公共汽车车厢的人机工程学设计

西南科技大学

公共汽车车厢的人机工程学设计

小组成员：涂萧潇 20080998 马 彪 20080994 刘海洋 20081029 李小快20080996

张俊峰20080999 杨 松20080995 王 云20080997

公共汽车车厢的人机工程学设计

摘要

公共汽车是现代人类出行的重要交通工具，如何提高公交车的安全性与舒适性成了现代公交车车内环境改善的重要目标。这就需要我们通过人机工程学的研究来实现。本文通过对周围城市公交车的系统研究，从人-机-环的基本原理出发，对实际中公交车的外观、驾驶区、乘客区存在的问题提出合理的解决方法，进行人性化设计。极大限度地提高了人们出行的安全与舒适度，让乘车出行变成一种享受。

关键词：公共汽车 人机工程学 人性化设计 人-机-环

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Abstract

Buses are the important modern humans travel vehicles, how to improve the security of public buses with comfort become the modern bus interior environment improvement important goals. This needs us through the ergonomics research to achieve. Based on the systematic study on the surrounding city buses, from people - machine - ring, based on the basic principle of the appearance of the bus to practice, the driving area, passenger area the existence the question put forward reasonable solution, carries on the humanized design. The great limit improved people travel safety and comfort, let bus travel into a kind of enjoyment.

Key words: Buses ergonomics Humanized design People - machine - ring

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目录

1 引言............................................................................................................................ 5 2 我国现代城市公交现状............................................................................................ 5

2.1 人们的需求............................................................................................... 5 2.2 现存的问题............................................................................................... 6

3 公交车外部设计：.................................................................................................... 6

3.1造型分析.................................................................................................... 6 3.2色调分析.................................................................................................... 6

4 驾驶室设计................................................................................................................ 7

4．１座椅设计................................................................................................ 7 4．2显示装置................................................................................................. 8 4．3转向盘..................................................................................................... 9 4．4后视镜..................................................................................................... 9

5 乘客区设计................................................................................................................ 9

5．1乘客座椅................................................................................................. 9 5． 2低地板设计......................................................................................... 12 5． 3车内设计高科技化............................................................................. 12 5. 3. 1空调........................................................................................... 12 5. 3. 2报站系统................................................................................... 13 5. 3. 3顶部........................................................................................... 13 5. 3. 4内饰........................................................................................... 13 5. 3. 5前道........................................................................................... 13 5. 3. 6中门........................................................................................... 13 5. 3. 7玻璃........................................................................................... 13 5. 3. 8地板: ......................................................................................... 14 5. 4乘客用扶手横杆高度设计.................................................................. 14 5. 5无障碍设计........................................................................................ 15

6小结........................................................................................................................... 16 参考文献：.................................................................................................................. 16

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1 引言

随着城市的发展和现代化水平的提高，公交车作为城市公共交通的重要组成部分，不仅担负着大众日常交通的使命，而且从一个侧面反映了该城市现代化的发展程度。公交车已经不再是简单的代步工具，人性化、智能化成为新一代公交车发展的方向。如果公交车生产厂商能够在设计之初就将人因工程的设计理念融入进去，那么，在实际生活中必定会赢得百姓的称赞。我们要讲公交乘坐变成一种享受。 然而，现代都市中运行的公交客车大部分还无法满足人们的上述需要，城市中平均70%是中低档普通型的公共汽车，即使在沿海经济发达的大城市（如上海），普通型公共汽车也占50%。交通拥挤、道路不畅已经几乎成了大中型城市的标志性现象，通常这种现象多发生在交通人流高峰期，严重浪费了乘客的宝贵时间。公交客车内也经常如同车外水泄不通的道路一样拥挤不堪。据有关资料记载，高峰期车内每平方米站立人数可达11人之多；高度较低的车厢，使乘客站在车厢里会感觉压抑、空气流通不畅；玻璃车窗较小，乘客的视野受到限制；车辆行驶时的振动、噪音更是影响着乘客的舒适性。人们乘坐这种车辆时，身体不适是十分正常的反应，同时引发的心情烦躁也影响了人们的正常生活。偏高的车内地板也是一个非常不符合人机工程学原理的设计，给城市里的老年人、残疾人、儿童、孕妇等人群的行动带来了不便，甚至造成伤害。驾驶区的操作环境不舒适也给驾驶员带来很多麻烦，从而降低了整车运行的可靠程度。同时，它们与时代脱节的造型也无法满足现代人审美的需要，无法与现代化的都市形象相符，影响城市的美观。

