Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Эргономика наземных средств транспорта и среды движения





Вопрос, эффективен ли современный автомобиль в эргономическом отношении, связан с тем, что пробле­ма безопасности на дорогах приобретает характер наци­онального бедствия во многих странах. По количеству жертв дорожно-транспортные происшествия часто срав­нивают с войной или эпидемией. Анализ ошибочных действий водителей позволил установить, что имеется целый ряд нерешенных эргономических проблем в кон­струкции системы управления автомобилем. Эргономис­тами выполнено и проводится большое число исследова­ний и разработок сидений, ножных и ручных органов управления и контрольно-измерительных приборов, их размещения в кабинах различных моделей легковых, грузовых и специальных автомобилей, автобусов.

Сложившиеся в прошлом представления об автомо­билях и их вождении претерпели существенные измене­ния. Тенденции таких изменений приобретают зримые черты в дизайнерских концептуальных разработках (кон-цепткарах) автомобилей будущего, идеи которых, в том числе и эргономические, воплощаются в практике про­ектирования. Одна из них — концептуальная модель четырехместного комфортабельного автомобиля бу­дущего "Понтиакт-пурсют", многие идеи которой как бы витали в воздухе, была разработана в 1986 г. для амери­канской компании "Дженерал Моторс" (рис. 6-10, 6-11).Сегодня подобные решения можно обнаружить в кон­струкциях многих автомобилей. Центральная идея про­ектирования интерьера этой модели — обеспечение удобства управления автомобилем. Мягкие линии цент­ральной консоли и толстой обивки дверей, которые слу­жат также подлокотниками, обособляют, индивидуализи­руют место водителя и каждого из пассажиров, форма кресел, облегающих плечи и спину, создает особую атмо­сферу уюта. Каждое сиденье снабжено ремнями безопас­ности, прикрепленными непосредственно к креслу. Для удобства доступа пассажиров к задним сиденьям спинка правого переднего кресла может быть развернута к цент­ральной консоли. Заднее правое сиденье трансформирует­ся в безопасное детское сиденье со своей системой предо­хранительных ремней. В подголовники передних сидений вмонтированы телевизоры для сидящих сзади пассажиров. Автомобиль снабжен электронной системой рулево­го управления. Рулевое колесо выполнено в виде само­летного штурвала и не заслоняет электронную прибор­ную панель. Через датчики поступает информация о скорости, угле поворота управляемых колес к электрон­ному модулю управления, который устанавливает необ­ходимый угол, направление и время поворота колес и посылает команды блокам рулевого механизма. На шту­рвале большинство органов управления (переключатели фар и стеклоочистителей, кнопки набора телефона и радионастройки, управление воздухообогревателем и кондиционером и система электронной навигации) удоб­но расположено вокруг больших пальцев, благодаря чему можно управлять машиной, не отрывая рук от штурвала. В автомобиле легко изменить левое положение руля на правое.

Применение бортового компьютера коренным обра­зом меняет устройство щитка приборов информации водителя. Приборный щиток модели включает в себя три дисплея и голографическую индикаторную панель. На центральном дисплее высвечиваются показания тахомет­ра, календарные знаки. Он же служит экраном для нави­гационной и сервисной систем (информация о заправоч­ных станциях, гостиницах и др.). Два других дисплея, помимо индикации оперативной управляющей информа­ции, выполняют функции зеркал заднего обзора.

Подобные автомобили существенно облегчают уп­равление и обслуживание и одновременно требуют при­способления новой технологии управления и обслужива-

ния ко всем возможным обладателям таких машин [50]. Кроме новых систем управления, в целом ряде моделей имеются специальные системы регулирования положе­ния сиденья (по крайней мере, семь положений) и мик­роклимата, дистанционного контроля функционирования технических систем и диагностики [51].

