据统计，在北美和欧洲等国家发生的尾部冲撞事故（Rear-end Collisions）约占所有交通事故的1/4。虽然这些尾部冲撞事故导致乘员死亡的几率并不高，但是其中造成乘员永久性损伤（后遗症）及残疾（丧失劳动力）的几率却达到了10%。因此颈部损伤的医疗费用被列为保险公司为尾部冲撞事故中人身伤害赔偿的最主要项目，在很多国家该项医疗费用所占比例甚至达到50%以上。仅以美国为例，其每年用于治疗此类颈部损伤的医疗费用逾70亿美元。另外，根据瑞典统计的数据显示，该国上世纪90年代发生的颈部损伤事故比70年代增加了一倍。

事实上，在90%以上的尾部冲撞事故中被撞车辆的车速增量在Δ25km/h以下。降低颈部损伤事故的关键在于减少尾部冲撞瞬间乘员的颈部负荷，即保持头和身体的同步移动。衡量颈部防护措施有效性的相关参数主要有：颈部损伤指数NIC（Neck Injury Criterion）、颈部运动速度及头反弹速度。在此，本文将简要介绍Autoliv公司开发的两项颈部防护技术。

防尾部冲撞座椅AWS

防尾部冲撞座椅AWS（Anti-Whiplash Seat）在尾部冲撞事故中通过座垫及椅背的后向受控倾斜吸收冲击能量及降低车辆对乘员的前向后坐力。Δ25km/h的尾部冲撞试验表明：AWS能够降低NIC、颈部运动速度及头反弹速度50%以上，确保了尾部冲撞事故中乘员的安全。AWS 于1998年推出，主要应用于前排座椅的OEM市场及售后市场。现在，AWS可选装或标配于所有的Volvo车型，如Volvo XC90、S80等。

AWS座椅采用可撕裂变形的金属结构件替代座椅前端（座椅导轨）与地板之间的传统刚性连接，如图1所示。在车辆发生尾部冲撞的瞬间，乘员自重惯性驱动座椅发生后仰运动，此时座椅前端的金属连接件发生撕裂变形，使得座垫前端上倾及椅背后倾（围绕座垫后端铰接点旋转），座椅整体的后向运动大量吸收了冲撞瞬间座椅施加给乘员躯体的能量，即大大缓解了乘员的颈部负荷，减少颈部损伤事故发生的几率，提高车辆的乘坐安全性。

传统座椅加装AWS机构后，其原有性能及功能保持不变。AWS的可变形金属结构件一边与车辆地板刚性相连，另一边通过活动插销与座椅导轨上的插销孔相连。当不同身材的驾乘人员步入车厢后会根据乘坐舒适性自行调节座椅的纵向位置，与此同时也就改变了AWS机构在座椅导轨上的连接位置，即改变了座椅前后两端与地板连接点之间的距离，也就是改变了座椅绕后端铰接点旋转的杠杆比。身材瘦小的驾乘人员的杠杆比相对较小；身材高大的驾乘人员的杠杆比相对较大，即相同强度的可变形金属结构件能够为不同身材的驾乘人员提供相同的安全保护，从而有利于简化及标准化变形机构的设计及后加装工作。

AWS座椅在尾部冲撞瞬间座垫及椅背后向倾斜的工作示意图

自充气头枕SIHR

自充气头枕SIHR（Self-Inflating Head Restraint）是Autoliv公司继AWS之后，于1999年推出的世界首创的专为后排乘员提供的尾部冲撞颈部防护技术。

SIHR系统由内置于椅背中的大充气气囊、头枕内小气囊及两气囊间空气通道组成，如图2所示。在尾部冲撞事故中，乘员身体压迫椅背，驱动椅背气囊中气体流入头枕气囊，此时椅背溃瘪、头枕向前鼓凸（最大可达5cm），进而减少或完全消除了乘员头与头枕之间的间隙和头与躯体之间的相对位移量，降低乘员颈部的负荷。即与传统的静态（固定）头枕相比，SIHR系统能够确保乘员头更早地与头枕帖合，降低乘员颈部损伤的几率。

与前排座椅AWS相比，后座SIHR系统无需额外触发机构或传感器，整个系统动作自动进行，即在尾部冲撞瞬间由乘员自重惯性驱动系统。同时，其两气囊间空气通道内的限流阀还能够确保座椅在正常使用过程中大气囊内气体不会泄流进小气囊，进而确保系统的可靠性。另外，系统也不需要为头枕气囊配置额外的气体发生器。所以，SIHR是一个简单、可靠且能够重复使用的颈部防护系统。

SIHR系统的主要部件（气囊及通道）内置于座椅及头枕内部，如果应用于售后市场，则需要拆剪原有座椅，增加后加装的总成本。另外，SIHR系统在整个冲撞期间座椅无需外侧变形空间，满足了大部分车型后排座椅限位布置的需要。所以SIHR主要应用于后排座椅的OEM市场。

模拟典型的低速尾部冲撞事故的雪橇试验（即被冲撞车辆车速增量Δ17km/h，相当于25~30km/h的冲撞，加速度为8g）表明：SIHR系统非常实用、高效；与传统的静态（固定）头枕相比，SIHR系统能够降低乘员颈部负荷50%以上。更为重要的是，事实上采用SIHR系统的乘员NIC指数一直处于安全限值以下。即使乘员头与头枕之间的间隙达到10cm时，SIHR系统仍能够确保乘员安全。以下的对比试验也从另两个侧面再次验证了SIHR具有卓越的安全性能：

试验一，无头枕座椅的尾部冲撞试验。无头枕座椅乘员的颈部负荷是SIHR乘员的四倍以上，并远远超过了NIC的安全限值。

试验二，传统座椅与SIHR座椅的侧向碰撞试验（碰撞前试验假人的头靠在头枕上）。与传统的静态（固定）头枕相比，SIHR头枕不会增加乘员的颈部负荷。

SIHR系统在尾部冲撞瞬间的工作状态示意图