普通列车车厢座位优化设计终稿.doc

普通列车车厢座位优化设计设计者：陈亚涛，王玮，王立强，张成磊，李涛指导教师：周春华摘要：本文基于对普通列车的实地考察，对普通列车硬座车厢剩余空间进行了充分的利用，突破了普通列车只有一层座位的局限，将列车的座位设计成了双层。关键词：普通列车，最大容量，舒适，空间的最大化利用，双层座位。1. 绪论1.1研究背景 铁路具有大运力，低成本，占地少，能耗低，污染少的优势。铁路是国家重要的基础设施，大众化的交通工具。铁路在综合交通体系中占有重要地位。铁路为经济和社会的全面，协调，可持续发展，发挥着更加有效的促进作用。 作为国家运输体系的重要组成部分，我国铁路系统既不同于以“高速客运”为特点的欧洲、日本铁路，也不同于以“重载货运”为特点的北美铁路，而是客货并举。铁路系统的收入和利润的主要来源是货运，但客运又是其必须承担的社会责任，不能放置不顾。在我国，铁路运输是主要的旅客运输方式之一，每年旅客吞吐量超过10亿人次，仅在2008年全国铁路旅客发送量就达到145640万人，其中又以每年春运期间共运送旅客1.44亿人次，因此春运又被称为“世界上最大规模的人口迁徙”。1.2研究内容 现阶段，我国正在高速发展。由于目前人口众多，并且外出务工的人以及节假日出行旅游的人也是呈增长趋势，尤其是从内地到沿海，导致我国客运压力巨大。陆上客运主要是铁路客运。我国的铁路虽然已经发展起来，并且高铁也已运行，但是这似乎并没有解决我国铁路客运在节假日时的拥挤的现状，很多人在春节返乡期间总是会为火车票而发愁，能购买到车票的人也是站着回去，并且是人挤人，连车厢之间的过道也挤满了人，并且还要过餐车。使人对铁路客运的满意度大大降低。若是客运量少的时候，因为座位的设计，乘客也是不舒服。普通列车上的座位是考虑节省空间而设计的，车硬座靠背成直角且靠背太高，导致乘客坐下后头无法后仰，这是造成火车长途旅行疲惫的一大原因，普通列车硬座是很久之前设计的，需要改进了。现在虽然高铁也已经运营，但是高额的票价对普通大众来说似乎难以接受，而普通列车的拥挤更是让人苦不堪言。因此，我国目前的铁路客运仍然面临着巨大的挑战。1.3研究意义 为此，我们小组想通过优化普通列车上的座位，以25型客车为例，一方面在保证舒适度的前提下让更多的人能够有座位，另一方面也充分利用了车厢内的空间，将会减轻我国铁路面临运输高峰期时的压力。1.4 各类25型机车介绍 25T型客车1966年研制了新型车长25.5米客车组，也就是“25.5米轻型高速列车组”，于19661969年设计制造，车体材质为低合金钢，采用KZ2型转向架，采用盘型制动,空心车轴,空气弹簧等技术，构造速度为160KM/H。列车组采用空调装置，集中供电。该批车用于广深铁路等线，因当时转向架技术不成熟，使用中出现不少问题。19781985年制定铁道部科技规划中研制车长25.5米客车，车体为无中梁，平直墙结构，材质是耐候钢，采用209型转向架，构造速度为160KM/H，发电车集中供电，1980-1980年投入运用。 1986年铁道部下达25.5米新型空调客车研制要求，采用单元式空调机组的集中供电空调客车。使用206型转向架，构造速度为140KM/H，用于京广线列车，这批车由于不符合要求并不成功。 此后，1987年开始利用国外贷款以及国外技术制造集中供电空调客车。自1990年代开始，根据铁路客车升级换代的要求相继研制生产了一系列车长25.5米的25型客车投入运营。 25G型客车25型客车系列车体长25.5m，车体宽度3.105m，车体高度4.433m，通过最小曲线半径145m。25型客车系列结构上的特点有：车体为全焊接结构，由底架、侧墙、端墙和车顶组成。车体钢结构采用高强度、耐腐蚀的低合金钢（耐候钢）制成。车体结构系用无中梁无压筋薄壁筒形整体承载结构，其中底架、侧墙和车顶形成一个封闭筒形结构，承载特点为整体承载结构，底架采用无中梁结构。各系列车型（除部分25B型外）设有车顶单元式空调装置，集中供电。