图3：坠落发生后崩出岩壁的机械塞损坏部位的特写照片。

         测试
       RMRG测试塔设备
       本文所述的大部分测试都在RMRG的35英尺高（10.7米）钢架测试塔（图4  测试塔的具体介绍可参见链接 http://wwwrockymountainrescueorg/randdphp ---原文注）上完成。

图4.RMRG测试设备

        测试塔配备了一架机械吊机，30块钢板，每个的重量为33磅（15公斤），总重1000磅（455公斤），这些钢板用来提供足够大范围的测试载重。坠落冲击由一个启动释放装置触发（McMillan设计的“Sea Catch”），此装置可以手动或通过电脑触发。数据通过安装在一台笔记本上的国家仪器数据采集卡（Model 6251）和LabView 8.2软件进行采集。多个传感器负责记录载重、温度以及距离的测量数据。载重传感器可采集最大10000磅（44.5千牛）的重量，数据采集系统每秒可记录超过2500个样本的数据。此系统为本报告中设计的坠落冲击测试有效记录了重要数据。与测试塔以及测试装备相关的其他详细信息可参见Holden等.2009(Holden, T., May, B., and Farnham, R. (2009)，“关于救援系统坠落冲击测试中‘营救Randy ’ 人体模型的使用”，国际技术救援研讨会，普韦布洛县。wwwitrsonlineorg/PapersFolder/ ... 2009_ITRSPaper.pdf. ----原文注)
       在一年里任何指定的时间里，RMRG测试塔设备上会进行数个研究测试，包括救援系统以及新设备的安全测试。此外，只要时间允许，还对附近州的其他救援组织提供测试服务。每个在测试塔上进行的情景再现测试都事先设计安排，每次设置都需要数个小时。我们这次调查共花费七天时间在此塔上进行测试。
       以下测试中的多个项目都涉及到绳子与岩石接触的设置。我们从Yellow Spur路线上收集了多种具有相似密度、晶体结构和锋利度的岩石，并堆放于测试塔上，其主体是路线上常见的薄层砂岩（石灰砾岩）板。测试所使用的绳子都是市面上出售的攀岩绳，直径在9.8mm至11mm。在冲坠测试中，载重传感器装置于连接攀爬者和保护员的绳端，以测量载重过程中的所有差异。所有测试都依次记录于数码录像中。
       坠落强度
       攀爬者“先锋冲坠”的估算距离（不包括绳子割断后坠落的距离）为20-30英尺（6.1-9.1米），产生的冲坠强度大约为800磅（3.6千牛）。此强度数据根据之前测试获得，与现实中发生类似冲坠的情况符合。不过保护员声称在冲坠发生时，他感觉受到远小于预计的拉力。因此，我们设计了两组测试以测量在不同情况下发生冲坠时施加于保护员的潜在拉力强度。
       首先，使用一个165磅（74.8公斤）的救援人体模型模拟大约25英尺（7.6米）高的先锋冲坠。实验场景基本再现了Yellow Spur事故发生地点的地形：一根Bluewater Enduro 11mm动力攀岩绳穿过主锁，通过标准的保护器（ATC）与固定于保护点的保护员相连，另一端（连接着人体模型）进行坠落（坠落过程没有阻碍）。图5中的照片显示了此实验在塔上的具体设置情况。

图5. 左图：攀爬者与保护员的冲坠强度测试（文字框由上至下的内容依次是：攀爬者，主锁，保护员。---译者注）； 右图：在先锋冲坠过程中，攀爬者和保护员受到的拉力强度（蓝线为攀爬者，红线为保护员，绿线为二者之比。---译者注）。

