火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計

1、火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計課程設(shè)計說明書課程名稱：人因工程學(xué)題U：火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究專業(yè)：工業(yè)工程5 / 40目錄一、設(shè)計題目及說明錯誤!未指定書簽。（一）題目錯誤!未指定書簽。（二）說明錯誤!未指定書簽。二、現(xiàn)狀調(diào)研2（一）現(xiàn)狀調(diào)查3（二）調(diào)查問卷5三、調(diào)研結(jié)果分析11（一）結(jié)果顯示11（二）結(jié)果分析12四、改善方案1414（一）座椅改善141.1改善背景1.2改善原理141. 3人的坐姿狀態(tài)15L4坐姿受力161.5人體尺寸數(shù)據(jù)獲得171.6具體尺寸設(shè)計18（二）熱水供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計20（三）茶幾的改進21（四）火車照明設(shè)計21（五）車廂內(nèi)色彩設(shè)計23（六）行李架的改進24

2、（七）車廂中小推車的改進24（八）衛(wèi)生間的改進24（九）火車車廂中的溫度改進259.1影響分析259.2具體改進措施25(+)車廂內(nèi)部空氣質(zhì)量的改進26五、結(jié)論27六、參考文獻28火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計一、設(shè)計題目及說明(-)題目火車硬座車廂的人機學(xué)研究(二)說明1 / 40火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計隨著寒假的來臨，越來越多的學(xué)生開始考慮回家的事情。如何選擇交通工具便成為了學(xué)生首先需要考慮的問題，選擇飛機，不經(jīng)濟；長途客車，乂不可取。而火車從發(fā)明到現(xiàn)在經(jīng)過了一個多世紀的發(fā)展，發(fā)展到今天，已經(jīng)成為最大眾的交通工具。它具有載客量大、安全性高、價格具有層次性、旅客可選空間大等

3、特點。因此便當之無愧成為了大學(xué)生的首選，然而就火車硬座和臥鋪的選擇乂成為學(xué)生頭疼的問題，選擇臥鋪雖然很舒適，但價格卻有點昂貴，一次就得花好幾白元，不劃算；選擇硬座價格最為便宜，是很經(jīng)濟實惠，但對于那些需要坐十幾二十個小時的學(xué)生時間久了的話會感到不舒適和疲憊，讓人非常難受，本來懷著高興的心情回家的卻因為火車上的一些問題被破壞了。隨著社會的進步，旅客對火車硬座的要求隨著科學(xué)技術(shù)的進步而提高，這就涉及到人因要素的運用是否合理。所以我們就火車硬座車廂中的一些不合理的設(shè)計和存在的問題與不足，從人因工程學(xué)的角度對其進行重新設(shè)計與改良，使火車硬座更加舒適，讓其滿足人因?qū)W方面的因素，使更多的人選擇去選擇火車硬

4、座，同時讓他們的旅途也可以更加愉快舒適。2 / 40火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計4 / 40二、現(xiàn)狀調(diào)研（一）現(xiàn)狀調(diào)查當今社會，對于長途旅行，中國人選擇的圖3座椅舒適度的問題圖4車廂中過熱問題圖5座位間距火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計5 / 40火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計關(guān)于火車硬座車廂舒適度調(diào)查問卷（請聯(lián)系自己的實際情況認真填寫下列選項，謝謝配合?。?、您的性別。A.男性B.女性2、您的年齡OA.20歲以下B.2035歲C.3550歲D.50歲及以上3、您對硬座座位舒適度有何要求。A.舒服些B.保持現(xiàn)狀4、您是否感覺現(xiàn)有座位間距離過近（）A.是B.否5、您覺得座位中間

5、的茶幾需要改進嗎。A.需要B.無所謂C.不需要6、您覺得車廂內(nèi)的熱水供應(yīng)設(shè)備設(shè)計得合理嗎OA.合理B.還可以C.不合理7、您對頻繁來往的送餐車和小吃車有什么看法OA.挺好的B.不關(guān)我的事C.厭煩8、您認為車廂的照明會影響您夜間休息嗎。A.已經(jīng)影響B(tài).還行C.不影響9、您會擔心放在行李架上行李的安全嗎。A.擔心B.不擔心10、您認為車廂內(nèi)的衛(wèi)生間需要改善嗎。A.需要B.隨便C.不需要11、您是否感覺火車車廂的溫度過熱或者過冷。A.是B.否12、如果您是一位站票乘客，是否能保持身體始終平衡OA.能B.不能13、您認為車廂內(nèi)是否有必要設(shè)置老幼病殘孕專用坐席OA.需要B.不需要14、您認為火車硬座車廂

