保险or冒险？

一只大黑猫

国庆长假来临，小伙伴们又有机会出去嗨一嗨了。一般来说，在这种欢乐的节日里，去游乐场几乎是必备活动，特别是过山车呀、海盗船呀，越是刺激的项目，越是大家的心头爱。可在今年暑假的时候，美国一家游乐场的突发事故却让游乐蒙上了些不愉快的阴影。那么，这类事故能不能避免呢？难道我们真要“珍爱生命，远离刺激”么？

悲剧的“火球”

7月时在美国游乐场内出事的项目被称为“火球”，是安装在美国俄亥俄州一个展会游乐场的大型游乐机。“火球”的结构是一个由吊臂悬挂的转盘，游客坐在转盘周围的多排连椅上。根据视频，“火球”运行中，在吊臂上下挥舞的同时，转盘高速旋转，游客几乎完全悬空坐在椅子上，直面呼啸而来的大地，体会高速气流吹过身体的感觉和三维加速度的冲击。

显然，“火球”的刺激性远远超过一般的过山车和海盗船，因此特别受欢迎。遗憾的是，在这次事故中转盘由于目前还不清楚的原因突然解体，一整排游客被甩飞出去，造成了严重的伤亡。

保险和“冒险”

任何机械设备都有出故障的概率，排除人为制造事故的情况（如《名侦探柯南》第一集那样利用游乐设施杀人的情况），游乐场事故都是安全措施失效或设备完全失效的结果，例如设备不正常运行、安全带/杆断裂、转轴/轨道断裂、断电、触电、失火等。“火球”的事故从表面看是座椅解体，然而根据视频推断，座椅可能撞到了栏杆，造成显然超出设计范围的冲击，也许是属于不正常运行。

“火球”活动关节多，轨迹复杂，出现不正常运行的概率比在轨道上运行的过山车和只有二维运动的海盗船等传统设施高，但这并不是说事故必然会发生。作为载人机械，游乐设施在正式开放前应进行试运行和安全考核，排查各种隐患并做好应对措施。一般来说，长期固定营业的游乐设施因为有周期性維护和检查，有关部门也会针对性地进行考核，安全性比会展等临时安装、短期运行的设施高。然而长期运行的设施都存在一定的部件磨损、老化现象，发生故障的概率也会随运行年限增加而提高。总而言之，管理越严格，检查越仔细，维护越认真，出现故障的概率就越小，设备也就越安全。当然这需要付出管理成本，尤其展会上的设施往往免费向游客开放，主办方必然要考虑资金问题。

脆弱的“关节”

另一方面，不同类型的游乐设施安全性和一旦出现故障后造成伤亡的概率也不同，有些项目相对“温和”，另一些则风险较高。

仍然以“火球”为例，由于需要三维运动，其主要承力部件是吊臂顶端的关节和驱动转盘的转轴两部分，前者提供垂直面（游客的头—脚方向）运动，后者提供水平面（游客的胸—背方向）运动，二者组合就形成了三维运动轨迹。和固定安装的设备不同，虽然从这两个轴来看设备是在匀速转动，但设备轴心到重心连线和重力不重合，两个轴受力都是不均匀的，而且都要受到额外的加速度冲击。同时，为保证三维运动，这种轴不能采用常见的平面轴承，而是球形轴承，有点类似人类的肩关节，或是用一对交叉的十字轴构成的“万向节”。这种结构在受到不均匀冲击加速度时很容易出现不规则磨损和局部断裂，因为相对于平面轴承用整个圆环面积分散受力，这种三维轴承只能用很小的接触点受力。这样一来，原本应该足够“结实”的钢铁构架在多次使用后就可能不够结实了，工程师们需要对这些“弱点”进行加固，或在设计时就用比较厚实的尺寸和比较优质的材料，也就是留出“安全余量”。

如何不“玩命”

游乐设施是用来玩的，足够的安全性是必要条件。也许有人会自愿“冒险”，但多数人不会这样去“玩命”。因此，在设施开发、安装和运行上必须对安全性给予足够的关注。

首先是设计，现在已经不再需要凭经验去留安全余量，而是借助电脑，预先建立数字化的模型，在设备制造出来以前就对关节受力进行计算，并科学地确定结构和材料参数。当然，设计者必须考虑清楚实际运行轨迹，不能忽视某些极端情况，也不能盲目加码。

其次是制造，根据设计方案加工材料并完成安装。很多时候，制造中会发现有些设计无法完美实现，这就要进行改动。为保证安全性，所有改动都要重新计算受力，如果不满足安全需要，就不能这样改。

最后是考核实验（画重点！）。实验要覆盖所有运行状态，包括一些异常状态，并验证性能和安全性。考核实验通常要重复多次，周期较长，往往还要对设备进行一定的破坏性测试，因此是设备开发中成本最高的部分。

只有完全通过实验的设备才能获得安全许可证并开放运行，如果同学们想体验“刺激”，请在买票前先查询一下将要搭乘的项目是否符合条件，不符合规定的设施千万不要搭乘。

在此基础上，搭乘游乐设施还要遵守游乐场管理制度，并且服从工作人员指挥，不能乱跑乱动，使用安全带等也要遵守规定，避免人为地不正常运行。

好啦，本猫的小贴士到此为止，祝大家玩得快乐！