人机工程学作业

1、人机工程学作业火车提速的人机学分析班级：姓名：学号：一、目的与意义近些年来，不断有火车提速的新闻。但是火车还是照样晚点（估计只有动车组除外，但我没坐过），而且晚点的时间一点也不见少。也不说明原因，火车老是会在沿途停车。可以说基本上每趟火车都是在走走停停中结束一次旅程的。甚至有火车明明开得很快，可以准点到，却硬是要在到站前，在一个莫名其妙的地方停上半个多小时再走，然后就晚点了。随着全球整体节奏的加快，人们对于出行的速度有了更高的要求，应运而生出现了各种代步工具，如汽车、火车、飞机等等，这些交通代步工具不仅方便了人们的出行需求，同时也大大缩减了人们沟通的距离。和许许多多外出代步工具相比火车无疑是最

2、经济，最环保的交通工具。它无论是在在人数量上还是在环境保护上都有着其他交通工具无法匹及的优势。当然随着科技的不断进步，火车已由传统的以煤为能源逐渐转变成以电进行驱动的新型能源方式，这样一来人们在乘坐出行时有了新的乘坐经验：安静、环保、快捷，在这其中要数高速动车最为称赞。就我国高速建设而言是一个庞大而复杂的系统工程，需要各方面、各专业的人共同参与才能完成，在这其中就包含了工业设计方面的内容，就我国髙铁动车组设计而言还处在起步阶段，很多的设计如动车组车辆外部造型设计、动车组客室设计等许多方面还处在引进、借鉴和同化国外动车组设计的阶段，并没有做出自己的设计特点来。在引进国外先进动车组的同时并没有很好

3、的将引进车辆的人机尺度与国内人际相匹配，这就再后来人员乘坐、使用和操作上带来了不便。所以这就需要在引进先进技术的同时对于人机数据要及时调整更新，做到符合我国人体尺寸的动车组客室设计已逐渐成为客室造型设计的重点与难点。 1） 动车组截面的安全性 a动车组高速运行过程中所承受的外部空气阻力及压力波 b由于运行属于有轨线型运动，所以截面在转弯与涵洞限界的合理性。 2）二、火车提速带来的问题1、优点1）最高时速250公里传统火车动力装置都安装在机车上，客车车厢由机车牵引而动。动车组是自带动力、可以两端驾驶、配备现代化服务设施的旅客列车。除了靠车头牵引外，部分车厢也自带动力，这样车体最高运行速度可达每小

4、时200-250公里。传统火车动力装置都安装在机车上，客车车厢由机车牵引而动。动车组是自带动力、可以两端驾驶、配备现代化服务设施的旅客列车。除了靠车头牵引外，部分车厢也自带动力，这样车体最高运。并且比其他交通工具费用便宜，而且速度也是很理想的，有一定的空间活动，还有厕所！交际能力好的还能认识到一些朋友。业内人士认为，中国铁路第六次大提速后，火车安全、舒适、正点、不受气候影响等诸多优点会更加显现，今后会吸引越来越多的旅游者选择火车出游。同时，火车提速后，铁路的服务和管理也要随之“提速”，并且还可借鉴国外的一些成功经验。而对于旅游行业来说，火车提速不仅增加了一些旅游城市的客流量，而且也带动了周边地

5、区的旅游经济“跑”起来。2）内部设施更人性化不但运行速度快，动车组内部的设施也更加舒适和人性化。每把坐椅的扶手内都配备了可折叠的茶几，旅客可以像坐飞机时那样舒服地读书写字。据铁路部门有关负责人介绍，坐动车组列车其实和坐公交差不多，两端的车头和车厢本身都能产生动力，动车组列车上的旅客将不再面对面而坐，这样可以使旅客面对的方向始终与列车运行方向保持一致，从而避免旅客头晕。3）前后都有驾驶室动车组客车前后都有驾驶室，到终点站后，动车组客车可以直接往回开。由于椅背可以前后调节角度，列车员把所有坐椅调整方向，可保证行车时所有坐椅向前。4）外形优势有关专家表示，列车时速达160公里以上后，受到的空气阻力将

6、明显增加。京沪高铁的火车头采用“子弹头”造型，不但造型优美流畅，而且在列车“冲进”隧道时，还能有效减少气浪和噪音。这种列车将全列密闭，一方面是为了降低噪声，二来抵御列车高速行驶时车厢外巨大的气体压力。车身还“穿着”铝合金外衣。这是因为铝合金的重量大大低于钢铁，有利于高铁列车减重提速。另外，铝合金能够提供良好的气密性。由于高速行驶的列车相比飞机更易遭遇飞鸟、碎石、雨雾等近地面物体的“袭击”，因此高铁火车挡风玻璃的防撞和透性能也会类似于飞机驾驶舱的玻璃。专家们已开展针对性试验，如通过把钢弹从一定高度释放坠落撞击玻璃等手段，“考验”玻璃的强度和韧度。“子弹头”列车的厕所也与众不同，使用的是真空马桶，

