火车座椅问题的人机学评析与改进设计方案

高铁列车座椅舒适性与人体工程学研究摘要：高铁列车作为现代交通工具的重要组成部分，其乘坐舒适性一直备受关注。

本文通过对高铁列车座椅的人体工程学研究，探讨了座椅设计对乘客舒适性的影响因素及优化方案。

通过对座椅结构、材料、角度等方面的分析，发现了提升高铁列车座椅舒适性的重要性，并提出了相应改进建议，以期提升乘客乘坐体验。

关键词：高铁列车，座椅舒适性，人体工程学，优化方案一、引言高铁列车作为21世纪的交通利器，其快速、安全、便捷的特点受到了广泛的认可和欢迎。

然而，随着高铁列车的更新换代，乘客对于列车座椅舒适性的需求也越来越高。

座椅舒适性不仅关系到乘客的乘坐体验，还与乘客的健康和安全密切相关。

因此，对高铁列车座椅的舒适性进行深入研究，对提升高铁列车的服务质量和竞争力具有重要意义。

二、高铁列车座椅的结构与材料分析1. 座椅结构高铁列车座椅的结构设计是影响舒适性的重要因素。

一般来说，座椅的结构应该符合人体工程学原理，既要保证乘坐的舒适性，还要考虑到乘客的健康和安全。

目前，高铁列车座椅的结构主要包括座垫、靠背、扶手等部分，每个部分都有其特定的设计要求。

座垫：座垫是乘客乘坐时主要支撑身体的部分，其设计应考虑到乘客的体型和坐姿。

座垫的长度、倾斜角度、软硬度等参数都会影响乘客的乘坐体验。

过长或者过短的座垫会导致乘客无法完全放松身体，造成乘坐疲劳；倾斜角度不合适会使乘客感到不适，增加颈椎和腰椎的压力；软硬度不均匀会导致局部的压力过大，影响血液循环。

因此，座垫的设计应该根据乘客的体型和乘坐时间进行合理的调整，以提升乘客的舒适感。

靠背：靠背是乘客靠在上面时的主要支撑部分，其设计关系到乘客的背部健康。

靠背的高度、倾斜角度、弧度等参数都会影响乘客的身体姿势和舒适感。

过高或者过低的靠背会使乘客无法完全靠在上面，增加腰部的负担；倾斜角度不合适会导致头部无法得到充分支撑，增加颈部和肩部的压力；弧度不合适会使乘客感到不适，影响整体的坐姿。

座椅人机工程分析座椅人机工程分析是一种综合研究方法，它将人类认知心理学、工程学、人体工学、运动学、生物力学等多个学科有机结合，以人为基础，以座椅作为载体，通过科学的手段探究人与座椅之间的相互作用及其对人的影响，从而为座椅的设计和开发提供科学依据。

座椅人机工程分析的研究内容主要包括：人体形态与运动特征、人体生理计量学、座椅体验感和舒适度、座椅的支撑力和稳定性、座椅的调节可靠性和可操作性等。

1. 人体形态与运动特征人体形态与运动特征是座椅人机工程分析研究的重要组成部分。

通过对人体形态、肌肉组织等方面的研究，可以为座椅的设计提供重要参考。

例如，不同身高的人在坐姿时需要的座椅高度、座椅前沿的扶手高度等都不同，设计合适的座椅角度和高度能够使人在长时间的使用过程中感到轻松和舒适。

2. 人体生理计量学在座椅人机工程分析中，人体生理计量学是指研究人体各项参数和生理反应的科学方法。

例如，对人的身体负荷进行量化可以获得不同体型和运动方式下各种身体部位所承受的负荷大小和部位，进而为座椅的设计提供科学依据。

另外，还可以通过生理学测试，获得关于人体反应的详细信息，例如人的视觉反应时间、手部反应能力等，这些信息可以帮助设计师优化座椅的设计，以适应用户的个体差异。

3. 座椅体验感和舒适度座椅体验感和舒适度是座椅人机工程分析的重要研究内容。

通过对座椅的体验感和舒适度进行分析，可以了解人体的感觉和满意程度，以便制定更好的座椅设计方案。

例如，座椅表面的材料和织物的质量和平稳性可以影响人们的感受，粗糙表面给人以不适的感觉，容易让人产生瘙痒等不适感。

而各类座垫、椅背的设计，更是提高座椅的基础舒适度的原因。

4. 座椅的支撑力和稳定性座椅的支撑力和稳定性，主要是指座椅的支撑力和稳定性，座椅的支撑力可以是人体重量在座椅上分布均衡，以减少人体在座椅上产生不适的感觉。

而座椅的稳定性则是指座椅在使用中的平衡性，以及座椅在众多动态能力的负载瞬间内，保持安全、平稳和运动平衡。

火车座椅问题的人机学评析与改进设计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比较重要的地位，人们出行大多选择较为经济和舒适的硬卧车厢，如何对座位进行设计以满足基本乘坐要求的基础上向舒适化、人性化发展，从而达到尽可能减少旅客出行的疲劳是本次课程设计的目的。

