火车卧铺车厢的人机工学问题与改进设计

【摘  要】基于我国火车卧铺车厢的发展现状以及人因工程学的基础之上，提出火车车厢内部存在的空间布局等问题。根据人体特征，对火车卧铺车厢进行具体问题具体分析，在此基础上，对火车卧铺车厢内部空间布局进行优化改良设计，使之更加人性化。设计出既充分利用空间，又符合旅客活动需求的空间结构布局，从而提高旅客的乘车舒适性。

【关键词】人机工学；火车卧铺车厢；改进设计

一、火车卧铺车厢空间布局及存在问题分析

1.1上、中、下铺空间分布不合理

如今，我国火车具有卧铺车厢的车型主要是YW25型硬卧车，已经成为中国铁路硬卧车的主要车型，为了最大限度提高车厢内的利用率，此车型铺位分为上、中、下三层铺，其中上、中、下三个铺位的空间是根据中国成年人人体尺寸设计的，但是在活动空间以及舒适度上依旧存在问题。主要体现在上铺、中铺活动空间过于狭小，下铺到车底的高度过小等。

1.2用于上下卧铺的爬梯设计不合理

床铺侧边的爬梯，宽度过于狭窄，并且两列床铺共用一个，一方面是使用起来不方便，另一方面是处于两列床铺中间，也就是处于每一列床铺的侧边，如图2所示。床铺宽度本来就比较狭窄，在上下床时，经常使用“高难度动作”，顺着爬梯上去或者下去，尤其是上、中铺空间狭窄，人们在下床时看不见爬梯，会盲踩，这也就增加了安全隐患。

1.3桌位设计不合理

火车卧铺车厢中，桌板的位置主要分布在相对床铺中间以及对应走廊的位置，由于受到卧铺车厢本身床铺位置的空间布局的影响，供旅客使用的桌板也是6个床位共用一个，并且桌板的面积很小，只能放一些水杯的日常品，走廊边的桌板，由于受到走廊空间的限制，桌板面积比铺位中间桌板的面积更小，只能放置一个水杯，并且其桌面上物品的稳定性除了受到火车行驶的影响以外，还会受到走廊中走动的乘客的影响，并且桌板也会影响乘客的正常走动。

1.4走廊过道设计不合理

火车卧铺车厢的活动空间也十分有限，以YW25型车厢为例，对面两床铺之间的距离为500mm，根据中国成年人人体尺寸显示的数据，18-60岁成年人的小腿加足长为463mm，大腿长加足长为795mm，最大肩宽为486mm，若两侧床铺都有旅客坐起，那么床铺之间的距离就远远不够，其空间可以容纳一个成年人勉强行走；最后是走廊边的桌板以及座椅，对于本身就狭窄的走廊而言，也是妨碍旅客和火车工作人员的正常活动的因素之一。

二、火车卧铺车厢优化设计分析

根据《中国成年人尺寸》（GB10000--1988），结合我国普通列车硬卧车厢的实际情况，进行上、中、下三个铺位的高度、宽度、铺位间的净高度以及对面两铺位的距离、床铺扶梯的宽度和位置、两个餐桌的高度和宽度、以及走廊过道宽度等设计。

2.1针对床铺舒适性的改善

通过调整床铺之间的高度以及床铺本身的长和宽，来增加旅客的乘车舒适性。

（1）地面距离下铺的高度。下铺距离地面的高度以女性小腿加足高的第5百分位为依据，其数值为342mm，穿鞋修正量为25mm，床板厚度约为30mm，即下铺距离地面的高度H1=342mm+25mm-30mm=337mm，取整340mm。

（2）下铺距离中铺的高度。由于下铺白天更多时间供乘客乘坐休息，所以下铺距离中铺的高度以男性坐高的第50百分位为依据，其数值为908mm，坐高姿势修正量45mm，床板厚度约为30mm，即下铺到中铺的高度H2=908mm-45mm+30mm=893mm，得出数值与实际测量数值差距较小，故保持原有高度，即900mm。

