人因工程在校车内设施环境中的应用

2018-08-13祝琳王婷

技术与创新管理 2018年5期

祝琳王婷

摘要：随着国家对校车的重视程度逐渐加强，越来越多的学校已引入标准的校车作为交通工具来接送学生。在关于学生专用校车的研究上，大多数学者的研究重点是放在校车路径规划以及校车安全制度的管理上，而在乘坐校车的舒适性方面的研究比较少。近年来，随着整体生活水平的不断提高，为了解决目前校车内设施环境中存在的问题，将基于年龄阶段为7～12岁小学生的心理和生理的视角，以人因工程理论为基础，对小学生专用校车的内部设施进行深入分析。现以安全性为前提，在小学生专用校车座椅的高度方面、车内可视化管理方面、色彩搭配方面以及空气质量方面作出改善，如确定符合儿童生理的座椅高度，根据儿童的生理以及心理特点提出更人性化的可视化管理方法，对车内色彩进行改善并绘制了改善前后对比图，优化校车内部的环境，提升了接送儿童上下学路程中的舒适感，并对适用于不同年龄阶段学生使用的校车设计提供一些新的思路，使校车能够为学生的出行提供更好的服务和保障。

关键词：人因工效学；校车；可视化管理；座椅；色彩设计

中图分类号：U 121；TB 18

文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2018）05-0537-06

Abstract：With the increasing emphasis on school buses，more and more schools have introduced the school bus as vehicles transporting students.Most scholars focused on the school bus route planning，the management of the school bus safety system，but there was little research on the comfort of school bus.In recent years，with the continuous improvement of the living standards，in order to solve the problem in the facility environment of school bus，this paper used the theory of human factors engineering to analyze internal fertilities of school bus for primary school students，which is based on the psychological and physiological characteristics of primary school students aged 7 to 12 years.Premise on the safety，the paper suggested an improvement on the height of school bus seats，visual management，color matching，air quality，etc.Furthermore，the paper suggested to optimize the color scheme and environment of school bus as well as draws the fore-and-aft comparison diagram，which enhances the comfort of children on commuter road.It also provides some suggestions for the school bus of different ages so as to make the school bus provide better services and security for students travel.

Key words：human factors engineering；school bus；visual management；chair；color design

0 引言

近年來，一些不正规校车事故的频发引发了国家对中小学校车安全性的重视。越来越多的学校已引入标准的校车作为交通工具接送学生。就目前来说，校车相对于公交车、私家车的安全性更高，然而随着时代的发展，校车不能单单驻足于“安全”这一方面，舒适性也成为选择出行方式的一种重要因素。为了使更多的学生选择校车作为交通工具，在安全的前提下，对校车内部设施进行改善，提升儿童在上下学过程中的舒适性，使校车能更好地为学生出行服务是十分必要的。

校车最早起源于英国伦敦，如今已在西方发达国家普及并具有很完善的校车标准以及制度标准，国外文献主要集中在对校车及路径规划以及基于更高标准的安全性研究上。而我国校车起步较晚，并且各地区对于执行《专用校车标准》的情况尚不明确。因此，国内文献主要集中在对于校车管理、安全监管制度的研究上面，对于儿童在乘坐校车中的舒适度和满意度鲜有研究。对于校车的整体研究上，杜国省在未施行《专用校车标准》之前，从安全角度出发，对学龄前儿童校车的整车要求、校车座椅、门踏步扶手、出口以及驾驶员视野等提出建议及其要求，为专用校车的发展规划提供依据[1]；李明涛对车身总布置进行设计，同时运用人机工程学原理对驾驶内部布置，充分使人、车、环境协调统一[2]。

随着人因工程学的应用越来越广泛，我国越发注重人、机器、产品之间的协调性和舒适性，人因工程学也更多地运用到了公交车、汽车等产品的设计和改善方面。如黄鹏鹏等基于人因工程学，对公交车中座椅结构、扶手高度、车内色彩及空气质量提出建议[3]；田瑾等将人因工程学应用到哈尔滨公交车上，对公交车扶手高度、报站系统作出具体改善[4]；沈维蕾运用人因工程学，针对不同功能的座椅的椅面、高度等进行分析[5]。这些都为分析和改善小学生专用校车提供了很好的基础，不仅丰富了国内对于专用校车内部设施的研究，为研究不同的专用校车提供理论基础。此外，提出的具体的改善方案具有现实意义，使校车能更好地为社会服务。