2 我国现代城市公交现状

2.1 人们的需求

对于城市客车这种人们时时刻刻离不开的交通工具，人们对其的要求正不断提高。首先，作为一个人们乘坐的交通工具，上下车时方便、乘坐时舒适、行驶时快速安全是人们所追求的首要目标。另外，它作为现代城市的一个重要组成部分，外观造型和内饰装扮也要满足现代人的审美观点。同时，作为现代设计的产品它每一处细节设计都要体现以人为本的设计理

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念，使人们乘坐这种交通工具时处处体验到现代设计给与我们的人文关怀。

2.2 现存的问题

然而，现代都市中运行的公交客车大部分还无法满足人们的上述需要，城市中平均70%是中低档普通型的公共汽车，即使在沿海经济发达的大城市（如上海），普通型公共汽车也占50%。 交通拥挤、道路不畅已经几乎成了大中型城市的标志性现象，通常这种现象多发生在交通人流高峰期，严重浪费了乘客的宝贵时间。公交客车内也经常如同车外水泄不通的道路一样拥挤不堪。据有关资料记载，高峰期车内每平方米站立人数可达11人之多；高度较低的车厢，使乘客站在车厢里会感觉压抑、空气流通不畅；玻璃车窗较小，乘客的视野受到限制；车辆行驶时的振动、噪音更是影响着乘客的舒适性。人们乘坐这种车辆时，身体不适是十分正常的反应，同时引发的心情烦躁也影响了人们的正常生活。偏高的车内地板也是一个非常不符合人机工程学原理的设计，给城市里的老年人、残疾人、儿童、孕妇等人群的行动带来了不便，甚至造成伤害。驾驶区的操作环境不舒适也给驾驶员带来很多麻烦，从而降低了整车运行的可靠程度。同时，它们与时代脱节的造型也无法满足现代人审美的需要，无法与现代化的都市形象相符，影响城市的美观。

基于这种现状，我们从人机工程学的原理出发，对公共汽车车厢进行设计，最大限度地满足人-机-环的相互和谐。使人们出行更加安全、舒适、快捷。

我们将整个公交车系统分为外部区、驾驶室区和乘客区三部分。

3 公交车外部设计：

3.1造型分析

由于大部分公交车都在市区内运行，道路平整，因此，公交车可采用低地板设计，车内地板高度可降至0.4 m左右。此举不仅能保证乘客上下车的安全和效率，可以大大提高车辆行驶的安全性。由于底盘低，车身侧窗下沿也可以相应降低，而扩大车窗面积，这一方面可以拓展乘客的视野，让乘客在旅途中尽赏美景，增见闻，另一方面可以加强车厢的采光，使车内明亮温暖，旅途惬意舒适。前门应保证刚性和安全的情况下尽量使用玻璃材料，使驾驶员能够更好地观察到车站上的老人、小孩等乘客以及车外的情况。车头上方可安装一块挡雨板，由于公交车前挡风玻璃面积太大，当雨较大时，雨刷器的效果可能不是特别理想。

3.2色调分析

目前，大多数城市公交车的外部形象设计并不理想，车身颜色或是千篇一律，从远处无法区分，或是车身广告过于繁杂，使得公交车成为城市视觉污染的制造源，公交车的色调设

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计应从城市自身特点出发，在城市整体规划的基础上设计出公交车的主要线路色调。对于北京、西安这种典型的“四方”城市，可将东南西北4个方向定以不同的颜色，如南方为红色，北方为蓝色，那么，南北方向行进的公交车其主色调就是蓝红色。对于上海这种商业区、生活区、娱乐区相对清晰的城市，可以根据各区功能的不同饰以不同的颜色，如通行于商业区的公交车其色调可以亮色为主，通行于生活区的公交车可以平静的淡色为主。公交公司在承接广告时应考虑广告主题是否与车身色调差异过大，如是，则应综合考虑公交车的城市窗口作用，切不可仅仅考虑经济效益。公交车不同色系的区分可以使人分清公交车的行车范围，也能有效消除无序广告带来的视觉污染。另外，需要注意的是，车尾最好无广告，即使有也应采用一些色彩不太鲜艳，或者不太吸引眼球的广告以免分散后方车辆驾驶员的注意力。

4 驾驶室设计

安全人机工程学十分重视人体工作姿势的研究。人体的工作姿势必须有相应的工作空间尺寸和人机结合面布置与之匹配。由于职业需要而长时间保持坐姿的人易患上腰、背等疾病，特别对于驾驶员而言，设计不合理的座椅不仅会增加职业病发生的可能，而且由于坐姿的不正确和身体的不舒服，也使发生交通事故的危险大大增加。因此，驾驶员座椅在整个公交车的设计中至关重要。座椅设计的原则就是保证驾驶员在长时间驾驶过程中能够感到舒适，减少职业病和安全事故发生的概率。