6、內(nèi)還有什么方面需要改進，請?zhí)岢瞿囊庖?題號選項A人數(shù)/比例選項B人數(shù)/比例選項C人數(shù)/比例選項D人數(shù)/比例134/68%16/32%28/16%38/76%3/6%1/2%345/90%5/10%446/92%4/8%545/90%5/10%061/2%22/44%27/54%74/8%6/12%40/80%817/34%26/52%7/14%946/92%4/8%1048/96%1/2%1/2%1143/86%7/14%1217/34%33/66%1344/88%6/12%16 / 40您對硬座座位舒適度有何要求口舒服些日保持現(xiàn)狀您是否感覺現(xiàn)有座位間距離過近是國否您覺得座位中間的茶幾需要改

7、進嗎10%0%您覺得車廂內(nèi)的熱水供應(yīng)設(shè)備設(shè)計得合理嗎，2%您對頻繁來往的送餐車和小吃車有什么看法挺好的目不關(guān)我的事厭煩您會擔心放在行李架上行李的安全嗎10擔心I不擔心2%認為車廂內(nèi)的衛(wèi)生間需要改善嗎要 要便需 需隨不 口1112您是否感覺火車車廂的溫度過熱或者過冷如果您是一位站票乘客，是否能保持身體始終平衡1366%能不能您認為車廂內(nèi)是否有必要設(shè)置老幼病殘孕專用坐席需要EB不需要三、調(diào)研結(jié)果分析（一）結(jié)果顯示：根據(jù)問卷對68%的男性，32%的女性，8%3550歲及以上，26%2035歲，16%20歲以下的人群進行調(diào)查的反饋結(jié)果，可以看出以下問題。項目問題思考硬座的舒適度90%的人認為硬座座位坐

8、的時間長了感覺很難受，不舒服1、我們從以上10個方面對火車硬座車廂進行研究，分別從火車車廂中的硬座的舒適度，間距，車廂的照明，熱水的供應(yīng)，車廂內(nèi)部溫度的控制，茶幾的長度以及行李架的安全性問題，來往手推車過于頻繁的現(xiàn)象,站票乘客穩(wěn)定性的考慮，以及廁所排隊，老幼病殘孕乘車安全性問題進行了研究。2、查閱書籍及網(wǎng)絡(luò)，7解存在的問題與人因工程學(xué)的聯(lián)系。3、設(shè)計將在原有硬座車廂的尺寸下保持面積不變的條件下進行改進。針對火車硬座車廂上述的種種缺陷，我們小組從人因工程學(xué)的角度提出以下具體的改進方案和措施。座位間距離92%的人認為座位間距過近,在心理上感覺不舒服茶幾狀況90%的人認為座位間的茶幾太小，不能夠支持

9、外圍乘客的物品擺放熱水供應(yīng)設(shè)備54%的人認為熱水供應(yīng)設(shè)備不能較好的控制水溫，時常太燙或者太冷送餐車和小吃車80%的人認為送餐車和小吃車來往頻繁，影響了人的休息和心情車廂照明52%的人認為車廂照明已經(jīng)影響乘客的夜間休息，光線太亮或太暗，不能滿足不同乘客的需求行李安全92%的人認為行李放在行李架上不安全，需要經(jīng)常查看，不能放心，有的乘客還沒有位置放置行李，被其他乘客搶占位置車廂內(nèi)的衛(wèi)生間96%的人認為車廂內(nèi)的衛(wèi)生間數(shù)量太少，有時需等待好久車廂溫度86%的人認為硬座車廂中空氣溫度偏高，令人感到氣悶，不舒服站票乘客的身體平衡66%的人認為站票乘客不能始終保持身體平衡,而且站票乘客人數(shù)太多老幼病殘孕專用

10、坐席88%的人認為坐席設(shè)置時沒有考慮到特殊人群火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計(二)結(jié)果分析：(1)對于火車硬座車廂座位的舒適度問題，應(yīng)考慮老年人，小孩等弱勢群體的身材，體質(zhì)，身體狀態(tài)，健康狀況的實際需求，用人因?qū)W中學(xué)到的人體尺寸描述，對座位進行改進，考慮人長時間坐車，休息時舒適度的要求，對座位的形狀尺寸，材質(zhì)進行改進。此外，考慮人本身的個人領(lǐng)域，人心理空間的需求以及人本身的緊身距離，近身距離的要求來進行改進。(2)火車硬座車廂內(nèi)座位和茶幾目前存在的主要問題是座位和茶幾之間的距離太小，以至于進出不方便；茶幾不夠大，與對面的人距離太近，在心理上感到不舒服。目前茶幾的長度不足以滿足所供應(yīng)乘客的

11、實際需求，現(xiàn)實中往往除堆放一個人的個人用品外，再無其他地方擺放東西，更沒有提供人休息時依靠和支撐的作用。本次研究可根據(jù)乘客需求，在加長茶幾的長度的基礎(chǔ)上，不妨礙人的進出，對茶幾的牢固性，穩(wěn)定性等方面進行設(shè)計。(3)對于車廂內(nèi)部的熱水供應(yīng)系統(tǒng)，熱水供應(yīng)設(shè)備過低，不符合人因?qū)W要求，人常常弓著腰等待接水。另一問題是熱水的水溫過熱，常出現(xiàn)燙傷、燙壞現(xiàn)象,沖泡面，接熱水時會出現(xiàn)紙盒軟化，杯體過熱，熱水溢出燙壞現(xiàn)象。為避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，考慮人因?qū)W要求，立姿的作業(yè)域以及不同身高的人體尺寸要求,對熱水供應(yīng)設(shè)備進行改進。(4)對于頻繁來往的小推車，大多數(shù)人表示出厭煩情緒，在出現(xiàn)春運，學(xué)生放假的高峰期的情況時，

