石太客運專線列車氣壓瞬變現象對列車員的影響作用

段黎明，段政宇，辛欣，郭碧凝，吳慧麗，趙毓仙

(太原鐵路局疾病預防控制所，山西 太原 030013)

列車車廂內氣壓的變化與列車運行的速度有關，與運行區間隧道的數量、長度有關，也與運行區間海拔高度(氣壓)的時間變化率有關，已引起人們高度重視［1～6］。石太鐵路客運專線正線全長189.93 km，有橋梁64座、隧道32座，橋梁總長度39.636 km，占線路總長度20.87%［7］，，隧道占總線路長度 39.3%，其中 L≥10 km特長隧道 2座——南梁特長隧道(11.52 km)、太行山特長隧道(27.839 km)［8］，其地勢西高東低，地形起伏劇烈，最大高差達1 000余 m［7］。目前石太客運專線運行有動車組和普通旅客列車，為調查了解不同營運環境氣壓瞬變現象及列車員聽力保護狀況，于2011年12月開展了本次調查。

1 對象

石太客運專線(太原站至石家莊北站)動車組及其列車員、普通列車及其列車員。

2 儀器

(1)COMET氣壓表:美國COMET公司

(2)AC－9084診斷聽力計:北京市科貿貝爾有限責任公司

3 調查方法

3.1 問卷調查

調查了解列車員基本狀況與氣壓瞬變有關的聽保護措施、近期健康狀況等。

3.2 純音氣導聽力檢測

對返乘后至少休息12 h列車員，進行聽力狀況檢測。

3.3 氣壓檢測

(1)專人測量發生耳不適感時氣壓瞬變值。

(2)在太原—石家莊北站區間，每隔5 min記錄動車(D2002)、普通列車(K894)車廂內氣壓變化。

(3)氣壓表使用時在檢定有效期。

3.4 統計分析

采用SPSS軟件進行t檢測、卡方檢驗或方差分析。

4 檢測結果

4.1 問卷調查

(1)統計資料分析與選擇

計發放問卷160份，收回159份，有效問卷153份，其中動車40份，普通列車計113份。統計分析顯示，動車組、普通列車男女性別比分別為1∶19、1∶1，動車與普通列車列車員間，性別、年齡、文化程度、乘務工齡間有差異顯著性，并且女性列車員間年齡、文化程度也有顯著性差異。動車組與其它列車列車員間既往史方面無差異。上述混雜因素可對本研究結果產生影響，由于動車組男性列車員僅有2例，因此綜合年齡、乘務工齡、客專工齡等因素，并進行樣品選擇匹配，以女性列車員為調查對象較適宜(表1，2)。

表1 女性列車員基本情況(ˉx±s)

表2 女性列車員與聽力健康相關的既往病史調查

(2)最近一周經常出現聽不適癥狀

由表3可知，列車員近期經常耳鳴、乏力等不適感動車組高于普通列車組。

表3 近一周經常不適感調查表

(3)女性列車員與聽力有關的工作生活習慣

由表4可以看出，動車組列車員日常使用MP3或手機聽音樂使用的音量大于普通列車組，并且工作中必須使用無線對講機聯系。

表4 女性列車員與聽力有關工作生活習慣

(4)列車員聽力保護措施

動車列車員采取的單一聽力保護措施主要有吞咽動作、打哈欠、拉耳朵、捂耳朵、捏鼻鼓氣，聯合措施主要有吞咽動作+憋氣、吞咽動作+打哈欠、吞咽動作+張嘴;普通列車列車員采取聽力保護措施單一，主要有吞咽動作、捂耳朵、打哈欠、張嘴和憋氣(見表5)。

表5 153例列車員聽力保護措施

4.2 列車員聽力檢測

計對62名列車員進行了聽力檢測，其中動車組25名，平均年齡(28.60±4.311)歲，乘務工齡(6.3±4.9054)年，客專執乘工齡(1月～32月);普通列車37名，平均年齡(34.65±4.374)歲，乘務工齡(8.5±7.411)年，客專執乘工齡(3月～32月);其語頻平均聽閾及高頻平均聽閾均無顯著性差異(見表6)。動車組與普通列車組均未有聽力損傷現象發生。

表6 列車員聽力檢測情況(ˉx±s)

4.3 氣壓瞬變值

氣壓瞬變引起耳不適感的狀況與瞬變值的時變性、接觸人員年齡、性別有關，本次檢測，選取1名50歲無聽力損傷狀況的女性專業人員記載引起耳不適感時氣壓瞬變值。

調查表明，耳不適感多發生在隧道區段。氣壓瞬變既有正變，也有負變，動車正負變化頻次(發生耳不適感頻次，以下同)基本相同，普通列車正變多于負變，動車氣壓正負變化頻次均多于普通列車，瞬變值無顯著性差異(見表7)。

表7 不同列車在石太客專運營中引起耳不適感時氣壓瞬變值(ˉx±s)

5 分析討論

5.1 氣壓瞬變與聽健康狀況

日本、英國、意大利等國對氣壓瞬變現象進行了大量研究，1973年英國鐵路制定了高速列車內旅客承受空氣壓力瞬時變化的舒適度，要求在相對不太頻繁的壓力變化情況下，在3s內壓力變化最大值不能超過3 kPa，意大利等許多國家經實驗確認了該標準［1］，1991年R.G.Gawthorp按壓力變化閾值提出了適用于各種旅行類型的耳膜舒適度準則(表8)［2］，我國學者王建宇等在遂渝鐵路試驗段(長48.695 km，其中隧道18座，隧道長度占線路比例＞25%)對長白山號動車組、CHR2動車組乘客進行了旅客耳膜不適情況調查，將旅客不適度分為無感覺、略有不適、相當不適、非常不適、難以忍受等5級，提出了我國高速鐵路隧道設計氣壓舒適度建議準則(表9)［2］。沙森［6］等隨機對剛退勤和準備出勤的72名司乘人員進行詢問調查 ，并對其中39名作了耳鏡檢查，認為可引起中耳氣壓傷的最低氣壓差為 8.0 kPa，在山區和高原地區達到該氣壓差僅需下降600～700 m。