В целом ряде стран проводятся исследования и осу­ществляются разработки безопасных автомобилей. Так, по заказу американской федеральной службы безопас­ности движения на скоростных автодорогах студентами дизайнерского вуза "Арт Сентр Колидж" (Art Centre Colledge) разработан проект легкового автомобиля повы­шенной безопасности [52]. Главным пунктом техническо­го задания было максимальное снижение травматизма водителей и пассажиров и повреждений автомобиля при авариях. Тремя авторскими кол­лективами представлены три ва­рианта решения. Аналогом третьего варианта явился дву-дверный автомобиль с кузовом типа "седан". Двигатель располо­жен сзади, поскольку это, как по­казывает статистика, более без­опасно в аварийных ситуациях. В машине применен объемный кар­кас с внешними панелями из уре-тана, выполненными методом литья под давлением. Механизм рулевого управления решен без рулевой колонки, а руль соединен с колесами с помощью тросов и находится в непосредственной близости от приборной доски. Сиденье водителя расположено выше по сравнению с передним сиденьем пассажира, что улучша­ет обзор и способствует безопас­ности вождения. Сиденья имеют поясные ремни безопасности, объединенные с воздушной по­душкой. Механизм рулевого управления и приборная доска смонтированы на специальной амортизационной шине, которая проходит по всему внутреннему перимет­ру салона, со всех сторон предохраняя пассажиров от ударов при столкновениях. Корпус машины активно скруглен, что заметно повышает ее маневренность в потоке машин (рис. 6-12).

Рассмотрение эргономических достоинств легковых автомобилей разных фирм представляет специальную задач}'. Поэтому ограничимся двумя примерами и одной общей характеристикой, которые приводятся только для того, чтобы можно было представить характер задач, решаемых эргономистами при участии в проектировании таких объектов.

Тщательной эргономической проработкой отличают­ся легковые автомобили шведской фирмы "Волво", в которых максимум удобств и комфорта для водителей и пассажиров, включая детей разного возраста (рис. 6-13).

Создание удобного и по возможности большого са­лона для размещения пассажиров (членов семьи) и бага­жа в маленьком автомобиле представляет достаточно сложную задачу, особенно если иметь в виду, что машина должна быть дешевой и потреблять минимум бензина. Успешно справились с такой задачей английские специ­алисты при создании автомобилей серии "мини". В пер­вых моделях 60-х годов для достижения указанной цели использовались буквально все возможности, вплоть до того, что двери изнутри были сделаны полыми (учтены мягкие климатические условия Великобритании). Даже некоторые конструктивные элементы машины, в част­ности ребра жесткости, были вынесены на поверхность кузова! В 80-е годы автомобилю "Остин Мини Метро" присуждена премия английского Совета по дизайну за эффективное использование внутреннего пространства (рис. 6-14).

В японском автомобилестроении с участием дизай­неров и эргономистов создаются машины как для массо­вого потребителя, так идля дифференцированных потре­бительских групп: молодежи, инвалидов, лиц пожилого возраста, любителей автомобильных поездок с целью проведения отдыха, досуга и т.д.

Новые междугородные и городские автобусыпро-мышленно развитых стран разительно отличаются от своих предшественников уровнем комфортабельности и удобств, создаваемых для пассажиров, включая инвали­дов, водителей и тех, кто обслуживает машины после трудового дня. Этим требованиям отвечает, например, конструкция автобуса "Волво В10" 1994 г. Первое, что выгодно отличает его от прежних моделей, — это отсут­ствие ступенек, резко повысившее удобство входа в салон и выхода из него, в том числе для пассажиров с детскими колясками и инвалидов. Высота пола от асфаль­та в разъеме передних и средних дверей составляет лишь 320 мм. Однако возможность бокового крена всего авто­буса уменьшает эту величину до 210 мм. Подвеска обес­печивает временный подъем кузова автобуса для проезда по участку дороги с плохим покрытием. У автобуса про­сторный кузов иширокие двери. Уровень внешнего шума 80 дБ(А), который за дополнительную плату может быть снижен до 77 дБ(А). Рабочее место водителя проработано особенно тщательно и в полной мере отвечает требова­ниям эргономики [53].

