公开比测活动,面向全社会公开征集防弹装备样品,对其安全性和舒适性进行比赛测试。历经五个月的努力,顺利完成了两种防弹装备(警用防弹头盔及防弹衣)八个型号比测样品测试,取得了预期效果。此次活动是装备财务局举办的第一届防护装备公开比测,对警用防护装备市场和其未来发展具有重要意义和引领作用。活动结束后,笔者认真总结比测各个环节的经验,从“警盾-2019”比测活动有关情况探讨警用防护装备未来发展。
一、比测规则的编制
(一)比测规则编制依据
比测规则的编制是“警盾-2019”防护装备公开比测活动的核心。比测规则既要有据可依,又要客观准确,还要能够体现公安一线民警的迫切需求。我们依据GA 293-2012《警用防弹头盔及面罩》[1]、 GA 141-2010《警用防弹衣》[2]两个现行行业标准,结合公安一线民警对于防护装备轻薄软的迫切需要及实战需求,增加了舒适性检测项目,便于参测企业和公安一线民警更加直观地理解所设置的比测项目。
(二)比测规则编制做法
为充分体现比测活动的公平、公正、公开基本原则,首先组织了国内防护装备技术、检测技术、警用装备标准和一线业务专家组成专家委员会,依据现有行业标准和一线实战需求,编制了比测规则草稿,经内部多轮讨论及修改,编制完成了比测规则初稿。
接着,邀请国内权威的防护装备检测机构、全国警用装备标准化技术委员会和国内部分生产企业的代表,以及北京、黑龙江、山东、新疆等地公安机关的一线代表参加会议研讨,经充分讨论形成比测规则征求意见稿。
经充分征询公安部机关各业务局、各地警务保障部门的意见建议,修改完善后形成比测规则修订稿,并组织全国警务保障专家进行了评审。专家组一致同意通过评审,比测规则可用于本次比测活动,从而形成正式稿对社会发布。
(三)比测项目选择
在进一步细致分析上述两个标准的基础上,在保持警用防弹装备的外观要求、基本性能、防弹性能、环境适应性和耐浸水性能等项目外,还根据实战使用环境和公安一线民警的迫切需求,提出了加测项。主要包括舒适性和特殊环境下防弹性能,以促进企业应用新材料新技术,优化防护结构设计,寻求舒适性与防弹性能最优解,提高防弹装备可靠性。
1. 警用防弹头盔
常规测试项目依据GA 293-2012《警用防弹头盔及面罩》,包括重量、防弹性能、盔壳侧向刚性,在此不做赘述,仅讨论加测项。
(1)舒适性
影响防弹头盔佩戴舒适性的因素除重量外,主要集中在重心位置、调节装置和与人体接触的配件上。在保证头盔完全符合GA 293-2012《警用防弹头盔及面罩》的前提下,由于盔型已经固定,因此重心位置、调节装置和与人体接触的配件等影响因素全部集中在头盔的悬吊系统中,通过头箍、下颏带等配件的材质与调节性能,可以在一定程度上保证头盔的舒适性。故防弹头盔的舒适性主要考核防弹头盔的佩戴稳定、舒适程度,即是否具有舒适性、功能性设计,包括佩戴高度、帽箍、下颏带的可调节性、下颏带装置强度、下颏托是否柔软以及是否能单手解脱。
(2)特殊环境下防弹性能
防弹头盔和防弹衣的关键性能均为防弹性能,也是必须保证的最基本性能。除严格按照行业标准检测多种条件下的防弹性能外,为了体现产品的安全裕度与环境适应性,特别在防弹性能上提出了加测项,即加严考核产品的防弹性能。
防弹头盔的加测项目是高、低温和浸水试验后的防弹性能测试。行业标准中,上述试验后的防弹测试强度均小于常温下的测试强度,本次比测中提高了测试要求,加测防弹试验射击次数与常温测试下相同,但放松对凹陷的要求,仅以是否被击穿作为评分依据。