表8 R.G.Gawthorp舒適度準則

表9 我國高速鐵路隧道設計氣壓舒適度準則(建議)

石太鐵路客運專線隧道多，有隧道32座，占總線路長度39.3%。動車組均為CRH5型，運行速度180～190 km/h，太原到石家莊北站區間運行時間85 min左右，隧道密集度23座/h，普通列車大多為G25型，運行速度80～120 km/h，區間運行時間120～180 min左右，隧道密集度11～16座/h。調查表明，耳不適感多發生在隧道區段，動車平均每列車發生耳不適4.5次(27次/6列)，正瞬變值(3.578 6±1.105 4)hPa，負瞬變值(4.315 4±1.859 6)hPa;普通列車平均每列發生耳不適1.5次(6次/4列)，正瞬變值(3.557 1 ±2.351 5)hPa，負瞬變值(3.6±0.141 4)hPa，動車氣壓變化而引起的耳不適感頻次雖多于普通列車，但瞬變值均并無顯著性差異，并且低于我國氣壓舒適度準則(0.8 kPa/3 s)，問卷調查顯示列車員近期經常有耳鳴、眩暈、頭痛等不適感，其中耳鳴動車組高于普通列車組，對62名列車員純音氣導聽力檢查未發現有語頻平均聽閾及高頻平均聽閾損傷現象，說明目前石太客專動車和普通列車氣壓瞬變現象是引起列車員聽不適癥狀的原因之一，但氣壓瞬變強度弱，短期內不足以導致聽力健康損害。但仍需進一步跟蹤調查。

5.2 耳氣壓傷防護

交通工具高速運行產生氣壓瞬變，導致鼓室內外壓力平衡失調，而引起耳不適感，也可引起一過性短暫眩暈——變壓性眩暈。急性上呼吸道炎癥、鼻咽部等咽鼓管周圍疾病、下頜關節疾病均可導致中耳氣壓傷，已引起國內外高度重視［9～14］。國內曾有報道乘坐高速汽車［9］、乘坐火車引起中耳氣壓傷的案例［10］，也有報道機車司機執乘過程中［6］發生中耳氣壓傷。列車車廂內氣壓的變化與運行區間海拔高度(氣壓)的時間變化率有關。客運專線地形起伏劇烈，其地勢西高東低，最大高差達1 000余 m，列車自太原站出發大氣壓從92.97 kPa逐漸降低至88.13 kPa，而后逐漸升高到102.35 kPa到達石家莊北站，也即列車上行時，車廂內氣壓降幅(或下行時升幅)4.84 kPa，升幅(或下行時降幅)14.22 kPa，動車運行速度高于普通列車，由圖1可知，車廂內氣壓隨時間變化率動車組較高，對車廂內氣壓瞬變現象有一定影響，如上所述，若列車速度增加，或急性上呼吸道炎癥、鼻咽部等咽鼓管周圍疾病、下頜關節疾病的影響，或未采取正確的聽保護措施，則可能鼓膜內外壓力差超過上述限值，而發生中耳氣壓傷，應引起重視。

圖1 太原至石家莊北站區間列車車廂內氣壓變化

當氣壓負變時，鼓室內壓相對增高，鼓膜向外膨脹，雙耳有悶脹感，反之，鼓室內壓相對減低，鼓膜內陷，有耳壓感和聽力減退。由于咽鼓管呈單向活塞作用，鼓室內壓增高可自行打開，氣體進入鼓室，反之則只能依靠主動通氣來促使咽鼓管開放［11，12］，也即在列車運行在海拔降低區段時，應采取主動保護措施。現結合國內相關文獻［11～14］，介紹以下幾種主動通氣法:

(1)捏鼻鼓氣法。應在發生耳不適感前做，若在耳不適感之后做，少數人可引起眩暈癥狀，也不應無故鼓氣，少數人也可引起眩暈。因此列車員應根據氣壓瞬變易發地段，先行輕輕鼓氣預防。

(2)吞咽動作。并不是每次吞咽，都能使咽鼓管打開，需常做。

(3)運動軟腭法:可仿吞咽動作前半部，即將食物擠進下咽部而不吞下去的動作。

(4)運動下頜法:左右搖動下頜骨或用力咬牙。極少數人有效。

(5)咀嚼動作:綜合吞咽動作和運動下頜法。可吃口香糖，增加動作次數。

5.3 建議

本次調查，大多數列車員有采取捂耳朵、憋氣、張嘴、拉耳朵、打哈欠等動作，也有不良與聽力有關的工作生活習慣。建議采取以下措施:

(1)強化宣傳教育，采取正確主動通氣法。同時要克服經常使用手機或MP3聽音樂的習慣，工作中使用無線對講機，音量應調節適中，避免音量過大。

(2)積極預防和治療上呼吸道疾病和咽鼓管周圍疾病。有感冒癥狀的應在執乘過程中，滴用血管收縮劑如麻黃素等。

(3)建議將慢性咽鼓管周圍疾病、下頜關節疾病及中耳炎等疾病列入高鐵乘務員職業禁忌證。

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