石太客專動車與快速列車乘車舒適度關系調查

霍偉 翟壹彪 劉曉鵬

石家莊至太原的客運專線動車時速為250 km/h，快速列車時速在120 km/h，兩種速度不同，兩種車型的內環境空氣質量及噪聲、氣壓、風速不同，對乘車人員的舒適度及其影響因素也不同，因此，我們對兩種列車進行了內環境空氣質量等物理指標的監測，并對兩種列車的乘務人員及乘客進行了舒適度調查，以了解兩種車型不同物理因素與乘務員和乘車旅客之間對健康影響的關系。

1 對象與方法

1.1 研究對象 (1)CRH5型動車，是在石太客運專線運行的惟一高速動車(以下稱：動車)車型，CRH5是采用法國技術，由我國長春車輛廠生產，全列8節車廂(稱之為單聯)或16節車廂(稱之為重聯)組成［1］。(2)快速列車選擇25型G，有行李車、硬席、軟臥、硬臥和餐車組成，全列18～20個車廂。(3)動車和快速列車全體乘務人員及隨機選取動車和快速列車乘客。

1.2 儀器 數字聲級計TY-9600A型、數字微風儀TY-9700型、數字微風儀TY-9900型、數位式照度計TES-1332A型(北京天躍環保科技有限公司);一氧化碳分析儀GXH-3011A型(北京市華云分析儀器研究所有限公司生產);二氧化碳分析儀TEL-7001型(美國);激光粉塵儀LD-5C型(北京綠林創新數碼科技有限公司);數字溫濕度、氣壓表D4141型(北京遠大儀器儀表開發部);甲醛測試儀FP-30型(日本)。

1.3 研究方案 (1)自行設計制作格式表格《乘務員舒適度調查表》和《乘客舒適度調查表》，調查表的內容：填表人的基本情況：性別、年齡、身體健康狀況;職業;列車基本情況：車輛等級、坐的正向或反向;車內溫度，運行區間;石太客專乘車是否舒適或輕度不適;是否有頭暈、耳鳴、耳膜不適和不適消除時間長短等感受情況;(2)相關儀器，并經過計量合格;(3)對參加檢測和調查的人員都進行培訓，盡量避免人為誤差。

1.4 石太客專線路狀況 客專線路總長度189公里，該專線具有橋梁多、隧道長的特點，共有橋梁94座、隧道32座，27.8 km的太行山隧道是當時我國建成通車最長的鐵路山嶺隧道，加上與之相鄰的南梁山隧道11.5 km和石板山隧道7.8 km，所有隧道長度占全線長度的58.7%;線路最大坡度上行線(太原至石家莊)13.5‰，下行線(石家莊至太原)18‰［2］。

1.5 標準 TB/T1932—2009溫度：空調車廂夏季24～28℃冬季18～20℃，相對濕度40% ～70%，風速≤0.5 m/s，一氧化碳≤10 mg/m3，二氧化碳≤0.15%，甲醛：0.10 mg/m3，可吸入顆粒：≤0.25 mg/m3，細菌總數：≤40 cfu/皿，沉降法≤40個/皿，噪聲：軟臥車、軟席車、一等車≤65 dB(A)，硬臥車、硬座車、二等車、餐廳≤68 dB(A)，照度：客車車廂、餐車、洗臉間 ＞120 LUX。

1.6 方法 (1)分別在動車時速250 km/h(2011年3～5月)和動車時速在120 km/h(2011年9～11月)運行時段，對動車和快速列車乘務人員進行《乘務員舒適度調查表》和隨機在石太客專動車選擇一等車廂、二等車廂、餐吧和快速列車選擇軟席、硬席、軟臥、硬臥四個不同車廂順位乘車旅客每人發放《乘車舒適度調查表》和筆，等運行近全程時收回答卷，并進行數據整理和分析;(2)組織課題研究人員分別在以上所述兩個時段對7列動車和7趟快車的內環境空氣指標(照度，溫度、濕度，細菌總數，CO，CO2，可吸入粒子、甲醛、風速、氣壓、噪聲等項目進行監測，選三個不同的車廂設三個監測點，取均數進行整理和數據處理。

1.7 統計學分析 應用SPSS16.0統計軟件，進行非參數檢驗(NPar Tests)，秩和檢驗(Mann-Whitney Test)，SNK組間多重比較、正態性檢驗統計分析。

2 結果

2.1 石太客專動車和快車乘務人員及乘客對氣壓、噪聲、舒適度調查情況 (1)乘務員之間和乘客之間舒適度比較，差異均有統計學意義(P＜0.05)，快車乘務員和乘客比動車乘務員和乘客的舒適度高。(2)乘務員之間氣壓、噪聲對耳部影響的比較，經非參數檢驗無統計學意義(P＞0.05);而乘客之間的比較差異有統計學意義(P＜0.05)，認為乘客之間氣壓、噪聲對耳部影響有差異，且對動車乘客的耳部影響較大。(3)乘務員之間和乘客之間不適消除時間的比較，差異均有統計學意義(P＜0.05)，動車乘務員和乘客較快車乘務員和乘客的不適消除時間稍長。見表1。

2.2 兩個不同時段對石太客專動車和快車內環境空氣質量監測的結果比較 動車與快車的照度，濕度，細菌總數，CO，CO2，可吸入粒子的比較，差異有統計學意義(P＜0.05)，結果均為快車較高;而動車與快車的溫度比較，差異無統計學意義(P＞0.05)。見表2。

