驾驶员的乘坐舒适性IWord下载.docx

1、不适；坐着；驾驶姿势；汽车内饰一内容简介不正确的坐姿被视为潜在的不健康因素，是造成一些肌肉骨骼疾病的原因，如下背部（LB） （EBE和Griffin，2001年），颈部（Schneider和Ricci ，1989年）与肩膀（ Magnusson和Pope，1998年）疼痛的主要因素之一。随着坐姿关注度的增高，（Grieco，1986），尤其是在汽车中的坐姿（Rajput和Abboud，2007年），坐感舒适性已成为一个重要的问题需要足够的人体工程学的介入（Dunk和Callaghan，2005年）。然而，一位司机坐感舒适性是需要区别于坐在家里或办公室的椅子上，以及非车辆的工作场所（Andreo

2、ni等人，2002）。前者在更有限的空间中受到更多姿势上的限制，需要一定的操控动作以及来自道路的振动，这些都可以导致较高的得肌肉骨骼疾病风险。事实上， Gyi（1996年）的流行病学研究显示，每天驾驶超过4小时的人比那些久坐不动（每天超过4小时）的工作的人可能患腰痛的几率多两倍以上。Annett（2002）定义了一个广义的人体工程学构造（constructs）（在我们的例子中，坐感舒适性）和挑战因素（challenge factor）（即，任务，对象，环境）之间的关系，并把一个构造是对挑战因素的复杂反应（即，行为，言语，或生理）。该作者的观点也支持：车辆内坐感舒适性需要加以区别，因为它是根据不

3、同的挑战因素（例如，不同层次的密闭空间，振动和视觉需求）。尽管如此，汽车的坐感舒适却相对较少人重视（Harrison等人，2000）。此外，坐感舒适性应该分为坐感舒适性和不适性。一些研究表明，舒适和不适是相互补充但却又相互独立的感觉（Sauter等，2005; Zhang等人，1996）。类似地，用马斯洛的需求层次理论（1943年），Hancock和Pepe（2005年）表明，不适感和舒适度都在不同的需求等级，后者被放置在比前一个更高的等级。然而，大多数量化的坐姿主观反应研究只在引起不舒服的范围中研究（例如，Hsu和Wang，2003年，Jung和Choe，1996年，LeBlanc等人，20

4、03年;Straker等人，1997年），这主要是由于他们首先关注的是疼痛的预防（Hancock和Pepe，2005年）。其他的研究也只用一个尺度（把舒适和不适的感觉复合在分置于一个连续集合的两端）来衡量（例如， Genaidy等人，1995 ; Genaidy和 Karwowski，1993年Kee和Karwowski ，2001年，2003年，2004年）。在其他研究中，舒适感是不会被测试的而只有不适感被特别用客观手段测量，如肌电图（EMG），压力中心（COP），或交界处的压力（例如，Fenety等人，2000年）。在他们的回顾性研究坐感的舒适和不适中，De Looze等人（2003年）发

5、现：没有一个研究把舒适和不适同时却分别使用两种不同的评价尺度进行研究。驾驶姿势与舒适性和不适性都相关。在Hanson等人（2006年）的一项研究中，参与者们形象地描述了他们的首选驾驶姿势。科研人员收集到了共计119项描述并且将其分为了四大类：精神感受（舒适，轻松，宁静，不错的，安宁的，平静的）环境（可调，适应能力强，灵便的支撑，宽敞和良好的视野），普遍意义上的好（好，完美的，梦幻般的，美妙的）以及普遍意义上的坏（麻烦，不太好）。相比在Zhang等人（1996年）在坐感舒适和不适的研究给定的描述（图1）。他们的研究结果表明，驾驶姿势确实是关系到舒适和不适。这一点，可以再次认为，驾驶姿势的主观评价

6、应该分开使用舒适感和不适感这两个尺度。图1坐感舒适性/不适性和well-being（Warr,1999年）结合的模型（Zhang等人，1996年）其中放松和疲惫仅仅是Well-being构造中相对的感觉Zhang等人（1996）表示：舒适和不适不仅仅是相反的构造（constructs），并确定了wellbeing是舒适的一个组成部分。根据Warr（1999），wellbeing也应该被视为一个独立的construct。他指出，幸福可以从三个轴来测量的舒适-焦虑，快乐-不满和积极-抑郁。well-being的一个很好的状态部分与舒适性相关（例如，自在，轻松），但不是包含关系（例如，热情和高兴的是

