1 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie, fyziologie, hygiena a antropologie cestujícího v MHD (druhá část) Jiří Pohl, Siemens SD ČR Os Tramvaje, Košice, 21.10.2015.

Prezentace na téma: "1 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie, fyziologie, hygiena a antropologie cestujícího v MHD (druhá část) Jiří Pohl, Siemens SD ČR Os Tramvaje, Košice, 21.10.2015."— Transkript prezentace:

1 1 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie, fyziologie, hygiena a antropologie cestujícího v MHD (druhá část) Jiří Pohl, Siemens SD ČR Os Tramvaje, Košice, 21.10.2015

2 2 © Siemens, s.r.o. 2014 Vnitřní prostředí – rázy a vibrace Vlivem geometrických nepřesností koleje působí na cestujícího v průběhu jízdy rázy a vibrace. Ty rostou s rychlostí jízdy Citlivost těla na vnější mechanické kmity je závislá na třech základních faktorech: -amplituda zrychleni -směr působení - podélně ve směru osy x, - příčně ve směru osy y, - svisle ve směru osy z, -frekvence (frekvenčně a vůči lidskému tělu směrově závislá váhová funkce). Souhrn těchto vlivů charakterizuje kvalitu chodu vozidla. Ta se zhoršuje se zvyšující se rychlosti jízdy vozidla Dalším důležitým faktorem je doba působení rázů a vibrací - doba expozice, tedy doba jízdy vlakem: -městská doprava (expozice v desítkách minut) … mírnější kritéria, -dálková doprava (expozice v hodinách) … přísnější kritéria, -stanoviště řidiče (expozice po dobu pracovní směny) … kritéria pro pracoviště.

3 3 © Siemens, s.r.o. 2014 Vnitřní prostředí – rázy a vibrace Základ kvality chodu: Dobře provedený podvozek - primární vypružení a tlumení (nejen svislé, ale i příčné), - sekundární vypružení a tlumení (nejen svislé, ale i příčné). Vyvarování se rezonancí (vhodná úroveň vlastních kmitů vozové skříně) Vyvarování se přímému přenosu na tělo – vypružené sezení (pružné sedadlo)

4 4 © Siemens, s.r.o. 2014 Hodnocení hluku Nutno rozlišovat: Akustický výkon Lw – jde o výkon zdroje (W) v analogii s vytápěním: výkon topného tělesa (kW)) Akustický tlak Lp – jde o intenzitu hluku v určitém bodě v prostoru (Pa) v analogii s vytápěním: jde o teplotu v určitém bodě v prostoru (°C) Obě tyto akustické veličiny se udávají v logaritmické úrovni vůči referenční hodnotě: Lw = 10 log (W/W 0 )(dB) Lp = 10 log (p/p 0 )(dB) Zdvojnásobení znamená nárůst o 3 dB: 10. log 2 = 10. 0,3 = 3 (neboť log 2 = 0,3) dále rtste podle mocnin čtyřnásobek (2 2 = 4): 10. 2. log 2 = 6 dB osminásobek (2 3 = 8): 10. 3. log 2 = 9 dB

5 5 © Siemens, s.r.o. 2014 Vnitřní prostředí - hluk Hluk je formou energie. Jízda kolejového vozidla je provázena čtyřmi složkami hluku: - základní (na rychlosti nezávislá). produkují ji pomocná zařízení (elektrické měniče, ventilace, topení, chlazení), -trakční (zhruba úměrná 1. mocnině rychlosti) produkuje ji trakční pohon, -valení (zhruba úměrná 3. mocnině rychlosti) produkuje ji styk kolo kolejnice. V rozsahu středních rychlostí dominantní složka, lze ji snížit až o 15 dB (32 krát nižší akustický výkon) hladkými povrchy kol a kolejnic - broušení, -aerodynamická (zhruba úměrná 7. mocnině rychlosti) produkuje ji vnější tvar vozidla.

6 6 © Siemens, s.r.o. 2014 Složky hluku emitovaného železnicí (princip)

7 7 © Siemens, s.r.o. 2014 Vnitřní prostředí - hluk U vozidel je hodnocen: - vnější hluk, -vnitřní hluk (v oddílu pro cestující, na stanovišti strojvedoucího). A to jak u stojícího, tak u jedoucího vozidla (při definované rychlosti). Vnitřní hluk vozidla je závislý na: -akustických výkonech jednotlivých komponent, -akustické isolaci vnitřní části vozidla (neprozvučnost), -pohltivosti zvuku součástmi uvnitř vozu (například: sedadla), -vedení hluku tělesy.

8 8 © Siemens, s.r.o. 2014 Vnitřní prostředí - hluk Intenzita hluku (úroveň akustického tlaku hluku) uvnitř vozidla musí být patřičně nízká. Vysoká hladina hluku způsobuje: -únavu, -obtížnou komunikaci (hovor – běžná hlasitost v tichém prostředí: 65 dB), -obtížnou slyšitelnost hlášení a signalizace. Pro vnímání hluku je rozhodující nejen amplituda akustického tlaku, ale i její frekvence (frekvenční spektrum) – vyhodnocování podle filtru A odpovídající subjektivnímu vnímání zvuku lidským uchem (v rozsahu 20 Hz až 20 kHz). Důležitá je i doba expozice. Akustický smog – přemíra hlášení pro cestující, dveřní výstraha, … Paradox: na jedné straně je snaha vůz ztišit, na druhé straně je klid záměrně rušen výstražnými signály a hlášeními.

