地铁车厢的人因学分析及改善 - 图文(3)

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图13 人体脊柱构造

4.研究所用尺寸

人体测量一般包括静态人体尺寸测量、动态人体尺寸测量两部分。在坐姿状态下，乘客的身体重量主要由座位面来承担，另一些则传递给靠背、扶手、地板或桌面支撑物，因此坐姿人体尺寸测量是座椅设计的主要依据。

表2 需要的人体尺寸数据 单位（mm）

年龄分组 与百分位数 测量项目 坐高 坐姿肩高 坐姿肘高 坐姿大腿厚 坐姿膝高 小腿加足高 坐深 坐姿下肢长 坐姿臀宽 836 858 870 539 557 566 214 228 235 103 112 116 441 456 461 372 383 389 407 421 429 892 921 937 284 295 300 908 598 263 130 493 413 457 947 631 291 146 523 439 486 958 659 298 151 532 448 494 789 809 819 855 891 901 504 518 526 556 585 594 201 215 223 251 277 284 107 113 117 130 146 151 410 424 431 458 485 493 331 342 350 382 399 405 388 401 408 433 461 469 826 851 865 912 960 975 295 310 318 344 374 382 1 5 男（16～60） 10 50 90 95 1 5 女（18～55） 10 50 90 95 992 1046 1063 321 347 335

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表3 正常人着装身材尺寸修正值

项目 坐姿眼高/mm 坐姿臀宽/mm 坐姿两肘间宽/mm 小腿加足高/mm 尺寸修正量 3 13 20 36 10 3 3 30 修正原因 裤高 衣厚 衣厚 裤厚鞋厚 衣厚 裤厚 裤厚 鞋长

坐姿肩高/mm 坐深/mm 坐姿肘高/mm 足长/mm 5.具体尺寸设计

(1)座椅宽度

座椅的宽度和座椅的深度共同决定了座椅的支撑面大小，实现座椅的基本功能。座椅的宽度需要保证人体臀部有足够的支撑且在臀部两侧有一定的活动空间，以方便调整坐姿。其尺寸主要依据主要是根据人体坐姿臀宽来决定的。为了能够适合于大多数人，尺寸应选用较高的百分位数据。以坐姿臀宽为参考，女性的尺寸高于男性，所以可以采用95%百分位的女性臀宽测量值382mm为参考标准，加上人体着衣肩宽和臀宽修正量13mm，座椅的宽度应大于395mm。另外纵向布置的座椅是以6人椅为一个单元的设计，一个单元总的宽度尺寸范围是由车厢的尺寸限定的，B型地铁车辆提供的一个单元的宽度的尺寸是2580mm，所以在这里我们取值430mm。

(2)座椅深度

座椅深度是从座椅前缘到座椅中心水平面上的距离。座深一方面需要能够提供适宜的面部来支撑臀部。尺寸过大或过小都会影响生理上的舒适性。若座深尺寸过大，乘客背部无法以正常曲线靠在靠背上，靠背就会失去其功能性，且乘客的膝膕处会受到压迫；若座深尺寸过小，乘客大腿前沿的软组织不能接触到座椅前沿，由于得不到支撑而会产生压迫和不适的感觉。座椅深度可以取成年女性和男性坐深的第50百分位数值433-457mm，加上坐深的功能修正量3mm。因此座深的参考取值范围是436-460mm。在这里取450mm。 （3）靠背倾角

靠背倾角是指座椅的坐垫椅面与靠背之间形成的夹角。根据现在有关座椅的一些人机工程学研究表示，靠背倾角在95度-115度范围内是处于比较舒适的状态，而，地铁座椅有短途行程性质，它应该处于一种相对舒适性，所以可在这个范围内选择倾角度较低的数值，在这里取100度为宜。

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图14 靠背角度

（4）靠背高度

靠背高度是与人体相接触面的靠背根部到靠背上缘的垂直距离，主要受人体的坐姿肩高的影响。选取女性坐姿肩高第5百分位数和男性坐姿肩高的第50百分位数约值为518-598mm，加上坐姿肩高功能修正量10mm，参考尺寸范围约528-608mm，但是纵向地铁座椅是靠车窗进行安装的，且一般座椅应低于车窗位置，这里还需考虑到车窗的高度，根据实地测量，车窗高度为870mm，而地铁车辆主要针对短途行程，可以不需要像高铁座椅的足够舒适性。因此，结合车窗高度以及椅面高度的尺寸来说，地铁座椅靠背的最佳高度应为420mm。