12、站票人數(shù)過多，來往的手推車移動起來就很困難，既給乘客帶來不便，也給車務(wù)人員帶來麻煩。而且手推車來往過于頻繁，常常是一次下來，一無所獲，這是對人力的浪費，也打擾乘客們的休息。我們可以根據(jù)需求，對這一現(xiàn)象進行改進，減少人力的浪費。(5)根據(jù)車廂內(nèi)部照明情況的統(tǒng)計，可以得出燈光的照明系統(tǒng)已經(jīng)影響乘客們的休息，如何解決夜間乘客的休息以及夜間乘客的工作需求的問題成為我們要研究的方向。根據(jù)人因工程學(xué)第五章，環(huán)境照明與色彩調(diào)節(jié)的學(xué)習，我們知道照明的亮度，照明的方式以及有色光的運用均會給乘客的工作休息帶來影響。我們可以試圖將照明與色彩的運用相結(jié)合，一般照明與間接照明交叉使用。滿足乘客中不同人群的不同需求。12

13、 / 40火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計（6）行李作為人們長途出行的必需品，行李的安全常常是人們出行最為擔心的因素之一。如何讓人們出行安全放心，從根本上解決人們的擔心成為火車硬座內(nèi)部設(shè)計的首要任務(wù)?；疖囓噹?，常出現(xiàn)行李錯拿，丟失，重要物品的遺失既給人們的經(jīng)濟帶來損失，同時也對人們的生活帶來不便。然而行李的擺放也是火車乘務(wù)人員最為擔心的事情之一，物品堆放隨意，堆疊，在火車出現(xiàn)震蕩拐彎時，也會出現(xiàn)行李摔落，砸傷甚至砸死的不幸事例。這既是乘客的損失，也是火車本身設(shè)計出現(xiàn)了級漏，同時也使人們對火車出行安全帶來擔憂情緒。（7）衛(wèi)生間是方便人們生活的設(shè)施之一，然而火車硬座車廂中的衛(wèi)生間的狀況卻是層

14、出不窮。車廂內(nèi)衛(wèi)生間空位過少，廁所門外排隊現(xiàn)象嚴重，有時需等幾十分鐘甚至更長時間，對等待者是一種折磨，需對其進行改進。（8）對于火車硬座車廂內(nèi)部的溫度問題，車廂內(nèi)部溫度過高或過低不適宜的現(xiàn)象尤為嚴重。冬季，溫度過低然而車廂內(nèi)部的溫度卻特別高，常出現(xiàn)人們過熱,車廂內(nèi)部過熱，穿半截袖，車廂外部卻是地冷寒天，內(nèi)外的冷熱溫差嚴重，常常給人們健康帶來危害。夏季，車廂內(nèi)部的溫度卻過低，需要蓋被才能緩解過冷現(xiàn)象。根據(jù)人因?qū)W中氣溫的冷熱、干濕程度、氣流速度的適宜情況可得出：標準測定舒適溫度一般處于18C24,舒適濕度40%60%,濕度應(yīng)處于B=1887.2T（濕度為B%,室內(nèi)溫度為T）,而氣流速度的最佳流動速

15、度為0.3m/s。（9）站票乘客的穩(wěn)定性問題，大多數(shù)人認為人不可能始終保持身體平衡，在客流量較大期間，站票乘客如何盡可能保證身體的穩(wěn)定性以及舒適問題成為我們需要考慮的首要任務(wù)。近些年的有關(guān)事例表明，站票乘客的摔倒，出現(xiàn)危險的事故也屢見不鮮。根據(jù)人因工程學(xué)中人站姿時的第95百分位人體尺寸數(shù)據(jù)設(shè)計方便人們可支撐依靠的設(shè)備方便人們的平穩(wěn)，保證乘客安全。（10）對于老幼病殘孕等弱勢群體的出行安全問題，大多數(shù)人認為應(yīng)該設(shè)有專用座椅照顧弱勢群體的出行安全，照顧其舒適度，避免意外事情出現(xiàn)。根據(jù)人因工程學(xué)要求，設(shè)計出舒適、安全、方便的專用座椅來適合弱勢群體。（11）除調(diào)查問卷中出現(xiàn)的情況外，被調(diào)查者還就火車硬