其测试方法为:样品经高温、低温、浸水预处理后,按标准要求各射击2发子弹,各取首发弹痕高度(高温-前部、低温-后部、浸水-前部),保留小数点后1位有效数字(单位:mm)。合格后参照常温条件下防弹试验要求,对三种状态下样品的其余部位各加射3发子弹,并记录三种状态下加测各部位是否发生穿透(高温-顶、右、后部,低温-顶、前、左部,浸水-左、右、后部)。
2. 警用防弹衣
(1)舒适性
常规的舒适性检测均为主观检测项,通过试穿员试穿试戴的切身感受,按照防弹衣舒适性主观判断的程度打分。民警穿着防弹衣一般需要考核日常4种科目:①战术灵活性。一是若干名一线民警(以下简称试穿员)穿着通用防弹衣并佩戴单警装备、战术防弹衣(独防、协防)配备必备的MOLLE系统(抵肩防护、战术背心应配的战术模块,包括枪套、弹匣、对讲机、执法记录仪、通勤包等),按照自己的专业配备战术模块,完成公安部规定的卧、坐、侧、躺、仰、跪、立7种射击姿势,及快速穿脱;二是试穿员穿着通用防弹衣并佩戴单警装备后按照各自习惯依次完成取用、收回装备的动作。②动作灵活性。试穿员按照自己的专业配备战术模块,完成徒手攻防攻击动作、长短枪互换战术动作及投掷动作,评判动作是否受到限制。③若干名试穿员在体力充沛的情况下,穿着防弹衣/防弹插板后分别完成在汽车座椅位置模拟驾驶5min后对舒适性进行打分。④试穿员穿着警用防弹衣后分别完成2组4×10m折返跑并静止5min后对舒适性进行评测。实际测试时,为了降低试穿员的打分误差,常常增大样品量和测试次数。
采用试穿员打分方法的优势在于舒适性得分更贴近一线民警的切身体会。但不足之处亦很明显,打分分数受到试穿员身体状态和天气状况的影响很大,易受到个人喜好影响,且对于差别较小的样品评价时容易失准。
为避免上述问题,首先认真分析了警用防弹衣的结构、材料和警员的战术动作特点。防弹衣包括外套、躯干防弹层部件和防弹衣附件,防弹层部件包括防弹层、缓冲层和防弹层保护套。防弹衣穿着的舒适性除了受重量因素影响外,主要集中在柔软性、是否适体、透气与缓冲性能上。而由于防弹层部件的透气性极差且结构相对固定,因此适体、透气性与缓冲性能考核指标主要体现在防弹衣外套各部位可调节性及透气缓冲设计上。故测试防弹衣舒适性科目设置为:防弹衣是否具有舒适性、功能性设计,包括警用防弹衣的柔软性测试(1~3级项目)、尺寸调节功能、肩部缓冲和防滑性、透气性和战术性。
对于防弹衣柔软性测试,通过对比自然弯曲法、材料折弯法等测试方法的可行性与适用性,参考国外文献资料[3],借鉴其检测试验方法,初步选择采用球形压头按压置于带孔底板上的防弹层部件使其弯曲,取测试按压一定深度时的压力值作为柔软性的考核指标。为此,研制柔软性试验机(如图1),并根据我国现有防弹衣的材质、硬度和厚度,采用不同球形压头直径和底板孔径对防弹衣样品进行了摸底试验,按照多次测试取不同平均值的方法对采集数据进行对比分析。综合考虑防弹衣穿着时的弯折程度与设备的传感器精度,最终确定了柔软性试验机的球形压头直径和底板孔径,分别为球头直径60mm,底板孔径200mm。
基于GA 141-2010《警用防弹衣》标准中射击防弹衣的最大凹陷深度应小于25mm的判定依据,将柔软性指标测试的球形压头位移参数定为25mm,以此处压力值大小作为评分依据。
(2)特殊环境下防弹性能
