Vibrationers Inverkan

Transkript

1 Vibrationers Inverkan på Förmågan att Läsa & Skriva Tekn. Lic Docent Prof. Jerker Sundström (VTI) Shafiquzzaman Khan (KTH) Evert Andersson (KTH)

2 Att resa med Tåg: Tåg är erkända för att erbjuda god passagerarkomfort Tåg erbjuder faciliteter så som: fasta bord, rymliga säten, speciella/avskiljda hytter, etc. Förmågan att läsa, skriva och äta påverkas i hög utsträckning av vibrationer från stol, bord och golv Forskning kring tågresenärers aktiviteter och förmågan att utföra dessa är mycket ringa Nordic Rail

3 Bakgrund Jonas Westberg (Examensarbete, 2000) Resenärers Aktiviteter (ngn gng under resan) läsa 75%, skriva 27%, dricka 56%, dator 10% Labstudie 1,25 10 Hz lateralt frekvensberoende svårighet att läsa och skriva Wollström M: Få studier med järnvägstillämpning generellt om vibrationer och aktiviteter, militärt Nordic Rail

4 Syfte Forskningsprojektet avser att studera lågfrekventa, främst laterala, vibrationers inverkan på olika aktiviteter, så som att läsa, skriva, dricka, arbeta med dator, samt vibrationernas inverkan på upplevd komfort. Nordic Rail

5 Problemet Frågeställningar Vilka vibrationer förekommer i dagens tåg Vad finns gjort inom området Hur påverkas resenärers förmåga att läsa Hur påverkas resenärers förmåga att skriva Vilken inverkan har resans kontext Vilken inverkan har sittställningen Nordic Rail

6 Doktorandprojekt Vt 2003 Vt 2006 Tekn. Lic Jerker Sundström (VTI) Huvudhandledare (Järnvägsteknik, KTH) Docent Shafiquzzaman Khan Biträdande handledare Prof. Evert Andersson (KTH) Tekn. Dr Lena Nilsson (VTI) Fil. Dr Hans-Erik Pettersson (VTI) Nordic Rail

7 Aktiviteter 1. Fältstudie (April 03) 2. Labstudie I, vid KTH (Oktober 03) Simulator 1,0-8 Hz lateralt sinus 3. Litteraturstudie ( ) 4. Labstudie II, vid KTH (Januari 05) Simulator 1,0-8 Hz lateralt ryck Nordic Rail

8 Fältstudie April 03 Passagerarenkät Vibrationsmätningar Linjer Stockholm Örebro ToR Stockholm Katrineholm ToR Stockholm Linköping - Rimforsa ToR Stockholm Västerås - Ludvika ToR Tåg Intercity (IR) Regina (X50) Kustpilen (Y2) Nordic Rail

9 Vibrationsmätningar April 03 Syfte: mäta vibrationskomfort på några Bra och Dåliga spår (enligt ISO & Wz) undersöka skillnaden i vibrationsnivå mellan golv, stolsdyna, ryggstöd, armstöd, och bord undersöka vilken vibrationsriktning (X, Y eller Z) som ger högst vibrationsnivå Nordic Rail

10 Vibrationsstandarder ISO 2631 (frekvensvägd r.m.s) Wz Ride Index (frekvensvägd r.m.s) Less than 0,315 m/s 2 not uncomfortable 0,315 m/s 2 to 0.63 m/s 2 a little uncomfortable 0,5 m/s 2 to 1 m/s 2 fairly uncomfortable 0,8 m/s 2 to 1,6 m/s 2 uncomfortable 1,25 m/s 2 to 2,5 m/s 2 very uncomfortable Greater than 2 m/s 2 extremely uncomfortable 1 just noticeable 2 clearly noticeable 2,5 more pronounced but not unpleasant 3 strong, irregular, but still tolerable 3,25 very irregular 3,5 extremely irregular, unpleasant, annoying (intolerable) 4 extreme unpleasant (harmful) ISO 0.25 m/s 2 motsvarar ~ Wz 2.5 Nordic Rail

