提高高速动车组客室舒适性的措施探讨

 　【摘要】高速动车组是高速铁路和客运专线上重要的运载工具，其结构和功能设计将直接影响运行的安全性和舒适性。本文将主要探讨影响高速动车组客室舒适性的因素以及提高客室舒适性的措施。 
　　【关键词】高速动车组；客室；舒适性；措施 
　　随着我国高速铁路网的不断延伸，高铁渐渐成为人们长、短途出行的优先选择。除了方便、快捷的乘车过程，比飞机更优越的舒适性是高速动车组倍受欢迎的重要原因。因此，在高速动车组的设计制造中，有必要研究影响乘客乘坐舒适性的因素，并通过结构和功能性设计提高高速动车组的乘坐舒适性。 
　　1、乘坐舒适度概述 
　　1.1 舒适度指标 
　　简单来说，舒适度是指车辆的运行平稳性，是线路与车辆对乘客的共同作用影响，主要是振动对整个运行过程的影响。但是从大的范围来说，旅客舒适度不只是单一的参数指标，它是指乘客对乘车旅行品质的综合反应评价，涉及到物理因素、生理因素和心理因素[1]。 
　　1.2 影响乘客舒适度的因素 
　　乘客对列车环境的体验通过感觉器官（眼、耳、鼻、身体）来获取[2]。因此，影响乘客生理感受（视觉、听觉、嗅觉、触觉）的各个方面均是影响乘坐舒适性的因素：车内照明、内的振动、噪声、温度、湿度、空气清新度、座椅的舒适性等。乘客的心理活动受不同地域、行业、性格、修养以及知识层次的影响，同时也受到列车环境的刺激和作用[2]。影响乘客的心理满足感的因素也是列车客室舒适性需要考虑的，如：车内空间设计、色彩搭配、服务设施的丰富程度等。 
　　2、提高客室舒适度的措施 
　　2.1 提供适宜的新鲜空气 
　　空调系统由换气装置、空调系统以及风道构成。换气装置新风入口处于车外，设有过滤粉尘的滤网，在列车高速运行时新风口容易形成负压，若滤网被污染没有及时清理，又会在进气口形成一道屏障，导致新风口的进气量骤减。为了适应高速运行的特点，换气装置电机的参数需做优化设计，同时设置端部新风口用于改善进气效果。另外，在不同地域运行的高速动车组对于新风的需求量也有所差异，因此采用可变频的换气装置也是高速动车组适应不同运用环境的优化措施。 
　　空调和风道是控制车内温度、湿度、微风速度等指标，由于高速动车组是密闭车厢，空调系统的设计还应保证车内压力没有较大的波动[3]。变频技术的采用让高速动车组空调系统可保持车内温度在小范围的恒定状态，同时根据乘客的定员的分布情况设置合理的出风口是车内空气产生舒适的流动性。另外，风挡、侧门、厕所集便器等位置容易渗入空气，对车内空气循环造成干扰，因此这些位置的密封也尤为重要。 
　　2.2 客室隔音降噪 
　　动车组在高速运行过程中，车厢外部的会产生很大的噪音，车上安装件的振动也会产生噪音。若要减小传入车内的噪音，一方面需要减少产生高速气流激扰的结构：侧门、车窗安装的结构应尽量避免在车体表面形成凹陷，无法避免的，需在边缘设置流线过渡，同时车外安装部件的外壳也应为流线形设计；另一方面就是车厢的密封和传音介质的降噪处理：车窗采用四层夹胶中空玻璃组合单元密封安装，车体侧墙、地板以及顶板上均布置防火隔音材，在加上侧门和厕所的密封装置的设置，共同形成高速动车组的隔音系统。在车内间壁、顶板、地板等部件与骨架的连接处，多使用弹性橡胶元件，最大限度吸收振动能量，避免产生噪音。 
　　2.3 座椅优化设计 
