火车行李架的安全人机优化设计

沈阳航空航天大学课程设计（安全人机工程课程设计--说明书）题目火车行李架的安全人机优化班级1******2学号2***********5学生姓名赵国卫指导教师 **负责教师** ** **火车行李架的安全人机优化摘要随着人们生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也越来越高。

铁路运输在各种交通工具运输中占有重要的地位，人们出行大多选择较为经济的硬坐和硬卧车厢。

然而，旅客多，行李多，对于长途旅客列车来说，行李存放需求显得更为迫切。

如何设计行李架才能解决乘客的基本需求，从而尽可能减少旅客出行的疲劳是本次课程设计的目的。

关键词：火车；行李架；行李箱；铁路；安全；（此文章中，有部分计算过程重复，故省略之，望读者注意）1绪论随着我国高速铁路建设的快速发展，全国高速铁路网已经基本形成,高速铁路客运已经成为城际间旅客运输的中坚力量, 但在火车车厢中，仍未解决和改善乘客在长途“硬座”火车上受苦受累这一实际问题。

旅客列车行李存放是客车设计中的重要课题，合理解决行李存放也是体现旅客列车“人性化”服务的重要标志。

我国铁路旅客列车的行李存放一般有行李台、行李架和大件行李存放间三种方式。

行李架主要用在硬座和硬卧车上。

硬座车和硬卧车是旅客较集中的车厢，旅客多，行李多，对于长途旅客列车行行李存放需求显得更为迫切，行李架设计显得更为重要。

作为学生的我们，对这一点，应该算是感同身受吧。

每年回家、返校，大家大多会选择乘坐火车这一交通工具。

由于大部分坐火车的学生碍于经济原因而选择硬座或者硬卧席别，正好每年的回家、返校都会赶上铁路运输的高峰期，加之火车上的旅客和行李都特别的多，如图1所示硬座车厢的真实情况。

行李架的空间和安全性就显得尤为重要。

图1 火车硬座车厢的真实情况行李架设计必须达到三个使用目标：方便、安全、放心。

方便就是旅客行李存放自如，容量能满足要求。

安全就是行李架本身要有安全感，且在车辆受到冲击振动时行李不易坠落。

放心就是旅客能随时看到自己的行李，目前行李架所采用的格栅式、透明式和反照式结构基本能达到旅客放心的要求。

[1]即使目前的设计基本可以达到要求，可是行李架上掉物的事情也时有发生，往上边放行李时相对比较费劲。

为了解决这一问题，我对火车目前的行李架进行人机优化。

2火车行李架简介火车（Train），人类的交通工具。

1804年，由英国的矿山技师德里维斯克利用瓦特的蒸汽机造出了世界上第一台蒸汽机车，时速为5至6公里。

因为当时使用煤炭或木柴做燃料，所以人们都叫它“火车”，于是一直沿用至今。

行李架是火车车内使用频率较高的主要部件之一，合理的结构设计，不但使得安装方式简单，还能最大限度的利用车厢内有限的空间，而且能最大程度的满足旅客的需要。

随着铁路客车的发展，客车行李架的设计技术也在不断进步和更新，21 型客车为老式格栅型行李架，采用钢管纵向贯通方式，钢板折边支架。

我公司80 年代研制的双层客车，采用整体玻璃钢行李架，铝合金压铸支架，在后期批量生产时改为横格栅式行李架，仍采用铝压铸支架，其形式与现在25 型客车类似。

在90 年代研制的“一动六拖”和“两动九拖”双层拖车上，首次研制集照明、扬声器和行李存放多功能一体化薄型、透明板式行李架，基体采用8 ㎜厚玻璃或进口透明PC 板，前后边梁和灯罩板采用铝合金型材，支架为铝压铸方式。