9 9 © Siemens, s.r.o. 2014 Vnitřní prostředí - hluk Filtr A hodnotí jen zvuk v intervalu 20 Hz až 20 000 kHz. To je poněkud zavádějící: -toto rozmezí nepostihuje infrazvuk Je neslyšitelný, ale způsobuje únavu – nebezpečné u strojvedoucích (větrání otevřeným oknem), -toto rozmezí nepostihuje vysoké tóny, slyšitelné dětmi (například: skřípění kol v obloucích o malém poloměru, skřípění brzd) Cesty k docílení nízké úrovně vnitřního hluku: -eliminace zdrojů hluku (hladká okrouhlá kola – kvalitní protismyk), - odizolování zdrojů hluku od kostry vozidla, aby tato nesloužila jako vodič zvuku, -kvalitní a dostatečně silné protihlukové izolace (stříkané i vrstvené), -odstranění akustických zkratů (klíčové dírky), -pohltivé materiály (náhodné i strojené), -zabránění zbytečným hlukům (skřípání či drnčení obložení stěn při pružných deformacích vozové skříně), -řízení intenzity zvuku palubního rozhlasu podle hluku pozadí, -trať: pružné uložení, broušení povrchu kolejnic, přimazávání v malých obloucích, zatravnění

10 10 © Siemens, s.r.o. 2014 Vnitřní prostředí – elektromagnetické pole Kabelová vedení a elektrická zařízení vyzařují magnetické pole. Intenzita magnetického pole roste s poklesem vzdálenosti od vodiče proudu: H = I / (2. π. r) H … intenzita magnetického pole (A/m), I … proud ve vodiči (A), r … vzdálenost (m). Reálně v kolejových vozidlech existující hodnoty intenzity magnetického pole nejsou pro lidské tělo škodlivé. Někteří cestující však používají kardiostimulátory, pro které platí přísnější kritéria, než pro lidské tělo. Přípustné hodnoty intenzity magnetického pole pro kardiostimulátory je nutno respektovat při návrhu rozmístění elektrické výzbroje a elektrických vedení ve vozidle. Kritické jsou například svislé svody ze střechy do spodku vozidla (v okenních sloupcích) – nutno odstínit.

11 11 © Siemens, s.r.o. 2014 Vnitřní prostředí – sluneční záření Příliš intenzivní sluneční záření je pro cestující nepříjemné. Proto bývají okna vozidel upravována pokovením, s cílem poněkud snížit prostup světla. Tónováním skel zároveň dochází ke snížení intenzity prostupu radiačního tepla slunečního záření do vozu (s pozitivním dopadem na redukci potřebného chladícího výkonu klimatizačního zařízení). Komplikace: snížení intenzity pole signálu mobilních telefonů a podobných zařízení

12 12 © Siemens, s.r.o. 2014 Vnitřní prostředí - osvětlení Osvětlení vnitřních prostor musí zajistit: -orientaci ve voze, -bezpečnost ve voze (safety – neupadnutí, i security - nepřepadení), -cestu k výstupu (evakuaci). Tuto funkci zajišťuje základní (celoplošné) osvětlení, které musí mít nejen vhodnou hodnotu osvětlenosti. Osvětlení musí být rovnoměrné a nesmí cestující obtěžovat přílišným jasem svítidel, na která mohou pohlédnout. Osvětlení napomáhá cestujícímu k vhodnému využití času stráveného jízdou. Tím však může být buď četba, nebo i spánek. Optimální osvětlenost místa pobytu cestujícího záleží na jeho činnosti. Na železnici řešeno individuálním osvětlením místa, v MHD jednotné osvětlení pro všechny. Zvlášť dobře je potřebné osvětlit nástupní prostory (schody) a mezičlánkové přechody s pohyblivou podlahou.

13 13 © Siemens, s.r.o. 2014 Pohodlné cestování - shrnutí Cestovní pohodlí Cíl: cestující má vnímat rychlost jízdy jen při pohledu z okna, ne podle fyziologických pocitů Je potřebné odstranit, respektive minimalizovat: - rázy a vibrace, - chlad či vedro, - hluk, - průvan. Řešení: - kvalitní pojezd, - pevná skříň, - kvalitní tepelné a hlukové isolace, - klimatizace.