第一类加测项目是高、低温和浸水试验后的防弹性能测试。在行业标准中,上述试验的防弹测试强度均小于常温下的测试强度,本次比测中提高了测试要求,加测的防弹试验射击次数与常温测试下相同,但放松对凹陷的要求,以是否被击穿作为评分依据。测试方法为:①对1~5级防弹衣,样品经高温、低温、浸水预处理后,按标准要求对样品前后片各射击3发子弹,取最大凹陷深度,保留小数点后1位有效数字(单位:mm)。合格后参照常温防弹试验的要求,对三种状态下样品的其余部位以0度入射角各加射3发子弹,并记录三种状态下加测射击是否出现被击穿现象。②对6级防弹衣,样品经高温、低温、浸水预处理后,参照常温防弹试验的射击部位,以0度入射角各射击2发子弹,记录是否出现被击穿现象。
第二类加测项目是跌落后的防弹性能测试。参照美国NIJ 0101.06[4]中跌落性能测试方法,研制了跌落试验机(如图2),加测模拟警员摔倒后防弹衣的防护性能。测试参数参考我国人均身高及心脏位置,将防弹插板中心位置设置为1220mm,同时根据人体重量和负重情况下的总重量,设计了分别为70kg、80kg和90kg的跌落背板用于跌落性能测试,以模拟警员在无其他防护措施的姿势下摔倒,子弹对防弹插板最大的伤害。其测试方法是:将警用防弹衣(4~6级)前后片分别固定在与水平面呈90度角的跌落试验机的背衬板上,迎弹面向外,防弹插板中心点距跌落水泥板水平面距离1220mm。试验时,样品(中心点)沿半径为1220mm的弧线自由跌落至平直水泥板上。连续2次跌落试验后对样品进行常温下的防弹性能测试,取最大凹陷深度,保留小数点后1位有效数字(单位:mm)。
通过对连续2次跌落后的防弹插板进行X光探测,我们发现几乎所有种类的插板在跌落后,均会在结构、外形上产生变化(如图3)。其中,非金属插板接触地面的位置会产生塌陷的折痕;拼接的陶瓷插板跌落后,陶瓷片间的接缝会出现变形、增大,部分陶瓷片会出现缺口、碎裂的现象,整块陶瓷插板若有损坏将出现裂纹。上述这些缺陷都将影响整块插板的防弹性能。
对图3中的防弹插板进行常温下防弹性能摸底测试,测试结果见表1。为了更好地区分市场上防弹插板的抗跌落水平,最终选择以80kg配重作为跌落试验的测试设备参数。
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(四)比测样品要求
为了更好比较警用防弹头盔和防弹衣的“轻薄软”,保障比测公平性和统一评分尺度,在比测规则中规定,防弹头盔与防弹衣及防弹插板均应符合标准要求。对防弹头盔,在符合GA 293-2012附录D的标准基础上,统一要求比测样品为同级别的L号头盔;对防弹衣和防弹插板,应符合GA 141-2010 中的相关防护面积要求,即防弹衣的实际投影面积大于等于0.25m2,防弹插板的有效防弹尺寸为250mm×300mm,四边倒角小于等于25mm。在进行重量项目评分时,对防弹头盔采用标准中整盔称重的方法直接进行比较;对防弹衣和防弹插板,均采用行业中认可度较高的防弹层部件的面密度进行评分,避免因各企业防弹衣外套材质、设计与面积不同,对总重量带来的影响。
(五)权重设置
本次防护装备公开比测的目的,是在保证防弹头盔和防弹衣基本防护性能的前提下,优选“轻薄软”的防弹产品。因此我们将防弹性能与舒适性的分值基本控制在同等权重水平,其中防弹性能分值45分~55分,包括符合基础防弹性能(符合行业标准中的要求)30分与15分~25分的加测项得分;重量项分值30分~35分;舒适性分值10分~25分。
二、接收样品与编号
为切实保证比测工作的公平公正,需要对参测样品开展“盲测”。因此对样品现场接收过程做了详细的设计方案,开展多次演练,为盲测样品做了细致安排,主要体现在样品接收环节和重新编号环节。
