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基于CRH6型城际动车组的座椅研究

来源:六九路网
2016年4月 高速铁路技术 No.2,Vo1.7 Apr.2016 第7卷第2期 HIGH SPEED RAILWAY TECHNOLOGY 文章编号:1674—8247(2016)O2—0O76—04 基于CRH6型城际动车组的座椅研究 刘银生 刘 伟 王冰松 郭小峰秦国永安春雷 (中车青岛四方机车车辆股份有限公司,青岛266000) 摘要:随着城际轨道交通的快速发展,CRH6型城际动车组成功研制并载客运营 。座椅作为乘客在乘车 过程中最重要的设备之一,其舒适性和安全性至关重要。既有高速动车组座椅适用于长时间的旅程,功能齐 全,但成本较高;城轨地铁车辆座椅适用于较短途的旅程,结构简单,但舒适性较差。因此,需开发一种不同 于动车组和地铁车辆的新型座椅以适用于CRH6型城际动车组,满足城际动车组的运营需求,借以推动城际 轨道交通的发展。文章从座椅设计的舒适性、安全性等方面进行了全面分析和验证,最终研制出满足CRH6 型城际动车组载客需求的新型座椅,该座椅的研制对未来城际动车组座椅的进一步创新提供了平台和基础。 关键词:城际动车组;座椅;舒适性;安全性;人机 中图分类号:U267.9 文献标志码:A Research on Seat of CRH6 Intercity EMU LIU Yinsheng LIU Wei WANG Bingsong GUO Xiaofeng QtN Guoyong AN Chunlei 口 (CRRC Qingdao Sifang Co.,Ltd.,QingDao 266000,China) Abstract:With the rapid development of intercity rail transportation,the CRH6 type intercity EMU has been successfully developed and carried in the passenger traffic.As one of the most important equipment in the process of traveling,the seat is very important for its comfort and safety.The existing high speed EMU seat is suitable for long time journey because of its complete functions,but the cost is high;urban rail vehicle seat is suitable for short distance,the structure is simple,but the comfort is poor.Therefore,it is necessary to develop a new type of seat which is different from EMU and metro vehicles.A new type seat suitable for CRH6 type intercity EMU to meet the operational requirements of the intercity EMU is developed,SO as to promote the development of intercity rail transit.Based on the comfort,safety and other aspects of the design and verification,a new type of seat to meet the needs of the CRH6 type intercity emu is inally developed.f Key words:intercity EMU;seat;comfort;safety;man—machine 1 引言 随着我国区域经济的快速发展,新型城镇化建设 实现1~2 h通达 。 随着城际铁路网的铺开,乘坐城际动车出行的人 将会越来越多。车辆在运行过程中,乘客以自己座椅 为中心的活动占90%以上,因而座椅是影响城际动车 步伐不断加快,人们居住、工作观念13渐转变,辐射半 径100~200 km左右、旅行时间1—2h左右的都市圈/ 组乘坐舒适性最重要的乘客设备,其舒适性及安全性 至关重要。本文主要从座椅的舒适性及安全性两个方 面进行分析,阐述座椅的设计原则及方法。 区域经济圈应运而生。