14 14 © Siemens, s.r.o. 2014 Prostorové pohodlí Volnost stání Cestující lze natěsnat na plošnou hustotu stojících osob kolem 8 osob na čtvereční metr. To je hodnota používaná k dimenzování pevnosti a brzd. To však neodpovídá kulturnímu cestování. Nával je nežádoucí: -dochází k proniknutí cizích osob do ochranné zóny člověka, respektive dokonce k fyzickému kontaktu lidských těl, -člověk ztrácí schopnost předávat své ztrátové teplo (chladit se) povrchem celého těla do okolního vzduchu, ve volném prostoru mu zůstává jen tepelně přetížená (potící se) hlava, -ve ventilačním vzduchu roste koncentrace oxidu uhličitého a vodní páry, -roste oteplení ventilačního vzduchu. Pro kulturní cestování je potřeba zajistit takovou kapacitu a intenzitu přepravní nabídky, aby plošná hustota stojících osob nepřesáhla cca 2,5 osob na čtvereční metr (Magistrát hl.m. Prahy: standard kvality MHD: stojící 2,6 osob/m 2 ). Tato hodnota platí jen pro krátkou dobu přepravy (MHD) ve vlacích (zejména dálkových) by měli všichni cestující sedět.

15 15 © Siemens, s.r.o. 2014 Historický vývoj prostorového pohodlí Prostorové pohodlí sedící osoby charakterizují geometrické rozměry: -podélná rozteč sedadel vztah této hodnoty k cestujícímu je dále ovlivněn: -uspřádáním sedadel za sebou / proti sobě, - tvar sedadla a jeho tloušťka (rozhodující je volný prostor pro kolena), -příčná rozteč sedadel (širší než vlastní sedák – prostor pro ruce), -výška nad sedadlem (pokud možno neomezující - posazování a vstávání)

16 16 © Siemens, s.r.o. 2014 Historický vývoj prostorového pohodlí příklad: železniční vozidla V průběhu dvacátého století došlo ve stavbě osobních železničních vozů k znatelnému zvětšení podélných i příčných roztečí sedadel a to z více důvodů: -růst prostorových nároků cestujících, -růst rozměrů (a hmotnosti) cestujících, -použití pohodlnějších (měkce čalouněných sedadel). rok výroby řada vozu třídauspořádánísedadlamateriál sedadel podélná rozteč (mm) příčná rozteč (mm) 1930Ci Ce 3proti sobě4 + 1 5 + 0 dřevo1 475 19654512proti sobě2 + 2koženka1 530 19758102proti sobě3 + 2koženka1 500450 2000Desiro Classic 2proti sobě2 +2textil1 650 2010Desiro ML 2za sebou2 + 2textil826450 Pozor: je potřebné rozlišovat šířku sedáku a příčnou rozteč sedadel (mezera)

17 17 © Siemens, s.r.o. 2014 Příklad: současná železniční vozidla – dálková doprava rok výroby řada vozutřídauspořádánísedadlapodélná rozteč (mm) příčná rozteč (mm) 2010Velaro D1za sebou2+11010680 2010Velaro D1proti sobě2+11970680 2010Velaro D2za sebou2+2 915520 2010Velaro D2proti sobě2+2 1850520 2010railjet1za sebou2+1 1000685 2010railjet1proti sobě2+1 2000685 2010railjet2za sebou2+2 925490 2010railjet2proti sobě2+2 1850490 2016ICx1za sebou2+1 930680 2016ICx1proti sobě2+1 2000680 2016ICx2za sebou2+2 856525 2016ICx2proti sobě2+2 1900525

18 18 © Siemens, s.r.o. 2014 Příklad: letadla V letecké dopravě je rozteč sedadel důležitým nástrojem k docílení hospodárnosti dopravy. Cílem je prostorová a hmotnostní úspornost, jen nejnutnější prostorový komfort (kompenzováno estetickým designem). Konstrukce letadla (kolejnice v podlaze) ji umožňuje měnit a tím dosáhnout: -buď větší obsaditelnost při menším pohodlí, -nebo menší obsaditelnost při větším pohodlí. Není evropsky jednotné, záleží na strategii letecké společnosti, jakou strategii zvolí – zda větší pohodlí a dražší letenky, nebo menší pohodlí a levnější letenky. dopravcerozteč (inch)rozteč (mm) Air France, KLM, Swiss Air31787 ČSA, Lufthansa, Aeroflot32813

19 19 © Siemens, s.r.o. 2014 Prostorové pohodlí – technické limity Prostorové pohodlí cestujícího je limitováno rozměry vozidla, tedy jeho obrysem, který musí být v souladu s průjezdným průřezem trati (prostorová průchodnost). Interiér přepravního prostoru vozu je ohraničen vnitřními rozměry vozidla. Ty určuje vozová skříň včetně izolací a obložení (snaha o minimalizaci jejich tloušťky při zachování potřebných pevnostních, termických a akustických parametrů: „malý z venku, velký zevnitř“ Železnice Evropa (UIC) -šířka skříně (čtyřnápravový vůz): 2 830 mm Metro RVHP -šířka skříně: 2 712 umožňuje pohodlné sezení 2 +2 osob plus průchodná ulička Tramvaje Nejednotné šířky v různých městech: 2 300 mm, 2 400 mm, 2 500 mm, 2 650 mm (nové systémy - umožňuje pohodlné sezení 2 +2 osob plus průchodná ulička, … (původně byly tramvaje mnohem užší – Praha 2 150 mm) Autobusy Standard 2 550 mm (též i užší pro městská centra – snadnější průjezdnost v uličkách)