安装单元式铝合金车窗，采用低磨耗低噪声的风挡及橡胶风挡以及密封式风挡。构造速度较高，有较好的舒适性和安全性；定员比21、22型客车有所增加，每一定员所占车辆自重降低。图1 21型硬卧车外形与内部布置图表一 25型客车参数项目车型25A25B25G25K25Z车体长度（mm）2550025500255002550025500车体宽度(mm)31053104310431043105车顶距轨面高度(mm)44334433443344334050客室顶板距地板面高度25752575车辆自重（t）48.646.546.542.2构造速度（km/s）140140140160160车钩中心线高（mm）880880880880880通过台渡板距轨面高度（mm）13331333133313331333车辆定距（mm）1800018000180001800018000轨距（mm）14351435143514351435通过最小曲线半径（mm）145145145145145在平直路线上的紧急制动距离（m）8001400运行平稳性指标2.52.52.52.5客载量666611811876转向架型式209206209206209G206G209HS206KP206KPCW2采暖形式水水电电电空调装置有无有有有制动机型式104104104104+电控F8+电控防滑器无无无有有列车信息系统无无无有有摄像头装置无无无无无2. 设计原理2.1设计构想 由于，现在的普通列车座位基本都是一层，而列车车厢还有相当大的可利用的空间（普通列车车厢长1960cm，宽310cm，高260cm）。于是，根据我国人口基数大的基本国情，我们组构想出一种普通列车“双层座位”。普通列车双层座位是根据实际中现有火车座位存在的问题，以及座位不够多的弊端进行了改进。将普通列车车厢内的座位设计为两层，每个座位的大小如现在座位的大小相同。考虑到火车的车内剩余空间有限，按现有座位的标准，不能够放开两层重叠的座位，因此我们改进了这种想法。我们的设计理念是，不再是两个座位享用同一个靠背，而是将背靠背的两个座位分开。2.2设计构造2.2.1双层座位排列设计1设计构想：下层座位的上方再加一个座位，上下层座位的大小一致，上层超出下层15cm，但是上层的座位与下层座位反向，可供120个人乘坐。2尺寸规格：表二 座位尺寸规格1长50cm2宽55cm3座椅平面距地面高10cm4座椅厚度10cm5下层背高100cm6椅背厚度10cm7上层座椅底面距靠背高度10cm8上层背高90cm9支撑柱高度110cm10支撑柱半径5cm11靠枕厚度10cm12靠背旋转范围0203根据人机工程学中一些数据设计座位的结构，靠背可以在一定范围内转动，使人在长时间坐车时可以得到一些姿势的调整，更加舒适。上下相互隔离，互不影响，合理地利用了空间。上层乘客踩在隔板上，犹如踩在平地一般，安全性很高。上层乘客踩在箱子上上去也很方便。图2 双层座位2.2.2靠背间箱子的设计 图3 脚踏板和行李箱 表三 箱子尺寸规格1箱体总高度150cm2箱体最宽处90cm3箱体长度90cm4第一层高度30cm5最下层小箱宽度30cm6中间层高度60cm7上层的最低处高度90cm8最大倾斜角24.29木板厚度2cm10预计可盛放行李箱8个1.设计理念：坐在上层座位上的乘客们将脚放在箱子的最上层，充分的利用了下层两个座位之间的空间。箱子的最直接作用是作为上层乘客上下的阶梯，使乘客能够方便的上下。其次，利用箱子的空间放乘客们的行李箱。2.框架设计：用坚固的木板为主要材料，搭建两层。其中，上层的木板是倾斜的，两块木饭下边缘均是与下层木板的边缘连接，上边缘相互连接。另有木板分别与下方座位靠背上方接出，另一端则搭在倾斜木板的顶端。每层之间相距300mm，上层的座位距地板的高度为1500mm，乘客需要借助三个踏板从而到达上层的座位。3.最下层设计：最下层高为300mm，将两个座位之间的900mm平分为三份，木板厚度约为20mm，即下层每个小箱宽约为280mm。