到2020年,京津冀、长江三角 洲、珠江三角洲三大城市群基本建成城际轨道交通网 络,相邻核心城市之间、核心城市与周边节点城市之间 2座椅舒适性分析 乘坐舒适性主要取决于车辆一座椅系统和人体的 人机界面能否为乘客提供舒适的坐姿,能否有效地隔 收稿日期:2015—11—11 作者简介:刘银生(1981-),男,工程师。 第2期 刘银生,等:基于CRH6型城际动车组的座椅研究 2016年4月 离或衰减来自路面不平度的激励而产生的振动,使乘 员所承受的全身振动负荷低于规定的极限。根据车内 乘员的活动状态及舒适性所研究和解决问题的不同, 舒适性可分为静态舒适性、振动舒适性和活动舒 适性 J。 由表1可知,乘客座椅的乘坐舒适性主要是研究 静态舒适性,是依据人体舒适坐姿的要求和人体测量 数据,着重研究乘客舒适坐姿所需要的座椅结构、尺 寸等。 表1舒适性分类 分类 概念 需研究和解决的问题 依据人体舒适坐姿的 座椅与人体的匹配关系能否 要求和人体测量数据, 静态舒适性 为乘员提供舒适坐姿以及所 优化设计舒适座椅的 能提供的舒适程度 结构、尺寸及其调整参 数等 车辆一座椅系统隔离和衰减 车辆一座椅系统动态 振动的能力,最终使传给乘员 参数的优化设计以及 振动舒适性 身体的振动强度处于规定的 与车辆整车性能参数, 界限内以及人体所能感受到 人体特征参数之间的 的舒适程度 优化匹配 活动舒适性 乘员在车内正常活动(如走 车内座椅以及其它设 动)时的舒适程度 施的布置形式 2.1对坐姿的探讨 坐姿是一种人体的自然姿势。它有很多的优点, 可免除肌力疲劳,减少人体的耗能,比立姿更有利于血 液的循环,也有助于操作者采取更为稳定的姿势,以进 行各种精巧精细动作的任务。虽然如此,坐姿在某些 方面也有其缺点存在,其中最重要的是它限制了人体 的活动性,尤其是在旅行时,我们以什么样的坐姿在缓 解疲劳成为我们关注的焦点问题。此外,长时间的坐 姿对人体健康也有许多的不利,脊柱的不正常弯曲、人 体主要支撑面上的压力等将产生不舒适感 。 当人坐在座椅上时,支撑人体处于固定形势的主 要结构是脊柱、骨盆和腿足等。从座椅的设计观点而 言,人体的脊椎最为重要,承受着坐姿对人体的大部分 体重负荷。因此良好的坐姿,其必要条件是能产生最 适当的压力分布于各脊椎骨之间的椎间盘上,以及最 适当、最均匀的静负荷量于所附着的肌肉组织上。研 究分析人体处于各种不同姿势下(包括立姿、躺姿坐 姿等34种)腰椎所产生的曲线变化发现,当人体舒适 地侧躺着,大腿与小腿适度地弯曲时,脊柱即维持其自 然的形势,此时背部肌肉群即可处于其最佳的轻松 状态 。 2.2座椅的人机分析 根据对坐姿的探讨,人体主要靠脊椎支撑,乘坐状 态下脊椎的相应位置应该得到力量的支撑,否则人就 会产生疲劳感。因此可以简单得出人体受力对靠背曲 线的要求,需支撑的部位如图1所示,其中深色箭头表 示人体的自重,浅色箭头表示座椅的支撑力。 图1 乘坐状态下人体受力情况 参考人体在乘坐状态下的受力情况,可将座椅的 靠背曲线设计的如图2所示,以满足支撑的要求。 、 一一一, … ,, i; i 图2座椅靠背的参考曲线 口 以乘客为本,就座椅而言,无论长途或短途乘客就 座,都应该坐得舒适。根据对京广高速铁路列车乘客 跟踪调研分析,共采集到了105份调研问卷,为了便于 统计,随机抽取了100份,将调研结果进行统计汇总, 得出调研对象信息统计如图3所示,乘客对座椅的需 求结论如图4所示。 ■A.<20岁●B.20 ̄30岁口C.30-,-40岁囹D.>40岁 100 ■■A.男■B.女 圈一A.<1.5m—B.I.5~I.6m 80 圈C.1.6--1.7 m ■D.I.7—1.8 m ■E.>1.8 m ■一A.初次接触 ■B.有所了解 ●C.非常了解 60 一 ■4444 40 20 0 年龄 性别 身高 对设备熟知度 图3调研对象基本信息统计图 (1)在乘坐的2 h内,乘客认为头部、脚部需要有 支撑。 (2)在乘坐的2.5~4 h阶段,乘客会做一些活动、 变换坐姿或者睡觉。 (3)在乘坐4~6 h阶段,乘客认为座椅整体上感 觉都不是很舒适;乘客心理感觉疲劳,有改变乘坐整体 姿势的要求。 第2期 付良玉,等:高速铁路站区土地综合开发方案探讨 综合开发的意见[S]. 2016年4月 5 结束语 川南城际铁路由铁总、省市共同出资,铁路的建设 与运营存在较大资金缺口,弥补铁路亏损以实现铁路 的可持续发展是国家和地方共同的责任,铁路建设想 Guo Ban Fa[2014]N0.37,Opinions of the State Council on Support for Railway Construction and Implementation of Integrated Land Development[S]. 2014]257号,铁路土地综合开发实施办法[s]. 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