20 20 © Siemens, s.r.o. 2014 Prostorové pohodlí – technické limity Městská hromadná doprava (tramvaje) Jakkoliv se to zdá nelogické, vyžadují vozidla MHD větší šířku sedadel (respektive jejich větší příčnou rozteč), než železniční vozidla. Důvodem je zimní období – tramvaje nejsou plnohodnotně vytápěny a nejsou v nich věšáky na oděvy, cestující si nesnímají kabáty a sedí v nich, tedy jsou celkově širší. Praktické příklady: -tramvaj T 6A5 – španělské sedáky (Fainsa) musely být odsunuty o 50 mm od stěny vozu, -mnohá vozidla se sedadly v uspořádání 2 + 2: malá příčná rozteč nutí cestující k sezení excentricky do uličky (zejména v zimě).

21 21 © Siemens, s.r.o. 2014 Sedadlo Sedadlo je v bezprostředním kontaktu s cestujícím. Proto mu musí být příjemné: -rozměry (úměrně rozměrů lidského těla i úměrně rozměrům pro zástavbu – podle prostorové dispozice vozidla), -tvar (odpovídající tvaru těla a zdravému sezení – podepření bederní páteře), -materiál (prodyšnost, odolnost proti znečištění / čistitelnost, nehořlavost, odolnost proti otěru / trvanlivost), -pružnost – důležitá pro zamezení přímého přenosu rázů a vibraci z vozové skříně na člověka („terciální vypružení“)

22 22 © Siemens, s.r.o. 2014 Požadavky na sedadlo –komfort (diskomfort) –ergonomie sedění –design (tvar, materiály ) –rozměry sedadla –prodyšnost –hygiena (udržitelnost čistoty) –bezpečnost –pevnost –požární odolnost –Zdravotní nezávadnost –LCC –montáž a demontáž –životnost, –udržovatelnost (čistitelnost) –hmotnost –recyklovatelnost

23 23 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie sezení (Grammer) 1. Je potřebné zajistit podepření bederní páteře 2. Při delším cestování má mít člověk možnost změnit polohu sezení

24 24 © Siemens, s.r.o. 2014 Shrnutí ergonomie sezení * neexistuje ideální poloha/držení „ nová poloha je lepší než předcházející“ * optimální podepření páteře ve všech polohách * „dynamické sezení“ podpora přirozeného pohybu * změna polohy brání degeneraci plotének * změna polohy oddaluje „nemoc turistické třídy“ (důsledky nedostatečného krevní oběh v dolních končetinách)

25 25 © Siemens, s.r.o. 2014 Železnice – vozové třídy (osobní vozy ČSD z let 1920 až 1930) řadatřídaúčelprovedeníuspořádaní sedadel provedení sedadel rozteč sedadel šíře sedadel mm ABe1zastávkové vlaky oddílové3 + 0čalouněná2 100713 ABe2zastávkové vlaky oddílové4 + 0čalouněná1 930535 Ce3zastávkové vlaky oddílové plus velkoprostorové 5 + 0dřevěná1 570428 Ci3vedlejší tratěvelkoprostorové4 + 1dřevěná1475463 Clm3vedlejší tratěvelkoprostorové2 + 2dřevěná1 396480 BCa2rychlíkyoddílové3 + 0čalouněná1 930640 BCa3rychlíkyoddílové4 + 0dřevěná1 555480 Ca3rychlíkyoddílové plus velkoprostorové 4 + 0dřevěná1 570479

26 26 © Siemens, s.r.o. 2014 Ringhoffer – kupé 3. třídy

27 27 © Siemens, s.r.o. 2014 Ringhoffer – kupé 2. třídy

28 28 © Siemens, s.r.o. 2014 Ringhoffer – kupé 1. třídy

29 29 © Siemens, s.r.o. 2014 Ringhoffer – salonní vůz

30 30 © Siemens, s.r.o. 2014 Ringhoffer – jídelna dvorního vlaku

31 31 © Siemens, s.r.o. 2014 Viaggio Comfort - ÖBB railjet - 2. třída

32 32 © Siemens, s.r.o. 2014 Viaggio Comfort - ÖBB railjet - 1. třída

33 33 © Siemens, s.r.o. 2014 Viaggio Comfort - ÖBB railjet - Business třída

34 34 © Siemens, s.r.o. 2014 Bezpečnost Prvořadým cílem je předcházet nehodám K tomu je navíc dbáno i o to aby vůz chránil cestujícího při případné nehodě: -vysoká pevnost vozové skříně (EN 12 663), -odolnost uchycení komponent proti utržení (EN 12 663), -schopnost absorbovat při nárazu kinetickou energii (přeměnit jim v deformační práci: 0,5 mv 2 = ∫ Fdx ) – viz EN 15 227, -žádné ostré hrany, -netříštivé sklo.

