農業、林業、建築和採礦工作以及物料搬運中的拖拉機和其他移動機械在車輛側翻、向前傾翻或向後傾倒時會引起嚴重的危險。 對於重心較高的輪式拖拉機，風險會更高。 存在翻車危險的其他車輛包括履帶式拖拉機、裝載機、起重機、水果採摘機、推土機、翻斗車、鏟運機和平地機。 這些事故通常發生得太快，司機和乘客無法遠離設備，他們可能會被困在車底。 例如，重心高的拖拉機翻車的可能性很大（窄拖拉機的穩定性甚至低於寬拖拉機）。 在拖拉機上引入了一個水銀髮動機切斷開關，用於在感應到橫向運動時關閉電源，但被證明速度太慢，無法應對側翻運動中產生的動力 (Springfeldt 1993)。 因此放棄了安全裝置。
事實上，此類設備經常在傾斜或不平坦的地面或鬆軟的地面上使用，有時在靠近溝渠、溝渠或挖掘處的地方使用，這是導致翻車的一個重要原因。 如果輔助設備安裝在拖拉機的高處，爬坡時向後翻倒（或下坡時向前翻倒）的可能性會增加。 此外，拖拉機可能因拖拉機牽引設備施加的壓力而失去控製而翻車（例如，當拖車在斜坡上向下移動且連接的設備未制動並超過拖拉機時）。 當拖拉機用作牽引車時會出現特殊的危險，特別是當拖拉機上的拖鉤放置在高於輪軸的位置時。
創辦緣起
在發生許多致命翻車事故的某些國家/地區，已在國家層面注意到翻車問題。 在瑞典和新西蘭，拖拉機上的翻車保護結構 (ROPS) 的開發和測試（圖 1）在 1950 年代就已經在進行中，但這項工作僅在瑞典當局方面進行了後續規定； 這些規定從 1959 年開始生效（Springfeldt 1993）。
圖 1. 拖拉機上常見的 ROPS 類型
規定拖拉機 ROPS 的擬議法規在幾個國家的農業部門遭到抵制。 強烈反對要求雇主在現有拖拉機上安裝 ROPS 的計劃，甚至反對製造商只為新拖拉機配備 ROPS 的提議。 最終，許多國家成功地為新拖拉機規定了 ROPS，後來一些國家也能夠要求對舊拖拉機進行 ROPS 改造。 有關拖拉機和土方機械的國際標準，包括 ROPS 測試標準，有助於提高設計的可靠性。 拖拉機的設計和製造具有較低的重心和較低的拖鉤。 四輪驅動降低了翻車的風險。 但是，在舊拖拉機較多且未強制要求對 ROPS 進行改造的國家中，具有 ROPS 的拖拉機比例仍然很低。
調查
許多國家的研究人員已經對翻車事故，尤其是涉及拖拉機的翻車事故進行了研究。 然而，關於本文所審查的移動機械類型引起的事故數量，沒有集中的國際統計數據。 然而，國家一級的現有統計數據表明，這一數字很高，尤其是在農業領域。 根據一份關於 1968 年至 1976 年期間拖拉機側翻事故的蘇格蘭報告，事故發生時，85% 的拖拉機都裝有設備，其中一半裝有牽引式設備，一半裝有懸掛式設備。 蘇格蘭報告中三分之二的拖拉機翻車事故發生在斜坡上（Springfeldt 1993）。 後來證明，在引入斜坡駕駛培訓以及應用測量斜坡陡度的儀器與安全斜坡限制指標相結合後，事故數量將會減少。
在其他調查中，新西蘭研究人員觀察到，他們一半的致命翻車事故發生在平地或緩坡上，只有十分之一發生在陡坡上。 在平坦的地面上，拖拉機司機可能不太注意翻車危險，他們可能會誤判溝渠和不平坦地面帶來的風險。 在 1949 年至 1980 年期間新西蘭的拖拉機側翻死亡事故中，80% 發生在輪式拖拉機上，20% 發生在履帶式拖拉機上（Springfeldt 1993）。 瑞典和新西蘭的研究表明，大約 80% 的拖拉機側翻死亡事故發生在拖拉機側翻時。 新西蘭死亡事故中涉及的拖拉機有一半翻轉了 180°。
對西德翻車死亡事故與農用拖拉機型號年份之間相關性的研究（Springfeldt，1993 年）表明，1 年之前製造的 10,000 台未受保護的舊拖拉機中有 1957 台涉及翻車事故。 在 1970 年及以後生產的具有規定 ROPS 的拖拉機中，1 台拖拉機中有 25,000 台發生翻車事故。 在 1980 年至 1985 年期間西德發生的致命拖拉機翻車事故中，三分之二的受害者是被從他們的保護區拋出，然後被拖拉機碾過或撞到 (Springfeldt 1993)。 在非致命的翻車事故中，四分之一的司機被從駕駛座上拋下但沒有被碾過。 很明顯，如果駕駛員被拋出保護區（類似於車禍），死亡風險會增加。 大多數涉及的拖拉機都有一個雙柱弓（圖 1 C），不能防止駕駛員被拋出。 在少數情況下，ROPS 曾發生破損或嚴重變形。