16、座車廂中的其他方面提出需要改進的方面：火車硬座內(nèi)的味道不好，特別是在夏天天氣很熱，火車內(nèi)通風不好的時候，火車內(nèi)總是有一陣陣的汗味，除此之外，有些不文明的乘客還把鞋給脫了，更造成火車內(nèi)氣味的不舒暢，不僅造成空氣中的壓抑，還使乘客的心情更加煩躁；有些人的乘坐時間比較長，手機或者MP3等其他用電設(shè)備不足以支撐到旅途結(jié)束，而又沒有帶移動電源或備用電池，因此希望火車上能設(shè)置充電插頭，以便在手機沒電又有工作或生活需要時能充電；兩邊座位中間的過道太窄，在人帶的行李較多或者體型較大時不易通過，有時會被卡在過道中間，不能通過，造成乘客的尷尬。過道大些不僅能使乘客順利通過，還能使乘客的活動空間增大，特別是在有站票

17、乘客的情況下；再有就是車廂內(nèi)的色彩設(shè)計，車廂內(nèi)的顏色時間看久了會使人感到疲勞和不舒適，座椅用的是深綠色，明度低，會使人聯(lián)想到堅硬的東西，一看到就產(chǎn)生一種對硬的恐懼，與內(nèi)心想要的舒適相沖突，從而產(chǎn)生心理疲勞，間接導(dǎo)致身體的疲勞，需要改進。根據(jù)如上所述的調(diào)研分析，我們針對以上問題進行改進。四、改善方案14 / 40火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計18 / 40、座椅的改善1.1 改善背景火車的硬座座椅的材料是用的鐵板焊接的支架，再在外面包一層人造皮革,鐵皮與皮革之間用海綿塞在其中。根據(jù)坐墊的壓力分布不均勻原則：座椅的坐墊上的壓力應(yīng)按照臀部不同部位承受不同壓力的原則來設(shè)計，即坐骨結(jié)節(jié)處壓力最大，

18、向四周逐漸減小，至大腿部位時壓力降至最低。得知，坐墊太硬，不符合坐墊的設(shè)計原則，人在上面坐久了就會疲勞。座椅的設(shè)計就是簡單的“T”字形，“T"字的尺寸為：中間的背靠垂直，高度75cm,背靠厚度為12cm,三人座位的長約140cm,寬約45cmo根據(jù)1989年圖11原有火車座位圖7月1日實施的GB10001988中國成年人人體尺寸得知，人坐在座椅上非常難受，原因有：1、背靠成直角，不符合人體脊柱S形曲線，容易造成受壓分布不均，時間久了就會疲勞，并且對人的脊柱造成損傷，腰部酸疼；2、背靠高度高于普通人的上身，乘客坐下后頭無法后仰，時間久了會造成頸部疲勞和損傷；3、兩排座椅之間，僅有50c

19、m左右的距離，很多乘客只有相互交叉著腿才能坐下，且是兩腿幾乎平座，影響人的下肢的血液循環(huán)，造成腿部麻木，時間久了就造成腿的疲勞和損傷。而本設(shè)計利用人機工程學(xué)原理，能最大限度使人不感到疲憊，具有安全舒適的優(yōu)點。能滿足人們出行舒適的需要，增加客流量。并且對現(xiàn)有椅子改造的成本也比較小。本次設(shè)計就是運用人機工程學(xué)原理使座椅不僅滿足人們的基本乘坐要求還要向舒適化、人性化發(fā)展，從而最大限度盡可能減少旅客出行的疲勞，使旅客的旅行更加舒適愉快。1.2 改善原理在長時間的列車運行過程中乘客的乘坐姿勢是不斷改變的，要求也隨之變化。為使坐姿舒適，座椅設(shè)計需要遵守以下基本原則：(1)座椅曲面符合人體生物力學(xué)要求，使座

20、椅能減輕人體脊柱形變壓力和臀部壓力，如可靈活調(diào)整頭靠、頸靠、肩靠、腰靠等。(2)座椅形狀滿足人體自然姿勢的需求，可通過座椅形體改變使乘客坐姿放松，如座面和靠背的傾角調(diào)整，座椅下部提供足夠空間便于放腳等。(3)座椅尺寸與人體相適應(yīng)，為保證座椅能最大程度適應(yīng)不同群體和特定個體的要求，應(yīng)以人體尺寸統(tǒng)計結(jié)果為座椅尺寸依據(jù)，取中間值并盡可能留出一定范圍照顧處于最大值或最小值的乘客自行調(diào)節(jié)，如座高、椅寬等。(4)座椅構(gòu)件設(shè)計和材料選擇應(yīng)合理。(5)牢固、穩(wěn)定，防止坐者傾倒、滑倒。1.3 人的坐姿狀態(tài)乘客處于坐姿狀態(tài)時，支持人體的主要結(jié)構(gòu)是脊柱、骨盆、腿和腳等。其中腰椎、能骨和椎間盤及軟組織承受著人體上半身