1 国内小学生专用校车现状

近年来随着经济的快速发展，生活水平不断提高，我国少年儿童的身高呈上升趋势，甚至不少高年级学生的身高直逼成年人。由于校车的设计是基于最大的安全性而未考虑到乘坐校车学生体态及认知的多样性，即目前校车存在的不足主要集中表现在以下几个方面。

1）座椅结构和尺寸有待改善。由于乘坐校车的乘客是一年级至六年级的儿童，身高差距大，在基于安全的座椅结构下对舒适度考虑不足。

2）车内可视化管理不足。报站系统的简陋易使儿童的精力分散而导致坐错站。

3）车内色彩设计较为单一。考虑到乘客为儿童，单一的色调容易使儿童在乘坐的过程中产成枯燥等不舒适感。

4）车体是封闭环境，空气质量较差。儿童的体质较弱，容易出现晕车等不适反应。

针对上述不足，从人因工程学角度出发，基于2010年中国未成年人人体坐姿尺寸以及2014年全国各地区7～12岁儿童平均身高数据，对小学生专用校车车内设施环境进行调查，发现不足并提出相应的建议加以改善，以提高儿童乘坐校车的舒适度及其安全性。

2 校车内部环境分析与改善

2.1 车内座椅的分析与建议

目前我们了解到，规定的专用校车的座椅安全标准见表1[6].

在《中国未成年人人体尺寸》中（GB/T 26158-2010）[7]，人体尺寸数值因性别的不同而有所差异，具体取值（7～12岁）见表2和表3.

表2和表3中，5%，95%是指最常用人体测量中表示尺寸等级的百分位。基于专用校车给定的安全标准，以满足95%乘客为原则，即以第95百分位的数据为上限建议座椅尺寸。由表2、表3可知，在7～10岁范围内，男童坐姿臀宽和小腿加足高大于女童，坐深、坐高小于女童；在11～12岁范围内，女童的坐高、坐深、坐姿臀宽大于男童，小腿加足高小于男童。故在7～10岁范围内，以男童的尺寸来设计座椅宽度、椅面高度，以女童尺寸来设计座椅深度、椅背高度，即：椅面高度应设计在371 mm 左右，座椅深度應设计在428 mm 左右，宽度设计在306 mm 左右，椅背高度设计在780 mm 左右。在11～12岁范围内，以男童的尺寸来设计椅面高度，以女童尺寸来设计座椅深度、椅背高度、座椅宽度，即：椅面高度应设计在409 mm 左右，座椅深度应设计在480 mm 左右，宽度设计在343 mm 左右，椅背高度设计在866 mm 左右。

1）基于小学生专用校车安全标准制定的范围，因此椅面高度应设计在409 mm 左右，座椅深度应设计在480 mm 左右，宽度设计在343 mm 左右，椅背高度设计在780～860 mm；

2）此外，由于中国地域宽广，不同地理区域的儿童身高是否有显著差异也应该纳入改善座椅结构的主要因素。文中根据国家计委的界定，将我国划分为东部、中部、西部3个地区。东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、广西和海南12个省（市）；中部地区包括山西、内蒙古、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、云南10个省（区）；西部地区包括四川、贵州、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆8个省（区）（重庆未进行身高统计调查）[8]。以2014年中国学生体质与健康调研报告中7～12岁汉族以及少数民族儿童身高数据为基础[9-11]，采用加权平均法对身高数据进行处理后，利用SPSS软件对其分析，结果见表4.

由图1可以看出，在2002—2014年期间，7～12岁儿童的身高是呈上升趋势的。并且，由表4和图2可知p值均为0.000，远小于0.05，即东、中、西部地区儿童身高之间互有很强的差异性。则坐高相对于成年人来说具有一定的浮动。为使不同地区不同性别以及不同年龄段儿童更舒适，建议将小学生校车座椅组装成在安全范围内高度可调节式座椅。

3）校车的座椅材质多为软性材料，座椅可调节靠背设计也符合人体生理曲线。为了提高舒适性，座椅上部可设计增加“U”型靠枕，以便儿童休息时以减少震动对头部的伤害，起一定的缓冲作用。

2.2 车内可视化管理的分析与建议

可视化管理也称看得见的管理，多应用于企业中，以实现企业管理上的可视化与透明化。利用其基本原理，将可视化管理运用到小学生校车的管理上，以提高校车整体舒适度。

2.2.1 车内报站系统

目前大部分校车所采用的报站为人工报站，即由监管人员或者驾驶员人工报站。人工报站方式存在着一些问题：第一，由于儿童处于活泼好动的年纪，车内吵闹声以及车外噪音容易盖过监管人员或者驾驶员的报站声音，导致学生下错站；第二，人工报站只在将要到站时提供当前到站和将要到达的下一站，虽灵活性较大，但是在行驶过程中对于走神或者休息的学生来说，可能会错估自己的位置而导致坐过站或下错车；第三，这种方式不仅效率低，还增加校车运行时间，增加了司机的工作量。