综观铁路客车所使用的行李架，其形式只有板式和格栅式两种，仅仅是造型、材料和结构方式不同而已。

在高速客车或动车组上多数采用板式行李架并有向薄形、透明、简洁或多功能一体式发展的趋势，在一般长途旅客列车上仍保持实用、大方的格栅式行李架（图2）。

[1]图2 格栅式行李架外观3火车行李架改进方案行李架的高度、造型、大小与客室空间高度、造型和总体布置密切相关，总体必须统筹兼顾得以确定。

我的具体优化方案如下：3.1行李架高度设计3.1.1我国主力车厢型号研究通过网络的查找，我们找到25型和22型硬卧车厢的详细尺寸。

其中，25型车型已经成为中国铁路硬卧和硬座的主力车型。

YW25型车厢采用的是三层铺位。

这显然是为了最大限度提高车厢内的利用率。

在YW25型铁路车厢中，铺位的安排方式是靠车厢的一个侧壁安排11个敞开式和半封闭式的6人单元卧铺间，每个单元间内有两列靠两侧间壁分置上、中、下三层铺位。

中、上层卧铺的旅客借助梯蹬上下，每节车厢的定员一般在66人。

另一侧上方则安装了行李架。

而YZ25型车厢是将座椅安排在过道两侧，两边座椅的上方都设有行李架，定员一般是118人。

25型车厢空间尺寸参数如表3.1.1所示[2]。

表3.1.1 25型车厢空间尺寸参数车体长度25500mm车体宽度3104mm车体高度4433mm车厢宽度3305mm车厢高度3014mm车厢顶高度（圆弧形）821mm去圆弧顶高度2434mm3.1.2 行李箱尺寸分析行李箱箱的尺寸有很多种，常见的主要有20寸、24寸、28寸、32寸，根据旅行天数的不同来选择不同的尺寸。

还有需要注意的是，登机箱和托运箱都是有尺寸要求的。

[3]火车旅客携带行李体积的规定：每件物品长宽高之和不超过160厘米，杆状物品不超过200厘米，但乘坐动车组时不超过130厘米。

[4]28寸拉杆箱指的是拉杆箱的长宽高三个长度之和不得大于158cm。

28寸拉杆箱最常见的尺寸设计是长76长×宽51×厚32cm，是比较大容量的拉杆箱了，这样的拉杆箱适合于常年奔波业务的人员使用，28寸的大容量可以为他们放下许多生活和工作用品，非常适合常年奔波的业务人员的需求。

这种28寸的行李箱也就是火车上允许携带的最大行李箱了。

3.1.3火车行李架安装设计高度现状调查经上网查阅，对于现行火车行李架的规格，国家并没有明确规定。

不过，行李架离火车地面的距离一般都在2米左右。

3.1.4火车行李架高度的人机优化设计为了合理利用火车内的有效空间，以及满足相关人机要求，故作出以下优化过程在GB/T10000-1988《中国成年人人体尺寸》中查得男性以下数据：（1）根据分析行李架的高度应该保证大多数人可以直立于其正下方，所以取第99百分位的男性身高H99=1814mm，加上时间修正（每10年增长14mm）35mm，鞋的修正量26mm，心里修正量16mm。

综上可得，行李架的最佳高度为1814+35+26+16=1891mm。

在GB/T13547-1992《工作空间人体尺寸》中查得以下数据，用以检验上述尺寸是否合格。

（2）行李架一般为男性使用，所以取男性立姿功能上举高第1百分位1815mm，鞋的修正量26mm，时间修正量35mm，椅子修正量430mm。

最佳行李架的高度应不超过1815+26+35+430=2306mm。

综合分析（1）（2），故行李架的高度应优化为1891mm。

经此优化之后，行李架上方的高度则为2434-1891=543mm3.2行李架宽度设计3.2.1火车行李架的现行宽度标准经上网查证，25型车厢的部分型号宽度如表3.2.1所示，我们平常坐的车（比如K546次列车）就是红皮空调车，其所用车厢型号就是25G，此次课设就对它进行人机优化。

表3.2.1 25型部分型号宽度一览表25G（红皮空调车）25K（蓝皮）25T（BSP)(直达特快专用）60cm 50cm 50cm3.2.2 火车行李架的宽度设计为了提高铁路运输能力，同时也能给下边通行的旅客留出尽可能大的空间，行李架上应该尽可能多的存放行李。

