【摘要】：在科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下,人們對民用飛機設(shè)計的安全性、舒適性、經(jīng)濟性和環(huán)保性提出了越來越高的要求。隨著航空行業(yè)的競爭的激烈和乘客需求的提升,乘坐舒適性成為影響經(jīng)濟效益和用戶體驗的重要組成部分,如何在設(shè)計階段提升乘客的乘坐舒適度體驗顯得愈來愈重要。目前,國內(nèi)相關(guān)研究領(lǐng)域?qū)γ駲C客艙乘坐舒適度的研究主要集中于對客艙內(nèi)物理環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施等方面的研究,對舒適度感知主體“人”的因素的考量和研究較少。在大力發(fā)展民用航空工業(yè)的背景下,如何運用人機工效學(xué)學(xué)科中的工效學(xué)負荷理論對“人”的乘坐舒適度進行量化和評價成為舒適研究的一個新方向。因此,本文依托工信部民用飛機專項科研項目(MJ-2015-F-018),基于工效學(xué)負荷相關(guān)理論和研究方法,構(gòu)建了民機客艙乘坐舒適度評價方法和評價系統(tǒng),論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:(1)基于工效學(xué)負荷理論,結(jié)合乘客心理和生理負荷的形成機制,確定了心理舒適度和生理舒適度相結(jié)合的民機客艙乘坐舒適度評價框架;從乘客舒適度感知角度出發(fā),借鑒情境感知理論中的情境感知因素,從乘客因素、環(huán)境因素和活動因素三個方面入手,對影響乘客乘坐舒適度的關(guān)鍵設(shè)計因素進行總結(jié)和剖析,并分析了關(guān)鍵設(shè)計特征之間的相互關(guān)系;同時,結(jié)合活動理論和乘客活動類型的文獻調(diào)研,構(gòu)建了時間維度上登機-入座-乘坐三個階段的乘客舒適度感知流程。(2)心理舒適度感知機制方面,建立了“面向民機客艙設(shè)計的乘客心理舒適度自評量表”,并分析了乘客人體測量因素、客艙環(huán)境因素、客艙社會因素對乘客心理舒適度的影響,建立了關(guān)鍵設(shè)計特征與總體舒適度之間的多元線性回歸模型;通過實驗室實驗,采集被試的身體局部主觀感知舒適度水平,通過統(tǒng)計分析方法探討乘客人體測量尺寸因素、乘坐姿勢以及活動類型等關(guān)鍵設(shè)計特征對身體主觀感知舒適度的影響規(guī)律,并建立了關(guān)鍵設(shè)計特征與身體局部主觀感知舒適度之間的多元線性回歸模型。(3)生理舒適度感知機制方面,通過現(xiàn)場實驗,分析了乘客人體測量尺寸、乘坐姿勢、艙位級別等關(guān)鍵設(shè)計特征與人體壓力分布舒適度之間的關(guān)系,并建立了多元線性回歸預(yù)測模型;通過實驗室實驗,記錄了被試頸部豎脊肌、上斜方肌和腰部多裂肌的肌電信號數(shù)據(jù),通過方差分析研究了乘客人體測量尺寸因素、乘坐姿勢以及座椅、活動類型等關(guān)鍵設(shè)計特征對乘客神經(jīng)肌肉感知舒適度的影響規(guī)律,并基于GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立了肌電信號預(yù)測模型。(4)乘坐舒適度評價方法研究方面,針對舒適度評價的主觀性較強等特點,基于模糊集理論和心理、生理舒適度感知機制研究,構(gòu)建乘坐舒適度評價指標體系、評語集,建立多層次綜合舒適度評價模型,運用梯形隸屬函數(shù)進行模糊隸屬度運算,采用熵權(quán)法、因子分析法等主客觀相結(jié)合的指標賦權(quán)方法,最終,運用加權(quán)平均算子法進行舒適度綜合評價。(5)實例驗證及評價系統(tǒng)構(gòu)建方面,經(jīng)過評價實驗設(shè)計和評價結(jié)果比較,從綜合舒適度評價和生理信號舒適度評價兩個方面對論文提出的民機客艙乘坐舒適度評價方法進行實例應(yīng)用和驗證;構(gòu)建了評價系統(tǒng)的技術(shù)體系與功能模塊,開發(fā)了人體尺寸測量參數(shù)、活動參數(shù)、民機及客艙參數(shù)作為輸入量的綜合舒適度評價子模塊,以及人體壓力分布信號和肌電信號作為輸入量的生理乘坐舒適度評價子模塊。通過上述研究工作,最終完成了民機客艙乘坐舒適度評價方法及實例驗證,開發(fā)了舒適度評價系統(tǒng),為客觀的評價民機客艙中乘客的乘坐舒適度提供參考,同時豐富了民機客艙評價和優(yōu)化理論體系,對于提高民機客艙乘坐舒適度具有一定實際意義。
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V223.2
【圖文】：

（a） 前蘇聯(lián)圖波列夫設(shè)計風(fēng)格 （b） 現(xiàn)代波音 B777 的客艙設(shè)計風(fēng)格圖 1-1 不同風(fēng)格的客艙設(shè)計（圖片來源:[12]）1.1.2 研究意義根據(jù)不同的設(shè)計準則及專家意見得出的評價結(jié)果往往是迥異的，如何綜合并客觀地對設(shè)計方案進行評價和意見選取是民用飛機設(shè)計的重點之一[13]。近年來，我國對軍用飛行器設(shè)計評價的研究較多，針對民用飛行器設(shè)計評價問題的研究較為欠缺。從這一方面來看，并結(jié)合我國民用飛機的發(fā)展需求，有必要進行民機設(shè)計評價技術(shù)和方法方面的研究。根據(jù)前人研究可知，民用飛行器設(shè)計評估模型研究可分為舒適性分析模型研究、客艙內(nèi)的乘客或工作人員的舒適性分析模型研究等方面[13]，本文從舒適性入手，建立民機客艙乘坐舒適度評價方法和評價系統(tǒng)，用以分析和驗證乘客的乘坐舒適度，以期研究成果能夠為提高民機客艙中乘客的舒適性體驗提供理論和方法借鑒。國內(nèi)外專家對客機的乘坐舒適度評價方法進行了較廣泛研究。如前文所述，對民機客艙乘坐舒適度的研究主要集中于對客艙內(nèi)物理環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施等方面的研究，缺乏對舒適度感受主體——“人”的工效學(xué)負荷的研究；此外，將“人”的因素運用于對物的

-2 Kroemer 等人研究中座椅的形狀（圖片來源：文獻[63]）綜合現(xiàn)有舒適度評價量表和客觀測量方法的不足及一特定微環(huán)境，在乘客的活動和行為受空間限制，高人口密度的特點，提出一種基于工效學(xué)負荷與人價方法，建立心理舒適度模型和生理舒適度模型，綜合舒適度。同時，將工效學(xué)負荷的定量計算用于的客艙優(yōu)化設(shè)計提升乘客乘坐舒適度水平。型研究爾夫特理工大學(xué)的 De Looze 等人[53]對 21 篇獨立的行系統(tǒng)的研究，分析了人-產(chǎn)品-環(huán)境相互作用對舒模型的理論框架（圖 1-3）。isi 和 Jacobson[65]通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法研究乘客對飛機行了乘客對飛機客艙內(nèi)環(huán)境舒適度評價的模擬實驗網(wǎng)絡(luò)的方法進行數(shù)學(xué)建模。這兩種模型使用物理環(huán)出模式，以真實飛行條件指數(shù)和客艙環(huán)境舒適度

本文編號：2718298