本次课程设计的要求是单个座椅的总体结构。

具体流程为设计单个座椅的基本，对座椅舒适性做出优化。

乘客处于坐姿状态时，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。

其中腰椎、骶骨和椎间盘及软组织承受着人体上半身大部分负荷，同时还要承受弯腰扭转等动作负荷。

从图1可以看到人体脊柱侧面有四个生理弯曲：颈曲、胸曲、腰曲及骶曲。

坐姿状态的差异影响了身体对脊柱的压力，为了乘坐舒适必须保证人体处于正常生理曲线状态，列车座椅应全方位提供给坐姿人体头部、颈部、背部、腰部、肘部、腿部和足部的合理支撑。

人体骨盆下面有两块粗壮的圆骨，称为坐骨结节，能比周围肌肉承受更大的压力。

当座面呈水平状态时，两坐骨结节外侧的股骨处于正常的位置未受压迫，当座面呈凹形状态时，会迫使股骨向上转移而造成髋部肌肉承受反常压力，人体会下意识涌动臀部或者求助肘部和肩部分散受力，从而引起不适。

同时过软的座面使腿部压力过大，影响了大腿血液循环和神经传导而感到不适。

医学论证显示，座垫应根据臀部不同部位承受不同压力的原则来设计，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减小，至大腿部位时压力将至最低。

图2是座垫倾斜5°～10°时较为理想的座垫体压分布曲线，其中各封闭曲线为等压力线，所标数字的压力单位为kPa。

图2人体测量一般包括形态测量、生理测量、运动测量三个方面. 根据座椅设计研究需要，采用抽样测量法将其中的形态测量和生理测量作为主要测试项目.根据座椅类家具设计所需人体尺寸作为测点和测量项目. 身高是最基本的人体尺寸数据，选取这一基本尺寸作为基准，用H 表示，建立H与人体坐姿各尺寸之间的比例关系. 其中，人体坐姿尺寸包括:1.坐高;2.坐姿颈椎点高;3.坐姿眼高;4.坐姿肩高;5.坐姿肘高;6.坐姿大腿厚;7.坐姿膝高;8.小腿加足高;9.坐深;10.坐姿下肢长，座椅的部件主要包括：支架、椅面、腰靠、扶手、头靠。

人机工程学长途火车座椅背向问题研究列车座椅受车厢内空间限制，座椅造型设计上不宜过于夸张，同时还要考虑其重量问题、安装问题、美观问题、车内座椅排布方式等问题。

设计出既满足以上客观要求又满足人机舒适性要求的高质量高速列车座椅，是我们不懈努力的目标。

座椅在满足各种客观问题的基础上，要更好的服务于乘客，满足乘客人机舒适性的要求。

提起“舒适”一词，它是人们的一种主观期望，是人们生理和心理的双重感受，同时还随着外界客观环境的变化而变化，包括色彩、灯光、造型等诸多因素。

基于人机工程学原理的人机舒适性理论的研究，是把人机工程学和人的舒适性研究二者相结合的研究。

高速列车座椅的设计，笔者认为，应该为乘客创造出一种“相对”舒适的乘坐环境，而不是“最舒适”或“不舒适”。

在高速列车座椅设计中，引入人机舒适理论研究是十分必要的，可以最大程度的满足乘客生理、心理上的需求，给乘客带来愉悦的旅途体验。

体现列车“以人为本”的设计初衷。

列车座椅功能属性分析座椅作为列车上与乘客最直接接触的部件，其设计应该满足造型尺寸的人性化、乘客舒适性、可调节等功能。

要满足乘客多种坐姿姿态，减轻疲劳。

列车座椅的设计一般围绕以下几点进行：扶手是否可调；靠背是否可调；头枕是否舒适；并考虑其座椅旁的小把手的设计，座位号的设置；阅读灯的添加；垃圾桶、插座、脚踏、杂志储物兜或盒、以及桌板连接结构的设计。

在对这些座椅各个部件进行造型设计的同时还要考虑座椅与乘客间的人机关系，座椅设计的最终目的是让乘客舒适，首先要具有乘坐功能，尺寸要符合人的舒适性要求；其次，要美观，要与车厢内整体氛围相协调；再次，要从设计心理学的角度，考虑座椅与乘客间的关系，如对乘客心理感受的情感化设计等。

与列车座椅设计相关的人体尺度分析受车厢内特定大小的约束，座椅尺寸大小也势必要以最小的尺寸设计满足最大的乘客舒适需求。

与列车座椅设计相关的人机尺寸可大致分为：座面高度、靠背高度、扶手高度、座深、座宽、扶手宽度、前后椅间距、座面角度、扶手倾斜角度、椅背可调节角度等，这些角度、尺寸的大小决定了座椅的基本尺寸。