11 Ride Index Kustpilen (dåligt spår) Riktning Säte Ryggstöd Armstöd Bord Golv Longitudinellt (Wz) Lateral (Wz) Vertikal (Wz) ISO (r.m.s) Nordic Rail

12 Ride Index Regina (bra spår*) Riktning Säte Ryggstöd Armstöd Bord Golv Longitudinellt (Wz) Lateral (Wz) Vertikal (Wz) ISO (r.m.s) Nordic Rail

13 Ride Index IR (bra spår*) Riktning Säte Ryggstöd Armstöd Bord Golv Longitudinellt (Wz) Lateral (Wz) Vertikal (Wz) ISO (r.m.s) Nordic Rail

14 Slutsatser Vibrationsmätning Endast liten skillnad i Wz mellan olika tåg som går på samma spår Generellt ger vertikala axeln (Z) större bidrag till vibrationsdiskomfort (ISO & WZ) för samtliga mätpunkter (undantaget ryggstöd) För ryggstödet ger den longitudinella axeln (X) större ISO & WZ För sammanvägda (ISO) kan vibrationskällorna rangordnas i fallande diskomfort enligt: Sits > Ryggstöd > Bord > Armstöd > Golv Wz index ligger lägre än 2.0 för de Bra spåren medan de Dåliga spåren ligger över 3.0 under större delen av tiden Nordic Rail

15 Enkätstudie April 03 Syfte: Att undersöka i vilken utsträckning vibrationer påverkar tågresenärers aktiviteter om valet av sittställning interagerar med olika aktiviteter, såsom att läsa, skriva, äta, etc. de vanligaste aktiviteterna de vanligaste sittställningarna (vid skrivning) Nordic Rail

16 Bakgrundsinformation 330 passagerare 52 % Kvinnor, 48% Män Representativ åldersfördelning Resvana de senaste 12 månaderna 85% rest >3 ggr 52% rest > 12 ggr Typ av resa 35% yrkesresenärer 24% till/från arbete 9% till/från skola 32% besöker släkt/vänner, annan privatresa Genomsnittlig restid 72 min. Nordic Rail

17 Sittande Aktiviteter Genomsnittlig tid och andel passagerare total = 330 Read Läsa N 80% = 263 Write Skriva using med papper pen and o penna paper Write Skriva/Arbeta or work with med computer dator Äta, Eat, dricka drink Chat Prata with med other andra passengers resenärer Talk with Prata cellular i mobiltelefon phone Ingen No definite särskild activities aktivitet Sova Sleep eller or nap vila Annat Other N 25% = 84 N 14% = 45 N 31% = 103 N 24% =79 N 20% = 67 N 30% = 99 N 13% = 42 N 17% = 57 min average Genomsnittlig time spent tid per on aktivitet each activity Nordic Rail

18 Sittställningar Enkätstudien Skriva: 84 passagerare < 45 years > 45 years sitting Sittställningar postuers while vid skrivande writing Leaned Lutad fram towards mot bordet table Leaned Lutad against mot upright upprest backrest ryggstöd Leaned Lutad against mot bakåtlutat reclined backrest ryggstöd Slouched Nedsjunken down in i stolen seat Sitting Sitter with med crossed-legs korsade ben Sitting Sitter med with båda both feet fötterna on the I golvet floor Paper Papper/Bok / Book on på the bordet table Paper / Book Papper/Bok on the knees I knäet total = postural andel valda positions sittställningar in percentage i % Nordic Rail

19 Störningar: Enkätstudien från vibrationer och skakningar andel percentage störda passagerare of disturbance % not at all moderately very much IR Y2 X50 types Tågtyper of trains Nordic Rail