21、大部分負荷，同時還要承受彎腰扭轉(zhuǎn)等動作負荷。下圖可看到人體脊柱側(cè)面有四個生理彎曲：頸曲、胸曲、腰曲及舐曲。坐姿狀態(tài)的差異影響了身體對脊柱的壓力，為乘坐舒適必須保證人體處于正常生理曲線狀態(tài)，列車座椅應(yīng)全方位提供給坐姿人體頭部、頸部、背部、腰部、肘部、腿部和足部的合理支撐。圖12人體脊柱構(gòu)造正常的人體腰曲是微微前突的，為使坐姿下的腰曲變形最小，座椅應(yīng)在腰椎部提供支撐。無腰靠或腰靠不明顯會使正常的腰椎呈后突狀，腰靠過分凸出常在人體坐姿狀態(tài)下的第45腰椎位置高度處設(shè)置形狀合理的座椅腰靠弧面,在第56胸椎位置高度處設(shè)置肩靠曲形，同時在人體頸后配備座椅頭枕，在維持正常的椎曲形狀的同時能有效防止列車緊急剎車

22、或突然加速啟動時可能造成的乘客脊椎傷害。1.4 坐姿受力人體骨盆下面有兩塊粗壯的圓骨，叫坐骨結(jié)節(jié)，能比周圍肌肉承受更大的壓力。當座面呈水平狀態(tài)時，兩坐骨結(jié)節(jié)外側(cè)的股骨處于正常的位置未受壓迫，當座面呈凹形狀態(tài)時，會迫使股骨向上轉(zhuǎn)移而造成髓部肌肉承受反常壓力，人體會下意識涌動臀部或者求助肘部和肩部分散受力，從而引起不適。同時過軟的座面使腿部壓力過大，影響了大腿血液循環(huán)和神經(jīng)傳導(dǎo)而感到不適。座墊應(yīng)根據(jù)臀部不同部位承受不同壓力的原則來設(shè)計，即在坐骨處壓力最大，向四周逐漸減小，至大腿部位時壓力將至最低。右圖是座墊傾斜5°10。肘小小爭舊的加地"1分布曲封閉曲線為等壓力線，所標數(shù)字壓力

23、單位為kPa。火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計圖14坐姿人體尺寸401.5 人體尺寸數(shù)據(jù)獲取人體測量一般包括靜態(tài)人體尺寸測量，動態(tài)人體尺寸測量兩部分。在坐姿狀態(tài)下，乘客的身體重量主要由座位面來承擔，另一些則傳遞給靠背、扶手、地板或桌面等受力支撐物，因此坐姿人體尺寸測量是座椅設(shè)計的主要依據(jù)。下圖根據(jù)我國國標得到坐姿人體尺寸具體數(shù)據(jù)。坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)、齡分組與百分位數(shù)測量項目男（1660）女（1855）151050909515105090953.1坐高/mm836858870908947958789809819855891901工2坐姿頸椎點高/皿59961562465769170156357

24、95876176486573.3坐姿眼高/皿7297497617988368476786957047397737833.4坐姿肩高/mm5395575665986316595045185265565855943.5坐姿肘高/皿2142282352632912982012152232512772843.6坐姿大腿厚/皿1031121161301461511071131171301461513.7坐姿膝高/皿4414564614935235324104244314584854933.8小腿加足高/mm3723833894134394483313423503823994053.9坐深/mm40742

25、14294574864943884014084334614693.10臀膝距/mm4995155245545855954814955025295615703.11坐姿下肢長/mm89292193799210461063826851865912960975正常人著裝身材尺寸修正值項目尺寸修正量修正原因坐姿眼高/皿3褲高坐姿臂寬/皿13衣坐姿兩肘間寬/mm20衣小腿加足高/mm36褲厚鞋厚坐姿肩高/皿10衣火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計1.6具(1)座座坐深/皿3褲厚體尺寸設(shè)計：局設(shè)計高是地面全就坐后座面坐姿肘高/mm3褲厚足長/mm30鞋長上坐骨支承處的高度。按我國人體尺寸，可取38045

26、0nlm,略低于腿部膝關(guān)節(jié),有利于小腿著力于整個腳掌支撐起身體負荷。座椅選擇男性第50百分位作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計依據(jù)較為合理，人體尺寸數(shù)據(jù)均是在裸體或穿單薄內(nèi)衣條件下測量的，在設(shè)計時應(yīng)考慮功能修正量。根據(jù)坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)表，取男性小腿加足高第50百分位+功能修正量（小腿加足高）413mm+36mm=449mm。（2）座寬設(shè)計座寬即單人座面的左右距離，必須滿足臀部就坐所需尺度，以女性臀寬尺寸的第95百分位進行設(shè)計。列車座椅主要是兩人椅和三人椅，根據(jù)中國成年人體尺寸中的女性臀寬第95百分位數(shù)382nlm。二人椅時，取女性臀寬第95百分位數(shù)+功能修正量（坐姿臀寬）382mmX2+13mm=777mm,考