图15 改后座椅图

6.改善座椅材料的舒适度问题

（1）温度

哈尔滨的地铁在座椅下面安装了电加热器，冬天时能够缓解座椅的冰凉感。塑料的导热性比较差，温度变化比较小，人类的恒定体温比较适合温差变化小的材料，所以对地铁座椅来说使用塑料材料很合适。

（2）硬度

硬度是人对材料舒适度评价的一个重要因素。从触感上来说，人触摸到坚硬

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的材料时在潜意识里会有一种存在着危险的概念，而接触到柔软材质会消除这种危险性，觉得舒适安全。可见，人对硬度的舒适感知更多的来源于柔暖的材料。在前面提到，地铁座椅应该是相对舒适的，若材料如沙发式的柔软会让乘客处于过于放松的状态且不利于高峰时段的承载作用，必定会起到反作用。因此，在材料的选择上应该是硬度较为适中的，我们觉得在地铁塑料座椅的表面加上有些厚度的纺织材料的椅垫比较合适。

那么椅垫的厚度是如何选择的呢？

我们知道与座面接触最紧密的是坐骨结节两个点，在这两个点周围约250平方毫米范围承受人体约70%的重量，所以人感觉臀部酸痛。若加上垫，可增加接触面积，从而减少压力分布不均。一般坐垫高度是20mm。而且，座垫的倾角会影响臀部的压力分布。座垫应根据臀部不同部位承受不同压力的原则来设计，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减小，至大腿部位时压力将至最低。下图是座垫倾斜5°～10°时较为理想的座垫体压分布曲线，其中各封闭曲线为等压力线，所标数字压力单位为卡帕。

图15 体压分布曲线

图中可看出，5度倾角的压力主要集中在坐骨结节周围，可见5度的倾角是可行的。

（3）光滑度

人的触觉对材料的光滑是十分敏感的，材料表面细小的肌理变化能够对皮肤产生刺激形成光滑或粗糙的感觉。对地铁座椅来说，光滑固然能带来整洁、流畅的视觉感，但是在乘坐过程中过于光滑的椅面会影响乘客乘坐时的稳定性，从而影响到触感的舒适性。

地铁座椅塑料材料在没有肌理变化的情况下平滑度相对较高，就极易造成乘客向下滑动的情况。而加上一层纺织材料就会有一定的粗糙感，带来的舒适稳定性也相对较高。

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图16 椅面类似图

（二）改善车厢内部扶手、拉手的人体尺寸

1.改善背景

由图2、3和图10、11可知，地铁车厢内的扶手及栏杆基本上为无变化的竖直和水平布置，不能满足不同身高乘客的需求。靠近竖直栏杆的乘客相对好些，无论身材高矮都还“有杆可拉”，远离竖直栏杆的乘客就只能拉水平栏杆，常会出现身材较小的人够着费力，甚至够不着的情况，而身材较高的乘客在抓握相对较低的栏杆时也会出现“使不上劲”的情况。这就导致较高或者较矮的乘客在手握水平栏杆时都容易产生疲劳，在地铁开停的过程中可能会造成腕部拉伤。即便设置了拉手，在高度方面也还需重新改进。

2.改善原理

对扶手的改进，可以包括许许多多的方面，为了使每位乘客都能舒服的乘坐 地铁，我们设计地铁扶手应遵循以下原则：但由于知识的限制与技术的不可实现性，本文只针对前文提到的背景对地铁扶手进行改进。 （1）不碰头

所谓的“不碰头”就是防止人在内站着、坐着或起身时，头碰到扶手或横杆而导致人受到的不必要伤害。对于高个子而言，目前的公交车扶手经常导致碰头现象，往往为了不碰头而弯腰低头，长期如此，可能导致人的心情不好，对于经常坐地铁的人来说更可能导致颈椎等的疾病发生，故而保证地铁扶手不碰头是地铁扶手改善的必要步骤。

（2）抓得到

同样，在不碰头的基础上，我们设计扶手的目的就是用来抓，所以抓得到同样是一个必须考虑的问题。地铁出事故，其中有一部分就是因为有的乘客个子小，抓不到扶手，而导致在地铁开停时立姿不稳，摔倒或压在其他乘客的身上，从而引起了受伤事件的发生。

（3）抓握舒服

在人机设计中，人体舒适度也是一种必需考虑的因子。可以想象，哈尔滨的冬天异常寒冷，虽然每节车厢内设有两台大功率的空调，但也难抵严寒，冰冷的

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