一种包间式座椅舒适性研究

一种 包间式座椅 舒适性研究

卢洋 刘金荣

（中车长春轨道轨道客车股份有限公司， 国家轨道客车工程研究中心，总体研发部， 130062 ）

摘要：为了改善乘客乘坐动车组乘坐体验，通过对动车商务座椅的布局设计进行人机工程校核与优化，提高动车组包间式座椅的舒适性和方便性。本文以目前动车组设置的座椅为基础，在Jack环境下，建立了具有针对性的三维人体模型，对乘客使用座椅的舒适性分析、可触性分析、空间性分析进行了人机工程校核，针对不合理之处进行了优化。对座椅的布置和设计具有重要的指导意义。

1 概述

本文的主要目的是在建立我国乘客具体人体模型的基础上，基于JACK软件对包间式座椅的舒适性进行分析，对乘客使用座椅的舒适性分析、可触性分析、空间性分析进行了人机工程校核，改善乘客的乘坐体验，提高动车组的乘坐舒适性。

2 基于Jack软件平台的仿真分析

2.1 Jack软件简介

Jack是一种数字化人体模型建模软件。该软件可以为工程师提供一个详细的三维人体模型，来模拟仿真人的行为。

2.2 包间式模型的建立

本文对包间式座椅进行人机工程分析，首先利用三维建模软件进行三维立体建模，建模的主要部分为：座椅、围挡及其附属扶手、小桌、电视等。

2.3 人体模型的建立

依据《中国成年人人体尺寸》（GB10000-1988）分别建立P5（1583mm）、P50（1678mm）和P95（1775mm）三种人体模型。按照《列车驾驶界面人因设计理论及方法》中百分位数的运用原则，采用Jack建立三种人体模型。

3 舒适性分析

根据百分位运用原则，最佳作业区位置尺寸，按50百分位数（P50）对某些频繁使用的控制器的位置，按中等身材人（P50）进行验证，因在第50百分位附近，人的分布频数最高，可使多数人处于舒适的状态下，故在Jack中，使用P50人体模型进行人机仿真分析。

将P50人体模型的H点与座椅H点重合，调整人体模型，使后背与靠背贴合，大腿与椅面贴合，双脚与地面贴合，双手搭在扶手上。使用Jack软件中的舒适度分析模块，对P50人体模型进行舒适度分析，分析结果如图1所示。

图1 P50人体舒适度分析结果

由图可得出结论，头屈角、左右上臂屈角、左右肘、躯干左右大腿、左右膝以及左右小腿的疲劳度均处于舒适区间内，座椅的舒适性好。

4 可触性分析

根据百分位运用原则，被包容空间尺寸，应使矮小身材的人（P5）能包容其空间，按P5人体模型进行验证。将P5人体模型的H点与座椅的H点重合，上身略微向前倾斜，增加自身的触及范围，使用伸及性分析模块分别对单人座椅及双人座椅的触及性进行分析。

图2 P5人体模型的双手伸及性

由图可见，分析所得的双手伸及范围是个包络圆，所有在包络圆内的位置，双手都能在身体不动的条件下触及到。P5的人体模型能轻松地触及到，因此，座椅配套设施可触性良好。

5 空间性分析

座椅的空间布置综合考虑乘客的通过方便性。乘客可无障碍地、顺利地从座位上走到过道上以及在过道上行走，与前后两排的距离和左右两列的距离有关。则其宽度不应小于人体的臀宽。P95人体的臀宽为355mm，商务客室过道的宽度分别为580mm，因此过道的宽度足够，空间性良好。

在Jack软件中，将P95人体模型安置于商务区前后两排之间，验证空间的合理性。P95的人体模型能够侧身从座位中走出，行至过道，前后排的空间足够，空间性较好。

6 私密性分析

针对过道行人进行乘客私密性分析的方法为在Jack软件中创建三个P50人体模型，其动作为两个人体模型分别坐在两个包厢内的两个座位上，一个人体模型在过道上走动。使用眼窗模块，分析在过道上走动的人体模型能否看见在座位上的人体模型。分析结果如图3所示。

图3在过道上行走的人体模型及其视窗

过道上行走的人体模型在门口处目视前方时的视野分析，行走的人体模型仅能看到远处包厢中的人体模型的头部，而看不见其他部位和物品。由上述分析可知，乘客的隐私性得到很好的保护。

7 结语

通过Jack软件对商务座椅的舒适性、空间性和私密性进行了分析，得出以下结论：座椅舒适性较为舒适；配套设施可触性好；空间性可满足乘客入座和离座，过道行走；座位间能够保护乘客的隐私。通过本文的人机分析方法，也为后续其他车型座椅的开发提供了参考。

参考文献

[1] 徐伯初，李洋．轨道交通车辆造型设计[M].北京: 科学出版社，2012．

[2] GB/T 10000-1988 中国成年人人体尺寸.