27、慮到克服人心理上的“空間壓抑感”等心理感受，再追加100mm的心理修正量即777mm+100mm=877mm。但考慮設(shè)計已超出實際座位長度，扶手的設(shè)計可以抵消人的心理修正量，最終尺寸為777nlm+180mm=957mm。三人椅同樣考慮到扶手寬度可抵消人的心理修正量，最終尺寸為1172nim+240mm=1410min。（3）座深設(shè)計座椅的深度要設(shè)計成使人的腰背自然地倚靠在靠背上時椅面前緣不會抵到小腿。按照我國成人的人體尺寸測量數(shù)據(jù)，椅子的深度取400430mm，因為火車是大眾的交通工具，所以極大值設(shè)計原則，硬座座椅深度取為430mm。（4）靠背高度19 / 40靠背一般由肩靠、腰靠、頭枕三部

28、分組成，肩靠高度應(yīng)達到肩胛下角位置,根據(jù)坐姿人體尺寸，取男性坐姿肩高第50百分位數(shù)十功能修正量（坐姿肩高）598mm+10mm=608mm,腰靠高度應(yīng)達到坐姿肘高左右，根據(jù)坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)取男性坐姿肘高第50百分位數(shù)+功能修正量（坐姿肘高）263mm+3mm=266mm0頭枕支撐頭部向后仰以減輕頸部肌肉受力，頭枕高度應(yīng)達到坐姿眼高高度，根據(jù)坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)取男性坐姿眼高第50百分位數(shù)+功能修正量（坐姿眼高）798inin+3mm=801mmo靠背整體高度為頭枕高度加頭枕修正厚度即801mm+50mm=851mm。（5）靠背角度增加靠背傾角能增強人體舒適感。靠背傾角越大，人體獲得的休息程度越高。

29、列車上，旅客大多處于休息狀態(tài)，如果傾角小于100°,使人感到疲勞；靠背傾角超過120°時，將占用后排旅客乘坐空間，影響正常使用。從脊柱正常形態(tài)來看，可調(diào)節(jié)范圍是105°135。,考慮到列車車廂空間大小及人體舒適度問題，采用背面斜度105。既達到人體舒適要求又節(jié)省空間。圖15坐姿角度（6）椅墊厚度與坐面接觸最緊密的是坐骨結(jié)節(jié)兩個點，在這兩個點周圍約250/范圍承受人體約70%的重量，所以人感覺臀部酸痛。若加上軟墊，可增加接觸面積，從而減少壓力分布不均。一般坐墊高度是20mm。（7）座間距座椅間距主要考慮乘客起坐方便、腿部舒適性以及人與人本身的近身距離45cm“20而

30、。但考慮經(jīng)濟可行性，如果是2+2,走道空間是大了，但遇到春運暑運走道上擠滿人會超載，情況會更嚴重，對行車安全及軌道地基是不利的；如果是3+3就沒法走道。所以，3+2是最科學(xué)合理的?；疖囉沧噹矫娴娜藱C學(xué)研究課程設(shè)計圖16改善后座椅圖（二）、熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)考慮人體立姿尺寸，方便大多數(shù)人群的使用，設(shè)備不應(yīng)過低，避免小孩無意碰到。采用水溫控制及自動感應(yīng)系統(tǒng)對熱水系統(tǒng)進行改進。取女性第95百分位數(shù)（手功能高）+功能修正量（站姿眼高）=757mm+36mm=783mm。人體立姿尺寸表年齡分組晶等數(shù)測量項目男(1660)女(1855)15105090951510509095眼高1

31、49114741495156816431664133713711388145415221579肩高124412811299136714371455116611951211127113331355肘高92595496810241079112887389991396010091023手功能高656680693741787801630650662704764757會陰高701728741790840856648673686732779792脛骨點高437444344094f4444T24513C3334410拽鼠埼眼翊施衣於充圖17熱水供應(yīng)的改善（三八茶I的改進將幾上可以放置旅客的食品。旦列車茶幾小

32、，靠窗火車在座位打間安置茶幾，的一邊大，可行道逐漸變小靠窗的旅客還可以趴在上彈息，對于靠行道的旅客就只有占在座位上休息了。運用人機工程學(xué)理論，改在茶幾，滿足大家的使用和休息k要。出于安全k考慮，把茶幾設(shè)計成折疊式I由于前面設(shè)計的一個椅面的寬度為398mm,兩人聯(lián)排的座椅，茶幾的中間一塊板長應(yīng)小于398mmX2=796mm,就取800mH1,寬度取350mm。這樣設(shè)計增加了乘客空間利用率,不用茶幾時可以折疊起來，便于乘客出入，而且茶幾寬度一致，便于所有乘客休息。（四）、火車照明設(shè)計25 / 400102030010經(jīng)過時間1分鐘0/SZ娠W室品莖V一界案小空段行整野古綠飛沙舊吊 /人用IW 覺山