从人体工程学的角度关于“火车硬座”设计不合理的调查一、【调查】九成网友认为“硬座难受”曾有媒体在网上进行了调查：你认为目前的火车硬座是否舒适？是什么原因造成的？认为“火车硬座难受”的网友比例高达95.23%。

至于原因，49.68%的网友认为“硬座靠背设计不合理”，42.44%的网友认为“铁路部门忽视旅客的体会”。

有网友说，火车硬座设计无人性化体现在两点：一是靠背成直角；二是靠背太高，乘客坐下后头无法后仰。

专家：直角靠背不符合人体脊柱S形曲线，容易造成受压分布不均，时间久了肯定会疲劳。

现在国际上通行的靠背倾斜度在100°~110°。

绝大多数网友跟帖呼吁：“铁道部应该重视这个问题，积极采取办法来解决这个问题，对全国所有的硬座火车座椅进行改进，用了这么多年了，不能再一直用下去。

我想，当初火车硬座之所以设计成直角靠背也许自有其考虑，可以节省空间，火车车厢就那么大，能多安几个座位就多安几个。

而最根本的在于，铁路是垄断经营部门，是“卖方市场”，根本不考虑或很少考虑有没有人坐的问题，也就不会去换位思考乘客舒服不舒服了。

坐火车硬座出行，总觉得腰酸腿疼、疲惫不堪，原来是硬座在惹祸。

其实不止硬座，火车的硬卧坐起来也不舒服，中铺根本直不起腰，这些小问题，都不符合人体工程学，这么多年了，都没得到改进。

二、【改进】硬座可以改为“躺椅”外出座火车--如果是硬座的话，那座椅的背靠快90度了,人座时间长了，非常容易疲劳,腰累的难受,但旅途劳累，好好休息对大家来说是很重要的。

设计时应倾斜一定角度，使身体受力分部均匀些，否则上身要靠脊椎支撑，受力集中在臀部，长时间易使人不适宜.因此我通过人体工程学的原理和人体自身的舒适感来提出2中改善方案：（一）单向式倾斜设计，或者可以稍微增加靠背和坐椅平面之间的倾斜度，形成一个“∧”形。

至于靠背的高度，可降低10厘米，然后在坐椅的顶部设计凹痕，因为肩膀足有两个头部的宽度，这样可以供两个人轻微后仰，在形成默契的情况下就不会彼此碰到。

人体工程学在交通工具设计中的应用与改进近年来，随着交通工具的发展和普及，人体工程学受到越来越多的关注和重视。

人体工程学是一门研究人类与设备、工作环境之间关系的学科。

它的应用正日益增加，特别是在交通工具设计中。

本文将探讨人体工程学在交通工具设计中的应用和改进，以及对乘客和驾驶员的体验和安全性的重要性。

一、人体工程学改进乘客座椅设计在交通工具设计中，乘客座椅是人体工程学的一个重要领域。

过去，许多交通工具的座椅设计存在一些问题，如不适合各种身材的人群，缺乏支撑和舒适性等。

而现在，随着人体工程学的应用，许多交通工具的座椅设计已经得到了改进。

首先，人体工程学考虑到不同人群的身高和体型差异，设计了可调节座椅高度和倾斜角度的功能。

这样，乘客可以根据自己的需求来调整座椅，使其更符合自己的身体结构，减轻长时间坐着的疲劳感。

其次，人体工程学还考虑到了乘客在行动过程中的稳定性问题。

在交通工具的座椅设计中增加了侧面支撑，以确保乘客在车辆运动时能够保持稳定。

此外，座椅的表面材质也进行了改进，采用了耐磨损、透气性好的材料，提供更好的舒适感。

二、人体工程学改进驾驶员座椅设计驾驶员是交通工具设计中另一个重要考虑因素。

人体工程学的应用使得驾驶员座椅设计更加符合人体的工作需求。

首先，在驾驶员座椅的设计中，人体工程学考虑了驾驶员长时间驾驶时的舒适性。

座椅的坐垫和靠背采用了符合人体曲线的设计，提供了更好的支撑和缓冲效果。

此外，座椅还增加了按摩功能，可以缓解长时间驾驶的疲劳感。

其次，人体工程学引入了座椅加热和通风系统。

在寒冷的冬天和炎热的夏天，驾驶员可以通过座椅加热和通风系统来调节座椅的温度，提供更加舒适的驾驶环境。

三、人体工程学改进交通工具控制系统除了座椅设计外，人体工程学在交通工具的控制系统方面也起到重要作用。

比如在汽车设计中，人体工程学应用了人机界面技术，使得驾驶员可以更便捷地操作各种功能。

首先，人体工程学将空调、音响、导航等功能集成到车辆的中控系统中。

从人体工程学的角度关于“火车硬座”设计不合理的调查一、【调查】九成网友认为“硬座难受”曾有媒体在网上进行了调查：你认为目前的火车硬座是否舒适？是什么原因造成的？认为“火车硬座难受”的网友比例高达95.23%。

