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摘要：当前，我国城市交通系统逐步完善，为进一步减轻交通压力，地铁轨道工程建设力度持续加大，地铁事业得到快速发展，对地铁车辆内装设计水平提出更高要求。单传统设计技术体系存在设计手段单一、设计理念滞后的问题，无法满足地铁使用的迫切需要。基于此，为进一步提升地铁车辆内装水平，本文对地铁车辆内装设计的关键技术进行探讨，依托人机工程学，阐述地铁车辆内装设计的技术要点，藉此推动地铁车辆内装设计体系的优化创新。
关键词：地铁车辆；内装设计；关键技术；要点
一、地铁车辆内装设计的关键技术
1、模块化设计
模块化设计是将原本复杂系统细分为若干数量具备扩展叠加属性的模块，根据实际需要将各项模块组合处理来构成整体方案的一种设计技术。在地铁车辆内装设计领域中，模块化设计价值体现在降低设计难度、提高设计效率、推动地铁车辆标准化发展、减少地铁车辆运营使用成本与维护工作量等方面。例如，在降低设计难度方面，经过细化拆分与组合处理，可以将地铁车辆内装方案中的原本数千零部件集成为数十个模块单元，设计师分别制定各模块单元的设计方案，再将多套设计方案进行叠加整合处理，在深化设计期间解决方案之间存在的技术性问题与冲突矛盾即可，如调整处于相互重叠状态的部件安装位置与规格尺寸。如此，设计师仅需掌握各处模块单元间的关系即可，无需全面了解数千个零部件之间的空间状态与内在关系。
例如，西门子公司在其设计的巴黎轻轨车辆内装方案中，采取内装模块化设计技术，将轻轨车辆内装结构划分为照明系统、顶棚盖板、扶手指示牌、座椅系统等十余个模块单元，再将各模块单元的设计方案进行优化整合处理，在短时间内完成了车辆内装设计工作。与此同时，业主在提出全新设计要求时，可以直接对所属模块单元的设计方案进行调整，如调整照明系统中的照明灯具品种与布局方式，解决相关方案的边界结合与兼容问题即可，无需对整体设计方案进行变更设计。
2、被动安全设计
在地铁车辆行驶期间，受到外部环境、设施设备故障、错误调度指令等因素影响，偶尔出现车辆碰撞事故，导致乘客身体碰撞受损。而在传统地铁车辆内装设计体系中，虽然有效兼顾了车辆内部空间的装饰效果与功能实用性，但却没有重视乘客安全防护与防碰撞设计问题。如此，在车辆出现碰撞事故时，乘客不但会受到冲击性荷载等外部作用力的影响而出现一次碰撞，同时，还会与车辆内部零部件及配套设施进行不当接触而承受二次碰撞，致使碰撞事故受损程度加剧，产生不必要的人员伤亡。
因此，在现代地铁车辆内装设计方案中，必须应用到被动安全设计技术，采取优化车辆车厢总体内装布局、大量使用生物缓冲防撞部件、调整座椅间距等设计措施，起到减轻乘客二次碰撞所造成损伤的效果，避免乘客因二次碰撞引起致命伤害。例如，可选择在地铁车辆中设置柔性的扶手拉环吊带，在出现碰撞事故时，乘客通过拉紧扶手拉环吊带，可以抵消静止站立乘客获取的一部分加速度，帮助乘客保持自身姿势平衡状态，避免出现乘客在高度合成加速度条件下猛烈撞击车门、车窗、座椅等装置而造成严重损伤。
3、人机工程学设计
在地铁车辆内装设计领域中，人体工程学设计是通过调查乘客形态特征参数、反应与感知特性、心理特征，在其基础上优化调整车辆内装布局结构，以及座椅、扶手等设施规格尺寸和分布位置，帮助乘客保持舒适、安全姿态乘坐地铁车辆的一种技术手段，起到改善地铁车辆舒适性、缓解乘客生理心理疲劳、提高车辆内部空间利用率的作用。例如，当前在部分型号的地铁车辆中，纷纷在车辆内装方案中设置新型的铰接式座椅，乘客可以根据自身的形态特征来调整座椅姿态，保持向后倾斜等较为舒适的姿势，避免因长时间乘车而产生疲劳感。
