动车组座椅设计研究

发表时间:2021/6/4   来源:《科学与技术》2021年第29卷5期   作者:刘德龙,隋强
[导读] 随着旅客对交通工具乘坐舒适度的要求日渐上升,乘坐舒适度开始成为影响高速列车设计和保障客运市场
        刘德龙,隋强
        中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东青岛,266111
        摘要:随着旅客对交通工具乘坐舒适度的要求日渐上升,乘坐舒适度开始成为影响高速列车设计和保障客运市场的重要因素。本文简要介绍了动车组座椅的设计理念,能够为相关从业者提供一定的参考。
        关键词:动车组,座椅,设计理念
        1.研究背景
        从世界铁路发展历程来看,铁路经历了大建设,也经历了低潮期,随着能源危机和环保等问题的凸显,高速铁路为铁路旅客运输产业带来了新的生机。各国的经济刺激从某种程度上推动了世界各国的高铁建设,人类对高速、安全、舒适、节能问题的重视也为高铁发展提供了契机。世界正在迈入高铁的新一轮建设高潮。随着经济发展和社会进步,我国铁路面对更为激烈的客运行业市场竞争,研究和提升列车乘坐舒适度,对进一步拓展和稳固铁路客运市场,发挥铁路巨大效益优势也受到学术界和实业界的重视,因此研究乘坐舒适度的相关因素与影响机制也显得尤为重要和迫切。
2.乘客行为调查
        通过对乘客行为调查发现,目前绝大多数旅客认为乘车只是一个漫长的没有任何意义的时间消耗过程,从上车的一刻起到抵达目的地,大多数旅客会选择睡觉会或者被允许的活动,如看电影、打牌、看书、聊天,但第一个选择最为多见,也被认为是最好的乘车方式,但由此带来熟声和睡眠不雅观问题需要在座椅设计中加大分析。
        随着乘车时间的增长,旅客的疲劳感和烦躁感逐渐增加,这时候旅客会选择改变身体姿态或行为来缓解负面情绪和感受。常见的是改变坐姿,尤其是腰腿部的伸张状态,可能从端正改为仰躺或斜倚状态,有的旅客甚至想将脚放平到与座椅坐面的同一高度,比如盘坐或水平伸直,当这些姿态不能被满足时,旅客有可能会选择站立一会或在车厢内走走看看,以便缓解疲劳单调、活动筋骨。
3.座椅设计理念
        现代人们对列车座椅的评价,不只是满足于外形美观华丽,更重视人的因素,例如舒适的座姿、轻便的操作体位、合理的体压分布等。座椅作为列车的重要组成部分,直接关系到列车的乘坐舒适性,并影响人们对列车的评价。座椅应考虑人机工程学设计,座椅基本尺度是由人体相邻关节的距离及每个关节的角度来确定,对于成年人来说,线度一般是稳定不变的,由于不同国家人的身高、体重、心理、行为等差异使得高速列车座椅设计尺度不能形成统一的国际标准,但对人体关节角度的研究和座椅在其可变的范围内存在最佳区间,国际上己趋于基本共识,并在此研究基础上建立起本国人体数据库与座椅尺度参考系。座椅设计不仅与疲劳和舒适有关,而且对人的健康有着密切关系,座椅设计应根据中国人生理特征和现代中国人生理尺寸,并结合车辆等级不同进行合理设计。
4.座椅设计
        靠背曲线设计
        人体主要靠脊椎支撑,乘坐状态下脊椎的相应位置应该得到力量的支撑,否则人就会产生疲劳感。目前,列车座椅的靠背重要在两个方面不能满足该要求,一是人体腰部位置得不到支撑,二是颈部得不到足够的支撑,尤其是人在需要休息的时候更是如此。不少旅客认为脊柱,尤其是颈椎、腰椎在乘坐中感觉没有适应的支撑面,乘坐稍久便感觉腰部酸痛。人体受力对靠背曲线的要求,需支撑的部位如图1-a所示,其中深色箭头表示人体的自重,浅色箭头表示座椅的支撑力。参考人体在乘坐状态下的受力情况,可将座椅的靠背曲线设计的如图1-b所示,以满足支撑的要求。


5.结语
        座椅是动车组列车对旅客的承载工具,直接起到支撑人的身体同时缓冲人与车振动的工具,乘客与动车组列车接触最多的部件就是座椅,乘客对动车组列车运行平稳性的评价大多是通过对座椅的感受做出的。作为动车组列车车厢中最重要的设施,座椅设计的是否合理直接影响到乘客在乘车过程中的舒适度。本文主要主要从人机工程学方向对动车组座椅设计进行阐述,以期能够对相关从业人员有所帮助,更好的进行动车组座椅研究,提升动车组列车的乘坐舒适性。
参考文献:
[1]赵慧,王成强,王剑博,吴楠.标准动车组座椅人机工程分析及性能仿真[J].大连交通大学学报,2019,40(06):31-35+41.
[2]赵慧,董涛涛,周鑫弘.城市双层动车组座椅人机工程学分析[J].城市轨道交通研究,2018,21(02):75-78.
[3]陈祥,徐伯初,张卫华.高速列车座椅舒适度优化[J].西南交通大学学报,2009,44(06):906-911.
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