人機工學(xué)在學(xué)齡前兒童專用校車設(shè)計中的運用

何騰超

【摘要】：由于學(xué)齡前教育已經(jīng)成為整個教育體系中的重要環(huán)節(jié)，各種不同的大巴小巴等車被改裝成校車，使用時存在安全隱患。本文將利用人機工學(xué)對我國3～6歲學(xué)齡前兒童的人體尺寸和感性因素進行分析，為我國學(xué)齡前兒童專用校車的開發(fā)設(shè)計提供參考和依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：學(xué)齡前兒童；專用校車；人機工學(xué)；

學(xué)齡前兒童專用校車簡稱幼兒專用校車，即為用于運送3周歲以上學(xué)齡前幼兒上下學(xué)專門設(shè)計的一款校車。很多的校車事故更多的是這些由其它車輛改裝的校車在車內(nèi)布置和設(shè)施的尺寸上都是按照成人標準設(shè)計的，這使得行車安全系數(shù)大幅降低。學(xué)齡前兒童專用校車相對應(yīng)的內(nèi)部設(shè)施應(yīng)結(jié)合人機工學(xué)設(shè)計，以此創(chuàng)造出一個舒適，高效的乘車環(huán)境，減少安全事故的發(fā)生幾率。

一、學(xué)齡前兒童專用校車局部設(shè)施設(shè)計要求

學(xué)齡前兒童專用校車是負責(zé)運送缺乏自我保護能力的兒童專用車輛，因此，安全是考慮的第一要素，從安全性的角度出發(fā)確定整車的車窗、座椅系統(tǒng)、車門樣式等，是很有必要的。

學(xué)齡前兒童專用校車不適合一般客車的橫向推拉打開或關(guān)閉的車門。這是為了防止好奇心強盛的他們將手部頭部伸出窗外。針對于這點，采用下部為固定窗，上部為上下推拉式的車窗就能很好的提高安全系數(shù)。當然也可采取全封閉式的車窗，但需要安裝通風(fēng)裝置。

校車的座椅系統(tǒng)包括兒童座位和照管人員座位和安全帶。我國《專用校車安全技術(shù)條件》中規(guī)定，幼兒及學(xué)生座椅在橫向上最多采用2+3的形式。隨行的照管人員的座位尺寸要單獨考慮，安全帶是保護乘客人身安全的最有效的方法之一，按照我國《最新校車安全技術(shù)條件》的規(guī)定，學(xué)齡前兒童專用校車的兒童座椅應(yīng)配備滿足GB 14166的兩點式安全帶。

車門的樣式不適合折疊門，容易夾傷兒童。應(yīng)該采用外擺門，根據(jù)車型可為1扇或2扇，門上裝配有適合于兒童扶握的扶手，便于上下車。

根據(jù)我國《專用校車安全技術(shù)條件》中的規(guī)定，校車的應(yīng)急出口包括，應(yīng)急門、應(yīng)急窗和頂部撤離艙口以及地板出口。這些應(yīng)急出口在車輛發(fā)生事故時，發(fā)揮著很大的逃生作用。

二、學(xué)齡前兒童專用校車內(nèi)部設(shè)施的人機工學(xué)設(shè)計分析

人機工程學(xué)在學(xué)齡前兒童專用校車中的設(shè)計主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）是否符合兒童生理尺寸；（2）是否具有實用性和辨識性；（3）是否存有安全隱患。在一款校車中，和兒童乘車最為相關(guān)的幾個區(qū)域包括，乘車座椅、校車出入口、擋風(fēng)玻璃和窗戶以及乘車扶手。因此，對這四個區(qū)域的人機工學(xué)分析尤為重要。

座椅高是指座椅座墊的上表面最高點到地板的高度。正確舒適的坐姿應(yīng)使大腿部位接近水平，小腿部自然放置并略向前伸，腳掌處可平放于地板。根據(jù)2011年7月1日我國實施的《中國未成年人人體尺寸》提供的4—6歲兒童尺寸數(shù)據(jù)，此座椅高應(yīng)以小腿加足高的第5百分位數(shù)值為設(shè)計依據(jù)，高度可取220～250mm，相比較我國《最新校車安全技術(shù)條件》中給出的220～300mm數(shù)據(jù)，前者范圍值更加精確可靠。座墊寬度是指橫向的寬度，為了乘車舒適性，應(yīng)略大于臀部的寬度值，因此，取女性臀寬尺寸的第95百分位數(shù)值為設(shè)計依據(jù)，讓更多人適合，取245～295mm。座椅靠背的高度和寬度與坐姿肩高和肩寬有關(guān)，前者大于后者為宜，按4—6歲兒童坐姿肩高第95的百分位數(shù)為設(shè)計依據(jù)，取450～500mm。

座椅深是指座椅中心平面上，座墊前緣的垂直切線至G點的距離。在確定其尺寸時應(yīng)考慮腰部是否能得到靠背的支撐，臀部是否能得到充分的支持以及小腿和座墊前緣之間是否留有適當?shù)目障丁Ｒ虼?，?yīng)以坐深的第5百分位數(shù)為設(shè)計依據(jù)，取250～300mm。