35 35 © Siemens, s.r.o. 2014 Bezbariérovost Struktura společnosti: 1%těhotné ženy 2%děti v kočárku 5% malé děti 14%nemocní a tělesně postižení občané 18%staří občané ∑30% - občané se sníženou schopností pohybu a orientace (PRM) (demografický vývoj: toto číslo poroste) Tito občané jsou též omezeni ve svých dalších aktivitách  nevlastní či nemohou řídit automobil  jsou na veřejné dopravě více závislý než ostatní populace Svoboda pohybu: je podmínkou k naplňování dalších občanských svobod: - pracovat, vzdělávat se, léčit se, navštěvovat se,... => z veřejných prostředků podporovaná doprava musí být bezbariérová

36 36 © Siemens, s.r.o. 2014 Standardní tramvaj pohonný systém je pod podlahou podlaha je zhruba 900 mm nad úrovní temene kolejnic spodní schůdek je 350 mm nad úrovní temene kolejnic Vozidlo je při nástupu a výstupu bariérové  1/3 společnosti má potíže s jeho použitím (nástup a výstup)  nástup a výstup cestujících na zastávkách je pomalý => dlouhé pobyty, nízká cestovní rychlost Cíl: bezbariérová vozidla 1990 - 2000... iniciativa 2000 -... povinnost 900 350 180 nástupní ostrůvek (ne vždy)

37 37 © Siemens, s.r.o. 2014 Cesty ke výšení cestovní rychlosti tramvají A) trakční schopnosti velké rozjezdové zrychlení (1,8 m/s 2 ) velký měrný trakční výkon (15 kW/t) adhezní schopnost - pohon všech dvojkolí velký měrný brzdný výkon (30 kW/t) velké zábrzdné zpomalení (1,8 m/s 2 ) B) minimalizace mimořádných zastavení preference na křižovatkách ohraničení jízdní dráhy samostatné těleso C) zkrácení pobytu na zastávkách (T O = 18 s, L = 450 m) (bezbariérový nástup a výstup - všechny dveře)

38 38 © Siemens, s.r.o. 2014 Nízkopodlažní vozidla MHD jsou starší, než elektrické tramvaje

39 39 © Siemens, s.r.o. 2014 Součástí tramvají se na více než sto let staly schůdky

40 40 © Siemens, s.r.o. 2014 Byly i čestné výjimky – například vlečný vůz Krasin

41 41 © Siemens, s.r.o. 2014 Řešení vnější bezbariérovosti A ) nástupiště na úrovni podlahy vozu  lze u metra (h n = 1 100 mm, h p = 1 150 mm)  lze u železnice (h = 550 mm, h np = 600 mm) (v kombinaci s nízkopodlažními vozidly, nikoliv pro standardní UIC vozy s výškou podlahy 1 250 mm)  nelze u tramvají (ostrůvek o výšce ~ 900 mm by byl bariérou ve vztahu k okolní vozovce a chodníku) B) nízkopodlažní vozidla bezbariérovost je zajištěna snížením úrovně podlahy k úrovni nástupiště  obvyklá: h n = 180 mm, h p = 300 mm (LF)  ideální: h n = 180 mm, h p = 190 mm (ULF)

42 42 © Siemens, s.r.o. 2014 Nízkopodlažní tramvaje - trendy podlaha co nejvíce nízko 900 mm → 350 mm → 300 mm → 190 mm co největší podíl nízké podlahy 50% → 70% →100% =>=>

43 43 © Siemens, s.r.o. 2014 minimalizovat podesty pod sedadly (není cílem jen do vozidla snadno nastoupit, ale též se snadno posadit) žádné schody v podélném směru (nebezpečí pádu pří brzdění) specifikum tramvají: nouzové brzdění a = 3 m/s 2 schodiště v podélném směru jsou z hlediska udržení rovnováhy stojící osoby horší, než schodiště v příčném směru (u dveří) => Nejen vnější, ale i vnitřní bezbariérovost Nízkopodlažní tramvaje - trendy =>=> =>=> =>=>

44 44 © Siemens, s.r.o. 2014 Nízkopodlažní tramvaje - trendy první dveře v co nejtěsnější blízkosti řidiče musí být nízkopodlažní (nejen fyzická, ale i psychická podpora osobám se sníženou schopností pohybu a orientace – oční kontakt nastupujícího s řidičem) všechny dveře v nízké úrovni (kriterium krátkého pobytu v zastávce) =>=> 10 s 20 s 10 s

45 45 © Siemens, s.r.o. 2014 Technické prostředky nízkopodlažních tramvají A) veškerá zařízení přemístěna z pod vozu na střechu: B) snížit výšku podvozku: standardní dvojkolí (700 mm) rozměrné trakční motory (DC) menší dvojkolí (600 mm) menší trakční motory (AC) volná kola bez náprav dvojkolí s koly o velmi malém průměru (400 mm) =>=>

46 46 © Siemens, s.r.o. 2014 Zásadní zvrat: příchod techniky AC trakčních pohonů Novým a zásadním impulsem pro rozvoj nízkopodalžních tramvají se stal pokrok v elektrotechnice: - vysoce výkonné a rychlé spínací prvky, umožňující stavbu pulsních napěťových střídačů, - řídící počítače (nejen HW ale i jejich SW vybavení), umožňující vektorové řízení střídavých pohonů, - komunikace po datových sběrnicích, umožňující přenášet mezi jednotlivými částmi vozidla informace pro řízení a diagnostiku. To umožnilo nahradit stejnosměrné trakční pohony střídavými.

