列车座椅摆放角度与晕车的人因分析

162 摘 要：铁路高速化已成为当今世界铁路发展的共同趋势，而列车座椅舒适度也成为人们关注的重点，本文将从乘客座 椅的摆放角度出发，以高速列车作为研究背景，通过多种研究方法，分析座椅摆放角度与晕车之间的关系，最后得出舒适 的座椅摆放角度。 关键词：列车座椅摆放角度 晕车 人因工程 Abstract：The high speed of railway has become the common trend in the development of world railway nowadays. In view of which, the comfortable train seats attract more and more attention. This paper will start with setting the passenger seats in different angles and take the high speed train as research background. Through various research methods, the relationship of the seat’s angle and train sickness will be analyzed and the most comfortable angle of the seat will be worked out. Key words: train seat 's angle, train sickness, human factors engineering Internet 检索：http://www.artdesign.org.cn/ 列车座椅摆放角度与晕车的人因分析 Human Factors Analysis of Train Seat's Angle and Sickness 随着交通的发达，人们外出已习惯以车代步，然 而在调查中却发现有许多人却因为或轻或重的晕车病 而不能享受这种便利与舒适！于是在当前的车辆人因 设计方面，人的舒适度已被放到一个很重要的位置。 可人们在改进座椅设计的同时，却往往容易忽视座椅 的摆放角度问，虽有些厂商相应设计出了可旋转座 椅, 旅客可以根据列车走向而相应调整人体朝向,以此 减少晕车现象,但怎样的座椅朝向才是最佳的选择呢？ 下面就从晕车的原理出发，运用问卷调查法、访谈法、 仪记录法等研究方法、寻找列车座椅最舒适的摆放 角度。 1 导致人晕车的原因 晕车除了和人体的个体差异有关系以外还和人体 的前庭平衡器官有关系。好比眼睛的作用是视觉反应， 鼻子的作用是嗅觉反应一样，耳朵的作用就是产生听 觉，而前庭就是具有维持人体平衡功能的一个很重要 的器官，它可以感受到人体头位、体位的变化，借以 调整人身体的姿势，达到身体平衡。前庭就在耳蜗的 外面。 1.1前庭系统 前庭器官是直接感受身体运动和头部位置的感受 ∷李宗密 LI Zongmi ∷北京理工大学设计艺术学院 图1 前庭器官结构 163艺术与设计 器，如图1所示，它包括三个半规管、椭圆囊和球囊。其中三 个半规管则主要感受角加速运动的刺激，而椭圆囊和球囊主要 感受静止和直线加速运动的刺激，椭圆囊对水平方向的直线运 动反应敏感，球囊对上下垂直方向的直线运动反应敏感。当人 的体位变动或受到加速运动的刺激时，这种感受器就把感觉到 的冲动传至脑，人脑立即有神经冲动传向四肢肌肉、躯干，以 调整平衡。 1.2晕车产生的过程 正常情况下，前庭系统的活动很少为人们感受。但当交通 工具在运动时所产生的颠簸、摇摆或旋转等任何形式的加速运 动时，致使两侧耳石器对外力的作用发生不平衡反应，可导致 眩晕的感觉。加速运动不断地刺激人体前庭感受器，有时加速 度虽不大，但是由于长距离、长时间的作用，平衡器官可产生 累积刺激。 （1）部分人的前庭和半规管感觉敏感，在直线变速运动及 旋转变速运动时，传入冲动引起强烈的反应，造成姿势调节障 碍和眩晕。 （2）缠绕在迷路血管壁上的交感神经的纤维和血管运动有 关，并能影响迷路的血液供应，这样就也能解释为什么精神紧 张和焦虑时可能会出现眩晕。 （3）当车辆的各种加速运动对前庭器官的刺激过强时，皮 层下中枢过度兴奋，致使植物神经反射紊乱，影响自主神经系 统，使交感神经通路活动增加，引起面色苍白、出冷汗、恶心、 呕吐等症状。 1.3改变坐向可防晕车 有些人出外旅游或出差乘坐火车时，常会出现头晕、恶心、 呕吐、站立不稳等晕车症状。产生晕动症的原因在于内耳的迷 路部分受外界环境动摇振晃的刺激，引起半规管内淋巴液的不 规则流动，反射性地引起一系列晕动症的症状。 这时，改变一下坐向，则可以有效地防止晕车的发生。一 般的做法是：上车后，选择左面靠近通道的座位，使自己的坐 姿面向车厢的右侧，也就是说要使身体的左侧朝前，而使颜面 躯体面向列车右侧，背部向着列车的左侧，身体的右侧向着汽 车的后部，此时列车前进的方向就与胃的蠕动方向不矛盾了， 这样就不致向上方抛动而诱发呕吐了。 但怎样的调整角度才是最佳的选择呢，于是便设计了以下 的实验。 2. 实验设计 为了获得列车座椅摆放角度对乘客晕车影响的第一手资料， 针对性地设计了以下几个试验：问卷调查、跟踪访谈、仪表记 录法等，然后对收集的问卷及跟踪数据进行整理归类，采用多 元回归统计分析的方法，对各个因素进行归类和相关分析，找 出影响晕车的主要因素，最终得出最佳的列车座椅摆放位置。 