Шведские эргономисты совместно с дизайнерами разработали модульную секцию фургона автомобиля скорой помощи и носилки оригинальной конструкции специально для него. Проектирование велось в тесном сотрудничестве с персоналом службы скорой помощи, профсоюзом рабочих коммунальных предприятий, вра­чами, органами областного самоуправления, фирмой-производителем. Универсальная секция фургона, которая может быть установлена на шасси любого грузового автомобиля, представляет собой бокс серийного произ­водства со всем необходимым оборудованием. В боксе созданы условия для свободного перемещения персонала и обеспечивается удобство его работы в пути. Новая конструкция носилок, отличающихся от других значи­тельно меньшей массой, обеспечивает большие удобства как для пациента, так и для медицинского персонала. Их можно установить в удобном для пациента положении — наподобие больничной кровати. Плавная регулировка наклона спины и сгиба коленей осуществляется при помощи гидравлических подвесок. В сложенном виде носилки помещаются в обычном лифте, рассчитанном на четырех человек. Для сокращения физических нагрузок медперсонала носилки снабжены роликами, а для удоб­ства переноски, в том числе по лестнице, — специальны­ми наплечниками, применение которых позволяет высво­бодить руки несущего.

Возрастающее внимание уделяется безопасности движения грузовых автомобилей, автопоездов. В со­ответствии с подсчетами, проведенными в начале 80-х годов Советом по безопасности движения США, на 1.6 млн. км пробега автопоезда приходилось 13.95 аварий. Одной из причин аварий является физическое и психо-

физиологическое перенапряжение водителей, вызванное нарушениями режима рабочего дня. Примерно 41—54% аварий совершаются уставшими водителями. Другая при­чина — отсутствие удобств в кабине. Особенно характер­но это для машин с компоновкой кабины над двигателем. В погоне за увеличением полезной площади при жестком ограничении длины автомашины многие компании стре­мятся к уменьшению длины кабины. В результате води­тель лишается необходимой свободы действий при рабо­те: колени упираются в приборный щиток, руль — в живот, возникают помехи при включении педали сцепления и т.д., что в критических ситуациях может мешать выполнению маневра [54]. Эргономические исследова­ния и дизайнерские разработки позволили английской фирме "Эйлсэ Траке Лтд" ("Ailsa Trucks Ltd"), дочернему предприятию фирмы "Волво" (Швеция) создать модель грузового автомобиля длядальних перевозок с повышен­ной комфортностью. В интерьер кабины встроен блок, включаю­щий газовую двухкомфорочную плиту, холодильник, мойку и от­кидной столик (см. рис. 4-10). В комплект входит сборная порта­тивная душевая установка. Специ­альным обогревателем и кондици­онером в кабине поддерживается необходимый микроклимат. Пред­усмотрены лампы для чтения, ра­диоприемник и кассетный магни­тофон. Проводятся исследования вибрации в кабине грузовых авто­мобилей и разработки подрессо­ренных сидений с целью ее сни­жения (рис. 6-15, 6-16, 6-17).

Сравнивались представления водителей о высоте их машин с грузом и реальные параметры грузовиков. Хотя 95% водителей заявили, что знают высоту своей машины с грузом, оказалось, что из 497 опрошенных 260 водите­лей не имеют о ней точного представления. Кроме того, зафиксированы аварийные ситуации при проездах под низким мостом. Самой популярной у водителей оказалась инфракрасная система предупреждения, сигнализирую­щая о том, что высота машины превышает ту, которая допускается при проезде под мостом, 68% водителей считают эту систему лучшим средством предупреждения

аварий. Менее популярными оказались другие системы сигнализации — гудки, схематические и другие обо­значения на дорогах и т.д. [55].

