人机工学在学龄前儿童专用校车设计中的运用

何腾超

【摘要】：由于学龄前教育已经成为整个教育体系中的重要环节，各种不同的大巴小巴等车被改装成校车，使用时存在安全隐患。本文将利用人机工学对我国3～6岁学龄前儿童的人体尺寸和感性因素进行分析，为我国学龄前儿童专用校车的开发设计提供参考和依据。

【关键词】：学龄前儿童；专用校车；人机工学；

学龄前儿童专用校车简称幼儿专用校车，即为用于运送3周岁以上学龄前幼儿上下学专门设计的一款校车。很多的校车事故更多的是这些由其它车辆改装的校车在车内布置和设施的尺寸上都是按照成人标准设计的，这使得行车安全系数大幅降低。学龄前儿童专用校车相对应的内部设施应结合人机工学设计，以此创造出一个舒适，高效的乘车环境，减少安全事故的发生几率。

一、学龄前儿童专用校车局部设施设计要求

学龄前儿童专用校车是负责运送缺乏自我保护能力的儿童专用车辆，因此，安全是考虑的第一要素，从安全性的角度出发确定整车的车窗、座椅系统、车门样式等，是很有必要的。

学龄前儿童专用校车不适合一般客车的横向推拉打开或关闭的车门。这是为了防止好奇心强盛的他们将手部头部伸出窗外。针对于这点，采用下部为固定窗，上部为上下推拉式的车窗就能很好的提高安全系数。当然也可采取全封闭式的车窗，但需要安装通风装置。

校车的座椅系统包括儿童座位和照管人员座位和安全带。我国《专用校车安全技术条件》中规定，幼儿及学生座椅在横向上最多采用2+3的形式。随行的照管人员的座位尺寸要单独考虑，安全带是保护乘客人身安全的最有效的方法之一，按照我国《最新校车安全技术条件》的规定，学龄前儿童专用校车的儿童座椅应配备满足GB 14166的两点式安全带。

车门的样式不适合折叠门，容易夹伤儿童。应该采用外摆门，根据车型可为1扇或2扇，门上装配有适合于儿童扶握的扶手，便于上下车。

根据我国《专用校车安全技术条件》中的规定，校车的应急出口包括，应急门、应急窗和顶部撤离舱口以及地板出口。这些应急出口在车辆发生事故时，发挥着很大的逃生作用。

二、学龄前儿童专用校车内部设施的人机工学设计分析

人机工程学在学龄前儿童专用校车中的设计主要体现在以下几个方面：（1）是否符合儿童生理尺寸；（2）是否具有实用性和辨识性；（3）是否存有安全隐患。在一款校车中，和儿童乘车最为相关的几个区域包括，乘车座椅、校车出入口、挡风玻璃和窗户以及乘车扶手。因此，对这四个区域的人机工学分析尤为重要。

座椅高是指座椅座垫的上表面最高点到地板的高度。正确舒适的坐姿应使大腿部位接近水平，小腿部自然放置并略向前伸，脚掌处可平放于地板。根据2011年7月1日我国实施的《中国未成年人人体尺寸》提供的4—6岁儿童尺寸数据，此座椅高应以小腿加足高的第5百分位数值为设计依据，高度可取220～250mm，相比较我国《最新校车安全技术条件》中给出的220～300mm数据，前者范围值更加精确可靠。座垫宽度是指横向的宽度，为了乘车舒适性，应略大于臀部的宽度值，因此，取女性臀宽尺寸的第95百分位数值为设计依据，让更多人适合，取245～295mm。座椅靠背的高度和宽度与坐姿肩高和肩宽有关，前者大于后者为宜，按4—6岁儿童坐姿肩高第95的百分位数为设计依据，取450～500mm。

座椅深是指座椅中心平面上，座垫前缘的垂直切线至G点的距离。在确定其尺寸时应考虑腰部是否能得到靠背的支撑，臀部是否能得到充分的支持以及小腿和座垫前缘之间是否留有适当的空隙。因此，应以坐深的第5百分位数为设计依据，取250～300mm。