47 47 © Siemens, s.r.o. 2014 „Komutátor se přestěhoval z podvozku do kontejneru“ - odolnější trakční motor - menší trakční motor v poměru ke svému momentu Dvě možnosti, jak využít v podvozku uvolněný prostor: a)zvýšení výkonu trakčního motoru o cca 60 % => náhrada C´ o C´ o lokomotiv B´ o B´ o lokomotivami b) zmenšení rozměrů trakčního motoru => nízkopodlažní vozidla (malá stavební výška podvozku) ~ = ~ ~ ~ + - + - =>=> Aplikace AC trakčních pohonů změnila koncepci trakčních vozidel

48 48 © Siemens, s.r.o. 2014 Geometrie tramvaje Podvozky překážejí nízké podlaze. Pro docílení co největší půdorysné plochy nízkopodlažního prostoru jsou proto umísťovány co nejdále od sebe (9 až 11 m). Velká vzdálenost podvozků však nepříznivě ovlivňuje výšku podlahy nad temenem kolejnice. Při přejezdu lomu nivelety (konvexní vertikální zakružovací oblouk) se spodek vozu přibližuje k povrchu vozovky (vzepětí oblouku nad tětivou): ∆z = u 2 / (8 * R) u R ΔzΔz

49 49 © Siemens, s.r.o. 2014 Geometrie tramvaje Při náhradě dvouosých podvozků jednoosými klesá jejich vzdálenost (u) na polovinu (zhruba z 11 m na 5,5 až 6 m), což snižuje velikost vzepětí oblouku nad tětivou. Díky tomu opatření a dalším krokům lze snížit výšku podlahy v nástupním prostoru z tradiční hodnoty cca 300 mm (vozidla s dvouosými podvozky) na hodnotu pod 200 mm (vozidlo s jednoosými podvozky). R u/u/ Δz/Δz/

50 50 © Siemens, s.r.o. 2014 optimální komfort při nástupu do vozu výhody pro starší cestující, cestující na vozíku a pro rodiče s kočárky rychlý nástup a výstup cestujících velký počet širokých bezbariérových dveří umožňuje rychlou výměnu cestujících – vysoká cestovní rychlost Stejná výška podlahy i nástupiště

51 51 © Siemens, s.r.o. 2014 Rampy pro osoby se sníženou pohyblivostí elektricky vysouvaná rampa Rampy jsou schopny překonat jen nevelký rozdíl výšek (přípustný sklon) Kritické: nezasunutí rampy brání rozjezdu (přesahuje obrys vozidla)

52 52 © Siemens, s.r.o. 2014 Rampy pro osoby se sníženou pohyblivostí Manuální rampa Jednoduché, spolehlivé. Poučení: složitá zařízení s velmi malou četností použití mnohdy nefungují, když je od nich jejich funkce požadována

53 53 © Siemens, s.r.o. 2014 Vnitřní bezbariérovost Cestující se potřebuje pohybovat nejen při nástupu do vozidla, ale i ve vozidle. Při nástupu a výstupu (v= 0 km/h) je vozidlo v klidu, za jízdy (zejména při rozjezdu a brzdění) působí na cestujícího významná podélná zrychlení, případně i příčná zrychlení (oblouk) a rázy či vibrace způsobené chodem vozidla. Problematické: -příčné schody (stupně) v interiéru (nouzové brzdění: a = 3 m/s 2 ), -sedadla na podestách, -sklopná sedadla (cestující: v jedné ruce má hůl, druhou se drží a třetí sklápí sedadlo) Řešení: -vyloučit schody v interiéru (100 % nízkopodlažnost), - vysoká nástupiště (metro)

54 54 © Siemens, s.r.o. 2014 Přeprava jízdních kol Na rozdíl od osobního automobilu (občasná přeprava kol na střeše) je přeprava kol v kolejovém vozidle velice velmi problematická: - jízdní kolo je velmi neskladné (zabírá mnoho prostoru), -jízdní kolo je umísťováno v interiéru (též z důvodu dohledu majitele), -prostor určený k přepravě jízdních kol je ke svému účelu v průběhu roku využit jen nepatrně (víkendy v letní sezóně - jednotky procent z celkového počtu jízd).  jízdní kolo zabírá ve voze prostor, na kterém by mohlo sedět několik cestujících, a to i v případě, že není přepravováno,  přeprava kol je v nákladech dopravce za přepravu kola velmi drahá, cestující se v symbolickém poplatku podílí na její úhradě jen minimálně,  je potřeba hledat jiné řešení, než dlouhou řadu podél stěny orientovaných sklopných sedadel (nepohodlných pro běžné cestování), o kterou „občas někdo opře kolo“