Springfeldt（100,000）計算了一些國家不同時期每1993輛拖拉機受傷的相對頻率和死亡率的降低。 ROPS 在減少拖拉機翻車事故傷害方面的有效性已在瑞典得到證實，在過去的三十年（100,000 年至 17 年）期間，每 0.3 輛拖拉機的死亡人數從大約 1960 人減少到 1990 人（圖 2）。 在此期間結束時，估計大約 98% 的拖拉機都安裝了 ROPS，主要採用防壓駕駛室的形式（圖 1 A）。 在挪威，在相似時期內，每 24 輛拖拉機的死亡人數從大約 4 人減少到 100,000 人。 然而，芬蘭和新西蘭的成績更差。
圖 2. 100,000 年至 1957 年間瑞典每 1990 輛拖拉機因翻車造成的傷害
防止翻車受傷
拖拉機的翻車風險最大； 然而，在農業和林業工作中，幾乎沒有辦法防止拖拉機翻車。 通過在拖拉機和具有潛在翻車危險的那些類型的土方機械上安裝 ROPS，可以降低人身傷害的風險，前提是駕駛員在翻車事件中保持在座位上（Springfeldt 1993）。 翻車事故的發生率在很大程度上取決於使用中的受保護機器的比例和使用的 ROPS 類型。 船首（圖 1 C）提供的保護遠少於駕駛室或車架（Springfeldt 1993）。 最有效的結構是防壓駕駛室，它可以讓司機在翻車時留在車內，受到保護。 （選擇駕駛室的另一個原因是它提供天氣保護。）在翻車過程中將駕駛員保持在 ROPS 保護範圍內的最有效方法是係安全帶，前提是駕駛員在操作設備時使用安全帶。 在某些國家/地區，駕駛員座椅上有信息牌，建議在發生翻車事故時握緊方向盤。 額外的安全措施是設計駕駛室或內部環境以及 ROPS，以防止暴露於危險，例如鋒利的邊緣或突起。
在所有國家/地區，移動機械（主要是拖拉機）的翻車都會造成嚴重傷害。 然而，在與機械設計相關的技術規範以及檢查、測試、檢查和營銷的行政程序方面，各國之間存在很大差異。 國際多樣性是這方面安全努力的特徵，可以通過以下考慮來解釋：
- 是否存在針對 ROPS 的強制性要求（以法規或立法的形式），或者僅存在建議，或者根本沒有規則
- 需要新機器規則和適用於舊設備的規則
- 當局進行檢查的可用性以及有利於遵守安全規則的社會壓力和文化氛圍的存在； 在許多國家，對安全準則的遵守情況沒有通過農業工作檢查來檢查
- 來自工會的壓力； 然而，應該牢記工人組織對農業工作條件的影響小於其他部門，因為農業中有許多家庭農場
- 該國使用的 ROPS 類型
- 了解拖拉機司機面臨的風險； 實際問題常常阻礙為信息和教育目的而接觸農民和林業工人
- 該國的地理環境，尤其是農業、林業和道路工程所在的地區。
安全規定
管理 ROPS 要求的規則的性質和一個國家的規則實施程度，對翻車事故，尤其是致命事故有很大影響。 考慮到這一點，國際和國家組織發布的指令、規範和標準推動了更安全機械的發展。 此外，許多國家對 ROPS 採取了嚴格的規定，從而大大減少了翻車傷害。
歐洲經濟共同體
從 1974 年開始，歐洲經濟共同體 (EEC) 發布了有關輪式農林拖拉機型式認證的指令，並於 1977 年進一步發布了有關 ROPS 的特殊指令，包括它們在拖拉機上的附件（Springfeldt 1993；EEC 1974、1977、1979， 1982 年，1987 年）。 該指令規定了拖拉機製造商的型式批准和認證程序，並且 ROPS 必須通過 EEC 型式批准檢查進行審查。 這些指令已得到所有成員國的接受。
一些關於拖拉機 ROPS 的 EEC 指令從 31 年 1995 月 1991 日起被廢除，取而代之的是通用機械指令，該指令適用於那些因其機動性而存在危險的機械（EEC 15）。 輪式拖拉機以及一些容量超過 XNUMX 千瓦的土方機械（即履帶式和輪式裝載機、反鏟裝載機、履帶式拖拉機、鏟運機、平地機和鉸接式自卸車）必須安裝 ROPS。 在翻車的情況下，ROPS 必須為駕駛員和操作員提供足夠的偏轉限制空間（即，在事故期間允許乘員身體在接觸內部元件之前移動的空間）。 製造商或其授權代表有責任進行適當的測試。
組織經濟合作與發展