座位均是由木板围成，上方与倾斜的木板连接，下方直接固定在火车的地板上。4.倾斜板设计：倾角度数为24.2度，为下方的座位留有一定范围的活动空间，满足座位的舒适度要求。将靠近过道倾斜板的上方大约四分之一去掉，留出空间供乘客能够上下。倾斜板的下边缘与下层箱子的顶端连接，两块木板的上边缘 则直接连在一起，从而形成一定的角度。 5.中层设计：在倾斜板被去掉的四分之一处的上顶端平放一短木板，其两端分别于倾斜板相连。此层与下层木板之间的间距为？6.最上层设计：一个平板面，供乘客踩在上面。7.箱子的作用： （1）供乘客上下 用木板制成的箱子可以用来当做踏板供坐在上层的乘客上下座位。（2）用来盛放乘客的行李 因为双层座位有一边的行李架被去掉，乘客可以将行李放在固定在火车地板上的箱子里。（3）供上层乘客放脚 坐在上层座位上的乘客可以将脚踏在木板上。改进后的优点：充分的利用了两个座位之间的空间，它既能当做踏板供坐在上层的乘客方便的上下座位，又可以代替行李箱的角色，大大地增加了乘客行李的盛放量。中间木板的倾斜式设计为下层座位留有了一定的活动空间，满足了下层座位的舒适性要求。上层不是平的，而是倾斜的，这更能够更大的利用有用的空间让乘客来放行李。2.2.3餐桌设计1.餐桌规格： 表四 支撑柱尺寸规格 1长底面直径 220cm3cm 表五 桌面尺寸规格1长45cm2宽20cm3厚2cm4边缘高1cm5圆角直径6cm2. 餐桌介绍：（1）上下两层的餐桌规格一致，皆由细直圆柱杆（作为支撑柱）和桌面组成；（2）4个支撑柱各固定在2个座位的4个扶手上，与地面平行且距地面高度一致，与扶手的纵切面垂直；（3） 每位乘客用一个桌面；（4） 一个桌面分成两个部分，分别与支撑柱相连，能绕支撑柱转动；（5） 乘客进出座位时，桌面可以分开；（6） 桌面边缘有一定高度；（7） 桌面四个90度桌角被圆角化。 图4 餐桌 3.设计优点：（1） 每个餐桌只有一位乘客使用，乘客可以更好地满足自己的意愿；（2） 相对现有的桌面，每位乘客的可利用桌面更大，乘坐更加方便；（3） 桌面可折叠，为乘客进出座位提供了便利，也节省了空间；（4） 面边缘比中间高，可以防止物品滑落；（5）桌角圆角化，更加安全。2.2.7靠窗的座位 在每两个座位之间侧面靠车厢的地面上安放一个餐桌餐桌两侧各安排一个座位，高度与普通座位一致，共有26个。 图4 靠窗座位2.2.4 座位排列 下层座位编号 上层座位编号 门 门 门 门 配电间 乘务员 配电间 乘务员 4 3 2 1 8 7 6 5 68 67 66 65 12 11 10 9 72 71 70 69 16 15 14 13 76 75 74 73 20 19 18 17 80 79 78 77 24 23 22 21 84 83 82 81 28 27 26 25 88 87 86 85 32 31 30 29 92 91 90 89 36 35 34 33 96 95 94 93 40 39 35 34 100 99 98 97 44 43 42 41 104 103 102 101 48 47 46 45 108 107 106 105 52 51 50 49 112 111 110 109 56 55 54 53 116 115 114 113 60 59 58 57 120 119 118 117 64 63 62 61 厕所 厕所 厕所 厕所 门 门 门 门 3. 创新特色提出了双层火车座位的设计构想借用卧铺的座位安排，使用双层硬座,增加座位数量。车厢过道变一条为两条,车厢空间不再沉闷。增设靠窗的座位,更大的增加了座位数量。上下两层的座位借鉴客车的座位设计，靠背角度可以调整；上层脚踏板可以转动，拉杆长度可以调整。坐着更舒适。一边撤销原有行李架，一边保留，另外采用箱式行李箱，座位之间用来安放行李。最大程度提高座椅的舒适性。4. 应用前景 以此方案设计，普通列车的座位数将增加至146个