专利名称：一种用于客运列车的卧铺车厢的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于客运列车的卧铺车厢。
背景技术：
由于在世界上除了俄罗斯之外，中国是面积最大的主要依靠铁路运输旅客的国家，而中国的人口是俄罗斯所远远不能相比的，故中国对高运输效率的铁路运输工具的迫切需求也是所有其它国家所远远不能相比的。
目前，我国开通了大量的“夕发朝至”的客运列车，充分利用各办公机构不工作的时间完成旅客运输，以提高人们外出旅游、办事的时间效率。这固然有其合理之处，但是由于经济的原因，自费外出的人们往往不购买卧铺车票，而选择在硬卧车厢内随便将就一夜，第二天精神只是勉强能够维持，有可能影响到达目的地后的活动；另外现有的铁路客运车厢，甚至包括最“奢侈”的软卧车厢的布置，对旅客隐私的保护也是极差的，由于软卧每单元有四个铺位，而4的整数倍个旅客一起出行的情况显然比较罕见，经常出现要与陌生人共处一室的情况，这对旅客的人身和财产安全也是很大的隐患。乘客中有相当一部分人不遵守车厢禁烟规定，另外车厢内的空气流通也造成烟气在一般乘客中弥漫，严重影响了被动吸烟者的健康。目前火车上随身行李的主要放置位置就是距车厢地板2.2米左右的行李架，对体弱的乘客来说很不方便，并且平均每位旅客只有大约0.3米长的一段，空间不到70升，加上座位下也只有150升，而且形状也不适合旅客行李的轮廓，如果上面的行李中有些流体(如洗发水漏下来，下面的乘客就要洗头了。另外，现有硬、软卧车厢的载客效率也比较低下，较老式的26.6米长单层标准客车车厢如果采用硬座可乘坐128人，而硬卧只有60人，软卧甚至只有36人，在一部分人以较高的票价得到稍微舒服一点境况的情况下，铁路的运力更显紧张。目前的车厢结构，尤其是现在投入使用的高封闭度的空调车厢，包括现有的很多着眼于增大运力的卧铺车厢的专利，对乘客在发生意外灾害时迅速逃离的问题是几乎毫无考虑的。尽管现在有一定数量的双层车厢投入运营，但除了运输效率提高外，其它问题仍未解决，行李空间进一步紧张。由此可见，现有的客运列车车厢存在着很大的本质问题，不可能达到现代社会人们对舒适性的合理要求，只有对车厢内部结构进行全新的设计才能满足安全、舒适、方便的准则，并且最大限度地利用空间，增加乘客人数以降低票价。
日本有一项发明，是在一些公共场合，如高速列车车站，设有一些尺寸适当的柜子状休息间，“柜子”里面有一些卧具，门上有窗口，人可以钻进去休息，还可以坐起来看书。从当时电视上的画面来看，柜子大概有1米高，宽不到1米，门在“柜子”的一头，许多个横放的“柜子”作为单元整齐地叠放在一起，人们在里面或躺或坐，概略见
图1。
发明内容
为了经济地提供安全、舒适、方便的铁路客运车厢，本发明采用日本发明的“柜子”的形式，并且提供适应在火车车厢的特有环境内使用时所需的一些辅助设计。
首先是总体布局的问题，现有单层客运车厢内廓尺寸约2.9米宽、2.8米高，而车厢外廓约4.3米高(全高)、3.1米宽，算上车门把手达到近3.25米，很难理解为何采用如此简单的把手加装方式——外凸安装，浪费了约15cm的宽度，否则车内可以更宽敞的，而这种“简单”的结构在列车高速行驶时造成的阻力也是可观的。所以，本发明采取的第一个步骤是，将车厢全段外廓加宽到3.25米，而在车门需要安装外置把手的位置安装受车门通过连杆带动的内埋式把手，关门后收入车体，以为乘客提供尽可能大的可用宽度，并消除把手造成的风阻。并且取消现有车厢顶部的“烟囱”，将车顶加高。在不改变车厢壁厚的前提下将内部可用空间增加到3米宽、3.1米高，而对低地板的双层车厢，可用的高度可以超过4米。考虑到人在躺倒时的尺寸，以及人离开卧铺时最方便的方式，象现有卧铺车厢那样采用横向卧铺显然是不合理的。故此采用纵向卧铺，考虑我国人口身体宽度尺寸分布α＝0.01时的值在0.56米以下(包括冬装)，这样最多可以容纳5个纵列。为了避免陌生人同舱的情况出现，并且考虑到现在有很多结伴出行的情况以及进出的方便性，每个单元内的铺位应该尽量以1或2为主，并且进出单元的门应该在侧面，这样就会产生纵列的两种布局(见图2、3)。同样，由于不能让乘客一直处于躺卧状态，单元内高至少要达到0.95米高(1.8米身高人的挺直坐高)，加上结构尺寸，单元全高接近1米；而单元全长也应达到两米左右，不过由于长度尺寸几乎不受限制，为了照顾高个，再长一些也可以，对车厢内布置影响不大，但影响乘客数量。
关于单元内部空间的利用问题，由于人躺卧时和坐起时占用空间的形状不同，可以在单元内脚部一端设计一个行李舱，其宽度与单元一样，高度可以达到0.5米左右，长度可以达到1米甚至更多，容积在300升左右。为了保证行李的安全，舱门虽然是向外打开的，但舱门锁的操作手柄却在单元内方便成员操作的位置，这样也省掉了一套锁匙。为充分利用空间并在单元内少留锐利的凸边，单元内行李舱壁采用向下的斜面。加设的辅助门便于乘客腿部的进出，在此情况下乘客进出不会触及一个空间，并且此空间又距乘客的手足够近，故可以在该空间设置鞋箱，使乘客可以脱掉鞋以利保持单元内卫生，为了减少乘客处于单元内时鞋箱的影响，鞋箱顺单元长度方向呈一细长条，鞋子纵向排列放置在其内。为了避免鞋箱的棱角造成对单元内乘客可能的伤害，在其棱边处设置了圆角，这也不会影响鞋箱的功能。
