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地铁车辆内装设计关键技术研究

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：李永龙

[导读] 摘要：近年来，随着经济发展水平及大众环保意识的增长，地铁已成为人们出行的首选方式，因此如何发挥地铁车辆的优势，使其更加人性化、舒适化，实现“以人为本”已成为重要课题。

        身份证号码：62262119880313xxxx 江苏南京 210000
        摘要：近年来，随着经济发展水平及大众环保意识的增长，地铁已成为人们出行的首选方式，因此如何发挥地铁车辆的优势，使其更加人性化、舒适化，实现“以人为本”已成为重要课题。我国地铁内装设计起步较晚，通过运用人体工学原理，进行针对不同地域人群的生理、心理特点分析，可以提高我国地铁车辆设计水平，逐步赶超世界先进水平。
        关键词：地铁车辆；内装设计；人机工程学；技术研究
        1、我国地铁车辆设计发展现状
        地铁车辆的设计和制造在我国始于1959年。针对地铁车辆制造企业的激烈竞争，我国地铁车辆制造产业在坚持本土化道路的前提下，积极寻求与国外企业的合作以期实现产业提升。然而，在这些合资企业中，国外投资者占主导地位，而中国在汽车设计、原材料采购、车辆控制系统、车身组装和人体工程学设计等许多方面都较为落后。为了改变这种状况，我国主要的地铁车辆制造商已经开始开发和设计自己的地铁列车。传统设计的地铁车辆很少考虑人机工程的因素，由于国内地铁车辆的室内设计起步较晚，在各个方面发展并不完美，缺乏独立的研发设计团队，在地铁车辆的设计中，缺乏从人体工程学的角度考虑和设计理念，缺乏人文关怀。近年，我国已将人体工程学理论引入地铁车辆设计中，对于地铁车辆的设计发展来讲，将工业和艺术进行完美融合对其具有重大意义。
        2、人机工程学的研究内容
        对于从事地铁车辆内装的工程技术人员和工业设计师来说，人机工程学研究的主要内容包括：
        （1）人体特征研究：着重讨论地铁车辆在内装过程中与人体特征相关的问题。例如，不同区域人群的体型特征参数、身体感知特征、身体反应特征和在车厢内部环境中的身体心理特征。人体特征研究将地铁车辆内装的人性化设计作为最终目的，不断研发车体内装布局的合理方案。
        （2）内部系统整体设计：在确定地铁车辆内部空间整体大小的情况下，如何合理安排和布置各种内部设施。这些设计需要知识和数据作为支撑，应用人体测量学、生物力学等学科知识，以确保地铁车辆内部环境适合人体特点，人们可以在乘坐车辆时处于最舒适的姿态。
        （3）通过分析人体对于色彩感官冷暖度和心理因素，进行地铁车辆内外色彩的合理使用。
        （4）基于人机工程学设计的地铁车辆，需要调查人口目标区域的车辆运行情况，并获得此区域人群的身材尺寸、心理偏好、民族分布、老年人和残疾人的比例，从而为地铁车辆的人机工程学设计提供参考[1]。
        3、地铁车辆内装设计技术研究
        3.1地铁车辆车体主要部件设计
        3.1.1 地铁车辆车门数量、宽度和高度确定
        地铁车辆的运行效率受到了乘客上下车速度和所用时间的影响，而乘客上下车的速度和时间是由地铁车门的数量、宽度和高度来决定的。众多研究结果表明，乘客上车的时间具有阶段性，但当车门宽度固定时，乘客数量和上车时间成正比，但这也绝非简单的线性关系。通过调研目标区域的人口密度，可以合理设置地铁车门数量，将大大缩短乘客上车所需的时间。参考国内外地铁设计的实际情况，为新型地铁车辆设计4～5个单门是最为合适的。
        3.1.2 地铁车辆车窗设计
        地铁车窗关系到乘客乘坐的舒适性和车体外观的美观，是地铁车辆的重要组成部件之一。正常情况下，地铁车窗采用双层中空安全玻璃，为固定、透明、密闭的整体结构。为了保证乘客乘车时的观感和舒适度，在保证车体强度的情况下，应尽可能地将地铁车厢窗户设计得更宽。而窗口的高度，则应根据地铁车辆运行区间进行针对性分析，且窗口设计应沉稳大方，符合正确的比例。

