CRH2動車車廂安全人機優(yōu)化設(shè)計

宗妍

長春建筑學院，吉林 長春 130600

1 動車車廂工作環(huán)境現(xiàn)狀

本次設(shè)計選擇的參考動車車型為CRH2A客運動車組。車廂分為特等座、一等座、二等座、餐車。根據(jù)實際觀察與測量發(fā)現(xiàn)，本型號列車乘坐舒適性、便利性欠佳，現(xiàn)基于安全人機工程學設(shè)計要求，發(fā)現(xiàn)列車乘坐中存在以下幾點問題。

1.1 二等座車廂過道過窄

理論上來說過道是越寬越好，結(jié)合實際受到空間限制只能采用方便人們通行的最小寬度，即一人正身一人側(cè)身通過，經(jīng)過實際測量，二等座車廂內(nèi)過道寬度550mm，根據(jù)國標《中國成年人人體尺寸》中的人體水平尺寸規(guī)定，得出此過道不符合車內(nèi)過道標準[1]。

1.2 特等座和餐車利用率過低

本型號列車特等座每個車廂都配有平板電腦、茶水、單獨充電設(shè)備和座椅180°旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，為乘客提供便利服務(wù)。經(jīng)過車站售票人員得知，特等座票價為二等座票價的1.8倍。也正是因為票價過于昂貴，從而導致特等座的上座率不高。乘客認為餐車中物價過高且味道欠佳、乘車時間較短等原因很少在車上就餐，導致餐車利用率低。

1.3 二等座座椅靠背舒適性不高

動車二等座車廂內(nèi)座椅為二人椅和三人椅，根據(jù)調(diào)查二等座車廂乘客，多數(shù)人認為頭部和腰部需要有支撐，乘客認為在一些活動或者睡覺時感覺腰部曲線有些不適，腰部缺少充分支撐且背部稍硬，長時間乘坐后處于僵硬、疲勞狀態(tài)。座位靠背一般由肩靠、腰靠、頭枕三部分組成，實際發(fā)現(xiàn)二等座座椅肩靠高度545mm；腰靠高度為248mm；無頭枕。

2 車廂問題人機優(yōu)化設(shè)計

2.1 過道寬度優(yōu)化設(shè)計

過道應滿足讓大尺寸者通過，其他人群均可以順利通過。根據(jù)人體水平尺寸表可發(fā)現(xiàn)男性的最大肩寬和最大胸厚尺寸都大于女性。因此以男性第95百分位數(shù)值為設(shè)計基準。所以過道寬度=男最大肩寬第95百分位數(shù)（469）+13+男最大胸厚第95百分位數(shù)（245） +18=745mm。

根據(jù)車廂實際寬度需要進一步對過道進行優(yōu)化修正。當兩人相向而行時一人正身通過，一人側(cè)身通過，在空間較小的情況下，正身通過的人會下意識地傾斜身體且傾斜角度為45°～60°，其中發(fā)現(xiàn)當身體傾斜為45°時，不影響人的正常行走。

所以修改后的最小寬度=[男最大肩寬第95百分位數(shù)（469） +13]×cos45°+男最大胸厚第95百分位數(shù)（245） 男+18≈610mm。

2.2 特等座和餐車優(yōu)化設(shè)計

由于餐車和特等座車廂利用率過低，所以將兩個車廂合并為一個車廂。為防止噪音問題打擾特等座乘客休息，可將在車廂中間增加車門及其降噪裝置，此舉可將節(jié)省下來的車廂空間作為二等座車廂。

2.3 二等座座椅靠背優(yōu)化設(shè)計

根據(jù)坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)，肩靠高度應取男性坐姿肩高第50百分位598mm，考慮坐姿肩高修正量10mm；腰靠高度應達到坐姿肘高左右，根據(jù)坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)，腰靠高度應取男性坐姿肘高第50百分位263mm，考慮坐姿肘高修正值3mm；頭枕支撐頭部向后仰以減輕頸部肌肉受力，頭枕高度應達到坐姿頸椎點高，根據(jù)坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)，頭枕高度應取男性坐姿頸椎點高第50百分位657mm，考慮坐姿高修正值3mm。

則修正后的數(shù)據(jù)為：

肩靠=男性坐姿肩高第50百分位（598） +穿衣修正值坐姿肩高（10）=608mm

腰靠=男性坐姿肘高第50百分位（263） +穿衣修正值坐姿肘高（3）=266mm

頭枕=男性坐姿肘高第50百分位（657） +穿衣修正值坐姿高（3）=660mm

綜上，基于安全人機工程學的角度，對發(fā)現(xiàn)的問題進行優(yōu)化設(shè)計，包括將二等座過道寬度由原來的550mm變成610mm，將二等座座椅增加頭枕且尺寸變成肩靠高608mm、腰靠高 266mm、頭枕660mm，改善特等座和餐車利用率過低等情況，增加了列車的舒適性與便利性。