公交车驾驶室的设计要充分考虑驾驶员的体质、生理、心理、审美等素质条件的要求。要求信息既要便于接受又要便于判断，操纵原件的尺寸、力度、位置、结构、形式均符合操作者的需要，座椅的设计应充分保持驾驶员的安全与舒适，方向盘的使用应得心应手，能充分发挥使用效率，驾驶员的作业环境应舒适安全，能充分发挥人的功能。

4．１座椅设计

在坐姿状态下，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。根据人因工程研究的结果，舒服的坐姿如图1所示。根据人体数模结果，可得到高靠背椅的参数范围：靠背倾角（与水平面）范围为95°～110°，高度应达到肩部，范围为52～56 cm，宽度约为48 cm，且靠背角度、座椅高度均可调节，以满足不同身高驾驶员操作的需求。值得注意的是，不要一味考虑舒适而将座椅倾角随意加大，由于公交车车身高大，过大的靠背倾角将产生视野盲区，导致驾驶员看不见较低位置的路况和车况。

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4．2显示装置

是指能通过可视化的数值、文字、曲线、符号、标志、图形、可听的声波以及其它人体可感知的刺激信号向“人”传递“机”的各种运行信息的器具。汽车上使用最普遍的显示装置是视觉显示装置，主要有各种仪表和信号指示器。视觉显示装置应使驾驶员认读准确、迅速又不易疲劳。常用的视觉显示装置有数字显示和模拟显示两大类，从人机工程学的观点考虑，使用阴极射线管、气体放电 管和发光二极管等屏幕式电子显示装置更为理想，它既可显示数字量和模拟量，又能显示过程参数的变化曲线或图形，更适合人的心理和生理特点，认读速度和准确度较高，能减轻驾驶员的疲劳和紧张程度。对于定量读数的显示，选择电子式数字显示。 对于定性读数的显示，由于它不要求具体的数字，且模拟显示更为灵敏、方便，因此选用指针式显示。 汽车行驶时，驾驶员需要随时获得汽车的形式状况才能保证更好的驾驶，仪表板是精确反映行驶车况的唯一装置，所以，如何设计好仪表板的各项功能并合理布置是非常重要的。

显示装置设计还要考虑选择显示器和仪表的易读性和准确性。通常，汽车上各种仪表和信号指示器组装在一块仪表板上。仪表板的空间位置最好应使驾 驶员不必运动头部和眼睛就能看清全部仪表，或至 少应在头和眼的自然转动范围内。通常一般操作的 视距距离设置在560～750mm之间，这样能够使眼 睛较长时间地工作而不会疲劳。前方最佳距离为 710mm左右，仪表板应与驾驶员的视线成直角。人 在正常坐姿下操作，头部一般略自然前倾，所以仪 表板应相应倾斜。通常，仪表板与地面的夹角600～ 750。仪表板上的仪表应根据视觉运动规律排列，最 常用、最主要的仪表和信号指示器应尽可能排在视 野中心3°范围内(最优视区)，一般仪表和信号指示 器排在20°～40°的水平视野和视平线向下30°的 垂直视野范围内，水平视野40°～60°和视平线下 30°～75°和以上10°范围区域只允许设置次要的， 除了不常用和不重要的，一般不宜设置在80°水平 视野之外。 把视觉装置布置在良好视区和有效视区的意义在于， 可使操作者持久地处于能察觉信号的环境，或者置 身于能收到信号的位置。仅在不得己的情况下才应 用在有效视区之外。因此，在轿车显示装置的总体布置时也应根据视觉显示装置分区布置原则和视觉 的特点来进行布置。

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4．3转向盘

转向盘是驾驶员在整个驾驶过程中接触时间最长的部分，转向盘设计得不合理将大大增加驾驶员的操作强度，使驾驶员极易疲劳。由于同一公交车的驾驶员并非一人，转向盘可设计为高度和倾斜度可调整（目前大都是调整座位），并通过一个机械气动装置锁死或者打开，以适应不同身高体型的驾驶员操作。锁死装置是为了防止驾驶员在操作过程中转向盘角度或者高度突然变化而造成安全隐患。对于高档公交车，可设计转向盘记忆装置，将常用的高度角度组合进行存储，以减少驾驶员的调整时间。转向盘表面应采用略微粗糙的材料增大摩擦因数，以减小驾驶员的操作强度。