(一)样品无标识
由于现行警用防弹头盔和防弹衣的行业标准中,对样品颜色、标识等均未作统一要求,为了确保盲测效果,在样品接收环节中提出了去标识化处理方案:①统一外观颜色,要求防弹头盔及其附件和防弹衣外套及其密封套的颜色为藏蓝色。②完全去标识化,不允许在防弹头盔、防弹衣内外及各部件上带有任何标识,同时在接收环节设计仅由工作人员在迎弹面做编号,从而保证防弹性能测试不出问题。
(二)随机编号
为保证比测活动的公平公正,对参测样品的编号环节进行重点把控,并严格保密。①编号环节中,在企业代表、比测活动组织方、媒体多方见证下,随机生成不保存电子档案的三组企业识别号,从中抽取一份用于样品标记,并严格控制该组编号的知悉范围,整个样品接收环节仅编号组长(督察审计局代表)单独保管。②接收工作结束后,企业识别号立即封存保管,直至比测结果报批确认后再进行公示。因此,整个比测环节实现了企业识别号的闭环管理,参测企业、检测机构、样品接收方、比测活动组织方等多方均不知晓各样品所对应的企业,从根源上避免了编号泄露的风险,保证了比测工作的公平公正、清正廉洁。
(三)样品接收
采用无差别包装,统一包装箱。除自愿退赛的37个型号样品外,依据比测活动公告、比测规则要求,进行了公平严格的审核。期间,对于无全项检测报告、有标识及盔型不符合要求的4个型号样品,经企业确认后做退回处理。整个样品接收环节中,公平一致的审核标准得到了全部参测企业的认可,最终高效完成了91家企业共计3280件样品的接收工作。
在精心准备、周密策划、公平公正、不断改进的前提下,在部装备财务局的居中指挥协调下,整个样品接收工作顺利完成,得到了相关领导的充分肯定。据现场反映和填写的不记名调查问卷显示,企业对本次比测活动组织满意度达到了百分之百。参测企业表示,“这次活动是警用装备领域的创新之举,阳光透明、公平竞争、优胜劣汰,将促进警用防弹装备提质升级”,“感谢比测活动主办方对样品接收工作的精心策划、细致安排和贴心服务,建议今后多开展此类活动”。
三、参测样品检测
参测样品检测是整个比测活动的重心,测试结果是影响各企业样品评分的直接因素。整个检测过程本着公开公平公正的原则,为了保证检测过程的严谨性和准确性,比测工作领导小组组织了专家巡检和专家仲裁等方式对比测过程进行检查监督。同时要求检测机构对检测过程全程录像,接受监督。
(一)专家巡检
从全国警务保障专家库中随机抽取了中国兵器工业集团第五十三研究所、陆军装备部车船军事代表局等6个单位的专家代表组成了巡检专家组,对两家通过公开招标方式确定的检测机构分组分批开展比测交叉检查,对警用防弹头盔、警用防弹衣的检测条件、样品管理、试验操作和检测记录等进行了核实及监督,保证了检测结果的真实性和准确性。
(二)专家仲裁
为了解决检测过程中出现的难以判定的问题,由部分比测规则编制专家组成了比测专家仲裁组。期间,仲裁组就防弹层部件中各层尺寸不一致、防弹插板倒角不符合要求等5个问题,对照行业标准和比测规则,进行了深入阐释和明确界定,保证了检测工作的顺利进行。
(三)比测结果
本次比测活动共计328个型号参测样品,275个型号样品检测合格(符合行标要求)(如表2),其中262个型号产品通过了防弹加测项检测,整体合格率为83.84%。不合格产品中,按公安行业标准检测防弹性能时有35个型号的样品被击穿,击穿率为10.67%;不符合其他要求的,有8个型号样品防弹层部件出现尺寸不一致现象(2.44%),有10个型号样品外型不符合比测规则要求(3.05%,其中8个型号样品为防弹插板倒角不合格)。在重量方面,本次参赛产品重量整体比市场上的产品更轻薄舒适,与市场上同级别产品相比,防弹头盔重量减轻约11%~22%,防弹衣重量减轻约21%~55%。
