摘要：本文主要针对动车组司机室的总体布置方案进行研究，通过人因仿真分析，对司机驾驶的工作环境做具体的分析和评估，指导设计司机室主要部位布置方案。
关键词：动车组；司机室；人机工程学
1 概述
动车组司机室布置有车辆运行中常操作或监视的重要设备，设备配置上必需考虑符合人因的合理方案来保证司机工作时能够时常保持适度的紧张状态，又不妨碍其操作范围内的活动，不使司机产生过度疲劳。
2动车组司机室布置原则和要求
2.1一般原则要求
动车组司机室总体布置的一般性原则如下：
（1）所有与运行有关的操纵和显示装置应布置在操纵台台面上；辅助作业转换开关布置在二级操作区；设置面向前窗座椅。
（2）工作区域设计以司机的身体形态数据为基础，能够适合操作。应该最大限度满足不同身体特征人较容易的触及和操作所有的控制器、手柄、按钮等，也能够较轻松的看清楚所有的显示装置。
2.2 人体尺寸数据的确定
司机室设计所选用的人体尺寸，应符合中国人成年人人体尺寸的有关规定，在进行司机室各部空间尺寸设计以及显示器、控制器、操纵装置、通讯设备布置时，满足度应达到90%。
基于目前国内外现状要尽可能满足第5百分位到95百分位的成年男子人体尺寸进行司机室人机工程学评估。
2.3 驾驶座椅参考点的确定
以踵点（HP点）为人体布置基准。依据布置好的人体位置和尺寸，确定第 5 和 95 百分位人 所在位置的座椅参考点，即 SRP-Low，SRP-High，该点为坐姿作业设计参考点。为后继的司机眼点确定提供基准。
3司机室视野分析
司机室的瞭望条件应符合UIC651的规定。司机坐姿坐瞭望前方时，至少在水平视线左、右各35°范围内，前窗结构应对视觉不产生干扰；在最佳视角范围内，透过侧窗几何中心进行瞭望时，司机头部转动的角度不得超过60°。雨刷对前窗的刮扫面积，应能确保对前方的瞭望条件。
司机室视野分析主要包括：（1）高矮处信号可见度；（2）司机室内操纵台器件的视区划分。
3.1 高矮处信号可见度分析
依据UIC651 中规定司机查看高矮柱信号时的要求，在分析模型中标注出高矮柱信号的位置，并做出第 5 百分位与第 95 百分位司机瞭望前方信号时视线与车窗关系的分析图即可对司机可见度进行校核分析。
3.2 司机室内操纵台器件的视区划分
垂直视线、视野（或视区）还与坐姿有关，司机在驾驶过程中观察仪表板和操纵台的坐姿可以归类为典型坐姿中的正直坐姿和后倾坐姿。查看相关仪表、显示器上的信息时，在保证获取最大视角的基础上，眼睛、头部及背部都应处于放松的状态。即臀角为85°～105°，头轴线前倾角α为25°，视线对水平线的下倾角β为15°。
水平方向布置应尽可能考虑到司机在查看仪表板显示装置时，头部和眼睛的转动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆查看频次较高且较为重要的信息显示屏应布置于人眼最佳视野范围内，减少不必要动作对司机造成疲劳，可根据不同需求布置在各显示区域内：
最佳显示区—查看频次或重要程度很高且的信息显示屏应布置于此区域；
正常显示区—适合查看带有字符信息、有一定的使用频次、提供信息较为重要的显示装置；
扩展显示区—指示灯、仪表、辅助类及重要度、使用频次较低的器件布置区。
3.3 司机室侧窗视野盲区的确定
良好的司机室视野是保证列车安全运行的前提，司机室侧视野的可见性同样影响行车安全，这其中，侧窗立柱视野盲区是最重要影响因素，在司机室设计中应在确保结构强度和功能的前提下尽量减少司机视野盲区。
4司机室主操作区作业域分析
司机在列车驾驶过程中，在坐姿状态下，手要对操纵台上的司控器、按钮、按键、转换开关、扳键开关等器件进行操作。
一般采用正直坐姿进行操作，因此在确定驾驶作业上肢可及区域时采用第 5 百分位数人体模型在正直坐姿情况下确定。
（1）矢状面内坐姿时手部功能可及范围
在操纵台台面上方手功能可及范围取决于臂长。肘关节为180°，以肩关节中心为旋转中心时，矢状面内坐姿状态手臂上下方向运动的范围。
（2）水平面内手部功能可及范围
控制台台面上肩和手功能最大可及范围。
（3）控制台台面上坐姿时手部操作区划分
操纵台台面上手的操作区一般可划分为三个部分：即舒适操作区、有效操作区和可扩展操作区。一般情况下，坐姿操作时，操纵台台面上的操作区划分如图4-1所示。
图 4-1控制台台面上手操作区的划分（单位：mm）
5司机室遮阳帘对视觉作业影响
遮阳帘的设计原则是在不影响司机对高矮柱信号灯的观察的条件下，尽可能地起到较好的遮阳作用。
遮阳帘是一种从顶部沿前窗向下伸展的结构，因此需确定最低的可伸展位置，由于遮阳帘是可调的，第95百分位的人的眼点位置要高于第5百分位的人的眼点，为了满足90%司机人群的遮阳需求，采用第5百分位的人的眼点位置为设计基准，根据第5百分位人能看到高柱信号的视线范围，可得到与前端玻璃的相交曲线，可确定遮阳窗至少需覆盖至此位置。
6司机室雨刷器对视觉作业影响分析
司机室前窗雨刷刮扫面积和部位应以司机的眼睛位置为基准，刮扫系统不仅有足够的刮扫面积，而且应有正确的刮扫部位。
根据相关标准，针对高柱信号和矮柱信号的可见度，对雨刷器的设计应使得雨刷器的刮扫面积必须包括司机可以看到高柱和矮柱信号的视野范围。也就是过高矮柱信号做第 95 百分位和第 5 百分位坐姿眼点的上下左右四个切平面，它们与前窗玻璃相交的四条交线即构成了为视野所要求的最小刮扫区域。
7 总结
本文对动车组司机室的布置方案做深入的研究，通过人因仿真分析，对司机驾驶的工作环境进行综合的分析和评估，确定司机室的布置及结构方案：包括前挡风玻璃、操纵台、遮阳帘、雨刮器等，对司机驾驶的安全性、合理性和舒适性的影响，为司机室的总体结构进一步的优化提供依据。
参考文献：
[1]丁玉兰，郭钢，赵江洪.2000人机工程学.北京：北京理工大学出版社
[2]国际铁路联盟标准.2002.UIC651.机车、动车、动车组和驾驶拖车的司机室设计.Paris：International Union Of Railways.
论文作者:司志强,赵金星,刘晨辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/7
标签：司机论文; 操纵台论文; 坐姿论文; 操作论文; 车组论文; 百分论文; 遮阳论文; 《基层建设》2018年第11期论文;