7、不舒适的一部分）。同样的， wellbeing的较差状态部分与不适有关（例如，不安，疲劳），但又不是包含关系（例如，焦虑，忧郁）。一个结合Zhang等人 和Warr想法的模型（图1）表明舒适感和不适感的某些元素的确实有相反的意思（例如，受支撑的，放松与不受支撑的，不安的），或者是共同的（例如，困倦，昏昏欲睡），这说明 wellbeing与舒适感和不适感有关，但并不仅仅是舒适或不适的一部分。Hanson等人（2006年）表明，较好的驾驶姿势通常是两侧不对称的，可能成对的身体部位会获得不同的舒适性/不舒服的评分。然而，以往的研究倾向于一个两边对称的驾驶姿势（例如，Porter和Gyi，1998年以

8、及Reed等人，2002年）。此外，以前的坐姿舒适性/不适性研究大多数对的座位配置进行了限制（例如，座椅靠背/缓冲斜倚角度）和/或坐姿（例如，躯干/膝角度），这可能已经禁止参与者是用他们最喜欢（最舒适）的姿势（Andreoni等人，2002），和干扰了座椅和方向盘的必要调整。本研究的主要目标是在一些主观评分之间进行比较，并提出适当的驾驶姿势主观反应评估使用方法。正如上文提及的，设计的汽车座椅是一项艰巨的任务，必须满足多种需求，在密闭空间内的不停的振动，汽车座椅需要用坚固的支撑和适合他们喜爱的姿势以及确保能够自由改变姿势来适应不同人群。为了满足这些要求，本研究在这几个主观评级方法进行调查，找出哪

9、个主观评级方法可能是在设计和评估汽车安全座椅中最有效的，以及这些计划之间存在什么样的关系。此外，汽车座椅的舒适性/不适性和一个所有车辆通用的的舒适性得分之间的相关性也进行了研究。2.研究方法2.1 实验和参与者概述特别值得关注的是，怎么样面对诸如身材，汽车细分市场，特定座位，是否是真实的驾驶（在路上）还是模拟（实验室）这些变量，而且其中每一个都是独立的变量。除了主观反应，我们也使用了其他措施（姿势和压力）同时进行测量，但这里就不再一一赘述。我们从本地的学生和社会人员中招募到了24个志愿者。招募成员的标准是：拥有有效的驾驶执照（至少2年），视力正常或矫正后视力正常，目前没有肌肉骨骼疾病，年龄介于

10、20岁到35岁。此外，我们也力求同一群体中有各种各样的身材，参与者根据身材被分成3组，如表1所示。参加者由当地IRB批准了知情同意程序，并且我们对占用他们的时间进行了补偿。2.2。座椅所处的环境（座椅，汽车类型和驾驶场地）实验的一个目标是确定汽车座椅的舒适性/不适性对车辆整体的舒适性/不适的影响有多大。对于后者，JD Power和Associates的舒适度评分（一个公开通用的车辆整体舒适度评分）已经有了相关的数据。这个分数是源于客户们关于他们汽车的“舒适性和便利性功能和座椅”的看法（JD Power和Associates，2005年）。它的具体定义如下：“一个着眼于消费者是否喜欢自己汽车的功

11、能的汽车性能，运行和规划最新报告（APEAL）研究，这个分数是源于消费者对自己汽车舒适性和便利的功能和座椅的评价”（JD Power和Associates，2005年）。这个得分看起来更像是与以功能为导向的普遍意义上的舒适度，而非局限于坐感舒适。尽管如此，它被用来实验车辆和座椅（调查坐感舒适/不适影响整车的舒适（不适）到有多大）的选择标准。舒适性评分是每年出版一次，有时同一个型号的车连续2年得到的却是不同的分数（可能由于或大或小的模型的改变）。因此，为了在舒适性方面确保一致性，只有连续3年被评为同样分数的汽车被采纳进了这项研究，并因此得到了相应年款的车辆和座位。在这些评分的基础上选择了有显著不

12、同的特定座位。该选择的目的是以便确定在车辆的整体舒适/不适中坐姿舒适性/不适的相对重要性。此外，使用这些分数比使用私下里不公开（in-house）评分更能减小偏见的影响。这个问题是从Helander等（1987，p.1316）的一句话中来“除非没有明显地违反生物力学设计规则，椅子用户不会抱怨不适”，这似乎是当代汽车座椅的典型案例。因此，我们没有通过它们的泡沫厚度，大小，材料等来选择座位，而是采取了不同的方法，从相同的类型中通过评分的高低选取两辆车（和它们的座椅）。两个种类的车辆（轿车和SUV）也包括在内（总共四辆车，每类车两辆）。为了尽量减少美学效果对参与者的主观反应的影响，选定座位都有以下功