为此，基于交通信号灯中“红灯停，绿灯行，黄灯等待”的惯例，文中提出如下方案。

如图3所示，于校车前部上方位置设置一个基于GPS的带有显示屏的语音报站系统[12]。用若干个小型LED灯对应不同的站点，在显示屏周围形成排列，根据颜色来确定到站信息。当校车已经通过某站时，该站LED灯显示为绿灯；即将到达某站时，显示为红灯；其余的站点则显示为黄色。在显示屏中显示将要到达的站点和预计到达的时间。考虑到乘客有低年级的儿童，站点和屏幕上显示的字体需加上拼音以便低年级儿童辨识。

在即将到达站点的前200 m时，系统可以自动播报站点和提示语，以取代人工报站。同时，显示屏上显示到站信息。另外，利用校车刷卡设置，对上下车学生信息进行核对，加强安全性。

由于学生放学时间略有差异，早到的学生在等待其他同学集合的时间里，可以播放一些比较受儿童喜爱的节目。这样，不仅可以减少等待时的烦躁感，也有利于儿童随时关注到站信息。

通过这样的方式，可以增加儿童集中力并且使站点信息更加直观的呈现出来。同时，也减少了监管人员或者驾驶员的负担。

2.2.2 特殊人员区域

一般来说，公交车上会有为老弱病残设置的专门座椅。儿童抵抗力较差，有时可能会出现晕车等不舒服现象，此时儿童应需要处于一个较为通风、颠簸小的空间。于车内前方设置4个黄色专门座椅，在部分儿童出现不舒服的状况时优先使用此特殊座椅，以便监管人员照料。

2.2.3 安全可视化

由专用校车国家安全标准可知，车身颜色应统一为黄黑色条，车外顶部前后应在相应位置安装2个黄色校车标志灯，车后应在规定位置粘贴清晰标示“当停车指示牌伸出时”及“请停车等候”红色字样。

另外，当校车到站准备停车时，在亮起“Stop”标示之前，可使车后上方的显示屏上显示当前校车时速，使得后方司机提前做好判断，及时减速让路。由于我国交通法规上对于机动车避让校车方面并没有严格规定，并且对于不避让的行为只有较轻的处罚，这就导致我国部分车辆驾驶员意识淡薄并抱有侥幸心理。除了在法律方面加强措施之外，通过对中国人的心理研究，标语对人们的价值和行为导向起着不可忽视的作用[13]。因此，使校车后方的显示屏在校车行驶的过程过循环播放安全提示语，如“校车承载国家希望，我们为它保驾护航”“后车减速请换挡，花朵就在我车上”等，以警示后方司机。

2.3 车内色彩分析与建议

色彩的设计和搭配会影响人的视觉和心理。在生活中，色彩会影响人的情绪以及心理状态，不好的色彩以及色彩搭配会使人产生紧张感和焦虑感，而良好的色彩设计可以使人保持愉悦的心情。通过观察我们发现，在校车内部，大部分是为暗色，如白色或者灰色，没有考虑到色彩的重要性。儿童正处于对色彩的认知过程中，色彩会对儿童产生不容小觑的影响。因此，如何设计校车中的色彩也是应该考虑的问题。从人因工程学角度出发，提出以下建议。

1）选择缓和的色系，尽量不要设计成太强烈以及太阴暗的色彩，从儿童色彩心理学的角度出发，采用柔和明快的色彩会带来安全感，促进他们的情绪稳定，获得较好的休息效果。

2）尽量使色彩主题化。对儿童色彩认知研究发现，从6岁开始，儿童逐渐对色彩有了意识。随着儿童年龄的不断增长，对于色彩的感受和表达越来越趋于理性化，对色彩的认知也越来越富有创造力[14]。由于群体的差异性和个性化，单一的色彩会使儿童产生枯燥感。但是，如果色彩过于丰富和无序，会产生一种眼花缭乱的感觉。因此，使校车内采用一系列的颜色主题，根据季节的变化交替暖色系和冷色系。如，夏天的时候，设计成以蓝色为主色调的海洋世界；冬天的时候设计成以橘红色为主色调的炉火渺渺等，增加趣味性。