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        3.1.3 座椅和扶手设计尺寸选取
        根据研究数据，在地铁车辆的各种室内装饰设计构件中，影响人体舒适度和安全性最重要的，是符合人体工程学的地铁车辆座椅，以及具有适当高度和厚度的水平和垂直扶手，及其在车身上的安装和布局。
        （1）坐姿两肘间宽：用以确定座椅两扶手间的宽度、无扶手座椅的宽度以及人体对座椅宽度的空间感。
        （2）臀部宽度：用以设计座椅面的最低宽度.如果采用的百分数较小，将使臀部宽大的人，无法就座。
        （3）坐姿肩高：用以确定无头靠座椅的靠背的最大高度。
        （4）坐姿肘高：用以确定带扶手的座椅的扶手距离座面的高度。
        （5）小腿加足高：用以确定座椅面的高度，尤其是确定座椅前缘的最大高度。
        （6）坐深：用以确定座椅的深度。
        （7）立姿垂直手握高度：用以确定地铁横扶手的最高位置。
        3.2 车体内装设计
        3.2.1 车辆内装布局
        地铁车辆的内部装饰部分很多，包括座椅、水平和垂直扶手、吊环、座椅两端安装的挡风玻璃、照明灯具、电加热器、车载视频终端的放置等。地铁车厢坐椅放置大部分采用水平和垂直两种模式。在人口较少的地区，建议采用水平排列模式；如人口密度较高，则最好采用纵向放置方式。扶手应固定安装在地板和天花板上，其布置方式有两种：在车体中间只安装一排扶手，这种布置方式可以防止乘客行走时头和扶手发生碰撞，单扶手不宜太靠近座位前部，以免影响乘客的舒适度[2]；在地铁车厢中安装两排扶手，扶手与座位之间的最短距离可以根据人体足部尺寸来确定，一般情况下两个扶手之间的间距设置为1000mm，以确保两名乘客在经过时不发生碰撞。
        3.2.2 地铁车辆内装部件设计中照明和色彩的使用
        （1）地铁车辆内部灯光与照明
        地铁车辆车内照明，在设计时应着重关注光通量，它可以定义为单位时间内通过的光量，单位为流明（lm），利用光电管可以对其进行测定。照明的效率被称为出光效率，其定义为单位功率产生的光通量，单位为流明/瓦（lm/watt）。光源的显色性即色彩渲染指数，是指由光源所表现出物体的特性，人体感觉到的色彩越明亮，就代表显色性越强，一般建议地铁车辆CRI值为80。
        (2) 色彩在地铁车辆内装中的作用
        颜色在决定地铁车辆舒适性方面起着非常重要的作用。色彩对乘客的影响是一个客观的问题，而色彩的象征和情感是色彩心理学中的重要组成，对人们的心理和生理有着重要的影响。颜色对地铁车辆的影响主要包括以下几个方面：温度感、轻重感、硬度感、收缩感和膨胀感、远近感、情绪等方面[3]。
        3.2.3 考虑弱势群体的设计
        地铁车辆内装除满足大多数乘客的乘坐要求外，还应关注弱势群体的乘坐体验。弱势群体主要是指老、幼、病、残、孕等乘客。在内装设计中，应考虑到这一人群的出行要求，设计出便于弱势群体的车厢座位、行走通道以及扶手等。
        结论
        地铁车辆中乘客乘坐的安全性和舒适性，均取决于地铁车辆内装设计水平的高低。本文主要对地铁车辆内装饰设计中的车门、车窗、座椅、扶手设计、照明和色彩的应用等结合人机工程学原理进行分析，通过分析研究，希望从理论和实践方面能够为地铁车辆内装设计提供更为全面的参考依据。
        参考文献：
        [1]赵毅.具有地域文化特征的地铁车辆内饰设计及研究[D].西南交通大学，2013.
        [2]刘丙林，胡安祖.广州地铁车辆内装设计[J].机械管理开发，2011（02）：42-44.
        [3]孙丽萍，王立国.地铁车辆内装设计人机工程学分析[J].大连交通大学学报，2010，31（02）：15-19.