       装置在保护员和坠落攀爬者身上的载重传感器记录下受力强度。图5的右图显示了力度随时间（水平轴）的变化（左竖轴）以及力度比（右竖轴）。保护员承受的拉力与攀爬者承受的拉力之比得出力度比值。攀爬者承受的力度在接近1.2秒处达到最大值约800磅（3.6千牛）。保护员受力峰值为600磅（2.7千牛）左右。力度比接近0.7，与绳子穿过主锁直接运动的情况相符合。
       在这个测试中，绳子通过保护器拉住坠落的人偶时，600磅（2.7千牛）的拉力施加于保护员身上，使之离开地面。如果在Yellow Spur事故中保护员受到相似的拉力，他应该会在绳子受力后被猛拉至一边（路线第二段开始处是一段横移）。因此我们可以断定事故中的保护员受到绳子延展后的拉力远小于600磅（2.7千牛）。 
       在边缘上的坠落强度
       图2照片显示的是事故发生后我们立即找到的04号Camalot机械塞和与之相连的扁带及主锁。在冲坠之前，攀爬者的绳子应该是从保护员一端，穿过主锁，连接于攀爬者的安全带上。因为攀爬者坠落时越过此点，绳子应该于主锁处发生了明显的弯折，另一个弯折则发生于扁带底部相连的主锁的下方岩壁边缘上。我们在另一个测试日里测试了在这种情况下保护员的受力强度。图6左图显示了情景再现的设置。

图6.绳子在岩石上和通过主锁处改变了方向。（箭头指示的左边绳子为连接攀爬者的受力一端）：左图：测试设置；右图：方向变化过程中的受力情况（蓝线：攀爬者一端，红线：保护员一端；绿线：二者比值；文本框里内容：通过主锁的绳子在岩石边缘发生方向改变。岩壁上的主锁导致绳子发生一些压缩。）

       我们先做了在准静态环境下对载重峰值时刻的模拟测试。绳子右侧低处系在保护员身上，之后模拟事故现场，绳子穿过主锁并弯折覆盖于岩石边缘之上。攀爬者一边用一根单独的绳子系上1000磅（455公斤）重量并缓慢放下，模拟绳子受力拉伸的峰值。主锁两端的绳子受力情况是分别计量的。
       测试环境的主体架构不变，我们进行了一些改动以观察主锁是否以及以何种强度把绳子挤压向岩石，这种情况将减少保护员一端主锁上所受的绳子拉力。测试结果显示，因绳子在岩石边缘弯折而发生的挤压可以减少保护员一端绳子的受力强度。图6右图显示了这个系统中采用不同重量的受力强度结果。此表中攀爬者一端的受力从零增加至最大值1000磅（4.4千牛）。与此同时，保护员一端的受力强度达到峰值约150磅（0.7千牛），比率约为0.15。此组数据显示了从攀爬者一端至保护员一端的受力强度的锐减情况。攀爬者一端的绳子受力800磅（3.6千牛）时，保护员一端只受到100磅（0.4千牛）的拉力。
       这些测试并没有包括绳子在岩石上发生弯折的角度差异。不过，绳子弯折的角度会以指数级别影响上述讨论的强度减少的比率，也就是说增加绳子弯折的角度会极大的减少保护员的受力强度。因为我们难以确定在Yellow Spur事故中绳子弯折的角度，所以我们根据图2照片来设置测试中的绳子弯折角度，以接近事故中的真实情况。因此，实验结果可以说明，在类似地形的冲坠中，保护员是很可能感受不到太多拉力的。
         对比不同切割方式对攀爬者绳子的破坏情况
       图7显示的是攀爬者绳子断裂处两端的照片。断裂大约覆盖2英寸绳子。绳子断裂处的一小截绳芯在事故发生时被拽出绳皮。

图7.攀爬者绳子被割断处两端的照片。

       调查中所做的测试包括在不同情况下割断绳子，以推断绳子失效的可能原因。这些测试显示了绳子在不同情况下被割断，会呈现出迥异的破坏特征。图8显示了两种不同测试环境下绳子被割断处的照片。这两个测试中，绳子负重800磅（3.6千牛），由一个锋利物体割断。左图显示的是锋利的刀刃轻压在承重绳子上，绳子割断后的状态。破损发生的非常迅速，绳皮几乎没有发生拉伸变形。右图是使用一块锋利的岩石割承重绳子导致绳子断裂后的状态。可以看到这种情况下断裂处更加参差不齐。刀刃割断的绳子断裂处的绳芯几乎与绳皮同时被割断，而被岩石割断的绳子，绳芯被拉长伸出。