3）适当增加空间的层次感。根据色彩的前进、后退感原理[15]，结合校车实际的内部空间大小，对校车的顶部设计使儿童感到舒适的空间层次变化。

4）为缓解驾驶员的疲劳，在驾驶员的视线范围内的色彩尽量采用绿色。绿色系色彩可以有效缓解驾驶员的紧张和疲倦感，提高行驶过程中的安全系数。

2.4 车内空气质量的分析与建议

车内异味的主要来源一般为两方面。第一，车体结构以及车内装饰材料中所含有害物质的释放。如车内部装饰所用的涂料、塑封玻璃的橡胶、泡沫材料等。这些物质在使用过程中由于自身特性或者外界环境的影响下释放出一些挥发性等污染物。它们是车内异味的主要来源，也是导致人出现不适症状的主要原因之一[16]。第二，车内驾乘人员活动的排放。由于校车是全封闭的，空气流通缓慢，汗液散发的异味，加之空调的制冷或散热产生的气体，加重了乘坐人员的不适感。

车内的主要空气污染物则主要来源于车内装饰材料所含的有毒物质以及外部空气污染物以及汽车尾气等。

由于校车乘客为儿童，身体素质较差，免疫系统较弱。在密闭的校车里容易产生恶心、头疼症状且易发生交叉感染。此外，驾驶人员如果长期处于不适的环境中，会使驾驶人员身体状况下降，导致注意力不集中，从而增加事故发生的概率。因此，为了驾乘人员的身心健康，保证乘车安全，提出以下建议。

1）针对于校车零部件及其车内装饰造成的污染，建议采用环保型涂料进行装饰、减少使用塑料制品或者采用环保型材料代替使用[17]。優化一些材料生产时的工艺，使其更加清洁健康。

2）针对于外部污染气体，可以使用空气质量传感器，探测道路污染物，使有害气体尽可能少地进入车内。另外，将空气质量传感器与空气净化器等结合使用，可以做到车内外循环风门运营，提高空气循环的效率。

3）针对于减轻车内异味，比较经济的方法是经常保持通风。在校车投入运营之前，应充分释放车内装饰材料所产生的异味。校车一天的运营频率相对较少，每天可在运营结束后对车内进行换气，定期对车内可拆卸的装饰等进行清洗。在校车上可养殖一些吊兰等体积小，移动方便的绿色植物，用来吸收刚装饰过的校车所产生的甲醛等有害气体，定期用活性炭、醋水吸收车内异味等也是比较简单经济的方法。

2.5 其他一些建议

由于乘客为儿童，体制较差。校车空调通风较足，在冬夏季节，车内外温差较大，很容易产生不适症状。因此，校车上应尽量备有足够的小毛毯和消暑制品以防儿童在校车上产生不适。部分儿童可能会有晕车现象，校车上也应该备有足够的垃圾袋，以防呕吐时呕吐物的迸溅。

3 结语

在国内，校车越来越受到社会关注。儿童是弱势群体，其生理和心理特点与成人不同。在充分以安全第一为原则的同时，基于人因工程理论：①利用SPSS对近年来儿童身高进行分析，提出适合儿童的座椅高度；②完善车内报站系统及车内可视化信息；③改善车内色彩以及优化车内空气质量。这些改善都将有利于学生的安全、舒适出行。

校车可分为幼儿专用校车、小学生专用校车以及中学生专用校车，根据文中用到的理论与方法可以分别对其他专用校车作出改善；另外，不同于美国已经趋于完善的校车体系，对于如何成长为“中国式校车”，我国的校车还有很长的路要走。

参考文献：

[1] 杜国省.学龄前儿童专用校车研究[D].西安：长安大学，2009.

[2] 李明涛.某款校车车身总布置研究[D].长春：吉林大学，2013.

[3] 黄鹏鹏，伍松松.基于人因工程的公交车内设施环境分析与改善[J].人类工效学，2015，21（05）：62-66.

[4] 田瑾，冯国红.人因工程在哈尔滨公交车上的应用[J].森林工程，2013，29（03）：108-109+127.

[5] 沈维蕾.基于人因工程学的座椅设计与评价[J].机械工程师，2005（10）：72-73.

[6] 王培祥.新校车标准浮出水面，强调以安全为主旨[J].商用汽车，2012（03）：31-37.

[7] 国家技术监督局.GB/T26158-2010中国未成年人人体尺寸[S].中国标准出版社，2011.

[8] 佚名.东、中、西部的划分[J].农村科技，2000（04）：31.

[9] 中国学生体质与健康研究组.2014年中国学生体质与健康研究报告[M].北京：高等教育出版社，2016.

[10]国家卫生计生委.中国卫生和计划生育统计年鉴[J].北京：中国协和医科大学出版社，2017.