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从表2比测结果可以看出,79.88%的产品通过了加测项目的加严检测,表明大多数参测样品性能优良。由于提前公布了比测规则,各企业也有针对性地进行了改进和提高,结果基本代表了目前国内防弹装备行业的技术先进水平。
但从不合格情况上看,①少数企业理解比测规则不到位,导致样品不符合比测规则,该情况约占5.49%。②防弹性能测试(按照行业标准要求)不合格的产品高达35种(约占10.67%),其中被击穿的3级防弹衣约34.18%,说明目前市场上3级防弹衣的安全风险较高,也进一步说明3级防弹衣的安全性设计需要提高,建议实战应用单位及时进行现有装备补测检验,确保民警生命安全。③部分产品出现了防弹层部件尺寸不一致的现象,可能企业有减重的设计考虑,也可能市场上部分企业有投机取巧的嫌疑。为保证防护装备领域健康有序的发展,今后需要加强对企业和产品的监管。
四、未来防弹装备发展启示
科学制定比测规则,是评定参测样品优劣的核心和尺度。科学设计面密度(重量、防护面积)、防弹性能、舒适性等考核指标,旨在提高装备可靠性、舒适性、实用性,切实服务基层民警。可以肯定的是,本次比测规则的考核指标将实质引领生产企业发展方向。
通过优胜劣汰,以警用装备质量确保民警生命安全。同时深入激发生产企业活力,积极促进新材料、新技术的创新发展,为警用装备发展夯实技术基础。
经过本次比测,新增加严防弹性能测试项目、柔软性项目及舒适性项目下各科目考核指标,将有力促进警用防弹装备技术标准的修订完善,规范警用装备发展更高的行业标准要求。主要包括:
(1)跌落试验后防弹性能指标
从比测结果上看,大部分防弹衣样品(4~6级)能够通过跌落试验后的常温防弹性能测试,说明目前企业产品的防护性能基本能够满足此项加项,也为下步行业标准的修订提供了准确可靠的技术支持。
(2)柔软性指标
在警用防弹衣(1~3级)柔软性试验中发现,由于材料技术、结构设计等多种因素,软质防弹衣测试数据差别较大(如表3),基本能够反映实际产品触摸手感的柔软度,说明此项测试能够较客观地量化体现柔软程度。但防弹衣的舒适性仍与其结构设计、厚度、适体性、透气排汗等多种因素相关,其测试数值与舒适性的关联程度,在舒适性评价方面仍需深入开展研究。
(3)防弹插板样式
本次比测采用的防弹插板样式为长方体结构,有效防弹尺寸250mm×300mm,四边倒角小于等于25mm(如图4)。为了保证完成战术动作的流畅性,目前市场上大部分的防弹插板样式如图5所示,此样式已得到部分用户方认可,但在比测中此类防弹插板均不符合行业标准要求。建议在今后防弹衣的行业标准修订过程中,对此样式的利弊进行深入比较分析,为产品的改型换代起到指导作用。
五、结语
本次比测活动将从行业发展、标准修订和实战应用等角度,促进警用防护装备技术发展。通过比测规则的考核指标导向,着力破解公安民警防护装备“重厚硬”等突出问题,促进防护装备向“轻薄软”的技术发展升级,旨在提高民警安全性、舒适感和穿戴率。
比测结果中的不合格情况也进一步提醒各级公安机关装备管理部门,要从严把控警用防护装备质量关,切实保障公安民警生命安全。