大型游乐设施标准研究*——以乘客安全限界空间为例

文/ 赵俊杰 欧阳惠卿 范晓春 高 祥

近年来，随着我国社会经济快速发展，人民群众对美好生活的需求与日俱增，对品质化的需求持续提升，国内文化旅游市场的需求和供给端都呈现出了多元化和升级换代加速的趋势。在这一发展态势下，主题公园产业蓬勃发展，已经建成投入运营的有上海迪士尼乐园、上海海昌海洋公园和北京环球影城等，正在建设中的有上海乐高乐园等。这些主题公园选用的游乐设施既有北美、欧洲、日本设计制造的进口设备，也有国内本土企业设计制造的自主产品。不同的国家设计要求不同，产品在运营、维护、改造过程中需要面对不同的标准，往往给主题公园的设计造成很大困扰。

本文针对中美游乐设施安全标准的差异，重点对乘客安全限界空间的重大差别进行研究，搜集、分析中美标准相应条款的背景、来源和各自的优势与局限性，为进一步促进中美游乐设施标准协同提供支撑。

一、我国游乐设施标准体系中关于游乐安全空间的规定

1. 《大型游乐设施安全规范》（GB 8408-2018）

GB 8408-2018是我国游乐设施安全技术的核心标准。该标准第6.8 章定义了游客与运动设备之间的安全问题，规定了游乐设施在设计时需考虑的游客安全距离，主要防范设备运动时乘客与物体接触的风险。

该标准对乘客安全限界空间的相关要求如下：

① 边运行、边上下乘客的游乐设施，乘客部分的进出口不应高出站台300 mm。

② 凡乘客身体可伸到座舱以外的游乐设施，应设有防止乘客在运行中与周围障碍物相碰撞的安全装置，或留出≥500 mm 的安全距离。当全程或局部运行速度在某处≤1 m/s 时，其安全距离可适当减少，但不应＜300 mm。

③ 从座位面至上方障碍物的距离应≥1 400 mm；专供儿童乘坐的游乐设施其距离应≥1 100 mm。

④ 游乐设施设有转动平台时，为防止乘客的脚部受到伤害，转动平台与固定部分之间的间隙，水平方向应≤30 mm 。若平台高于站台面，其垂直方向的间隙应适当，不应对乘客脚部造成危险。

该标准考虑的因素有乘客高度限制、乘载系统的形状和尺寸、可能接触的物体与接触时的相对速度和方向、可能侵占安全区域的移动设备或装置、乘客装置的位置或方便变化的可能性。

2. 《滑行车类游乐设施通用技术条件》（GB/T 18159-2019）

GB/T 18159-2019是适用于滑行车类游乐设施的分项标准。该标准第5.1.23章节条款定义了安全包络线。

该标准对安全包络线的相关要求如下：

①滑行车类游乐设施在滑行区域，当车速≥2.5 m/s时，在车辆安全包络线范围内不准许有任何障碍物，并且人体任何部位不能触碰到车体的行走轮。

② 车辆安全包络线是指标准人体在压杠允许的情况下，身体倚靠在座椅上伸展身体，指尖和脚尖扫过的最大范围并向外延伸100 mm的空间（见图1）。其中，标准人体的尺寸对应于《中国成年人人体尺寸》（GB/T 10000-1988）百分位数（P）99的男性人体尺寸。《中国成年人人体尺寸》（ GB/T 10000-2023）将于2024年3月1日起实施。

图1 安全包络线范围（单位：mm）

3.GB 10000-2023人体尺寸的规定

相较于GB/T 10000-1988，GB 10000-2023根据人类工效学要求提供了新的我国成年人人体尺寸的基础统计数值，增加了新的人体功能数据等。GB 10000-2023适用于工业产品、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造设备更新和劳动安全防护等工作空间的设计技巧功效学评价等。

GB 10000-2023相关的人体参数主要包括身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长、肩高、坐高、坐姿肩高、坐姿膝高和坐姿下肢长等。

二、美国游乐设施标准体系中关于游乐安全空间的规定

1. 《游乐设备及设施设计规程》（ASTM F2291-23b）

ASTM F2291-23b由美国游乐设施和设备委员会（ASTM F24 ）牵头制定。该标准第6 章节对游客安全空间提出了要求。该标准对安全空间的要求考虑了游客受伤风险因素。