至于原因，49.68%的网友认为“硬座靠背设计不合理”，42.44%的网友认为“铁路部门忽视旅客的体会”。

有网友说，火车硬座设计无人性化体现在两点：一是靠背成直角；二是靠背太高，乘客坐下后头无法后仰。

专家：直角靠背不符合人体脊柱S形曲线，容易造成受压分布不均，时间久了肯定会疲劳。

现在国际上通行的靠背倾斜度在100°~110°。

绝大多数网友跟帖呼吁：“铁道部应该重视这个问题，积极采取办法来解决这个问题，对全国所有的硬座火车座椅进行改进，用了这么多年了，不能再一直用下去。

我想，当初火车硬座之所以设计成直角靠背也许自有其考虑，可以节省空间，火车车厢就那么大，能多安几个座位就多安几个。

而最根本的在于，铁路是垄断经营部门，是“卖方市场”，根本不考虑或很少考虑有没有人坐的问题，也就不会去换位思考乘客舒服不舒服了。

坐火车硬座出行，总觉得腰酸腿疼、疲惫不堪，原来是硬座在惹祸。

其实不止硬座，火车的硬卧坐起来也不舒服，中铺根本直不起腰，这些小问题，都不符合人体工程学，这么多年了，都没得到改进。

二、【改进】硬座可以改为“躺椅”外出座火车--如果是硬座的话，那座椅的背靠快90度了,人座时间长了，非常容易疲劳,腰累的难受,但旅途劳累，好好休息对大家来说是很重要的。

设计时应倾斜一定角度，使身体受力分部均匀些，否则上身要靠脊椎支撑，受力集中在臀部，长时间易使人不适宜.因此我通过人体工程学的原理和人体自身的舒适感来提出2中改善方案：（一）单向式倾斜设计，或者可以稍微增加靠背和坐椅平面之间的倾斜度，形成一个“∧”形。

至于靠背的高度，可降低10厘米，然后在坐椅的顶部设计凹痕，因为肩膀足有两个头部的宽度，这样可以供两个人轻微后仰，在形成默契的情况下就不会彼此碰到。

列车硬座座椅的优化设计摘要：随着国家经济建设的发展和人民生活水平的提高，旅客开始重视列车座椅的乘坐舒适性，与此同时，改善客运乘坐环境和条件也正受到铁路客运部门的关心和重视；而我国铁路普通客车硬座采用的90°靠背座椅无法满足乘客旅途休息的基本要求。

因此本次专业综合性与创新性实验以列车硬座座椅为研究对象，通过人机工程学、设计心理学等方面的知识对现有座椅的基本尺寸重新进行设计，同时从材料舒适性、安全性、经济性、可扩展性方面进行优化，设计出更舒适的列车硬座座椅，不仅满足人们的基本乘坐要求，而且更加人性化，能够最大限度的减少旅客出行的疲惫感，使旅行更加舒适、愉快。

关键词：旅客座椅舒适性人性化舒适性优化设计目录1.设计背景 (1)2.列车座椅的发展 (1)2.1铁路客车座椅的发展史 (1)2.2我国客车座椅的现状与发展 (2)3.硬座座椅的基本设计 (3)3.1座椅设计的基本原则 (3)3.2座椅基本尺寸的设计 (3)3.2.1坐姿状态 (3)3.2.2坐姿受力 (3)3.2.3坐姿尺寸 (3)3.2.4座椅各部分尺寸数据的设计 (5)3.3座椅外形的设计 (6)4.硬座座椅的优化设计 (7)4.1材料舒适性优化 (7)4.2安全性优化 (8)4.3经济性优化 (8)4.4可扩展性优化 (8)5.设计评价 (8)5.1产品的功能 (8)5.2人机关系 (8)5.3产品的结构 (9)6.设计总结 (9)参考文献 (10)1.设计背景2007年国内某知名论坛上，一篇题为《列车硬座，最愚蠢、最没人性的设计》的帖子于几天内引来近7000人次的点击量，更是有很多人顶贴表示同感[1]。

“列车硬座座椅靠背设计的不合理是造成旅客旅途劳累的罪魁祸首——硬座靠背几乎成直角，不符合人体特征；靠背高度高于普通人的上身，使人无法后仰。

”赤裸裸的语言道出了旅客的心声，我国列车硬座座位的舒适性也因此引起广泛关注。

随着生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也越来越高。