13、能：手动调整的座椅轨道，座椅靠背和坐垫的角度，没有座椅的扶手和中性色布铺面。有两个的座位感觉可调节腰部支撑，但被设置为各自的范围的中间。在这种方式中，至少有两个已明确表现对用户感觉有积极影响的功能（电动座椅，腰部支撑）被排除（Schneider和Ricci,1989）.。两类驾驶场地也被包括在内。这些都是真正地在驾驶，一个是在当地的道路上行驶预定的路线；另一个是在实验室内的一个装置上模拟驾驶。以下是更详细的情况。从汽车的类型，座椅的模型还有驾驶场地的不同组合中我们得到了八种不同的组合，这里面包括了六种座椅条件的子集（从低评分的车辆中得到的座椅只在实验室中进行了测试）。在实验室为基础的模拟中，初

14、始装饰的配置被设置为较高评分的各自的类别车辆的配置。得到的相关数据概要如表2所示。2.3。数据点收集流程和处理方式为了最大限度地减少可能的顺序和疲劳带来的影响，六个座椅条件是按随机顺序排列的。每一个驾驶过程，无论是在现场和实验室，都历时约20分钟（5分钟的初始调整以及15分钟驾驶）。整个驾驶过程指定了驾驶员坐进座椅中的时间（Reed等人，1999年），整个稳定驾驶的时间占整个过程的82%（Reed等人，1994）。在道路驾驶过程中，参与者可以根据需要调整座椅和方向盘，虽然这是明显的受到实际车辆的调整范围限制。实验室中的驾驶过程是通过一个座椅和转向盘都更能灵活伸张得更长的驾驶装置上完成的。在实验

15、室中的驾驶过程中，一个数码屏幕被放置在了驾驶员的面前。视频中播放的是在道路驾驶通透的挡风玻璃上的画面。在每次驾驶之前，参与者通过修改后的适合实验的方法（method fitting trial ）调整座椅和方向盘的位置。原始的适合实验的方法（method of fitting trials）设置所有部件到其初始位置，除其中的一部分进行调整，而修改后的方法使之前的部分通过连续的调整被设置为选择的位置。参与者在帮助下调整每个部件的位置，根据预定的序列：从座椅前/前后位置，座椅靠背角度，座椅坐垫的角度，方向盘角，方向盘的前/后位置，然后最终的微调整的任何部分。如果参与者感到通过该序列的不舒服调整，他

16、们也可以自由去改变它。在这种情况下，除了的油门踏板（其中被设置为S1或U1的原始位置和角度），座椅和方向盘被参加者不停地调整直到他们满意为止，以便其得到他们最喜好的驾驶姿势。参加者可在15分钟的驾驶过程中随时调整自己的姿势和座椅和方向盘位置。此外，在驾驶过程结束后8分钟，参与者们将会被问到是不是还想调整座椅和方向盘。图2.舒适性和不适性评分量度（顶部;从Borg（1996年）以及Corlett和Bishop（1976年）中修改而来，而底部则是全面的评分量度）2.4. 主观评分在每个驾驶过程结束之后，参与者们通过几个不同的角度来评估他们所感觉到的舒适度和不适度。两个尺度（舒适和不适，图2 ）被用

17、于整个身体和6个部分身体（双边大腿和臀部，还有下和上背部（UB）。这些量表来自Borg（1990年）和Corlett-Bishop（1976）研究的组合。此外，为了获得全面的全身的舒适度评估，本实验中使用了视觉模拟评分法（VAS;图2）。为了尽量避免混淆，评估是按照相同的顺序排列的即：全身不适，局部身体部位不适，全身舒适，局部身体部位的舒适和综合评价。每个评分提供了一个单独的表，并且每当得分为最佳/最差时将会提醒参加者，（例如，对于不适，零是最好的）。在实验室的驾驶过程中的评价表被投射在播放着驾驶画面的屏幕上，而在道路驾驶的实验过程中，（车辆停泊后）评级表被放置在参与者的前面，让他们保持自己的