基于火车行李架高度和宽度的优化设计，放行李时应尽可能少的占用上方空间。

例如存放28寸拉杆箱时应该按图3.2.2的方位进行存放。

图3.2.2 28寸拉杆箱的存放方位示意图放行李时要求方便，两边放行李时尽可能不影响对方存放。

同时，尽可能不影响车厢内采光。

综合以上考虑，我设计可以将行李架宽度从60mm提高到80mm。

这样的话各种问题就会得到解决。

3.2.3火车行李架宽度的具体优化方案取28寸行李箱的长760mm，心里修正量50mm，故最佳宽度应设计为760+50=810mm。

检验：车厢两侧设计两个宽为810mm的行李架，车厢的水平宽度为3305mm，水平剩余1685mm，足以正常人放行李的工作空间。

3.3行李架外加防护网设计3.3.1设计行李架外加防护网的意义和必要性当然，在火车上，旅客们所带的行李不可能全都是标准的长方体行李箱。

那么，对于其他种类的行李，例如：书包，蛇皮袋等，特别是那些小件的行李，极其容易掉下来，对下面的旅客造成威胁，前面所设计的行李箱就不能保证安全了。

这就必须要有一个装置能够挡着那些易掉的小件行李。

3.3.2行李架外加防护网的设计细节在行李架外边缘正上方车顶上设计一些挂钩，用以悬挂外加防护网。

防护网的宽度设计准则是：自然下垂时刚好抵到行李架下沿。

在防护网的下沿可以设计一些挂钩，同时在行李架下沿对应位置设计铁圈，目的是是将防护网挂在上面。

这样的设计就可以解决小件行李掉下伤人的危险。

为了使操作时简单，我们设计时可以在每个小区域（硬座10人，硬卧6人，以硬卧为例）设计两张防护网，每张两个挂钩足以防止上边物品掉下。

3.4硬座车厢内辅助行李架设计3.4.1设计辅助行李架的重要性纵使将火车行李架设计成上文中提到的那样，虽然会在一定程度上解决此问题，但是硬座车厢内的旅客数量和行李数量还是非常大的，行李架上方的的空间毕竟有限。

要想充分的利用车厢的内部空间，就得想想火车内哪些地方还没有被利用。

25型车厢的内部高度为3014mm（最高处），这个地方应该是在过道吧，我们可以在这些地方隔三差五的设计一些辅助行李架。

3.4.1辅助行李架的设计细节在哪设计辅助行李架比较合理呢？我想这个问题就成为了整个辅助行李架设计的关键所在。

我对整个车厢过道做了全面的分析：在10人的小区域里，人们放置行李时经常会站在面对面两个椅子中间，如果在那里设计辅助行李架，显然是会影响到人们放行李，那将会顾此失彼，得不偿失。

所以我将辅助行李架设计在椅子靠背正上方，横跨过道。

辅助行李架毕竟是设计在过道上方，所以它的高度要比传统行李架高10-15cm（心理修正量和提高百分位的选择），宽度设计为50cm，以免影响传统行李架的使用。

同时，对它要采用两边防护网设计。

它主要用于小件行李的存放。

3.5车厢内采光补充设计3.5.1设计车厢采光补充的意义和必要性在经过前面的设计之后，车厢内的光线会收到一定影响，为了使车厢内还保持以前的明亮程度，就必须设计采光补充。

3.5.2设计车厢内采光补充的具体实施办法我们可以在辅助行李架的边梁上装上灯管，因为灯光受影响最大的地方应该是辅助行李架的正下方，以此来弥补光线上的不足，从而使车厢内明亮如初。

3.6整体效果展望如果将火车行李架向上述目标改进，将会大大改善目前车厢内现状，将行李放于行李加上之后，车厢内将显得美观整洁，给旅客留下一个更加人性化的印象，而加此设计可以大大提高铁路运输能力。