Большое число аварий на автомобильных дорогах вызвано мотоциклами и мопедами. Исследования показа­ли, что мотоциклы чаще, чем легковые автомобили и грузовики, оказываются жер­твами несчастных случаев. Эф­фективным путем снижения до­рожных аварий мотоциклов яв­ляется повышение их видимости для водителей автомашин. С этой целью осуществлены ис­следования, в ходе которых со­ставлен обзор статистических данных о несчастных случаях с мотоциклами, разработаны средства обеспечения их види­мости, проведена оценка этих средств в полевых условиях. Ре­зультаты показали, что види­мость мотоциклов в дневное время наиболее эффективно до­стигается при использовании флуоресцирующей одежды, а также постоянных или модули­рующих сигнальных огней, а в ночное время — одежды, отра­жающей свет фар и сигнальных огней.

Эргономисты принимают учас­тие в разработке мотоциклов по­вышенной безопасности, в которых вводятся следующие усовершенство­вания: откидная стойка, препятст­вующая опрокидыванию на стоянке; алюминиевая ячеистая обшивка между водителем и внутренней сто­роной рамы и обтекателем; сиденье и ограничитель, который движется вперед вместе с водителем при лобо­вом столкновении; амортизатор удара в 60 000 Н (6 т), прикреплен­ный к раме и связанный кабелем с сиденьем и ограничителем; пружина, которая отбрасывает сиденье и огра­ничитель в исходное положение после удара; обитый складной руль и др.

Во многих странах эргономисты совместно с дизайнерами разрабаты­вают защитные шлемы для мото­циклистов (рис. 6-18).В одном из них надувная прокладка обеспечива­ет плотное прилегание шлема к голо­ве и повышает амортизацию при ударе. Подкачка воздуха в прокладку с помощью миниатюрного ручного насоса позволяет подгонять шлем по

размеру головы. При выпускании воздуха шлем легко снимается. Большой массив исследований связан с решением задач проектирования новых и модернизации авто­мобильных дорог. Среда шоссейных дорог исследуется и проектируется исходя из возможностей и ограничений

водителей. Много работ посвящено изучению условий восприятия дороги.

В ряде исследований изучены различные виды до­рожных происшествий и выявлены относительные изме­нения в их частоте в зависимости от уровня освещеннос­ти улиц. Изучалась видимость светоотражающих дорож­ных столбов ночью в сухую и дождливую погоду при двух условиях освещения: только фарами дальнего света и только фарами ближнего света при включенных фарах ближнего света встречного автомобиля. Испытывалось шесть типов дорожных столбов белого и зеленого цвета. Специально изучалась реакция водителей на неожидан­ные световые сигналы о необходимости торможения при езде в горах.

Американскими учеными изучалось сканирование глазом предупреждающих знаков на шоссе в сельской местности. Получены следующие результаты: 1) водите­ли практически смотрят на каждый знак; 2) водители смотрят на знак в среднем 2.3 раза; 3) в среднем водитель впервые смотрит на знак на расстоянии 137 м (днем и ночью) или примерно за 7 с движения до знака; 4) рас­стояние, на котором водитель впервые замечает знак, немного больше в ночное время, чем в дневное (93 и 65% соответственно); 5) длительность фиксации взгляда на знаке в ночное время значительно больше, чем в дневное (0.75 и 0.45 с соответственно); 6) разные типы дорожных знаков и их размещение влияют на движение глаз води­теля [56].

Современные системы управления движением транспорта, которые становятся все более сложными и интеллектуальными и в которых водители предстают не столько операторами, сколько конечными пользователя­ми, предъявляют новые и возросшие требования к раз­витию соответствующих направлений микро- и макроэр­гономики [56а]. В середине 80-х гг. для столицы Норвегии г.Ослобыла разработана комплексная программа со­вершенствования всей системы наземного общест­венного транспорта и метро. Осуществлены дизай­нерские и эргономические разработки: средств транс­порта, уличного оборудования, информационного табло, маршрутных карт, проездных билетов, системы визуаль­ных коммуникаций и общее цветографическое решение городского транспорта.

Проект вагона (3.2 х 21.5 м), разработанный в 70-е годы для метрополитенав Хельсинки, отвечает требо­ваниям эргономики. Вагон, снабженный пневматической системой подвески и автоматическими системами конди­ционирования воздуха и управления, рассчитан на ско­рость 80 км/ч. В соответствии с эргономическими требо­ваниями спроектированы внутренняя планировка вагона, размеры дверей, разработана конструкция и размещение ручек и сидений.