　　作为与乘客接触最紧密的部件，座椅是舒适与否直接影响乘客对高速动车组整车舒适性的评价。座椅的设计需满足静态舒适性和动态舒适性的需求：静态舒适性需要提供软硬适中的坐垫、舒适的坐姿设计和腰背支撑、合理的活动空间以及适当的功能设计。动态舒适性主要考虑座椅减振设计。 
　　为保持乘客始终面朝列车前进方向，高速动车组座椅为可旋转180°结构设计，根据人机工程原理以及人体压力分布指标，确定座椅间距、高度、扶手高度和宽度、坐垫宽度和厚度。另外为满足不同人群的坐姿需求，高速动车组客室座椅不仅可手动控制从8o～30o（二等车座椅从5o-29.5o）任意角度轻松调节和锁定，而且保证靠背倾斜时不会过分占用后面乘客的活动空间。二等车座椅尺寸设计比较紧凑，考虑到舒适性，坐垫可以向外滑动60mm。 
　　研究表明，人体在垂直方向上的振动敏感频率是4～8Hz之间，在水平方向上的振动敏感频率是1～2Hz之间，在此范围内，人体的各个器官会产生共振[4]。列车高速运行时振动从地板传导到座椅上，座椅设计的固有频率应能在运行时减轻传导到乘客身上的振动，优化座椅固有频率，设计合理的阻尼系数和刚度，坐垫设计需要有效衰减20Hz以上的振动。 
　　2.4 优化车内空间布置 
　　为满足不同人群的心理需求，一等车客室每排座椅布置为2+2宽幅座椅；二等车客室每排座椅布置为2+3座椅，部分高铁列车还设置有商务包间。商务座车厢前后排座椅间距加大且后部设有私密罩，给乘客营造舒适的私人空间。行李放置处分为客室行李架和端部大件行李放置处两部分。客室行李架高度适中且外端为微微上翘的设计，避免乘客碰头、方便存取，同时也能防止行李滑落。端部大件行李室上下分隔，让乘客能够充分利用其存放空间。端部卫生间布置紧凑，均从乘客方便使用的角度出发布置。侧窗墙板设有放置饮料瓶的台面，力求空间的最大化利用。 
　　2.5 丰富服务设施布置 
　　高速动车组设置许多人性化的服务设施。二等车座椅背后设有供乘客使用电脑和用餐的小桌，一等车座椅在扶手内设有折叠小桌，座椅下方设有220V电源插座供乘客使用电脑、手机等电器设备。车厢内还设有电视，提供轻松的娱乐节目为广大旅客缓解疲劳。 
　　商务车厢每个座椅均配置影音系统，乘客可以自己选择喜欢的节目进行播放。另外，商务车厢座椅可以自由调节靠背角度、座椅高度以及腿部支撑角度等。考虑到特殊人群的乘车需求，每列车均有一个车厢设置残疾人轮椅放置处、以及残疾人卫生间，车厢侧门以及内门开度均设计得比其他车厢大，以适应轮椅的进出。 
　　2.6 采光照明及色彩 
　　高速动车组的照明系统大部分采用LED光源，配合柔光灯罩，营造出舒适的车内照明环境。车内色彩搭配宜繁简适中，给乘客视觉和心理上产生平衡、安定的感觉。高速动车组二等车厢客室内座椅色彩多以蓝色为主，墙板、壁板、顶板等装饰件以浅色调为主，色彩搭配均衡，营造出一个平稳、安定的色彩空间。一等车厢和商务车厢座椅以红色为主色调，其他装饰件以浅色搭配，营造出一个高端、时尚、进取的空间氛围。 
　　3、结论 
　　随着人们生活水平的提高，乘客对高速动车组的乘坐舒适性提出了更高的要求，制造企业不仅要从动力学角度出发，更需要从旅客生理和心理角度出发，结合以上舒适性提升措施的运用经验，建立系统的舒适性设计指标，并根据指标逐步优化高速动车组的结构设计。