司机室视野计算

周洁 王春晖

中车南京浦镇车辆有限公司 江苏省南京市 211800

摘要：本文通过计算，验证轨道车辆司机室设计是否满足司机日常驾驶的视野需求。通过计算验证两个方向的司机视野情况，即水平方向的视野范围和竖直方向的视野范围，并根据信号灯位置及参数，模拟司机视线，验证司机室设计是否满足观测需求。

关键词：司机室布置；视野计算；信号模拟

1. 计算

   1. 计算所需的人体数据：

计算选择第5百分位女性、第5百分位男性、第50百分位男性及第95百分位的坐姿条件下的眼高，具体数值如下图所示：

1. 2. 司机室布置

司机室地板面距轨面1070mm，司机室前窗玻璃的可视区域下边缘距离地板面729mm，距离车钩连接面486mm；可视区域上边缘距离地板布面1704mm，距离车钩连接面645mm。座椅面最低高度400mm上下方向可调节至少130mm，前后方向可调节250mm，人眼距离SRP点的水平距离取最小值78mm。

1. 3. 竖直方向视野计算

竖直方向视野通过选取以下六点计算：

A —第95百分位男性，坐在座椅的高点和前点处；

B —第5百分位男性，坐在座椅的低点和后点；

C —第5百分位男性，坐在座椅的最适宜位置处；

D —第95百分位男性，坐在座椅的最适宜位置处；

E —第5百分位女性，坐在座椅的高点和前点处；

F —第5百分位女性，坐在座椅的最适宜位置处；

1. 1. 1. A点和D点视野计算

通过上述点位及布置图，建立模型，得出如下模型：

A点和D点均为第95百分位男性。

A点司机坐姿眼高为840mm，座椅调至最高位置即530mm，因此A点据地板布面高度为1370mm。

上图中红色实线为3.5m处点位与司机台高点的连线，高于此线即可满足3.5m轨道面视野距离；绿色方框为司机通过调节座椅后眼睛的移动范围，调节范围为250mm×130mm。

从上述模型可得出：

• A点位置可观察的距离为：1892mm

• 第95百分位男性将座椅调节到最低最后可观察距离为4408mm；

• 第95百分位男性满足3.5m轨道面视野距离。

• 绿色方框与红色实现有交点，绿色方框处于红色实线以上部分，均可满足3.5m轨道面视野距离，即D点的适宜位置为红色实线以上部分的绿色框内区域。

1. 1. 2. B点和C点的视野计算

通过上述点位及布置图，建立模型，得出如下模型：

B点和C点均为第5百分位男性。

B点司机坐姿眼高为720mm，座椅调至最低位置即400mm，因此B点据地板布面高度为1120mm。。

C点为该第5百分位男性司机眼睛最适宜位置。

上图中红色实线为3.5m处点位与司机台高点的连线，高于此线即可满足3.5m轨道面视野距离；绿色方框为司机通过调节座椅后眼睛的移动范围。

从上述模型可得出：

• B点位置可观察的距离为：7350mm；

• 第5百分位男性将座椅调节到最高最前位置可观察到2717mm；

• 第5百分位男性满足3.5m轨道面视野距离。

• 绿色方框与红色实现有交点，绿色方框处于红色实线以上部分，均可满足3.5m轨道面视野距离，即C点的适宜位置为红色实线以上部分的绿色框内区域；

1. 1. 3. E点、F点视野计算

通过上述点位及布置图，建立模型，得出如下模型：

E点和F点均为第5百分位女性。

E点司机坐姿眼高为660mm，座椅调至最高位置即530mm，因此E点据地板布面高度为1190mm。

F点为该身高的女司机眼睛最适宜位置，即满足3.5m轨道面视野距离。

上图中红色实线为3.5m处点位与司机台高点的连线，高于此线即可满足3.5m轨道面视野距离；绿色方框为司机通过调节座椅后眼睛的移动范围,调节范围为250mm×130mm。

从上述模型可得出：

• E(F)点位置可观察的距离为：3411mm；

• 第5百分位女性将座椅调节到最低最后可观察距离为10810mm；

• 第5百分位女性满足3.5m轨道面视野距离。

• 绿色方框与红色实现有交点，绿色方框处于红色实线以上部分，均可满足3.5m轨道面视野距离。

1. 4. 信号模拟

信号灯距防爬器前点为3m，轨道中心线距信号灯边缘为1.82m-2.5m，轨面距高处信号灯中心线为2.2m-4m,现模拟极限条件下信号灯的位置并选取第95百分位的男性作为参考，据此建立以下模型：

G点和H点均为第95百分位男性。

G点司机坐姿眼高为840mm，座椅调至最高位置即530mm，因此G点距地板布面高度为1370mm。

H点为该身高的司机眼睛最适宜位置。

上图中红色实线为防爬器前点3m处信号灯与司机室遮阳帘最高点的连线，司机的眼睛H点位于此线下方（上图蓝色区域）即可观测到前方的信号灯；座椅的调节范围为250mm×130mm，第95百分位男性司机可以通过调节座椅的前后位置及座椅的高度观测到前方的信号灯；

结合水平方向视野计算，将司机水平方向的视线范围模拟出来，可得下列模型：

如上图所示：蓝色区域为第95百分位男性司机眼睛与挡风玻璃边缘的连线，信号灯位于司机视野范围内，司机可观测到防爬器前点3m处得信号灯。

2. 结论

通过上述计算数据可得出，通过调整司机座椅，可满足司机的竖直方向视野、水平方向视野及对信号灯的观察需求，即司机室设计满足司机日常驾驶的视野需求。