18、驾驶姿势，同时进行主观评估。除了上述的控制装置，美学效果（例如：单个座椅的外观）被认为有可能作为影响因素。作为一个整体评估的一部分，参与者被要求完全根据座椅的外貌预先评估每个座位的舒适程度。在完成所有的驾驶过程至少1个星期后，我们把数码图像通过电子邮件发送给参与者，让他们用与JD Power的舒适度评分相同的刻度评价预估的座椅舒适度（范围为2-5）。 2.5 数据分析一个混合因素的方差分析（ANOVA）被采用以确定的身材（三个层次，在个人的感觉中between-subjects）和座椅条件（六个级别，受试者内）对主观评价的影响，用Tukey的真实显著差异（honestly significan

19、tly different HSD） 来测试多重（post hoc）成对的比较pairwised comparisons. 当 P 0.05和0 .05 P 0.1 时，影响被分别认为是“显著的”或“边际的”。为了确定是否有驾驶场地（实验室和现场）的影响（ S1L与S1-F，U1 -L与U1 -F ）和/或同类车不同座位（S1 -L与S2 -L，U1 -L与U2 -L）的影响，我们进行了具体地两两比较。此外，还有两个线性对比测试：（1）是否身高的影响是主要的影响之一（或它的影响是边际的），对身材的线性对比（中与短+高）是为了检查座椅对极端（高，矮）身材和中等身材的适应性是否一样;和（2），是否

20、座椅所处的环境是一个主要的影响因素（或它的影响是边际），我们因此对两类车进行了线性对比（S1-L+S2-L+S1-F与U1-L+U2-L+U1-F），一次来比较这两类之间的（人们的）偏好。我们用配对比较来进行两边的对称的身体部分（大腿，臀部）评分。几个主观评分系统之间的双变量相关系数（）被求出来了。四个座椅可能存在的的美学效果影响也同单因素重复测量方法进行方差分析而被求出来了。有一个女性参与者只完成了实额验室驾驶过程，所得到的数据也同样包括进了分析里面。3.结果3.1全身的评分（全面的，舒适度和不适度）3.1.1全身的全面评分在全身的舒适性评分中，身材和座椅环境两大因素之间有一个很显著的相互影

21、响（p=0.0056）。身材不是一个主要影响因素，但是座椅环境的影响却是边际性的（P=0.058）。已知的评分较低的车辆（S2和U2;如图3）在全面评分中却倾向于获得更高的分数。在两类车中我们发现了一个显著的不同点（P=0.018）,其中轿车的评分比SUV的评分更高一些，他们的平均值（标准差）分别是84.1（13.3）和80.7（15.1）3.1.2全身的舒适性评分座椅的环境对全身的舒适性有一个很显著的影响（P=0.0022）。所有的配对的座椅对比组中有一个这个现象很明显（S1-L与S2-L）,从低评分车（S2）上取下来的座椅评分更高一些。身材对舒适度的影响是具有边际效应的（P=0.070）,

22、中等身材的人评分最高。两类车之间能够发现一个明显的对比（P=0.014）,轿车的座椅环境比SUV的座椅环境评分更高一些（如图4），他们的平均值（标准差）分别是7.1（2.5）与6.5（2.9）。3.1.3全身的不适性评分对于全身的不适性评分来说，身材因素对其的影响是有边界效应的（P=0.098），然而座椅环境因素对其的影响却是不明显的（P=0.41）。在不同的驾驶场地与不同的座椅之间效果也是不明显的。不同的身材之间的反差却是很明显（P=0.036），中等身材在这次得到了更图3.身材和座椅环境对全面评分的影响（括号中的是Turkey的HSD分组；实心符号是轿车的；圆形和方形的符号是在J.D Po

23、wer和Associates的舒适性评分中得分更高的；标准差在图中没有详细标明范围是5.4-22.5）图4.身材和座椅环境对全身舒适性的影响（1.5-3.4） 图5. 身材和座椅环境对全身不适性的影响（0.4-2.0）高的评分（即较低水平的不适性）。不同车辆类别之间的反差却是呈现边际效应的（P= 0.090）,轿车比SUV评分更高（如图5）.他们的平均值（标准差）分别是0.8（0.9）与1.1（1.3）。图6.身材和座椅环境对腰背部舒适性评分的影响（1.8-3.9）图7.身材和座椅环境对上背部舒适性的影响（1.4-3.8）图8.身材和座椅环境对上背部不适性评分的影响（0.0-1.6）3.2 局

