地铁电客车驾驶室人机工程设计研究

孙嘉

摘 要：健康舒适的驾驶环境有利于驾驶员保持愉悦心情，缓解作业疲劳，更加高效的驾驶，从而保障列车行车安全。本文针对地铁电客车驾驶室人机工程设计中的相关问题展开了探讨，从设计驾驶室的作业空间、驾驶室的操纵台与座椅以及驾驶室的环境等方面入手，分析了设计要点。以期改善以往驾驶室设计中的不足，为驾驶员提供一个更加合理的作业环境，最终推动我国相关技术的发展。

关键词：人机工程；驾驶室；地铁电客车

关于地铁电客车驾驶室人机工程方面的研究，我国还处于刚刚起步的萌芽阶段，还需要不断的借鉴发达国家的先进经验。但是随着相关科技的发展，地铁电客车驾驶室中新增了多种显示装置、操纵装置与电子设备，人机信息之间的交流也越来越多，因此对于驾驶室的设计也增加了一定难度。驾驶室人机工程的设计要求符合驾驶员的生理特征，为驾驶员构建健康、舒适的驾驶环境，缓解驾驶员的作业疲劳，从而保证驾驶质量，保证列车的安全运行。

1 驾驶室环境设计

客观的空间结构与理化条件即驾驶室内的环境，一个良好的室内环境能够缓解驾驶员的操作疲劳，使驾驶员拥有愉悦、轻松的作业心情。对于驾驶室室内环境的设计主要从以下几方面入手。第一，振动环境设计。为阻止振动的传播，需尽可能的采取措施减小或消除振动，将振动的危害降到最低。第二，噪声环境设计，主要以控制生源与减少传播为主。出于驾驶员工作环境的特殊性，在进行噪声环境设计时要注意分清噪声源，针对不同声源采取相对应的控制方法。第三，光环境设计。地铁电客车驾驶室若无良好的光环境，不仅会影响驾驶员的视觉健康，更是有可能对整个列车的运营安全造成威胁。杜绝炫光、光线质量与照度标准是需要注意的三点。仪表等照明光线不能刺眼；当断开总照明电路后，驾驶室内仍需要保持一定的亮度以方便驾驶员走动、观察；要避免直接炫光与间接炫光，利用灯罩、挡光板等遮挡炫光光线，利用LED光源代替高亮度的光源，同时更换反射面材质，增加视线与炫光源之间的夹角等；要确保所有灯具的照度满足要求，采用中性色或者冷白色的光源，作业面的临近周围的照度均匀度要大于0.5，操纵台照度均匀度最小值不小于0.7，操作台面显色最小照度不低于60lx，显色指数不低于80，其他作业区和通道的照明值在地板面上应保持在30lx，灯具发光表面基准轴1300mm处的照度要为120lx，并要利用遮阳帘遮挡强烈的自然光。

2 驾驶室操纵台和座椅的设计

2.1 驾驶室操纵台设计

显示装置和操作装置组成了驾驶室内的操纵台。信息显示装置在人机系统中占据中非常关键的位置，人们可以通过显示装置从听觉、触觉、视觉等多方面接收相关信息。在设计驾驶室操纵台时，要结合驾驶员的人体结构特点，充分考虑驾驶员的视野问题。地铁电客车驾驶员在驾驶操纵台上的作业时间是很长的，如果操纵台設计的不合理，在形状与尺寸上与人体结构特点不相符，就特别容易让驾驶员感觉不舒适，从而引起生理疲劳以及腕关节、腰、肩膀、背、肌肉、颈等处的疼痛。最适合驾驶员生理特点的操纵台应保持在720到750mm的高度，并且使台面与水平之间保持5°到18°之间的倾角，这样有利于为驾驶员提供更舒适的操纵环境。

2.2 驾驶室座椅设计

正确的驾驶姿势能够帮助地铁电客车驾驶员处于健康舒适的驾驶状态，有利于提高驾驶质量，对于地铁电客车驾驶员来讲，主要是采用坐姿进行作业，因此良好的座椅设计至关重要。驾驶座椅尺寸直接影响着驾驶员的坐姿，影响驾驶员的驾驶舒适度。驾驶员的生理结构特性依然是设计驾驶座椅时首要考量的因素。在设计座椅尺寸时，要充分考虑驾驶员的身型。我们亚洲人一般体型较小，因此座椅尺寸就应小些，而针对体型较大的欧洲人，驾驶座椅的尺寸就要大些。另外，为了满足视觉性与舒适性的双要求，还要精心设计座椅的诸多细节。在设计靠背高度时，要考虑到枕骨的位置，靠背要向后倾斜5°到15°，同时要考虑功能修正量，要选择50百分位的我国成年男女对座椅进行试座。座垫要有一定的倾斜度，应前高后低，座面一般要上倾5°左右。另外，在设计座椅时，还要预留一定空间，让驾驶员能够自由调动。当长时间的驾驶让驾驶员感到身体疲劳时，能够自由活动腿脚，放松长时间处于同一姿势的身体肌肉，从而更轻松舒适的继续驾驶作业。总之，对于驾驶室座椅的设计不仅要考虑座椅的美观、材质，更应该将符合驾驶员的生理结构特点放在设计首位。

3 驾驶室作业空间设计

驾驶室中的机器、被加工对象等所占的空间以及驾驶员操纵机器时所需要的活动空间等共同组成驾驶室的作业空间。在设计驾驶室作业空间时，要始终将驾驶员的感受放在第一位，坚持以人为本的原则。将驾驶室内的各种设备、设施的合理配置作为地铁电客车驾驶室作业空间设计的主要设计依据。为保证驾驶员处于正确、舒适的驾驶姿势，驾驶室的脚踏板要有15°到25°的倾角，以确保为驾驶员提供更舒适的支撑。前窗玻璃到驾驶座椅身后最近的物体之间的距离应控制在驾驶室纵向上最小距离为1500mm，驾驶室的高度要等于或高于2000mm。要最有效利用整个驾驶室的空间，协调设计空间尺寸，合理设计操纵台容膝空间。

4 结语

综上所述，对于地铁电客车驾驶室人机工程的设计要坚持以人为中心的设计原则，充分考虑驾驶员的生理特征，从驾驶室作业空间、操纵台、座椅、驾驶室环境等方面入手，精心设计，只有这样才能为驾驶员提供更加健康合理的作业环境，也只有舒适的作业环境才能提高作业质量，保证列车的行车稳定性与安全性。

参考文献：

[1]田福松，罗龙飞.基于人机工程学的汽车座椅设计研究[J].农机使用与维修，2014（10）.

[2]郭倩倩，李成兵，都国报.基于模糊综合评价的铁路客运服务质量研究[J].铁道运输与经济，2008（12）.