图8.左图：受力的绳子被锋利的刀刃割断。右图：受力的绳子被锋利的岩石割断。

       事故绳子的断裂处特征（图7）与图8右图被岩石割断的测试结果相吻合。这些发现说明了在事故发生时，绳子通过一处锋利物体，在被拉伸至延展峰值附近断裂。
      动态冲坠测试
      进行完上述相对静态的测试，调查小组开始在RMRG测试塔上进行一系列动态冲坠试验。这些测试的主要目的在于分析清楚拉力、角度以及岩石结构的何种组合可以造成事故中绳子的断裂情况。在测试中我们尝试通过制造Yellow Spur 事故中可能发生的动态冲坠来再现事故绳子上的割断状态。
       绳子失效测试---直接作用于锋利的边缘上
       如上文所述，事故发生后立即拍下的现场照片让调查小组成员推测攀爬者的绳子通过了图2中扁带末端主锁的附近的岩石边缘。有可能是在绳子通过这个边缘时被割断。我们花了两天时间调查先锋冲坠中通过相似的锋利岩石边缘对绳子断裂的影响。
       我们在每个测试中都把一块带有锋利边缘的岩石放置在测试塔的横梁上。图9显示了典型的冲坠前期设置，保护员一端的绳子连接在载重传感器上（图中上方箭头所指处）。绳子穿过一把主锁，通过岩石的锋利边缘，下方，即攀爬者一边，悬吊着200磅（90.7公斤）重物（图中下方箭头所指的绳端）。这些测试中所使用的绳子为市面可购买到的9.8mm动力攀岩绳。

图9. 左图：冲坠前期的设置实例。右图：绳子发生部分失效的常规现象。

       我们进行了多次冲坠测试，改变靠近边缘的主锁的位置，采用不同的岩石边缘，冲坠角度，使得在模拟坠落过程中绳子沿着锋利的岩石边缘滑动1至3英寸。每个测试都对绳子造成严重损坏。然而，在一些情况下，绳子并没有完全被割断。图9右图显示了在一次冲坠测试后，绳皮撕裂，但是绳芯的主体部分并未断裂。
       图10左图显示的是绳子完全被割断的测试的数据结果。蓝色变量显示了随着时间变化，由于磨擦力在作用，绳子被岩石边缘临时“抓住”并释放过程的受力情况。绳子的受力强度在达到峰值之后急剧减少为零，这显示了绳子完全失效的时间点。在此试验中攀爬者一端的绳子承重最大值尽略高于1200磅（5.3千牛）。

图10.左图：绳子失效测试中，典型的载重变化值。右图：绳子直接作用于锋利边缘而导致的典型损害情况。

        图10右图显示的是测试中发生绳子完全失效后的被割断部位情况。绳皮迅速被撕裂，绳芯暴露在外与岩石边缘直接接触。然而，绳芯并未在同一位置断裂。我们推断是因为绳子处于受力延伸状态，通过岩石边缘时变平缓，因此至少在一段时间内受保护的绳芯位置稍离开一些。此外，延伸的绳子会有一段长度与岩石边缘接触，因此损害部位覆盖几英寸的绳子。
       虽然上述多个测试可导致绳子的完全失效，但是其结果特征与事故绳子（图7）的损坏状态并不吻合。事故绳子断裂处的损坏部位非常短，应该在损坏发生时与岩石锋利边缘接触的绳子并未发生位置变化。因此，这一阶段的测试设置或机制并不能导致类似事故绳子的割断现象。
       摆荡绳子失效测试
      造成绳子失效的另一个可能原因是完全载重的绳子侧向滑过岩石的锋利边缘。从概念上讲，这与之前所做的绳子割断测试类似，在之前的测试中我们用一块锋利的岩石割断了载重的绳子：与绳子接触的岩石部位并未发生改变（图8右图）。我们现在要做的摆荡绳子失效测试意在呈现攀爬者并未处在最近保护点的正上方时，冲坠后发生摆荡的情况。基于之前在RMRG测试塔上完成的测试项目，绳子在高度拉伸的情况下发生摆荡运动。也就是说，先是垂直方向上的坠落，直到绳子受到足够的载重拉力之后，坠落物开始向最后一处保护点方向摆荡。如果在攀爬者和最后保护点之间有一块锋利的边缘，绳子将会从这一段滑过。
       我们花了两天时间验证提出的摆荡失效理论。图11左图显示了用于摆荡测试的多个设置中的一个。所用绳子为市面上出售的10.2mm动力攀岩绳。（测试用的绳子比事故绳子粗一些，不过可以假设如果是更细的绳子，在同样的情况下也会失效。---原文注）我们在测试塔上放置了一块带有锋利边缘的岩石。测试绳子悬挂在高于岩石约3英尺（1米）的位置，绳子下端系有载重物。在这组测试中，载重物并不坠落，只是发生侧向摆荡，牵引着绳子沿图中黄色箭头方向滑过岩石的锋利边缘（图11左图）。
       重物被拉向照片右侧，与之相连的是测试塔另一端的一个释放装置。被夹钳在木质横梁上的蓝色装置是一段光滑的金属角，用于防止载重绳子在重物被释放之前与岩石边缘发生摩擦。如果绳子滑过木板，此装置将减少绳子在木板上受到的摩擦。