20 Störningar: Enkätstudien som upplevs vara värst Ingen rörelse är störande När tåget kör i en kurva Inbromsning/ acceleration Vibrationer Enstaka kraftiga skakningar Störande oljud, tex. skrammel Annat % andel passagerare Nordic Rail

21 Skrivtest Enkätstudien Upplevd svårighet samt påverkan av vibrationer percentage andel passagerare of difficulties % not at all moderately very much IR Y2 X50 types Tågtyper of trains Nordic Rail

22 Enkätstudien April 03: Slutsatser 68% av resorna är relaterade till yrke eller studier Aktiviteter läsa 80 %, skriva 25 %, dricka 31 %, dator 14 % Vanliga sittställningar vid skrivning lutad fram mot bord båda fötterna i golvet papper/bok i knäet (<45 år) eller på bord (>45 år) Anpassning mellan vald sittställning och aktivitet >60% av passagerarna störs/påverkas av vibrationerna ombord Nordic Rail

23 Labstudie I & II Avkortad T-banekorg (C20) Åtta Regina-stolar (X50) Laterala vibrationer/ryck Interiörljud (X50) Nordic Rail

24 Labstudie I & II Lab I Lab II Frekvenser (0.8-8 Hz) Amplituder ( m/s 2 ) Uppgifter Sittställningar Läsa Skriva Svårighet 9 6, 3* 2 3, 9* Läsa Skriva Svårighet Störning* 2 1 Nordic Rail

25 Resultat Labstudie I Mean Svårighet Difficulty att SKRIVA to WRITE i in Knäet LAP gruppmedel (20-25 yrs) (20-25 år) Skattad Svårighet Difficulty m/s2 0.8 m/s Frekvens Freq (Hz) (Hz) Nordic Rail

26 Resultat Labstudie II Svårighet MEAN Difficulty att LÄSA to Read i Knäet gruppmedel (studenter) Difficulty Skattad Svårighet [CR-100] m/s2 1.0 m/s2 1.4 m/s Frequency Frekvens (Hz) [Hz] Nordic Rail

27 Resultat Labstudie I + II Svårighet MEAN Difficulty att LÄSA to Read i Knäet gruppmedel (studenter) Skattad Difficulty Svårighet [CR-100] m/s2 1.0 m/s2 1.4 m/s2 0.4 Stat 0.8 Stat Frequency Frekvens (Hz) [Hz] Nordic Rail

28 Resultat Labstudie II Svårighet MEAN Difficulty att SKRIVA to Write i Knäet gruppmedel (20-25 år) Skattad Difficulty Svårighet [CR-100] m/s^2 1.0 m/s^2 1.4 m/s^ Frequency Frekvens (Hz) [Hz] Nordic Rail

29 Resultat Labstudie I + II Svårighet MEAN Difficulty att SKRIVA to Write i Knäet gruppmedel (studenter) Difficulty Skattad Svårighet [CR-100] m/s^2 1.0 m/s^2 1.4 m/s^2 0.4 Stat 0.8 Stat Frequency Frekvens (Hz) [Hz] Nordic Rail

30 Slutsatser Labstudie I Effekter både från Sittställning och Typ av Uppgift Tydligt frekvens- och amplitud beroende Det är svårare att Skriva än att Läsa Bortse från genus (antropometri) Nordic Rail

31 Slutsatser Labstudie II Ryck/stötar är INTE värre än kontinuerliga vibrationer Få markeringar för när ryck/stötar stör läsning Fler stör-markeringar för högre amplituder Nordic Rail

32 Sammanfattning Mer än 60% av resenärerna blir störda Minst samma vibrationsnivå på Stol och Bord som på Golvet Förmågan att läsa och skriva är både frekvensoch amplitudberoende Sittställningen har signifikant inverkan ISO 2631-R/W Read/Write??? Tågtillverkarna använder ISO (golv) & CEN ENV Nordic Rail

33 Vibrationer ÄR ett problem! Tack för att ni lyssnade Nordic Rail