หลังคารถกระบะดัดแปลงแบบมีโครงสร้างรองรับแรงกระทำจากการพลิกคว่ำตามมาตรฐาน FMVSS 220

อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นกับรถกระบะดัดแปลงที่ใช้รับส่งนักเรียนมีความถี่และความรุนแรงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ทั้งนี้สาเหตุของอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของรถ ดังนี้

(1) การดัดแปลงรถกระบะที่ใช้รับส่งนักเรียนโดยไม่คำนึงถึงความปลอดภัย เช่น เสริมเก้าอี้โดยสารออกนอกตัวรถ ไม่มีอุปกรณ์ป้องกันการพลัดหล่นจากรถ และติดตั้งหลังคาเข้ากับตัวรถอย่างไม่มั่นคงแข็งแรง

(2) มาตรฐานรถรับส่งนักเรียนที่ประกาศโดยกรมการขนส่งทางบกยังขาดรายละเอียดทางเทคนิคที่ระบุรูปแบบการเชื่อมต่อโครงสร้าง ชนิดและขนาดวัสดุที่ใช้ รวมถึงวิธีการผลิตและติดตั้ง ทำให้ผู้ผลิตไม่มีแนวทางการออกแบบ (design guidelines) เพื่อนำไปปฏิบัติ

จากปัญหาดังกล่าว มูลนิธิถนนปลอดภัย ศูนย์วิชาการเพื่อความปลอดภัยทางถนน (ศวปถ.) ได้ว่าจ้างทีมวิจัยเอ็มเทคให้เสนอแนวทางการออกแบบเชิงวิศวกรรม สำหรับโครงสร้างหลังคาของรถรับส่งนักเรียนประเภทรถกระบะดัดแปลง โดยมีเป้าหมายและผลผลิตหลักเป็นแบบเชิงวิศวกรรม (technical drawings) เพื่อใช้เป็นข้อเสนอแนะในการประกาศมาตรฐานของกรมการขนส่งทางบกด้านมาตรฐานรถรับส่งนักเรียน และเป็นแนวทางการออกแบบสำหรับอู่ผู้ผลิตหลังคารถรับส่งนักเรียนทั่วประเทศ

ทีมวิจัยออกแบบหลังคาสำหรับรถรับส่งนักเรียนประเภทกระบะดัดแปลง ให้มีความแข็งแรงสอดคล้องตามมาตรฐาน FMVSS 220 (School Bus Rollover Protection) โดยเลือกใช้วัสดุและวิธีการผลิตที่ผู้ประกอบการอู่ต่อหลังคาสามารถดำเนินการได้และต้นทุนต้องไม่สูงกว่าท้องตลาด ร่วมกับจัดวางโครงสร้างที่ทำให้เกิด “ซูเปอร์สตรัคเจอร์ (Superstructure)” ซึ่งเป็นโครงสร้างที่รองรับแรงกระทำที่เกิดขึ้นในกรณีรถพลิกคว่ำ จากนั้นวิเคราะห์ความแข็งแรงของโครงสร้างด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEM) เพื่อศึกษาการเลือกวัสดุให้มีประสิทธิภาพสูงสุด และพิสูจน์ความถูกต้องของการออกแบบ (validation) ด้วยการทดสอบต้นแบบหลังคาแบบเต็มรูปแบบในระดับห้องปฏิบัติการด้วย “แท่นทดสอบการกดหลังคา” ที่พัฒนาขึ้นโดยทีมวิจัย

งานวิจัยนี้ทำให้ทราบวิธีการทำนายความแข็งแรงของหลังคารถกระบะได้อย่างแม่นยำ รวมถึงแนวทางที่เป็นประโยชน์สำหรับใช้ในการประเมินระเบียบข้อบังคับที่ใช้ในการประเมินความแข็งแรงหากเกิดการพลิกคว่ำซึ่งสามารถนำไปใช้ได้ในระยะยาว