1973 年和 1987 年，經濟合作與發展組織 (OECD) 批准了拖拉機測試標準規範（Springfeldt 1993；OECD 1987）。 他們給出了拖拉機的測試結果，並描述了測試設備和測試條件。 這些規範要求測試許多機械部件和功能，例如 ROPS 的強度。 OECD 拖拉機規範描述了在某些類型的拖拉機上測試 ROPS 的靜態和動態方法。 ROPS 可能專門設計用於在拖拉機翻車時保護駕駛員。 必須對要安裝 ROPS 的每種型號的拖拉機進行重新測試。 規範還要求可以在結構上為駕駛員安裝一個或多或少具有臨時性質的天氣保護裝置。 自 1988 年以來，所有 OECD 成員機構都接受了拖拉機規範，但實際上美國和日本也接受在提供安全帶的情況下不符合規範要求的 ROPS（Springfeldt 1993）。
國際勞工組織
1965 年，國際勞工組織 (ILO) 在其手冊中， 農業工作安全衛生，要求駕駛室或足夠強度的框架充分固定在拖拉機上，以便在拖拉機翻車時為駕駛室內的駕駛員和乘客提供令人滿意的保護（Springfeldt 1993；ILO 1965）。 根據 ILO 操作規範，農用和林業拖拉機應配備 ROPS，以在翻車、物體掉落或負載移位時保護操作員和任何乘客 (ILO 1976)。
ROPS 的安裝不應對
- 地面和駕駛員位置之間的通道
- 使用拖拉機的主要控制裝置
- 拖拉機在狹窄環境中的機動性
- 可能連接到拖拉機的任何設備的附件或使用
- 相關設備的控制和調整。
國際和國家標準
1981 年，國際標準化組織 (ISO) 發布了農林用拖拉機和機械標準 (ISO 1981)。 該標準描述了 ROPS 的靜態測試方法並規定了驗收條件。 該標準已獲得22個國家成員機構的批准； 但是，加拿大和美國以技術為由表示不贊成該文件。 北美汽車工程師協會 (SAE) 於 1974 年發布的標準和推薦做法包含對用於建築業的輪式農用拖拉機和工業拖拉機、輪胎式鏟運機、前端裝載機、推土機、履帶式裝載機的 ROPS 的性能要求和平地機（SAE 1974 和 1975）。 該標準的內容已被美國和加拿大的艾伯塔省和不列顛哥倫比亞省採納為法規。
規則與合規
OECD 規範和國際標準涉及 ROPS 的設計和構造以及對其強度的控制，但沒有權力要求將這種保護付諸實踐（OECD 1987；ISO 1981）。 歐洲經濟共同體還提議拖拉機和土方機械配備防護裝置（EEC 1974-1987）。 EEC 指令的目的是在製造階段的新機械安全方面實現國家實體之間的統一。 成員國有義務遵循指令並出台相應的規定。 從 1996 年開始，EEC 成員國打算頒布法規，要求新的拖拉機和土方機械安裝 ROPS。
1959 年，瑞典成為第一個要求新拖拉機採用 ROPS 的國家（Springfeldt 1993）。 十年後，相應的要求在丹麥和芬蘭生效。 隨後，在 1970 年代和 1980 年代，英國、西德、新西蘭、美國、西班牙、挪威、瑞士等國家對新型拖拉機實施了 ROPS 強制要求。 在除美國以外的所有這些國家中，規則在幾年後擴展到舊拖拉機，但這些規則並不總是強制性的。 在瑞典，所有拖拉機都必須配備防護駕駛室，在英國，這一規定僅適用於農業工人使用的所有拖拉機 (Springfeldt 1993)。 在丹麥、挪威和芬蘭，所有拖拉機都必須至少配備一個車架，而在美國和澳大利亞各州，車頭是可以接受的。 在美國，拖拉機必須係安全帶。
在美國，1972 年之前製造並用於建築工程的物料搬運機械必須配備符合最低性能標準的 ROPS（美國國家事務局 1975）。 該要求涵蓋的機器包括一些鏟運機、前端裝載機、推土機、履帶式拖拉機、裝載機和平地機。 在大約三年前製造的機器上進行了 ROPS 改造。
S總結
在對新拖拉機 ROPS 和舊拖拉機改裝 ROPS 有強制性要求的國家，翻車傷害有所減少，尤其是致命的。 很明顯，防壓駕駛室是最有效的 ROPS 類型。 在翻車的情況下，弓提供的保護很差。 許多國家至少在新拖拉機上和 1996 年在土方機械上規定了有效的 ROPS。 儘管如此，一些權威機構似乎接受了不符合 OECD 和 ISO 頒布的此類要求的 ROPS 類型。 預計在全世界範圍內，包括發展中國家，將逐步實現管理 ROPS 規則的更普遍的協調。