客车驾驶室布置人机工程优化
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《 装备制造技术｝ ２ ０ １ ３ 年第 ６ 期
客车驾驶 室布 置人机工程优 化
金 立生 ’ ， 史冬冬 ’ ，吕欢 欢 ’ ， 王亚丽 ’ ， 茹晓辉
（ １ ． 吉林大学交通学 院汽车运用工程系 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ５ ； ２ ． 郑州 日 产汽车有 限公司 ， 河南 郑州 ４ ５ １ ４ ５ ０ ）
摘 要： 客车运输 在交通运输 中 占据 着非常重要 的地位 ， 客 车驾驶 员劳动 强度 高 ， 容 易产生疲 劳。优化客 车驾驶 室布置 来自百度文库
可以提升客车驾驶员舒适性， 减少交通事故的发生。 应用人机工程学理论和方法， 以Ｒ Ａ ／ Ｖ Ｉ Ｓ Ｉ Ｓ 软件为工具， 对国内某款
客 车驾驶室布置进行 了人机 工程校核 与优 化设计。根据 目标 客户群 ， 创建 了客车驾驶 员虚拟人 体模 型 ， 校核 了驾驶 室
布 置的舒适性 、 视 野性 、 空间性等 ， 针对设 计不舍理之 处进行 了优化设计 ， 改善 了客车 驾驶 员的 工作 条件 ， 提 升 了客 车
舒适性 和安全性 。
关键词 ： 客车； 驾驶 宣布置 ； 人机 工程 ； Ｒ ． Ａ ＭＳ Ｉ Ｓ 软件
中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ３ ． ８ １
一
车辆视野性能与汽车行驶安全 性密切相 关 ， 良 好的汽车视野设计能显著提高交通安全性 ，避免事 故的发生［ ６ ３ 。Ｇ Ｂ １ １ ５ ６ ２ －１ ９ ９ ４和 Ｇ Ｂ １ ５ ０ ８ ４ －１ ９ ９ ４中 对车辆前方视野范围及测量方法、后方视野范 围以 及测量方法等都有着详细 的规定。 应用 Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件可以就汽车前方视野 、 仪表 台 视野 、 内外后视镜视野 、 雨刷刮扫视野 、 第一立 柱盲 区等 视野性 进 行分 析与 校 核 。 图 ４为应用 Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件校核优化车 型的右外 后视镜视野 ， 通过观察虚拟后视镜镜中的景象 ， 结合 后视镜的视野包络 面可以看 出，后 视镜 的视野 能够 满 足 国标 的要求 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ３ － ０ ５
基金项 目： 吉林省科技厅 重大项 目 （ 编号 ： ２ ０ １ １ ６ ０ １ ７ ） ； 教育部新世 纪优 秀人 才基金项 目（ 编号 ： Ｎ ｃ Ｅ Ｔ － １ ０ Ｌ ’ ｏ ４ ３ ５ ） ； 客车 驾驶 区布 置舒 适 性优化 （ 编号 ： Ｓ Ｙ Ｚ Ｘ ２ ０ １ １ ０ ６ ０ ９ ０ ２ ） 。 作者简介 ： 金立生 （ １ ９ ７ ５ 一） ， 男， 教授 ， 博 士生导师。研究方 向： 汽车安全 与智能车辆导航技术 。
●
２ 创建客车 驾驶员人体模 型
３ 客车驾驶室的人机工 程优化
在Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件的 Ｂ ｏ ｄ ｙ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｅ ｒ 模块中， 用户可以 根据 自己的需要， 创建有针对性的人体模型群体翻 。 ３ ． １ Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ人体模型的 Ｈ点 针对 国内某 款长途客车的 目标客户群 ，随机选 传统 Ｈ点是指人体模型样板中人体躯 干与大腿
在Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件 中，人体模型的 Ｈ点并不是胯
关节的中心点 ，而是距离胯关节 中心点有一段偏移 量。 这段偏移量代表了座椅 Ｓ ｇ Ｒ Ｐ 点到人体胯关节中
心点的距离变化 ， 其与性别 、 人体数据库以及座椅类 型有 关 。 如 图 ２ 所示 。
图２ Ｒ Ａ ＭＳ Ｉ Ｓ人 体 模 型 Ｈ 点 位 置
一
取２ ０ ０ 名客车驾驶员 ，按 Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件定义的方法 ， 测量各项人体尺寸。 根据公式（ １ ） 统计得 出第 ５ 百分 位、 第５ Ｏ百分位、 第９ ５ 百分位人体数据。 ＝ ± ｔ ｒ Ｋ
式 中，
（ １ ）
表示某项人体测量数据第 ｉ 百分位尺寸 ； 、 １ ７ ＂ 分别为该项数据 的均值和标准差 ； Ｋ为转换系数 ，第 ５ 、 ５ ０ 、 ９ ５ 百分位的转换 系数