33、皿川 683 Im w (555 run)魚 '懸圖17視網(wǎng)膜不同部位的適應(yīng)時間紫青節(jié)紫青總綠綠黃番斗黃»暗視覺八了飛fjI迎港A最大相對觀/,68覺靈敏度/'嗎-1725lm/w/望06.（5O7nm）/志0.4波長Cnm）圖18標準的相對視覺靈敏度根據(jù)眼睛的適應(yīng)來進行空間照明設(shè)計，眼睛要根據(jù)周圍的亮度進行適應(yīng)的現(xiàn)象與安全性和舒適性有很大關(guān)系，必須加以注意。白天坐在行駛的火車車廂內(nèi)的乘客，習慣了白天亮度，在進入隧道后，為了準確地看見物體，就要在入口內(nèi)一段不太長的區(qū)間內(nèi)大幅度提高亮度，以使眼睛能夠很快適應(yīng)。因此，在進行車廂內(nèi)照明裝置時要求運用亮度高的照明工具，雖然現(xiàn)在

34、火車車廂內(nèi)的照明裝置長時間開啟，但亮度很難符合人眼適應(yīng)的要求，必須改換亮度高的照明裝置。出于節(jié)能考慮，我們可以設(shè)計一種能夠感應(yīng)并且能計時自動調(diào)節(jié)亮度的智能照明裝置。當人眼適應(yīng)之后，大概lOmin的時間由這種專業(yè)照明工具自動調(diào)節(jié)降低其亮度，而在火車行駛出隧道后它又根據(jù)人眼適應(yīng)的特點自動調(diào)節(jié)亮度，使人眼能在明暗環(huán)境中自然過度適應(yīng)，以減少眼睛的疲勞。照明設(shè)計中需要注意的重點之一，就是燈光的顏色。燈光顏色用色溫來表示，在決定某一場所的燈光顏色時，主要考慮下述原因：照明的場所，在一天之中的不同時間段里使用的照明，色溫的選擇是不一樣的。根據(jù)這一要求，我們在進行火車車廂內(nèi)照明的設(shè)計時要考慮乘客平時的生活工作

35、習慣。在白天盡量使用適合工作活動的光，即使用最多的白晝光色燈，色溫為40005000K的白色；在夜間，就應(yīng)使用安靜穩(wěn)重的燈光，用色溫低的燈光照明，顯得明亮溫暖，使為工作家庭而奔走的人感受家的溫馨，在一定意義上消除旅途的疲倦感。（五）、車廂內(nèi)的色彩設(shè)計色彩對人是有影響的。色彩能引起人的情緒變化，實驗證明，令人賞心悅目的色彩，通過人的視覺器官傳入色素細胞以后，對神經(jīng)系統(tǒng)會產(chǎn)生良好的刺激，有利于人的心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)，在此過程中使人體分泌出某種有益于健康的生理活性物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)血液的流量和神經(jīng)的傳導(dǎo)，使人保持朝氣蓬勃的精神狀態(tài)；反之，雜亂刺目的色彩，會損壞人的健康和正常的心理情緒。不僅如此，人們對

36、色彩也是有偏好的。調(diào)查一下色的偏好，會發(fā)現(xiàn)人們普遍喜歡藍色和白色，不喜歡不鮮明的顏色。想有效地利用色的偏好，就要用平均色彩偏好的調(diào)查結(jié)果來進行色彩設(shè)計，而且要在使用該空間的人的色彩偏好調(diào)查的基礎(chǔ)上，慎重地進行色彩設(shè)計。通過評價實驗得到的三維顏色的印象如下圖。登1 J免234567樸素-t華麗樸素-T華麗圖19根據(jù)評價實驗得到的三維顏色的印象火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計由上述分析可知，喜歡藍色和白色的人群居多，從色彩對人情緒的影響可知，藍色有使高燒病人退燒和穩(wěn)定情緒的作用。就當前列車的車廂內(nèi)部顏色看來，墻體應(yīng)使用純白色，人看久了不會覺得疲勞。而列車的座椅用的是深綠色，明度低，會使人聯(lián)想到

37、堅硬的東西，產(chǎn)生一種對硬的恐懼，與內(nèi)心想要的舒適相沖突，從而產(chǎn)生心理疲勞，間接導(dǎo)致身體的疲勞。若換成明度較高的藍色，再配合座位的設(shè)計，給人一種柔軟感，使乘客一眼看過去就有一種心理的釋放，想要去享受那種穩(wěn)定的情緒，有效地消除旅途疲勞。最后是地板的著色，選用紅褐色，雖然明度較低，但該色彩容易使人血壓升高，不宜出現(xiàn)在人流量巨大且空間狹小的火車車廂內(nèi)，容易造成非受迫行的沖突，建議使用明度較低的藍色地毯，給人一種放松的舒適感，穩(wěn)定乘客的情緒，減少乘客之間的摩擦，使整個旅途變得愉悅輕松。（六）、行李架的改進現(xiàn)有的行李架存放物品不安全，且常出現(xiàn)物品墜落的情況。為避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，我們可以設(shè)計出一種帶有密碼