2.3 石太客專動車和快車內環境進行噪聲、氣壓、風速監測結果比較 動車與快車隧道外，隧道內風速經兩樣本T檢驗，差異有統計學意義(P＜0.05)，結果均為快車較高;動車與快車氣壓、噪聲比較，差異無統計學意義(P＞0.05)。見表3。

表1 石太客專動車和快車乘務人員及乘客對氣壓、噪聲、舒適度調查統計表 例(%)

表2 石太客專動車和快車內環境空氣質量監測結果統計表±s

表2 石太客專動車和快車內環境空氣質量監測結果統計表±s

快車(n=112) 183±21 22.7±2.3 34±12 39±10 6.8±3.7 0.14±0.04 0.183±0.076 0.10±0.05

表3 石太客專動車和快車內噪聲、氣壓、風速監測結果比較±s

表3 石太客專動車和快車內噪聲、氣壓、風速監測結果比較±s

動車(n=63)62.8±2.4 73.8±3.1 95.6±5.2 0.16±0.13快車(n=112)67.0±3.1 75.1±3.5 94.0±5.5 0.35±0.17

3 討論

3.1 乘車舒適度 是國外研究和判定乘坐高鐵對乘車人員健康影響使用的一個指標，乘務員值乘石太客專動車有明顯的不適感，與石太客專隧道長、坡度大、速度快有相關性［2］，動車時速在250 km/h，無論是值乘人員還是乘車旅客有不適感的都占到60%以上，有部分乘務員和乘客不僅有耳鳴、耳膜不適的現象，而且還有頭痛、頭暈、惡心想吐等不適感，而且影響的時間有的長達半小時甚至更長時間，個體耐受性的差異也是影響舒適度高低和消除不適感的的一個重要因素，而快車的乘務員和乘客則很少有以上不適現象，有不適感的乘務員和旅客都下降了四十多個百分點，這個研究結果與相關專家的研究結果是一致的［4］。可能速度的高低是影響舒適度高低主要因素。

3.2 車內空氣監測結果 從動車與快車的照度，濕度，細菌總數，CO，CO2，可吸入粒子的監測結果看均未超過國家標準［3］，但兩種車型比較差異有統計學意義(P＜0.01)，說明動車比快車的空氣交換系統運行要好，動車和快車車廂的溫度均符合國家標準，說明兩種車型的空調系統運行良好。

3.3 風速、噪聲、氣壓和速度對動車和快車的影響 快車比動車風速略高，但也未超過國標［3］(＜0.5 m/s)，說明動車的密封性好好于快車;動車與快車隧道外噪聲均＜73 dB(A)的最高限值［3］，但動車與快車在隧道內的噪聲均超過了最高限值，而快車的噪聲也高于動車，可能會對乘車人員造成一定的影響;氣壓的測值動車與快車也無統計學意義，但一個問題不能忽視，本次全程每隔5分鐘監測動車的氣壓測值在隧道內有3～8 Pa/s的瞬間波動，王學英等［5］研究結果相一致，另外，在調查中動車以250 km/h時速剛進入隧道內的時速是248 km/h，而在運行中速度會很快降低到235 km/h，出隧道又升高至248 km/h，經詢問動車司機，隧道內速度是不變的，因空氣阻力的原因才出現降速的現象;而快車以120 km/h運行時，隧道內運行的速度基本不變。由此認為，250 km/h動車比120 km/h快車能夠產生更大的空氣阻力［6，7］，又因為石太客專的線路最大坡度 18‰，速度在200～250 km/h，每分鐘約運行3 000～4 000 m，其每分鐘運行最大的高差約在50～70 m，而120 km/h時速每分鐘約運行1 600～2 000 m，其每分鐘運行最大的高差約在25～35 m左右，加上隧道瞬變氣壓和噪聲的原因，動車比快車對身體健康的影響是顯見的。

總之，動車與快速列車內環境空氣質量基本符合國家標準要求，差異也不大，影響乘車舒適度的因素可能與噪聲、速度有關，且與線路坡度，短時間的高低差變化和隧道內瞬變氣壓有關。說明，值乘動車的乘務員和乘客比值乘快車的乘務員和乘客所產生不適的感受要大，但乘坐動車的旅客因乘車時間短可能對健康的影響不大，動車乘務員對健康的影響應當進行進一步的研究。

1 鐵道科學研究院高速鐵路技術研究總體組編.高速鐵路技術.第1版.北京：中國鐵道出版社，2005.3-1.

2 孫海富，鄭賀民.石太鐵路客運專線.鐵道知識，2009，3：106.

3 旅客列車衛生及監測技術規定(TB/T1932-2009).鐵道出版社出版時間，2009.6.

4 王建宇.高速鐵路隧道內瞬變氣壓和乘車舒適度準則，現代隧道技術，2008，4：64-68.

5 王學英，高波，趙文成，等.緩沖結構對列車突入隧道時的瞬變壓力的影響.鐵道工程學報，2004，3：94-98.

6 于南陽，梅元貴.高速鐵路隧道壓力波動主要影響參數研究.中國鐵道科學，2003，6：67-69.

7 吳青海，周虹偉，朱勇更.高速列車湍流流場數值仿真計算探討.鐵道學報，2002，6：99-103.