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３） ０ ６ － ０ ０ ６ １ — ０ ３
目前 ，客 车是人们 出行 和旅游最广泛选用 的交 通工具 ， 在交通运输 中占据着非常重要 的地位 。客车 驾驶 员工作环境差 、 劳动强度高 ， 驾驶室舒适程度对 驾驶员 精 神心理 状 态和身 体健康 有至关 重 要的影 响。设计不合理的客车驾驶室 ， 容易导致驾驶员精神 紧张 、 产生疲劳 、 操作失误率 高等问题 ， 进而导致交 通 事故率增加 。根据林芬等人对长途汽车驾驶员健 康状况的调查显示 ，长期从事汽车驾驶的驾驶员 ， 患 职业病的概率也会增加【 ” 。 因此 ， 提高客车驾驶 区舒适 性， 能够有效改善驾驶员工作条件 ， 减少交通事故 ， 进 步提升客车产 品的市场竞争力 。 本文应用人机工程 学理论 和方法 ， 以Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件为工具 ， 对 国内某款 客车驾驶室布置进行 了人机工程校核与优化设计。
分别为 ２ ． ５ ７ ６ 、 ０ 、 １ ． ６ ４ ５ ；计算第 １ — ５ ０ 百分位数时 取“ 一 ” ， 计算第 ５ ０ ９ ９ 百分位数时取“ ＋ ” 【 ４ 】 。 图１ 是根据统计结果在 Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软 件 中创建三 种百分位人体模型。
１ Ｒ Ａ ＭＳ Ｉ Ｓ软 件的特点
６ １
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ６ ， ２ ０ １ ３
的连接点 ， 即胯 点 ， 对 于三维人体模 型 ， Ｈ点 是指胯 ３ ． ３ 视 野性 分析 关节连线的中心。
Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 是进 行驾驶室人机工程设计 的一个非 常有效率 的 Ｃ Ａ Ｄ工具 。基于大量的试验数据 ， 创建 图１ 三 种 百 分位 人 体 模 型 了不同类型 的人体模型。在软件 中， 人体模型位置的 注： 该车型主要用于长途客运 ， 目标 客户群绝大 调整是 自动完成的 ，用户只需要输入完成某 一动作 多数是男性 ，所以在创建人 体模型 以及 优化设计时 的约束关系 即可［ ２ 】 。 暂 不 考虑 女性 驾驶 员 。
客车驾驶 室布 置人机工程优 化
金 立生 ’ ， 史冬冬 ’ ，吕欢 欢 ’ ， 王亚丽 ’ ， 茹晓辉
（ １ ． 吉林大学交通学 院汽车运用工程系 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ５ ； ２ ． 郑州 日 产汽车有 限公司 ， 河南 郑州 ４ ５ １ ４ ５ ０ ）
摘 要： 客车运输 在交通运输 中 占据 着非常重要 的地位 ， 客 车驾驶 员劳动 强度 高 ， 容 易产生疲 劳。优化客 车驾驶 室布置 来自百度文库
可以提升客车驾驶员舒适性， 减少交通事故的发生。 应用人机工程学理论和方法， 以Ｒ Ａ ／ Ｖ Ｉ Ｓ Ｉ Ｓ 软件为工具， 对国内某款
客 车驾驶室布置进行 了人机 工程校核 与优 化设计。根据 目标 客户群 ， 创建 了客车驾驶 员虚拟人 体模 型 ， 校核 了驾驶 室
布 置的舒适性 、 视 野性 、 空间性等 ， 针对设 计不舍理之 处进行 了优化设计 ， 改善 了客车 驾驶 员的 工作 条件 ， 提 升 了客 车
舒适性 和安全性 。
关键词 ： 客车； 驾驶 宣布置 ； 人机 工程 ； Ｒ ． Ａ ＭＳ Ｉ Ｓ 软件
中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ３ ． ８ １
一
车辆视野性能与汽车行驶安全 性密切相 关 ， 良 好的汽车视野设计能显著提高交通安全性 ，避免事 故的发生［ ６ ３ 。Ｇ Ｂ １ １ ５ ６ ２ －１ ９ ９ ４和 Ｇ Ｂ １ ５ ０ ８ ４ －１ ９ ９ ４中 对车辆前方视野范围及测量方法、后方视野范 围以 及测量方法等都有着详细 的规定。 应用 Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件可以就汽车前方视野 、 仪表 台 视野 、 内外后视镜视野 、 雨刷刮扫视野 、 第一立 柱盲 区等 视野性 进 行分 析与 校 核 。 图 ４为应用 Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件校核优化车 型的右外 后视镜视野 ， 通过观察虚拟后视镜镜中的景象 ， 结合 后视镜的视野包络 面可以看 出，后 视镜 的视野 能够 满 足 国标 的要求 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ３ － ０ ５