（3）中铺到上铺的高度。由于考虑中铺和上铺主要以躺卧为主，所以中铺到上铺的高度以男性爬姿体高的第50百分位为依据，其数值为798mm，人在爬动时的姿势修正量为20mm即中铺到上铺的高度H3=798mm+20mm=818mm。取整820mm。

（4）上铺到车顶的高度。上铺空间受到多方面限制，空间高度需根据实际情况进行修正，已知其他三部分高度，卧铺车厢总体高度3104mm，车辆上方需留出320mm高度布置线路等，故上铺到车顶的高度H4=3104mm-900mm-818mm-337mm-320mm=729mm。取整730mm。

（5）床铺长与宽。床铺的长与宽需要考虑绝大多数的人，所以床铺的长度与宽度均以男性身高和最大肩宽的第99百分位为依据，其数值分别为1814mm和486mm，考虑不同人体尺寸存在不同的修正量，考虑需要对爬梯进行再设计，需要对上、中、下铺的长度权衡考虑设计，依照爬梯的设计要求，从上铺到下铺的长度依次为1800mm、1900mm、2000mm。床铺的宽度参考火车软卧床铺的宽度为700mm。

2.2针对床铺爬梯设计不合理的改善

从原始爬梯的高度，爬梯踏步间距以及爬梯位置和角度等方面考虑进行设计。首先是爬梯的高度，爬梯长度不再由上铺至地面，而是将其高度设计为从上铺至下铺，上铺到下铺的高度为770mm，爬梯的垂直高度H5=770mm；其次是爬梯踏步间距，根据调研，正常的爬梯间距为150mm-300mm，取其中间值200mm；爬梯垂直于地面，导致上、中铺乘客在下床铺时看不到爬梯，故将爬梯设置一定的倾斜角度，将爬梯上侧向床铺内侧移动200mm，与上铺相贴合，方便乘客上下床铺，斜边长度=√770^2+220^2≈800mm。

2.3针对桌板不合理设计的改善

针对桌板设计的改善从桌板的高度、宽度和长度三方面进行。桌板的高度以男性坐姿肘高和坐姿小腿加足高两方面的第50百分位为依据，其数值分别为263mm和413mm，姿势修正量为25mm，即桌板的高度H6=263mm+413mm+25mm=701mm，取整为700mm。桌板宽度以男性前臂长第50百分位为依据，其数值为237mm，因为桌板共两侧乘客共同使用，故桌板宽度=237mm+237mm=474mm，取整为480mm。桌板长度以男性最大肩宽第50百分位为依据，其数值为431mm，姿势修正量为40mm假设桌板最大利用率为四人共同使用，故桌板长度=431mm+431mm=40mm=902mm，取整900mm。走廊中桌板的宽度和高度与床铺间桌板数据保持一致，分别为480mm和700mm，走廊中桌板的长度以男性前臂长的第50百分位为依据，其数据为237mm，姿势修正量为50mm，即走廊桌板长度=237mm+50mm=287mm，取整为300mm。

三、结论

本文参考人机工学对火车卧铺车厢内存在的空间布局等问题提出改进方法，根据人体尺寸，在不改变目前火车卧铺车厢整体尺寸的前提下，对火车卧铺内空间结构进行具体问题具体分析。人机结合改进后的火车卧铺车厢，加大了空间利用率，提高了乘客乘坐火车卧铺的舒适性。

基于人机工学对火车卧铺车厢内空间布局的改进设计，在满足乘客乘坐要求的基础上，向舒适化、科学化和人性化方向发展，从而达到尽可能减少乘客出行时疲劳的目的。同时也是将理论联系实际，将人机工学的知识充分应用到设计之中，为铁路运输贡献自己的一份力量，是广大乘客拥有一个更加安全、更加舒适的旅行。