55 55 © Siemens, s.r.o. 2014 Přeprava jízdních kol

56 56 © Siemens, s.r.o. 2014 Přeprava jízdních kol

57 57 © Siemens, s.r.o. 2014 S ohledem na malé vzdálenosti zastávek a na krátké přepravní vzdálenosti je v MHD doba výměny cestujících velmi určujícím faktorem cestovní rychlosti: -velká dveřnatost (poměr světlé šířky všech dveří ku délce bočnice cca 20 až 30 % proti cca 5 % u dálkové a cca 10 % u regionální železniční dopravy (kontrolovat parametr: počet cestujících na dveřní křídlo, respektive světlost dveří na cestujícího), -bezbariérovost (vnější i vnitřní), -rychlé otevírání a zavírání dveří (včetně případných pohyblivých nástupních pomůcek – prahy, schůdky, … a včetně HW a SW kontroly bezpečného stavu), -nevytvářet podmínky pro pohodlné cestování v nástupním prostoru (zkušenost metro Paříž: centrální svislá tyč v ose vozu vede ke shromažďování cestujících v nástupním prostoru s dopadem na prodloužení pobytu v zastávkách o 20 %), -vytvářet přirozené rozšíření volné podlahové plochy směrem ke dveřím (viz metro Praha M1 – trychtýřkové uspořádání trojic sedadel). Přepravní prostor versus nástupní prostory

58 58 © Siemens, s.r.o. 2014 Charakteristické znaky: -krátká doba přepravy – je akceptovatelný nižší komfort, -sedí jen část cestujících (ekonomické důvody) -cestující neodkládá svrchní šat, -cestující (zpravidla) neveze se sebou rozměrná spoluzavazadla, -rychlý nástup a výstup mají dominantní vliv na cestovní rychlost: -je požadována vnější bezbariérovost, -dostatek širokých dvoukřídlých vnějších dveří (ideálně: vně předsuvné), -od přepravních prostor neoddělené nástupní prostory, -nevytvářet v nástupních prostorách prvky lákající ke shromažďování cestujících (centrální svislé tyče) Uspořádání interiéru vozidel městské dopravy

59 59 © Siemens, s.r.o. 2014 Historicky: podélné lavice (bývaly i v tramvajích a v autobusech) -nepříjemné působení podélných zrychlujících a zpomalujících sil na lidské tělo v bočním směru, -tělesný kontakt se sousedy, -stojící osoby jsou těsně (nad) sedícími, -prostorově méně úsporné – při stejném počtu sedadel je plocha k stání nižší, než při uspořádání sedadel za sebou, neboť sedící cestující si nemohou nohy (boty) zasunout pod předchozí sedadlo. Trend: příčná sedadla v uspořádání za sebou (jako v autobuse), u dvousměrných vozidel po 50 % v každém směru, Avšak: některá města vyžadují tradiční podélné sezení (kompromis Praha M1 : 50 % sedadel podélně, 50 % sedadel příčně) Uspořádání sedadel vozidel městské dopravy

60 60 © Siemens, s.r.o. 2014 Optimalizace prostorového pohodlí Uspořádání sedadel za sebou je z hlediska prostorového komfortu výhodnější, než uspořádání sedadel proti sobě (využívá i prostor pod předchozím sedadlem pro nohy, opěradlo může mít větší sklon). Uspořádání sedadel za sebou umožňuje: a)větší komfort při stejné rozteči, a)stejný komfort při menší rozteči (více sedadel).

61 61 © Siemens, s.r.o. 2014 Tramvajový vůz Ringhoffer

62 62 © Siemens, s.r.o. 2014 Metro M1 Praha interiér (trychtýřkovité uspořádání sedadel)

63 63 © Siemens, s.r.o. 2014 Uchycení sedadel do bočnice (neporušení celistvosti podlahy)

64 64 © Siemens, s.r.o. 2014 Ukončení svislé tyče v konzole sedadla (neporušení celistvosti podlahy )

65 65 © Siemens, s.r.o. 2014 Hygiena sedadel – výměnná čalouněná část

66 66 © Siemens, s.r.o. 2014 uchycení konzol do bočnice (přístupnost podlahy k čistění)

67 67 © Siemens, s.r.o. 2014 Metro Mnichov

68 68 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie a antropologie Výška postavy je geneticky kontrolovaný znak, na nějž působí další faktory, například zdravotní stav, výživa a klimatické podmínky. Dědičnost tělesné výšky se odhaduje na 50 až 60 %. Výška těla patřila vždy k základním údajům o identitě člověka. Informace o výšce jsou důležité jak pro výrobce průmyslového zboží, kteří se snaží přizpůsobit velikostní sortiment výrobků potřebám svých zákazníků, tak pro badatele zkoumající proměny životních podmínek a jejich vliv na jedince i populace. Tělesný růst je indikátorem zdravotního stavu a stavu výživy populace, barometrem minulých sociálních a ekonomických aspektů vývoje populace, včetně ekologických. Monitorování růstu patří k základním metodám zdravotní péče. Rozhodujícím faktorem je kvalita (složení) stravy v období dospívání.