图11.左图：测试塔上摆荡测试的设置情况。右图：摆荡测试中绳子受到的损坏情况。

图12.在Yellow Spur岩壁上再现事故现场的设置。左图：坠落之前；右图：坠落之后

       我们采用了多种不同载重物来模拟摆荡坠落中的下坠冲击力。每个测试中，绳子与岩石锋利边缘接触的部位都在摆荡中受到严重破损。在采用300磅（1.3千牛）载重时，绳子发生断裂，但是这只发生在沿着边缘来回滑动数次之后。然而，据事故现场的目击者称，在绳子被割断之前，并未发生类似的前后摆荡现象。我们在余下的摆荡失效测试中采用了760磅（3.4千牛）的载重物。在这组测试中，绳子在第一次滑过岩石边缘时就发生断裂。拍摄下来的视频慢镜头显示，绳子在滑过边缘约2英寸处被割断。
       图11右图显示了载重760磅（3.4千牛）的摆荡测试中绳子受到的损坏情况。损坏部位只发生在绳子非常短的一段距离上，并且绳皮与绳芯几乎在相同位置被割断。与事故绳子（图7）的割断处以及被锋利岩石割断的载重绳子（图8右图）相比，这个测试结果显示了一个稍微整齐的割断面。这组测试中，更多的绳芯暴露在外。因此，可推断在Yellow Spur事故中，绳子被割断处应该发生了一定程度的拉伸。不同岩石边缘的锋利程度不同也可能导致不同性质的损坏。然而，可以明确的是这种失效设置与Yellow Spur事故中的绳子失效情况相似。
        在Yellow Spur重现事故       
       作为本次调查的一部分，RMRG尝试在Yellow Spur现场重现坠落过程，以评估在坠落过程中攀岩者一端的绳子与岩石之间的相互作用。考虑到重现事故所需的时间和资源，Yellow Spur路线的受欢迎程度以及对路线本身可能造成的破坏，我们不会尝试进行与事故相同载重的坠落测试。不过，基于已掌握的保护员、攀爬者以及保护点的位置，我们在攀爬者所到达的最高点附近设置了一个约30磅（0.1千牛）的重物进行坠落测试以评估事故中摆荡特征。
       图12显示了从保护员一边（图1右图中标记的树的位置）的视角所看到的第二段路线的起始位置。第一张照片里的调查员（图12左图）所处的位置大约就是发生冲坠的起始地点。调查员使用一根RMRG绳子（A）攀爬这条路线。（B）是模拟的攀爬者绳子。攀爬者绳子末端附近穿过在树附近的调查员的保护器。主锁（C）连接在相同的一个0.4号机械塞和扁带上，在发生事故的过程中，主锁承受了坠落冲击，我们根据之前调查（图2）的照片文档设置了主锁放置的位置。绳子（D）与攀爬者一段的绳子相连，为坠落提供重量。
       在对保护员进行的采访中，我们得知Miller从调查员所在位置（图12左图）垂直坠落。在本次事故再现测试中，图片中的调查员在竖直方向上掷下模拟的攀爬者绳子，未添加任何向外或侧向因素。虽然与实际冲坠中产生的力度相比，测试中的冲坠力度要小的多，但是此设置足以估算在事故中绳子运动的大致特征。
       图12右图显示了在图12左图中所示位置模拟的攀爬者绳子发生坠落后得到的结果。照片中（A）是调查者身上所系的绳子，（B）是攀爬者绳子，（C）是主锁。坠落轨迹大约距绳子静止处左侧2或3英尺（1米），在攀爬者的左侧。绳子垂直下落，随后沿着主锁下方的边缘朝向攀爬者右边摆荡（朝向保护员），最后停止并卡在岩壁凹槽处，如图所示。保护员与主锁之间的绳子并未与任何岩面接触，在坠落轨迹上也无任何明显物体可导致绳子被阻挡。攀爬者一端的绳子在图12右图中的下方悬空垂吊。主锁附近除了挂住绳子的边缘处，再无其他明显边缘。在事故中的冲坠过程中绳子存在发生其他运动的可能性，但是测试中的结果位置与已掌握的信息相符合。
       图13左图显示了0.4号机械塞上方的最终设置。攀爬者的绳子向左摆荡，向下滑过边缘，最终停止于凹槽内。主锁呈现的状态和所处位置与事故发生后立即拍下的照片相符合。图13右图显示的是绳子停止于凹槽之前滑过边缘的近处照片。凹槽本身也是锋利的，其右侧绳子滑过的边缘部分更是锋利。