与传统类型座椅相比，铰接式座椅结合了板式座椅与可躺式座椅的一部分优点，在不改变座椅间距的基础上，向乘客提供较为舒适的乘车体验。
二、地铁车辆内装设计技术要点
1、人体尺寸百分位数选取
为充分发挥人机工程学设计技术优势，在前期准备阶段，需要持续采集乘客群体的人体形态特征参数，确定平均值，将其作为设定座椅、车门、车辆等部件尺寸的主要依据。根据相关调查结果显示，我国东北与华北地区的男女身高平均值分别为1693mm与1586mm，男女体重平均值为64kg与55kg，男女胸围平均值为888mm与848mm。而我国东南地区的男女体重均值为59kg与51kg，胸围均值为865mm与831mm，身高均值为1686mm与1575mm。此外，在选取人体尺寸百分位数时，除平均原则外，还应遵循地域原则、安全原则、可调原则与极限原则。
2、车体主要部件设计
地铁车辆内装结构中的主要部件与设计要点如下：第一，地铁车门。提前做好乘客密度调查工作，准确预测早晚高峰时段与特殊情况下的密度值，结合列车调度运行方案，合理设定车门数量与车门宽度值。例如，我国早期研制的DK8型地铁列车采取单侧3车门的设计方案，车门有效开度为1200mm。近年来，随着客流量、乘客密度、成年男女人体最大肩宽平均值的变化，在新研制的DK20型地铁列车中，选择将单侧车门数量增加至4个对拉侧开门，将车门有效开度由1200mm变更为1300mm。第二，车窗设计。在早期研制的地铁车辆中，普遍采取双层中空透明玻璃的设计方法，但由于尺寸比例与安装高度设定不当，乘客容易形成局促压抑或是空旷失落的负面心理情绪。因此，需要根据乘客平均身高来调整车窗安装高度与车窗地板间距，我国成年男女在正常站立时，最高与最低视野范围和视觉中心线分别为水平线上25°与水平线下35°，将车窗安装高度控制在最高最低视野范围内。第三，座椅尺寸设计。根据人体形态特征参数与人体尺寸百分位数来设定座椅的坐面宽度、扶手高度、扶手断面尺寸等参数。例如，在设定无吊环横扶手高度时，根据相关调查结果显示，我国18-60岁年龄段男女第5/50百分位立姿垂直手握高度为1869/2003mm与1741/1860mm，99百分位男女平均身高值为1814mm与1697mm。在内装设计方案中，要求将横扶手中心线高度控制在1850mm左右，将扶手断面尺寸设定在35mm左右。
3、内部照明设计
在内部照明设计环节，设计师在已知工程资料基础上开展照明仿真实验，模拟多套方案的地铁车辆内部照明效果，根据仿真实验数据来确定光通量、照度、出光效率、显色性、光线对比度等主要参数的最佳值，将其作为照明灯具选型、照明布局设计、设定灯具分布位置与间隔排距的主要依据。例如，在照明灯具选型环节，地铁车辆的色彩渲染指数（CRI）最小值为80，而自然日光的显色指数为100，需要将灯具显色指数作为主要选型依据，要求配置CRI在80-100范围内的灯具，如果色彩渲染指数未处于这一区间范围，将出现“变色”、“失真”状况。因此，应在车辆内装方案中，优先配置高显色荧光灯、高显色金属卤化物灯、氙灯，这三类灯具的显色性指数分别为92、92、94。
结语：综上所述，为加强地铁车辆内装设计质量，向乘客提供优质的乘车服务，切实满足不同群体的乘车需求。因此，制造企业必须对地铁车辆内装设计技术开展深层次研究工作，将人机工程学与人性化理念作为设计核心，全面掌握车辆内装设计要点，为地铁车辆内装结构的创新优化持续积累设计经验。
参考文献：
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