69 69 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie a antropologie Češi jsou třetím nejvyšším národem na světě Podle posledních průzkumů patří Češi mezi tři nejvyšší národy na světě. Vyšší jsou už jen Dánové a Nizozemci. Ti jsou s průměrnou výškou 184 cm nejvyšší ze všech. Mezi nejvyšší národy světa však nepatříme odjakživa. Ještě v 19. století jsme byli mezi nejnižšími národy v habsburské monarchii. Průměrná výška českých mužů tehdy činila 168 cm a žen 156 cm. V roce 2001 dosáhli čeští muži průměrně 180,1 cm a ženy cca 167,2 cm. Evropa kontra Amerika Zajímavé je i srovnání celosvětové. Zatímco obyvatelé amerického kontinentu v růstu víceméně stagnují, v Evropě se vzrůst zatím stále zvyšuje. Ukončení tělesného růstu Tělesný růst chlapců byl před sto lety ukončen ve 21 až 22 letech, v současné době je to dříve než v 18 letech. U dívek je růst ukončen vždy dříve než u chlapců, v současnosti okolo 17. roku. Osmnáctiletí chlapci dosahovali v roce 2001 průměrné tělesné výšky 180,1 cm, což znamená zvýšení dospělé tělesné výšky oproti roku 1895 o 12 cm. Průměrná výška současných osmnáctiletých dívek je 167,2 cm, což je více než v roce 1895 o 10 cm.

70 70 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie Porovnání výšky u dívek a chlapců v ČR od roku 1895 až 2001

71 71 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie a antropologie Průměrná výška obyvatelstva ve světě Zeměmužženarokpoměr m/ž Nizozemsko1,8321,69920101,08 Dánsko1,8261,68720011,08 ČR1,8031,67220011,08 Norsko1,8031,67020091,08 Rakousko1,7921,67620011,07 Austrálie1,7841,64519951,07 Německo1,7801,65020091,08 Švédsko1,7791,64619941,08 Finsko1,7701,63020071,09 USA*1,7631,62220061,09 Maďarsko1,7601,64020001,07 Francie1,7561,62520051,08 Anglie1,7541,61920101,08 Kanada1,7511,62320091,08 Brazílie1,7071,58820091,07 Chile1,6961,56120091,09 Mexiko1,6701,55019991,08 Indie1,6471,51920061,08 Malajsie1,6471,53319961,07 Nigérie1,6381,57819961,04 Filipíny1,6191,50220031,08 Vojska z osmi národů aliance v roce 1900, ukazuje britské a americké vojáky výrazně vyšší než vojáků kontinentálních evropských. Zleva doprava: Británie, Spojené státy, Rusko, Indie Britů, Německo, Francie, Rakousko-Uhersko,Itálie, Japonsko. Číňan Čao Liang měří 246 cm

72 72 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie a antropologie

73 73 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie a antropologie

74 74 © Siemens, s.r.o. 2014 Statistická analýza (Gaussovo normální rozdělení) (střední hodnota 182 cm, směrodatná odchylka 7 cm)

75 75 © Siemens, s.r.o. 2014 Dopad růstu obyvatelstva na vozidla MHD Za dvacáté století vyrostli cestující do výšky o 12 cm, vyžadují vyšší podchodnou výšku. Interiér vozidla nelze řešit jen pro průměrnou postavu, nutno uvažovat i odchylky: -podchodnou výšku limitují vyšší osoby, -dosažitelnost madel a tlačítek limitují nižší osoby Úměrně vyšší výšce jsou lidé i širší, mají další nohy a větší chodidla. Léta používaná řešení se stávají nepohodlnými – vozidla je nutno přizpůsobit rozměrnějším cestujícím. Příklad: zvětšování rozteče sedadel, obliba sezení za sebou. Limitem zůstává vnější obrys vozidla Konflikt: 100 let staré systémy metra se stísněnými tunely

76 76 © Siemens, s.r.o. 2014 Prostor k pohybu Prostor geometricky jednoduchý, trojrozměrný, lze jej měřit, zobrazovat, mapovat, věci v něm mají svou určitou polohu, velikost a tvar a lze do něj vkládat a z něj odebírat. Nejen staticky, ale i dynamicky. Prostor je závislý na druhu činnosti: - nastupování a vystupování, - posazování a vstávání, - ukládání zavazadel, - označování jízdenek, - aktivace tlačítek. A to nejen v klidu vozidla, ale i za jízdy (při působení podélných a příčných zrychlení).

77 77 © Siemens, s.r.o. 2014 Ergonomie a design Důležité je nejen aby vozidlo cestujícím i personálu posloužilo, ale aby je i potěšilo. Proto musí mít nejen užitnou, ale i estetickou hodnotu. Ergonomie je, když to najdeme i potmě. Design je, že se na to i přesto rádi podíváme.

78 78 © Siemens, s.r.o. 2014 Závěr Základní strategickou orientací EU i ČR je zvýšení podílu železniční dopravy a kolejové městské hromadné dopravy na celkových přepravních výkonech osobní dopravy, především náhradou za individuální automobilizmus. Nástrojem k tomu není restrikce (zakazování individuálnímu automobilizmu), ale pozitivní motivace obyvatelstva k používání hromadné dopravy kvalitou její nabídky. Ergonomie a design jsou důležitou součástí tohoto trendu.

79 79 © Siemens, s.r.o. 2014 Děkuji Vám za Vaši pozornost !