图13.Yellow Spur模拟事故再现。左图：模拟冲坠之后（右侧中间三个箭头所指的就是锋利的岩石边缘，右侧上方箭头所指示的是摆荡方向。左侧箭头指示保护员方向），从坠落发生后的最终情形处往下看；右图：边缘附近

       结论
      无法准确得知至使Miller在Yellow Spur丧命的绳子失效原因。然而，事故中可能发生了一系列特定的事件。首先，调查发现绳子以及相关攀爬装备在他们使用之前并没有本身（人为的）的缺陷或损坏。其次，Miller在攀爬这条路线的过程中显现出遇到了难点，并发生典型的先锋冲坠，这在先锋攀爬者身上是非常常见的现象。第三，证据显示Miller在他坠落的最高点附近设置的保护点。如果这个保护点起到应有的作用，那么冲坠可能在落下非常短的距离之后就被拉住停止。最高的保护点被拔出以及距下一个保护点的距离导致了一次长距离的冲坠。如果绳子没有被割断，这种长距离的冲坠应该还是会被相对安全的承受住并停止。第四，在重现事故的测试中，对现场地貌的观察显示出绳子在高度拉伸的情况下，很可能摆荡滑过一段锋利的岩石边缘。如果Miller的冲坠没有发生摆荡，绳子可能在通过锋利岩壁的过程中不会被割断（虽然绳子可能受到损坏）。如果冲坠产生稍微小一些的冲击力，绳子也不会被锋利的边缘割断。综上所述，造成Miller死亡的原因不止一个，它是一系列事件的结果。
       攀爬者需吸取的教训
       所有先锋攀爬者都要清楚发生先锋冲坠的可能性。攀爬者评估并应对他们愿意接受的风险程度。有效的做到这一点包括了解任何冲坠所带来的潜在结果。不过，攀爬者经常持有的假设是“绳子不会断的”---或者，至少不太容易发生绳子被割断的情况。因此，发生绳子被割断的攀登事故在攀岩圈里引起相当大的关注，并且对安全教育也提供了宝贵的教训。从当前调查和结论里我们可以得到两点教训。
       先锋攀爬者经常在通过一段突出的平台之后设置保护点，以此防止冲坠时撞击到平台。防止坠落时越过平台的保护措施也要设置，尤其是当坠落会导致绳子滑过一段锋利的边缘时。显而易见，先锋攀爬者发生冲坠后通过的任何具有锋利边缘的平台都是极度危险的因素。不过，在本次调查中进行的绳子失效测试显示，在过渡平台的时候还要考虑两点因素。第一，先锋攀爬者应该尝试观察可能冲坠并通过平台的地貌，并权衡可能发生的摆荡效果是否会导致拉伸受力状态下的绳子横向运动滑过边缘。第二，攀爬者必须考虑在路线上任何一处的保护点失效的情况下，地貌也会发生变化，此时会导致绳子与之前冲坠时不会直接接触的附近锋利边缘相接触。在一些情况下，若路线存在诸多危险，最好是改变原始路线绕过这个区域，或者停止攀爬直接下来。
       致谢
       落基山救援组的全体成员向受难者的亲人及朋友致以深切的哀悼。我们感谢保护员以及目击者在接受访谈时为我们提供的宝贵信息。我们也要感谢博尔德县警长办公室允许调查小组检查已列为物证的事故绳子以及相关装备。最后，我们要感谢攀岩圈子里所有关注本次调查的岩友们，感谢你们如此耐心的等待事故报告的结果。