7、人体排泄物能够快速分解，不会污染环境。乘坐这种列车，乘客还可通过电子屏幕随时知道列车行驶的速度、经过的地方等信息。5）优势技术一铝合金材料轻量化减重提速全列密闭减噪音抵御压力高速列车重要技术之一是要轻量化，列车运行每牵引一吨重量大约要消耗12千瓦，到300公里的时候，每牵引一吨大约要消耗16至17千瓦，因此，世界各国都在轻量技术上进行了竞争。为了减少自重和提高耐腐蚀性，“子弹头”的整个车身都采用高强度的铝合金材料，车体的部分构件则由不锈钢制造。铝合金的重量大大低于钢铁，有利于高速列车减重提速；列车是全列密闭的，可以降低噪声，并抵御高速行驶时车厢外巨大的气体压力。此外，“子弹头”所选用的非金属材

8、料和新型内装饰复合材料，均严格按照国际防火标准执行，确保发生火灾时火势不会迅速蔓延。6）优势技术二动力分散技术保障时速200公里减速用再生制动技术反转输电“子弹头”列车采用先进的高速动车组动力技术动力分散技术。通常的电力机车和内燃机车，其动力装置都集中安装在机车上，在机车后面挂着许多没有动力装置的客车车厢。而动车组运行时不仅是机车提供动力，部分车厢也有动力设备，更有利于提高、保障时速200公里，即使有一两节动车发生故障也不会影响运行。“子弹头”列车安全性较高；如果在轨道上发生问题，可以自动停车或减速。同时，“子弹头”列车内空气较好，已达到国家机场的水平，这要归功于我国自主研发的一个“道具”纸滤

9、装置。“子弹头”还采取再生制动技术，从200公里降到90公里左右，采用手动降档，迫使发动机高速旋转，将机车的动能差转化为电能输入电网，这一阶段没有任何机械磨损，是一个绿色的、环保的过程，当列车时速降到90公里以下时，才开始实施第二阶段的机械制动。200公里的列车制动距离小于2000米，完全达到世界先进水平。7）优势技术三减速车窗采用视觉调节技术 彩色玻璃材质特殊便于逃生由于高速行驶的列车易遭遇飞鸟、碎石、雨雾等近地面物体的“袭击”，因此“子弹头”挡风玻璃的防撞和透视性与飞机驾驶舱玻璃的技术参数基本相同。采用视觉调节技术的减速车窗玻璃，使旅客不会因看窗外景色而感到头晕目眩。列车每节车厢

10、两头的车窗玻璃都很特别，在阳光的照射下显出色彩。这些彩色玻璃是逃生玻璃，如果碰到紧急情况，工作人员或乘客可拿起车窗旁的尖锥打破逃生玻璃脱离险情。由于玻璃材质特殊，即便打碎也不会划伤手脚。8）优势技术四两级网络监控全列车设施 列车不掉头座椅旋转180度为旅客提供服务的各项设施是通过电子计算机控制的，整个列车实行两级网络，对全列车所有设备进行监控，乘客可通过电子屏幕随时知道列车行驶的速度、经过的地方等信息。列车座椅扶手上有两个按钮，可以调节靠背的倾斜角度和坐垫的长短。前后排座椅间有充裕空间，能够拉展开前排座椅的隐藏桌子，用以盛放物品和用餐。整排座椅可旋转180度，使得前后两排的乘客能够面对面很方便

11、地交谈。在座椅底部有一个脚踏装置，只要轻轻一踩，然后施以很小的推力，便能实现座椅的旋转。由于列车能够两端驾驶，所以在返程的时候，列车不需要掉头，而只需旋转全部座椅的方向。10）有好的操作设计 针对列车驾驶环境采用了一种基于舒适性约束的适意驾驶区域的求解方法，并在此基础上提出了一种适意驾驶区的列车驾驶作业空间以及前方视野集合适配性设计方法。建立的司机坐姿状态下的手臂运动模型较好地反映了坐姿条件下手臂的运动状态，克服了传统作业域分析仅限水平作业域的局限性，可以较准确地对司机作业空间进行几何适配性分析，并可用于司机操作中的人际干涉检查。同时，采用的基于眼椭球的视野判定方法能较为有效的对列车司机室坐姿