该标准对乘客安全限界空间的相关要求如下：

① 乘客安全距离为乘客到达的界限加上 3 inch（76.2 mm）的边距。设计者/工程师应根据适当的乘客模型、乘客安全距离和顾客收容系统的设计确定所需的乘客安全距离的形状和尺寸。最低乘客模型应基于P95男性顾客（成人或儿童）的身体特征，基于公认和公布的人体测量数据，例如《人体物理尺寸》（SAE J833）、“用于技术设计的人体测量基础项目” ISO 7250系列标准或疾病控制中心生长图表，在此基础上的额外延伸≥76 mm的距离。

② 直接测量的方法可以用来确定安全包络线，安全包络线应以简便的形式显示，并以图形和数字方式说明（见图2 ～ 图4）。

图2 乘客安全空间前视图（坐姿+压腿式约束）

图3 乘客安全空间前视图（坐姿+护胸压肩式约束）

图4 乘客安全空间侧视图（坐姿+无俯仰侧约束）

2. 美国引用标准《人体尺寸标准》（ISO 3411：2020）人体尺寸的规定

ISO 3411：2020为《土方机械 基本类型 识别和词汇》（ISO 6165：2022 ）中定义的土方机械操作员的尺寸提供依据，并指定操作员外壳内的最小正常操作空间包络。该标准中的人体尺寸数据被ASTM F2291-23b引用，用于计算乘客安全包络线。

三、中美标准对比分析

本文对上述标准进行了梳理，结果显示安全空间的标准要求各有差异。这些差异体现在安全包络线和人体尺寸等方面。

1. 安全余量和安全包络线

通过对比可以发现，GB 8408-2018给出的安全包络线仅和速度、游乐设施的开放对象有关，故针对运行速度＞1 m/s的游乐设施，安全包络线是一个固定的范围。

GB/T 18159-2019和ASTM F2291-23b对于安全包络线的定义比较相似，即在乘客正确乘坐的前提下，人体可探达的边界再加上一个相应的延伸空间，构成一个安全包络线。值得关注的是，两个标准对人体尺寸和延伸空间的数据要求并不相同，这也直接导致了同一个游乐设施在这两个标准中计算得出的安全包络线会有不同。

2. 人体尺寸

GB 8408-2018中并不涉及人体尺寸标准；GB/T 18159-2019中明确要求了计算包络线时参考GB 10000-1989中P99的男性人体尺寸；ASTM F2291-23b中给出了多个可供参考的人体数据来源，并且要求参考P95的男性人体尺寸；以GB 10000-2023和ISO 3411：2020（ASTM F2291-23b人体尺寸来源之一）为例，这两个标准分别代表了我国人体尺寸和欧美人体尺寸，区别在于ISO 3411：2020的最高P为95，而GB 10000-2023的最高P为99。

3. 安全尺寸考虑因素分析

为了更加直观地对比这3个标准，本文选取不同方向的空间安全距离进行比较（见表1）。

通过计算可以发现，这3个标准计算出的结果差异较大，尤其是GB 8408-2018，座舱到周围障碍物的距离仅有500 mm，存在一定的安全隐患。

GB/T 18159-2019和ASTM F2291-23b也存在一定的差异，其原因可能如下：人体尺寸数据的样本不同，GB10000-2023代表我国的，ISO 3411：2020代表欧美人的；延伸空间的不同，GB/T 18159-2019为100 mm，ASTM F2291-23b为76 mm。由此最终造成了ASTM F2291-23b的安全包络线更大。

四、结 语

通过上述分析可以发现，中美标准虽然存在差异，但也有相似之处。如GB/T 18159-2019和ASTM F2291-23b对动态包络线的定性是一致的，但考虑到中美标准体系和人体体型差异等因素，定量仍有不同。由于GB/T 18159-2019是基于GB10000-1988版的体型尺寸，本研究将针对相关的差异开展相应的试验分析，得到更加有说服力的试验参数，依据GB10000-2023修订GB 8408-2018、GB/T 18159-2019中相应的安全包络线范围，以进一步提高我国游乐设施乘客安全空间的安全水平。

随着主题公园产业不断走向全球化，相关的安全条件与要素应当更加全面、完备，以满足不同的游客人群，并随着时代的发展进行更新。