38、的封閉式行李架。密碼可以是磁條讀取式,根據(jù)火車票的實名制，每個人的數(shù)據(jù)條形碼不同，行李存取箱根據(jù)磁條讀取進行開閉。依據(jù)每個人的最終目的地，限定磁條密碼鎖使用時間，時間一到自動消磁。圖20改善后行李架圖（七）、火車中小推車的改進關(guān)于頻繁來往的手推車，人們會感到厭煩情緒。對于這種現(xiàn)象，我們可以設(shè)計一種遙控式送餐，點小吃，通過手控儀器輸出，信號輸入給火車列車餐廳,送餐車整點進行送達。點餐儀器可以是觸屏手寫式，在屏幕上寫下想要買的東西，乘務(wù)人員根據(jù)儀器信號進行送達。（八）、衛(wèi)生間的改進現(xiàn)有的衛(wèi)生間采用男女分位，男士衛(wèi)生間常?？諢o一人，而女士衛(wèi)生間卻是排著長長的隊。根據(jù)這一現(xiàn)象，我們把男女分位取消，根據(jù)

39、廁所顯示有無人,防止等待現(xiàn)象。# / 40火車硬座車廂方面的人機學(xué)研究課程設(shè)計(九)、火車車廂中的溫度改進9.1V影響分析(1)火車車廂空氣氣溫的控制存在很多弊端，溫度過高時會對人體造成很大傷害：高溫的影響類別熱指標總體影響極熱55C持續(xù)的熱暴露級可能引起熱中暑很熱4155C長期的熱暴露和/或體力勞動可能引起中暑、熱痙攣或熱衰竭熱3241匕長期的熱暴露和/或體力勞動可能引起中暑、熱痙攣或熱衰竭很溫暖27329長期的熱暴露和/或體力勞動可能引起疲勞(2)當車廂夜間溫度過低且持續(xù)時間過長時，人很容易著涼。9.2、具體改進措施(1)隨時監(jiān)控車廂總體溫度，適時調(diào)節(jié)車廂?？梢赃\用完全神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)(也

40、稱直接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，它包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性控制等。它的特點是其辨識、估計、計算、控制等都由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成的)來控制車廂的主空調(diào)。(2)火車車廂的行李架上可以模仿汽車的空調(diào)安裝方式，安裝輔助冷暖空調(diào)，乘客可以根據(jù)自己的需要調(diào)節(jié)局部溫度，以適合不同人群的各自需要。(3)改造車窗，運用外界空氣氣溫改善車廂溫度，每個車窗在加固防護網(wǎng)的基礎(chǔ)上，增加開關(guān)窗，當列車嚴重超員后空調(diào)效果變差，就打開車窗。為了方便旅客向車外瞭望觀光，車窗下半部的真空玻璃應(yīng)保持固定，只活動上半部分的玻璃。(4)車廂內(nèi)的溫控系統(tǒng)根據(jù)人體各個部位對熱舒適的不同感受程度來調(diào)節(jié)溫度，車廂溫度實行分級分層調(diào)

41、節(jié)。下表可以作為調(diào)節(jié)的參考數(shù)據(jù)。舒適條件下人體的皮膚溫度部位皮膚溫度CC)頭、胸、背、腹、臀34.6大腿、上臂33.0小腿、前臀30.8手、足28.6(十)、車廂內(nèi)部空氣質(zhì)量的改進根據(jù)相關(guān)調(diào)查表明，列車內(nèi)部空氣質(zhì)量是現(xiàn)行交通工具之中最差的。對全封閉型列車硬座車廂內(nèi)微小氣候的空氣離子濃度、可吸入顆粒物濃度和二氧化碳(CO2)濃度進行了檢測的結(jié)果為：空氣負離子濃度120270個/cm3；可吸入顆粒物濃度0310.46mg/m3；CO2濃度0.090.46%；單極系數(shù)1.042.07,車廂空氣質(zhì)量的檢出總合格率僅為14.3%o針對上述情況，我們提出以下幾點改善意見：1、改善車廂的通風換氣問題，可以通過改造車窗和增加天窗來實現(xiàn)。在每個車窗加固防護網(wǎng)的基礎(chǔ)上，增加一些開關(guān)窗；車廂頂部可以增設(shè)一些天窗。在列車行駛過程中通過打開車窗和天窗來實現(xiàn)車廂的通風換氣，來增加空氣的對流頻率和保證空氣的質(zhì)量。為了方便旅客向車外瞭望觀光，車窗下半部的真空玻璃可以保持固定，只活動上半部分的玻璃。2、提高車廂空氣的含氧量，可以在每節(jié)車廂配置一套供氧系統(tǒng)。當車廂氧氣含量力.較低和不足的情況時，可以開啟該系統(tǒng)以增加車廂的氧氣含量，保證乘客的氧氣需求。I3、在每節(jié)車廂安裝空氣凈化系統(tǒng)來改jE益善車廂的空氣質(zhì)量?？梢赃\用較為先進供