4．4后视镜

后视镜的角度和大小应根据驾驶员的身体数据及驾驶习惯确定。由于公交车车身宽大，右后视镜应选用变弧度大面积的镜片，同时，应在仪表盘附近安装机械或者电子装置，使驾驶员在座位上就能够调节右后视镜的角度，方便不同驾驶员操作。

5 乘客区设计

乘客区占有我们公共汽车的绝大部分空间，我们应该将安全舒适的理念应用于实际。

5．1乘客座椅

关于合理设计适用于中国男子使用的在公交车上的固定座椅座面高度，根据人体数据运用准则，座椅座面高度应取第5百分位的“小腿加足高”人体数据S=38.3cm为基本设计数据，以防大腿下面承受压力引起疲劳和不舒适。功能修正主要应考虑两方面：以是鞋跟高的修正

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量，一般为2.5~3.8cm，取2，,5cm，另一方面是着装（裤后）修正量，一般为0.3cm。即△f=2.5+0.3=2.8cm。得出固定座椅座面高度的合理值应为： H=S+△f=38.3+2.8=41.1=41.0cm

关于现有公交车乘客的座椅，人们可以发现在腰部几乎没有设计。导致乘客在乘坐公交车时总有不舒适的感觉。应从人体坐姿舒适性入手来设计。最舒适的坐姿是臀部稍离背向前移，使上体略向后倾斜，保持体腿夹角在70°--90°之间，小腿向前伸，大腿和小腿、小腿和脚面之间也有合适的夹角，如图所示。

舒适坐姿的舒适角度

另外座椅的设计还应该保证乘客有良好的体压分布，在靠背上的体压分布：靠背上的体压分布应当是腰靠部位最高。所以设计座椅靠背时应保证腰靠区能为人体提供舒适的支撑，以减轻腰部疲劳。座垫上的压力分布应当是坐骨结节处最大，由此向外逐渐减小，直至与座垫前缘接触的大腿下平面压力最小，所以设计座椅座垫时，应保证坐骨下面的座面近似水平，使人体重量的大部分集中在坐骨结节处，达到最佳体压分布，减轻臀部疲劳。

座椅各部位的受力合理分布图

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包括老弱病残这类行动不便的人群。无障碍设计是公交客车人性化设计的一个重要的环节。对于全车一级踏步低地板客车，可以开设三个车门，中门为无障碍车门，配搭伸缩式导板过 道，车或轮椅上下。车门的开合方式应该仿照地铁列车的车门开合方式，这样不仅节省了入口的空间，还减少了车门钩挂轮椅、儿童车、乘客衣物的现象发生。车内预留轮椅或儿童车搁放空间，这些空间最好开辟在车门附近，方便轮椅的上下，并有挂钩保持它们在车内的稳定。不光方便残疾人士上下车，在座椅的设计采用了模块型设计，可根据需要方便的调整座椅的高度。在车内给行动不便的残障人士和孕妇等预留一个位置，只是在管理上的关怀，这样远远不能体现出科技给人们无差别的关怀。车内设施的高科技化方便了人们的生活，舒适的乘车环境，车载电视带来的欢乐，使出门乘车变成了一件轻松愉快的事情。

6小结

这一次的作业，我选取了改进公交车内乘车环境作为分析的课题，在这其中，所有的工作都是满足一个目的，即安全、舒适、高效，同时我也意识到了人的自然行为倾向对于人机工程学设计的重要性，人因学的基本要求是使机械设备、工具、作业场所以及各种用具、用品与人的生理、心理特点相适应，达到人们工作和生活的最佳效率和保持良好的状态，为次，涉及生理学、心理学、社会学诸多因素的人的自然行为倾向，便在其中起着很重要的作用。 由于时间限制和水平的不足，大作业中还存在较多的漏洞和缺陷，我也会尽力完善它，同时也非常感谢在实习过程中帮助过我的老师和同学们。希望以后的大作业能够更加认真，提高大作业的完成水平和质量。

参考文献：

邵象清. 人体测量手册. 上海：上海辞书出版社，1986

许国志主编. 系统科学与工程研究（第二版）. 上海：上海科技教育出版社，2001 朱祖祥著. 工程心理学. 上海：华东师范大学出版社，1990 欧阳文昭. 安全人机工程学 . 煤炭工业出版社，2002

G salrendy Handbook of Human Factors and Ergonomics,1997 M S Sanders Human Factors in Engineering and DESIGN,1987

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