座椅靠背和座垫也要有一定的角度，确保舒适的坐姿。靠背倾角是指靠背与座垫的夹角，正确的坐姿应是肩部向后倾斜、臀部略往前移，使肩部与大腿的下表面夹角约为110°，同样，小腿与大腿和小腿与脚掌之间的夹角也约为110°。所以校車的靠背倾角取一般取客车靠背倾角的值，95°～110°。合理的座垫倾角能够确保在行车途中幼儿的臀部不会向前滑动，也能让幼儿的背部舒适的靠在靠背上。理想的座垫倾角为3°～7°。

我国《最新校车安全技术条件》中还规定靠近通道的幼儿座椅应在通道一侧设置平行于座垫平面的座椅扶手，扶手距离座垫上平面150mm～230mm，符合4—6岁未成年人第50百分位数的坐姿肘高160mm。

座间距，指座椅靠背的前面与前排座椅靠背后面之间的距离。这个数值和幼儿的坐姿臀膝距有关，为了保有足够的活动空间，应取男性第95的百分位数为设计依据，为420～470mm，但考虑到乘车的自由活动空间，加上20mm左右的修正量，应为440～490mm。

由于校车内除了幼童还有照管人员，因此，应急出口的尺寸设计要根据成人的肩宽来确定，取成年男性最大肩宽的第95百分位数，为469mm，加上31mm的修正量，实际可取500mm。但实际应急窗和撤离舱口并不是以500mm为边的正方形，在GB 13094-2007《客车结构安全技术》中规定其面积可内接一个500mm×700mm的长方形。

乘客门的踏步和扶手合理的人机尺寸能确保幼儿们方便安全的自行上下车。各级踏步的高度和大腿长有关，当幼儿上车时大腿上表面和水平面成一定的夹角，才能方便舒适的上车。取4—6岁男性未成年人的大腿长第5百分位数263mm，在减去20mm的修正量，实际取243mm为宜。这也符合《最新校车安全技术条件》中的规定，即从地面至乘客门的第一级踏步高度应不大于350mm，其它各级踏步的高度应不大于250mm。对于踏步的宽度应根据不同的车型按照 GB 18986和GB 13094的规定设计。

三、感性因素在学龄前儿童专用校车内部设计中的运用

感性因素能表现出产品的指示性和趣味性，体现出了设计中“以人为本”的思想。感性因素的表达方式可分为色彩、材质、形态三方面。

色彩对于孩子们的心理和个性的发展意义重大，学龄前儿童专用校车的内部设施设计中，可以利用色彩去引导和指示孩子们安全地使用各个设施。面积大一点的设施不宜用过于鲜艳的颜色，应用柔和的色调，减少过多的视觉刺激，这有利于孩子们行车途中放松和平静，稳定心理。而对于面积较小的、易于抓握拿取的物件，应用鲜艳的颜色，有利于丰富视觉，调动活力。

在材料上，要重视人的感知心理，如玻璃、金属等材质传达出冷硬的视觉表情，一看到就不想触碰；而木材、织物等材质则传达出晴暖的视觉表情，有亲近感。材质肌理是影响人们使用心理的关键因素。产品造型中的材质肌理同时也具有一定的暗示和警示作用。例如，车厢内一些扶手和把手处的细小凹凸处，能够增强手部与其的摩擦，暗示使用者要用力紧握。

在形态上，学龄前儿童专用校车很多部件都必须标准化，但对于一些局部区域却能有很大的发挥空间，例如座椅扶手部位、座垫一些面上的凹凸图案以及装饰内部的一些线条等。这些小设计能利用孩子们“求奇”的心理把安全部件和区域同危险部位分离开来，给孩子们一种心理暗示，也能很好的增加行车安全系数。

四、结语

由于近几年国家已开始重视校车的管理、安全和设计，并修改颁布了一系列针对加强校车安全的法律规章。除了管理方面和安全性能方面，本文参考了人机工程学的研究成果以及客车座椅、乘客门踏步和扶手方面的相关文献资料，依据学龄前儿童（主要是4～6岁儿童）的人体数据，经过统计分析后，提出了相应的尺寸数值。意在用人机工程学的相关知识去解决和提高幼儿乘车环境中的问题和安全。

参考文献：

[1] 项英华.人类工效学[M].北京：北京理工大学出版社.2008

[2] GB/T 26158-2010，中国未成年人人体尺寸[S].北京：中国国家标准化管理委员会，2011

[3] GB/T 24407-201x（代替GB 24407-2009），专用校车安全技术条件[S].北京：中国标准出版社，2012