2.1问卷调查 实验目的：列车“晕车现象”的调研 实验对象：不同年龄、性别、职业，不同身体素质的有过 晕车经历的人。 采访标准：你是否有过乘坐列车晕车的经历？ A 是； B 否（答案为A者为采访对象）。 实验方式：问卷调查（发放问卷120份回收100份，其中 男63人，女37人）。 调查问卷统计结果 被调查者对可旋转座椅的感受： 调查问卷小结 通过对曾有列车晕车史的人的问卷调查，可以得出这样的 结论：改变列车座椅的旋转摆放角度可以在一定程度上缓解晕 车的状况，收到很好的效果；但这种问卷无法获得最佳乘坐旋 转角度的具体数据，故仍需要进行详细数据的收集。 2.2访谈记录法 为找出一个较好的列车座椅摆放角度，依据人机工程学 实验方法，设计了下面这个跟踪访谈记录实验，通过乘坐者 的亲身体验来获得最有利于防止晕车的座椅摆放位置，实验 内容如下： ⑴实验对象 分为三小组：①不晕车的人；②偶尔晕车的人；③每次皆 晕车的人（每组9人）。 ⑵实验器材 从北京开往上海的高速列车、标准人机可旋转座椅、记录 板、角度测量仪器等。 试验用高速列车基本资料： 单节车厢规格：长24.5m（车头26.75m）、宽3.38m、高3.65m 164 最高营运速度：300km/hr 起动加速度：2.0km/h/s 座椅配置：标准车厢2+3（每排5个座椅）、头等车厢2+2 （每排4个座椅） 座椅宽度：标准车厢1,040mm、头等车厢1,120mm 车体材质：一体成型双层铝合金 选用列车旋转座椅的几何参数： ⑶实验变量 ①自变量 座椅摆放位置，设八个固定区值变化方位，分别为正方向、 反方向、00～450，450～900，900～1350，1350～2250，2250～2700， 2700～3150（以列车行驶方向为正方向，顺时针方向为正，受测 者可在允许区值内调整座椅角度，由仪表记录角度变化）。另设 一个任意角度，由受试者依据身体状况自由调整方位，仪表将 纪录其角度变化。 ②因变量 受测者自身感受；包括列车运行过程中的晕车感受，受测 者自身身体状况及乘车前的饮食等。 ③控制变项 列车启动加速度，匀速行驶速度，拐弯时加速度和路况等 情况。 ⑷试验安排 ①准备阶段 受试者坐入车厢座椅，每人一张纸和一支笔，从列车开始 启动时记录自己身体感受。 ②访谈记录、录制阶段 记录拍摄人员跟踪整个过程，并在列车变速过程中，与受 访者进行交流，了解乘坐者心理及生理的感受变化，录制访谈 影像资料，并记录各个受试者的仪表角度值，进行对比分析。 ③特殊路段记录 在列车时速超过200 km/H（区分不同时速对人的影响）时， 本组九名成员可以自由谈论各自感受，记录高速运动下不同座 椅角度带来的不同反应； 在列车拐弯时，重点记录由于离心力造成的不同受试者的 感受； ⑸实验分析 ①填写表格 （受试者填写各自感受，如：没感觉、轻微不适、有点头晕、 不适加重、头晕加重、有所好转等等） 根据测试结果绘制受试者感受曲线图： 受试者1 感受曲线图 为了排除身体状况的个别差异性给试验带来的影响，故又 设计了同一个人在同一把座椅上，坐在不同的旋转摆放角度时， 其对晕车的反应，以避免因个别差异对实验造成影响。 ②仪表数据整理 对比分析不同区值内座椅角度变化给受试者带来的不同反 应，从而将最佳乘车座椅摆放角度锁定在一个大概的区域内， 为有效防止晕车现象提供数值依据。 ⑹跟踪访谈小结 从三组受试者的乘车感受可以得出：当我们乘坐列车时，若 发生旋转或转弯，在角加速度的影响下人们往往容易产生晕车现 象；同样当乘坐列发生直线加(减)速度变化，如列车启动、加减 速刹车、转弯时、车体晃动、颠簸时，则会出现较明显晕车症状。 在外界条件一样的情况下，当人们调节座椅的不同位置时，其 对晕车的影响也是不同的。通过实验结果的对比分析，时刻保持自 己的座椅方向朝向列车运动方向可以有效的预防或减缓晕车的发 生。其中少许的将座椅摆放位置与正方向呈一个小角度，如列车左 侧座位向车厢的右侧旋转50～100，会给人带来较舒适的感觉。 3. 实验结论 晕车现象跟许多因素有关，除了客观的列车振动频率、座 椅受振率、列车内部环境（如空气异味）、路面行驶状况等因素 外，还与个体的视觉、体质、精神状态等有关系。人们在努力 改进座椅乘坐舒适度时，却往往容易忽视座椅的摆放位置问题。 通常的做法是以在一定的空间内尽可能多的摆放座椅数量为原 则，而不是从列车座椅摆放角度与晕车的人因分析出发，得出 最适合人乘坐的位置角度。 从上面设计的实验与分析结果可以看出，最佳座椅排布方 式为，在列车行驶过程中，时刻保持自己的座椅方向朝向列车 运动方向可以有效的预防或减缓晕车的发生。其中少许的将座 椅摆放位置与正方向呈一个小角度，如列车左侧座位向车厢的 右侧旋转50～100，会给人带来更舒适的感觉。∷ 参考文献 [1] 石进. 眩晕. 中国乡村医药杂志，2003.3. 第10卷第3期：3～4 [2] 彭惠民译. 改善摆式列车的乘坐舒适度. 译自《RRR》，2005.No1：32～35 [3] 吴礼本,王其利. 国外铁路高速列车[M] 北京：中国铁道出版社，1994 [4] 甘仲霖，苏红卫，张青碧，陈志群，郑燕. 与晕车有关的汽车内环境因素研究. 泸州医 学院学报，2003年第26卷第4期 表一：受试者感受测试结果 未启动 刚启动 时速低于160 160-200 高于200 拐弯处 减速时 停止时 头晕加重 有点头晕 轻微不适 没感觉