12、视野进行几何适配性设计，它能避免传统方法中仅以平均身材乘务员眼睛所在的位置点作为视点所带来的局限性，为列车驾驶舱视野设计和评价提供了理论依据。11）外观色彩设计遵行了基础原则 速度感，斜线具有运动感，大面积的高纯的色彩增强视觉冲击，具有运动感，以大面积的主色调伴随列车的造型走势而一致导向性斜线表现了速度感。 科技感，大量的使用黑白灰，再配合高反光的玻璃材质，给人以神秘的太空科技感；同时局部金属材质的使用，再配合整齐划一的拉丝效果给人以高技术精准的秩序美感。 稳重与安全感，合理的运用色彩的轻重对比结合其所在位置及所占比例，创造视觉和心理上的平衡，视觉上的不稳定，产生安全感。 美感，设计“以人为本

13、”，让人感到舒适，那么这种设计就是合理的、成功的。遵循以人为中心的设计原则，将色彩配比与火车的功能、结构完美结合，相得益彰，创造出美观大方、舒适宜人的火车，已达到人机环境的和谐与统一。2、缺点经常人满为患，特别是热门时段（节假日之类的）很拥挤。没买到坐票就会很惨，还有如果非火车始发站上车的话，火车上难免人多，上车会很麻烦。经常有火车服务人员推着吃的来回贩卖，价格当然比平时的商店之类的高很多，还有的人反应火车上容易丢东西，一起坐一块的人未必很友善，这些问题就要坐过火车的人自己考虑。2·1 火车提速对其平稳性的影响2·1·1提速引起的轮轨相互作用变化及其对平稳性影响。

14、2·1·1·1提速引起的钢轨接头处轮轨冲击变化及其对平稳性的影响。在整个钢轨上的两条钢轨都是用12·5或者25m长的标准钢轨通过鱼尾板连接起来的。2·1·1·2 提速引起的蛇形运动频率变化对平稳性的影响。简单的理解就是由于铁路的轨道和列车车轮的限制使列车在轨道上呈s型运动线路。2·2轨道不平顺状况下提速对平稳性的影响。2·2·1提速引起轨道的垂直变形对平稳性的影响。在列车轨道上，由于轨道具有弹性，当车轮沿轨道运行时，再论素和其他因素的作用下，轨道也随着轮对的转动而出现垂向形变。2·2&

15、#183;2轨道的不平顺对平稳性的影响。列车在运行时还受到轨道各种局部不平顺的影响。2·3列车在结构异常状况下提速对平稳性的影响。2·3·1车轮偏心。轮在制造或维修中由于多种原因使车轴中心与实际车轮中心间可能存在一定的偏心。当其运动时，会引起车辆的上下振动和前后振动。2·3·2车轮踏面擦伤。车轮存在踏面擦伤时，车轮滚过擦伤处，轮轨间发生冲击，钢轨受到一个向下的冲量。2·4 平衡性受到影响的情况下旅客的不适症状。2·4·1 旅客的心理受到影响2·4·1·1 振动会对神经系统造成危害，造成

16、大脑皮层的兴奋和抑制平衡失调。引起各种神经系统疾病，如头痛、记忆力减退等。2·4·1·2 振动让旅客感觉心烦，焦急，恶心，出现烦躁的情绪。2·4·1·3 振动会使乘客精力分散，工作效率下降，这对列车员是十分不利的。2·4·2 旅客的生理受到影响2·4·2·1 当列车振动比较强烈时，会造成骨骼、肌肉、关节及韧带的疲劳。2·4·2·2 还会使消化系统中出现肠胃蠕动增加、胃下垂、胃液分泌和消化能力下降、肝胀的解毒功能发生障碍等。还会让我们感到身体疲倦，引起头部不

17、适，发生晕车等等。3·1 提速引起的列车结构部件的损坏导致的安全性问题。提速后车辆振动加剧，作用力增大，造成零配件损坏，运行品质下降，同时由于长时间负载运行材质疲劳，已难达到设计要求。可能引起配件断裂、松动、抗磨等现象。影响火车的安全性。三、列车提速的相关改进意见 列车的速度提高是世界铁路发展的必然趋势。也是铁路现代化的主要标志。尽管国外已有许多铁路提速的经验，但难以直接全面应用到我国铁路建设上。针对火车提速对安全性平稳性的影响，为了提高火车运行平稳性和安全性可以从以下几个方面进行改进:1、 为了保证线路的平顺性，在不影响导轨安全的情况下，应尽量减少火车轨道街头缝隙。2、 对于新建铁路，应对火车进行限速。3、 要是车轮符合要求。4、 运用疲劳损伤原理估算主要构件的疲劳寿命，采用先进检测技术。5、 借鉴日本新干线对脱轨安全系数的研究方法，探讨我