駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)當(dāng)中若干問題的探討

喬明星

【摘要】本文基于當(dāng)前國內(nèi)軌道交通駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的若干問題進(jìn)行了探討，分別從以下幾個(gè)方面著手討論：駕駛室環(huán)境設(shè)計(jì)、駕駛室座椅與操縱臺(tái)設(shè)計(jì)、駕駛室作業(yè)空間設(shè)計(jì);

以期利用人機(jī)工程學(xué)原理有效改善當(dāng)前國內(nèi)軌道交通駕駛室設(shè)計(jì)當(dāng)中的不足，為我國軌道交通駕駛員提供一個(gè)健康、安全、舒適的作業(yè)環(huán)境，在最大程度上降低由于駕駛室設(shè)計(jì)原因引起的人為誤操作率。

【關(guān)鍵詞】駕駛室;人機(jī)工程設(shè)計(jì);舒適度

我國駕駛室人機(jī)工程方面的研究剛剛起步，有許多不完善的地方。隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，列車在控制技術(shù)上得到了較大的進(jìn)步，列車駕駛室中涉及到的電子設(shè)備、操縱裝置以及顯示裝置組件增多。對于逐步自動(dòng)化控制的列車來說，駕駛室當(dāng)中人機(jī)信息交流急劇增多。這在很大程度上給駕駛室的整體設(shè)計(jì)帶來一定的困難。駕駛室人機(jī)工程的設(shè)計(jì)需要考慮到為駕駛員創(chuàng)建一個(gè)舒適、健康的作業(yè)環(huán)境，而且要保證駕駛室符合駕駛員的生理特性，在最大程度上保證駕駛員在長時(shí)間的作業(yè)狀態(tài)下保證列車的安全運(yùn)行。

本文基于當(dāng)前國內(nèi)軌道交通駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的若干問題進(jìn)行了探討，以期利用人機(jī)工程學(xué)原理有效改善當(dāng)前國內(nèi)軌道交通駕駛室設(shè)計(jì)當(dāng)中的不足，為我國軌道交通駕駛員提供一個(gè)健康、安全、舒適的作業(yè)環(huán)境，在最大程度上降低由于駕駛室設(shè)計(jì)原因引起的人為誤操作率。

一、駕駛室環(huán)境設(shè)計(jì)

駕駛室內(nèi)的環(huán)境主要是指駕駛室內(nèi)客觀的理化條件和結(jié)構(gòu)空間。駕駛室中的理化條件如果達(dá)到良好，不僅可以使駕駛員精神飽滿、心境愉悅，而且可以減輕駕駛員的作業(yè)疲勞，提高操作的可靠度。

（一）駕駛室光環(huán)境設(shè)計(jì)

光環(huán)境主要從以下兩個(gè)方面對軌道交通工具的運(yùn)營產(chǎn)生影響：影響列車的運(yùn)營安全、影響駕駛員的視覺健康。

駕駛室照明環(huán)境的設(shè)計(jì)至少應(yīng)考慮以下三方面的要求：照度標(biāo)準(zhǔn)、光線質(zhì)量、避免眩光。

適當(dāng)提高照度，不僅可以減少人的視覺疲勞，而且可以提高人的工作效率。

對軌道交通工具駕駛室的光環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對于自然光環(huán)境的控制主要采用在駕駛室玻璃窗上安裝遮陽簾的形式，對于人工光環(huán)境的設(shè)計(jì)，要確保所使用的燈具的照度滿足要求，要求在額定電源電壓下工作時(shí)，燈具發(fā)光表面基準(zhǔn)軸 1300mm 處的照度應(yīng)為 120lx。采用冷白色及中性色的光源，顯色指數(shù)大于等于 80，操縱臺(tái)面顯色最小照度應(yīng)大于 60lx，照度均勻度最小值應(yīng)大于等于 0.7，而作業(yè)面的臨近周圍的照度均勻度不應(yīng)小于 0.5，通道和其他非作業(yè)區(qū)域的一般照明的照度值不宜低于操縱臺(tái)平均照度值的 1/3，在地板面上應(yīng)始終保證有 301x。此外，在光環(huán)境設(shè)計(jì)時(shí)要避免直接眩光以及間接眩光。當(dāng)總照明電路斷開后，為了方便駕駛員可以無任何困難的觀察、走動(dòng)，駕駛室內(nèi)仍需要保持一定的光線亮度。還需注意的是，儀表等照明光線不應(yīng)刺眼，對駕駛員視覺造成不良影響。

（二）駕駛室噪聲環(huán)境設(shè)計(jì)

噪聲是一般是由大量的不同頻率和強(qiáng)度的音調(diào)所組成。鑒于駕駛員工作及環(huán)境的特點(diǎn)，主要從控制噪聲源與控制噪聲的傳播兩方面入手，進(jìn)行設(shè)計(jì)控制?？刂圃肼曉捶矫?，軌道交通工具駕駛室的噪聲環(huán)境在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該分清其噪聲源，針對不同的噪聲產(chǎn)生原因采取不同的方法，進(jìn)行相應(yīng)的控制。