Современный локомотив, как и другие транспорт­ные средства, относится к классу динамических систем, а работа машиниста включает процесс вождения и кон­троль за работой энергосистемы. Объектом исследований являются информационные устройства и их размещение в кабине машиниста, пульты управления и органы управ­ления, рабочая среда кабины. Эргономические разработ­ки позволяют находить конструктивные решения локо­мотивов, обеспечивающие удобное, простое, быстрое вы­полнение работ по его техническому обслуживанию и ремонту.

В Швеции проведен эргономический анализ кабин локомотивов. С этой целью организован опрос 150 ма­шинистов и осуществлены их антропометрические изме­рения, изучались также их жалобы, связанные с болевы­ми ощущениями. Сравнивались антропометрические данные машинистов, которые жаловались на болевые

ощущения, и машинистов, их не испытывавших. Выяви­лось несоответствие размеров кабин (рассчитаны на опе­раторов высокого роста) антропометрическим данным большинства машинистов. Проектные предложения по оптимизации условий труда машинистов касались: изме­нения размеров оборудования рабочего места, обеспече­ния возможности регулирования высоты пульта и кресла, обеспечения оптимального пространства для ног и др. Аналогичная работа выполнялась эргономистами других стран.

Кабины многих грузовых дизелей-электровозовБританских железных дорог отличаются тщательной эргономической и дизайнерской проработкой. Машинис­ты тяжелых, сложных в управлении систем нуждаются в особой заботе, поскольку дискомфорт способен свести на нет эффективность любых технических новшеств.

Эргономическая служба Управления национальных железных дорог Нидерландов проводила работы в следу­ющих основных направлениях: эргономический анализ и организация рабочих мест (машинистов, инженеров, об­служивающего персонала и др.); повышение уровня ком­форта пассажиров в вагонах поездов; разработка требо­ваний к оборудованию вокзальных помещений, перро­нов, а также к визуальным коммуникациям.

Анкетный опрос пассажиров, проведенный специа­листами Общества железных дорог Франции, выявил следующие требования пассажиров к подвижному соста­ву: приближение интерьера вагонов к условиям привы­чной жилой среды; обеспечение возможности чтения, дискуссий и других занятий; создание индивидуального комфорта, условий для полноценного отдыха, отвлечения от повседневных забот: в одних случаях уединения, в других, наоборот, свободного общения с попутчиками. Проектировщики пассажирских вагонов для француз­ских поездов-экспрессов "Корай" стремились по воз­можности учесть эти требования. Нижняя ступенька входа в вагон расположена на уровне перрона. Адя того чтобы войти в салон, достаточно открыть нажимом двух пальцев стеклянную дверь. Шарниры, на которых она подвешена, позволяют открывать ее как внутрь, так и наружу. В салоне, по обе стороны вагона, расположены два ряда спаренных кресел. Ручной багаж ставится на полки с высокими бортами над креслами, а чемоданы — в багажные отсеки, предусмотренные в конце вагона. Пассажирские кресла напоминают раковину и снабжены подголовниками. Перед каждым пассажиром — откид­ной столик с индивидуальным освещением, не мешаю­щим соседям. Пепельницы скрыты в подлокотниках. В вагоне имеется кондиционер. Нажатием специальной кнопки можно изменять температуру в диапазоне ±3 градуса. Лампы дневного света, расположенные по обе

стороны салона, обеспечивают освещенность, необходи­мую для чтения.

Монорельсовый транспорт, который разрабатывает­ся соответственно трем типам направляющих — эстака­да, монорельс и желоб, многие специалисты считают одним из наиболее перспективных. Обеспечивая высо­кую скорость движения, удобство и безопасность эксплу­атации, этот вид транспорта представляет широкое поле деятельности для эргономистов и дизайнеров.

 






Дата добавления: 2015-08-31; просмотров: 325. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.105 сек.) русская версия | украинская версия