基金项 目： 吉林省科技厅 重大项 目 （ 编号 ： ２ ０ １ １ ６ ０ １ ７ ） ； 教育部新世 纪优 秀人 才基金项 目（ 编号 ： Ｎ ｃ Ｅ Ｔ － １ ０ Ｌ ’ ｏ ４ ３ ５ ） ； 客车 驾驶 区布 置舒 适 性优化 （ 编号 ： Ｓ Ｙ Ｚ Ｘ ２ ０ １ １ ０ ６ ０ ９ ０ ２ ） 。 作者简介 ： 金立生 （ １ ９ ７ ５ 一） ， 男， 教授 ， 博 士生导师。研究方 向： 汽车安全 与智能车辆导航技术 。
●
２ 创建客车 驾驶员人体模 型
３ 客车驾驶室的人机工 程优化
在Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件的 Ｂ ｏ ｄ ｙ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｅ ｒ 模块中， 用户可以 根据 自己的需要， 创建有针对性的人体模型群体翻 。 ３ ． １ Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ人体模型的 Ｈ点 针对 国内某 款长途客车的 目标客户群 ，随机选 传统 Ｈ点是指人体模型样板中人体躯 干与大腿
在Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件 中，人体模型的 Ｈ点并不是胯
关节的中心点 ，而是距离胯关节 中心点有一段偏移 量。 这段偏移量代表了座椅 Ｓ ｇ Ｒ Ｐ 点到人体胯关节中
心点的距离变化 ， 其与性别 、 人体数据库以及座椅类 型有 关 。 如 图 ２ 所示 。
图２ Ｒ Ａ ＭＳ Ｉ Ｓ人 体 模 型 Ｈ 点 位 置
一
取２ ０ ０ 名客车驾驶员 ，按 Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件定义的方法 ， 测量各项人体尺寸。 根据公式（ １ ） 统计得 出第 ５ 百分 位、 第５ Ｏ百分位、 第９ ５ 百分位人体数据。 ＝ ± ｔ ｒ Ｋ
式 中，
（ １ ）
表示某项人体测量数据第 ｉ 百分位尺寸 ； 、 １ ７ ＂ 分别为该项数据 的均值和标准差 ； Ｋ为转换系数 ，第 ５ 、 ５ ０ 、 ９ ５ 百分位的转换 系数
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３） ０ ６ － ０ ０ ６ １ — ０ ３
目前 ，客 车是人们 出行 和旅游最广泛选用 的交 通工具 ， 在交通运输 中占据着非常重要 的地位 。客车 驾驶 员工作环境差 、 劳动强度高 ， 驾驶室舒适程度对 驾驶员 精 神心理 状 态和身 体健康 有至关 重 要的影 响。设计不合理的客车驾驶室 ， 容易导致驾驶员精神 紧张 、 产生疲劳 、 操作失误率 高等问题 ， 进而导致交 通 事故率增加 。根据林芬等人对长途汽车驾驶员健 康状况的调查显示 ，长期从事汽车驾驶的驾驶员 ， 患 职业病的概率也会增加【 ” 。 因此 ， 提高客车驾驶 区舒适 性， 能够有效改善驾驶员工作条件 ， 减少交通事故 ， 进 步提升客车产 品的市场竞争力 。 本文应用人机工程 学理论 和方法 ， 以Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软件为工具 ， 对 国内某款 客车驾驶室布置进行 了人机工程校核与优化设计。
分别为 ２ ． ５ ７ ６ 、 ０ 、 １ ． ６ ４ ５ ；计算第 １ — ５ ０ 百分位数时 取“ 一 ” ， 计算第 ５ ０ ９ ９ 百分位数时取“ ＋ ” 【 ４ 】 。 图１ 是根据统计结果在 Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 软 件 中创建三 种百分位人体模型。
１ Ｒ Ａ ＭＳ Ｉ Ｓ软 件的特点
６ １
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ６ ， ２ ０ １ ３
的连接点 ， 即胯 点 ， 对 于三维人体模 型 ， Ｈ点 是指胯 ３ ． ３ 视 野性 分析 关节连线的中心。
Ｒ Ａ Ｍ Ｓ Ｉ Ｓ 是进 行驾驶室人机工程设计 的一个非 常有效率 的 Ｃ Ａ Ｄ工具 。基于大量的试验数据 ， 创建 图１ 三 种 百 分位 人 体 模 型 了不同类型 的人体模型。在软件 中， 人体模型位置的 注： 该车型主要用于长途客运 ， 目标 客户群绝大 调整是 自动完成的 ，用户只需要输入完成某 一动作 多数是男性 ，所以在创建人 体模型 以及 优化设计时 的约束关系 即可［ ２ 】 。 暂 不 考虑 女性 驾驶 员 。