24、部身体的评分（舒适性和不适性） 从舒适性（P=0.040）和不适性（P=0.067）来看，左边大腿的评分平均分比右边大腿的更高一些。对于臀部而言，虽然不是很明显（0.1P0.16）,右边的臀部无论是舒适性还是不适性都比左边的臀部评分更高。然而，在考虑到不对称的驾驶姿势（Hanson等人，2006年）与在评分中可能进行的平均过程（Humphreys,2005年）后，成对的部分在更深远的分析中也都被考虑进去了。3.2.1局部身体的舒适性评分身材与座椅环境的相互影响在左臀部和右臀部都是边际效应的（P=0.085,p=0.095），然而这个相互影响对于腰背部的舒适性影响是显著的（P=0.043）。身材

25、对腰背部的影响同样是边际的（P=0.096如图6）。座椅环境对右大腿，左臀部和有臀部的舒适度影响也是呈边际效应的（P=0.051,0.083,0.094），但是它对上背部的影响却是显著的（P=0.0028如图7）。不同身材（腰背部和上背部）舒适性之间的对比同样是显著的（P=0.035,0.047），于此同时中等身材的评分普遍更高些。除了上背部，不同车辆类型之间的对比是边际效应的（左大腿，右大腿，左臀部还有右臀部他们的 P=0.072,0.052,0.083和0.077）或者显著的（腰背部的P=0.039）,在所有的五个组别里，轿车环境比SUV环境评分都要高。3.2.2. 局部身体的不适性评分身

26、材因素对于上背部的不适性影响是呈边际效应的（P=0.076）,但是座椅环境对上背部的不适性影响却是显著的（P=0.018,如图8）。对于身体的其他部分（大腿，臀部）而言却没有发现任何影响。而不同身材之间腰背部的对比却是很显著的（P=0.038），中等身材的评分更高一些（即更舒适一些）。对于左臀部不同车辆类型之间的对比呈现边际效应（P=0.088）,但是对于腰背部和上背部不同车辆之间的对比却是显著的（P=0.033,0.025）,轿车环境的评分在所有对比中都比SUV的评分更高。3.3. 不同评分方案之间的系数3.3.1不同的全身评分质之间的关系所有三个全身的主观评价之间的二元相关性系数显着（P0

27、.70）和整个的身体舒适度的相关性也同样不小（0.77）。而左右对称的部分身体（Right-and left-paired）部分（即大腿和臀部）在舒适度上相关性相当之高（=0.96,0.99）。而成对的身体各部分之间的关系也同样很高（=0.93,0.96分别对于大腿和臀部）。在身体的各部分中，腰背部和上背部的不适性对整个身体的不适性具有最高的影响力（=0.75,0.67）。此外，腰背部的不适性同样与整个身体的不适性紧密联系在一起，无论是什么身材（矮：=0.79，中等：=0.71，高：=0.68）。3.4 座椅的美学效果影响座椅的外貌对于预估座椅的舒适度等级的影响不是很显著（P=0.83）。四种

28、座椅的平均值从3.3到3.6不等（在“大约在平均值”和“比大部分都要好”之间）。4.讨论为了量化参与者对驾驶姿势的主观反应我们用了三种不同的评分方案。首要的目的是弄清楚他们之间的相互联系还有在区分汽车座椅时他们的相关影响，长期目标是找到进行主观测评的合适的方法。为了达到这些目标,我们把很多因素考虑进来了（如座椅，驾驶场地，汽车类别还有不同身高人群）并且使用了各种各样的分析方式。每个因素的影响都会在后面描述和诠释出来，这些都或多或少的能对那完成那几个目标有帮助。虽然很重要，坐姿的舒适性和不适性始终只是全车舒适性的一部分。对于整个身体的舒适性评价来说，S2-L比S1-L更好，这暗示着S2的座椅（从

29、一辆在J.D Power 舒适性评分系统获得较较低评分的车辆中取得）是更好的座椅。可能S2中的座椅是一个高品质的座椅，并且在该汽车中其他相关因素品质不行。这些因素包括，例如，汽车装饰的其他方面（注意，在本实验S1中的装饰被采用到了S2-L）和/或在路上的动力表现。确实，坐感的舒适性/不适性对没有整车的舒适性评分限制，但是它与整车普遍舒适性和便捷的功能有和座椅一样的联系。虽然座椅的舒适度/不适度（或者说座椅）对于整车的舒适性来说是一个很重要的因素，这些结果也表明其他因素同样也很重要，比如说装饰（Rebiffe, 1969）,座椅的美学效果（Zhang等人, 1996年）还有汽车的其他部分，座椅/车辆的动力表现（dynamic performance）（Donati, 2002年; Griffin, 1990年），还有空调的（thermal）舒适度（Cengiz and Babalik, 2007年），