座椅靠背和座墊也要有一定的角度，確保舒適的坐姿?？勘硟A角是指靠背與座墊的夾角，正確的坐姿應(yīng)是肩部向后傾斜、臀部略往前移，使肩部與大腿的下表面夾角約為110°，同樣，小腿與大腿和小腿與腳掌之間的夾角也約為110°。所以校車的靠背傾角取一般取客車靠背傾角的值，95°～110°。合理的座墊傾角能夠確保在行車途中幼兒的臀部不會向前滑動，也能讓幼兒的背部舒適的靠在靠背上。理想的座墊傾角為3°～7°。

我國《最新校車安全技術(shù)條件》中還規(guī)定靠近通道的幼兒座椅應(yīng)在通道一側(cè)設(shè)置平行于座墊平面的座椅扶手，扶手距離座墊上平面150mm～230mm，符合4—6歲未成年人第50百分位數(shù)的坐姿肘高160mm。

座間距，指座椅靠背的前面與前排座椅靠背后面之間的距離。這個數(shù)值和幼兒的坐姿臀膝距有關(guān)，為了保有足夠的活動空間，應(yīng)取男性第95的百分位數(shù)為設(shè)計依據(jù)，為420～470mm，但考慮到乘車的自由活動空間，加上20mm左右的修正量，應(yīng)為440～490mm。

由于校車內(nèi)除了幼童還有照管人員，因此，應(yīng)急出口的尺寸設(shè)計要根據(jù)成人的肩寬來確定，取成年男性最大肩寬的第95百分位數(shù)，為469mm，加上31mm的修正量，實際可取500mm。但實際應(yīng)急窗和撤離艙口并不是以500mm為邊的正方形，在GB 13094-2007《客車結(jié)構(gòu)安全技術(shù)》中規(guī)定其面積可內(nèi)接一個500mm×700mm的長方形。

乘客門的踏步和扶手合理的人機尺寸能確保幼兒們方便安全的自行上下車。各級踏步的高度和大腿長有關(guān)，當幼兒上車時大腿上表面和水平面成一定的夾角，才能方便舒適的上車。取4—6歲男性未成年人的大腿長第5百分位數(shù)263mm，在減去20mm的修正量，實際取243mm為宜。這也符合《最新校車安全技術(shù)條件》中的規(guī)定，即從地面至乘客門的第一級踏步高度應(yīng)不大于350mm，其它各級踏步的高度應(yīng)不大于250mm。對于踏步的寬度應(yīng)根據(jù)不同的車型按照 GB 18986和GB 13094的規(guī)定設(shè)計。

三、感性因素在學(xué)齡前兒童專用校車內(nèi)部設(shè)計中的運用

感性因素能表現(xiàn)出產(chǎn)品的指示性和趣味性，體現(xiàn)出了設(shè)計中“以人為本”的思想。感性因素的表達方式可分為色彩、材質(zhì)、形態(tài)三方面。

色彩對于孩子們的心理和個性的發(fā)展意義重大，學(xué)齡前兒童專用校車的內(nèi)部設(shè)施設(shè)計中，可以利用色彩去引導(dǎo)和指示孩子們安全地使用各個設(shè)施。面積大一點的設(shè)施不宜用過于鮮艷的顏色，應(yīng)用柔和的色調(diào)，減少過多的視覺刺激，這有利于孩子們行車途中放松和平靜，穩(wěn)定心理。而對于面積較小的、易于抓握拿取的物件，應(yīng)用鮮艷的顏色，有利于豐富視覺，調(diào)動活力。

在材料上，要重視人的感知心理，如玻璃、金屬等材質(zhì)傳達出冷硬的視覺表情，一看到就不想觸碰；而木材、織物等材質(zhì)則傳達出晴暖的視覺表情，有親近感。材質(zhì)肌理是影響人們使用心理的關(guān)鍵因素。產(chǎn)品造型中的材質(zhì)肌理同時也具有一定的暗示和警示作用。例如，車廂內(nèi)一些扶手和把手處的細小凹凸處，能夠增強手部與其的摩擦，暗示使用者要用力緊握。

在形態(tài)上，學(xué)齡前兒童專用校車很多部件都必須標準化，但對于一些局部區(qū)域卻能有很大的發(fā)揮空間，例如座椅扶手部位、座墊一些面上的凹凸圖案以及裝飾內(nèi)部的一些線條等。這些小設(shè)計能利用孩子們“求奇”的心理把安全部件和區(qū)域同危險部位分離開來，給孩子們一種心理暗示，也能很好的增加行車安全系數(shù)。

四、結(jié)語

由于近幾年國家已開始重視校車的管理、安全和設(shè)計，并修改頒布了一系列針對加強校車安全的法律規(guī)章。除了管理方面和安全性能方面，本文參考了人機工程學(xué)的研究成果以及客車座椅、乘客門踏步和扶手方面的相關(guān)文獻資料，依據(jù)學(xué)齡前兒童（主要是4～6歲兒童）的人體數(shù)據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)計分析后，提出了相應(yīng)的尺寸數(shù)值。意在用人機工程學(xué)的相關(guān)知識去解決和提高幼兒乘車環(huán)境中的問題和安全。

參考文獻：

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