（三）駕駛室振動(dòng)環(huán)境設(shè)計(jì)

在對軌道交通工具駕駛室的振動(dòng)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以采取一些措施來消除或者減小振動(dòng)，從而阻止振動(dòng)的傳播，將振動(dòng)對人的不良影響和損害降至最小。

二、駕駛室座椅與操縱臺(tái)設(shè)計(jì)

（一）駕駛室座椅的設(shè)計(jì)

對于軌道交通工具駕駛員來說，一個(gè)正確的作業(yè)姿勢能夠有效降低人體的疲勞感，不僅對駕駛員的身體健康有利，而且能夠在很大程度上提高駕駛員的工作質(zhì)量。當(dāng)前，我國軌道交通工具駕駛員主要采用坐姿進(jìn)行駕駛作業(yè)。

在駕駛室的座椅設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)保證其適合駕駛員的生理結(jié)構(gòu)特性。以座椅尺寸的設(shè)計(jì)來說，歐洲人的體型較大，座椅尺寸應(yīng)該大一些，而亞洲人的體型相比之下顯得小些，在座椅尺寸的設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)小些。與此同時(shí)，座椅尺寸是否合適嚴(yán)重影響了駕駛員的坐姿舒適性、以及能否保證駕駛員保持正確的坐姿。鑒于舒適性和視覺性的雙重要求，座面一般上傾 0。-5。，靠背向后傾斜 5～15°。座墊應(yīng)該前高后低，有一定的傾斜度，即座墊相對于水平面的夾角，一般取 0°至 5°?？勘掣叨鹊脑O(shè)計(jì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)選擇 50 百分位的中國成年男女“坐高”進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)要考慮功能修正量，另要考慮到枕骨的位置。總而言之，在駕駛室座椅的設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)講座椅尺寸滿足我國駕駛員人體尺寸放在第一位，其次再考慮座椅的材質(zhì)、以及美觀。

在駕駛室座椅的設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)足以預(yù)留一定的額外空間。之所以這樣說是因?yàn)轳{駛員在作業(yè)當(dāng)中通常會(huì)長時(shí)間保持一個(gè)姿勢在座椅上一動(dòng)不動(dòng)，往往會(huì)給駕駛員帶來身體上的疲勞感，留出一定的空間可以讓駕駛員對座椅進(jìn)行一定的調(diào)動(dòng)，獲得肌肉上的放松，減少身體疲勞感。

（二）駕駛室操縱臺(tái)設(shè)計(jì)

駕駛室操縱臺(tái)由操縱裝置與顯示裝置共同組成。在人機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，信息顯示裝置具有重要的作用，通過該裝置，機(jī)器以視覺、觸覺以及聽覺等形式向人相關(guān)信息。在對駕駛室操縱臺(tái)的設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)考慮到駕駛員的視野問題。

除了在操縱臺(tái)顯示裝置視野上的問題，操縱臺(tái)上的操縱裝置的設(shè)計(jì)也應(yīng)當(dāng)盡可能符合駕駛員的人體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。對于駕駛員來說，其作業(yè)期間大部分時(shí)間都是在操縱臺(tái)上進(jìn)行的，若操縱臺(tái)的設(shè)計(jì)在尺寸與形狀上不合理，很容易造成駕駛員生理疲勞以及頸、肌肉、背、肩、腰和腕關(guān)節(jié)的疼痛。相關(guān)研究表明，當(dāng)操作臺(tái)高度為720～750mm時(shí)最適合我國駕駛員生理特點(diǎn)。此外，設(shè)置一定的操縱臺(tái)臺(tái)面傾斜度有利于駕駛員更好的作業(yè)，臺(tái)面與水平之間的傾角在5°-18°之間為宜。

三、駕駛室作業(yè)空間設(shè)計(jì)

駕駛室的作業(yè)空間是駕駛員操縱機(jī)器時(shí)所需的活動(dòng)空間以及機(jī)器、被加工對象等所占有的空間總和。駕駛室作業(yè)空間設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以“以人為中心”思想進(jìn)行的設(shè)計(jì)。軌道交通工具駕駛室的作業(yè)空間設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以其中設(shè)備、設(shè)施的合理匹配作為最首要的設(shè)計(jì)依據(jù)。在駕駛員處于舒適、正確的駕駛姿勢時(shí)，駕駛室內(nèi)的空間設(shè)計(jì)要達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：駕駛室內(nèi)的空間尺寸設(shè)計(jì)要協(xié)調(diào)，達(dá)到對空間的最有效利用、操縱臺(tái)容膝空間設(shè)計(jì)合理。駕駛室的高度至少應(yīng)為2000mm，前窗玻璃到駕駛座椅身后最近的物體之間在駕駛室縱向上的最小距離為1500mm。同時(shí)，為了更好地對人體進(jìn)行支撐以及使坐姿舒適，軌道交通駕駛室的腳踏板要設(shè)計(jì)有15°～25°的傾角。

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