考虑到单元间通道的宽度不允许设置过宽的门，主门可以折叠。为了便于单元内外的有限联系，主门上设有上下两个窗口分别用于坐姿和卧姿，窗口内有窗帘。辅助门在主门打开的情况下可以开启。单元的门锁只有一个，设置在主门上，这样既方便又保证了乘客的安全。
为了保护头部朝向列车行驶方向躺卧的乘客在列车紧急刹车时的安全，并使坐姿乘客较为舒适，在各单元头部一侧的内壁上装置有一对保护板，在乘客躺卧时头部在保护板之间，而保护板下部会在乘客头部触及内壁前顶住乘客肩部；坐姿乘客的腰背部可以舒适地靠在保护板上。保护板下部有孔洞便于乘客在卧姿时通过主门上的窗口观察外部，在单元位置较高时也便于乘客抓握以进出单元。
由于计及手臂时人肩部到臀部的宽度比臀部以下要大一些，一般要大10cm以上，为了充分利用车厢通道空间，在最下一个单元侧面可以比在其上面的单元稍微凸出一些，大约5cm，这对其中的乘客也算是一种补偿，而这对图4、5中双通道布置中中间靠下的乘客就更显得重要，并且其增宽达10cm，而这也为上层乘客提供了上下用的脚蹬的设置空间(见图6)。
由于单元全高达1米，上方单元内乘客上下时显然需要抓握和蹬踏，为了避免在一般人最宽的部位凸出于单元表面阻碍通道，并且考虑到身高较低的乘客，在立柱的第二层单元头部一侧设置凸出于单元表面的纵向把手，其下端距车厢地板1.65米，(也可以抓握带孔的保护板辅助上下，此时就不需纵向把手了)并在第二层单元顶板头部一侧设置横向把手，而利用底层加宽的结果在底层单元主门上远离单元内保护板一侧设置跨高0.35米左右的两级台阶，并且底层单元增宽而自然构成的第三级台阶方便上层的乘客上下，为此下层单元门要加强。当然如果是双层车厢而每层只有两层单元，就不需要踩踏第三级台阶，而如果有三层单元，由于很难以简单、不影响其他乘客并且不易损坏的方式提供更高的台阶，在三层的乘客就只能是身手灵便的人了，为此还要在第三层单元顶板头部一侧设置横向把手。因此本发明虽然考虑了实施例1，但在此强烈建议可能的使用者只采用双层车厢的布局，为了避免有乘客正好处于通道下方，也不建议象图5中那样在双层车厢中混合使用单、双通道布局。
为了便于乘客在发生意外灾害时迅速逃离，本发明采用了横向逃离的方案，为此，有朝向车外的逃生窗口的各单元的窗口尺寸应该有40cm*60cm甚至更大。为了保证没有逃生窗口以及在车辆侧倾的情况下被封住本单元逃生窗口的乘客仍能够逃生，在双通道布局的中间单元两侧都设有单元主门(辅助门可以只在一侧有)，在所有单元门锁中设有一块交流电磁铁、一个重力块和一根弹簧，平时电磁铁克服弹簧力将门锁中相关部件吸附到门锁能发挥正常功能的位置，重力块不起作用，灾害发生及车辆发生重大事故时车辆电源会失效或切换成电池供电，电磁铁吸力消失，弹簧力将部件拉走，门锁处于失锁状态；或者即使电源仍然有效，只要车厢倾斜达到一定程度，重力块也可以克服电磁铁的吸力，也就是说，只要电磁铁失效和重力块起作用两者有一个发生(或逻辑)，门锁就失锁。在此情况下，单元门可以由外部打开，此时不能直接由自己所在单元逃生的乘客就可以经任意通路从可以打开的窗口逃生，并且由于通路众多，可以避免拥堵或因个别窗口不能打开导致乘客无法逃生的情况出现。逃生窗口也可以设置这种简单的锁具以避免乘客在列车正常行驶时打开逃生窗口。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是日本柜子形休息间的示意图；图2是本发明典型单元(车厢边标准单人单元)的示意图；图3是乘客在本发明典型单元内一些典型姿势的示意图；图4是实施例1示意图；图5是实施例2示意图；图6单元上下组合的示意图；图7是双层车厢内乘客部分活动的示意图(纵向)；图中1.日本“柜子”的门；2.日本“柜子”门上的的观察窗；3.单元箱体；4.可折叠的单元主门；5.保护板；6.乘客舱；7.行李舱；8.行李舱门；9.鞋箱；10.兼顾鞋箱的辅助门；11.主门上的观察窗；12.逃生窗口(同时也是观景窗)；13.可翻转的桌子；14.客车车厢；15.地板下的过水通道；16.车厢顶部装毛玻璃的采光窗；17.单元主门上装在凹坑内的把手；18.底层单元主门上的台阶；19.上层单元外部的横向把手；20.连锁凸块以下是一些实施中的附带注意事项由于车厢内中段空间基本上全部被乘客直接使用空间占据，所有大型设备都设置在车厢两端通道上下，而车厢内只布置这些设备提供服务用的线路、管路，并且为了不影响作为公共空间的通道及减少对单元内环境的影响，直接为单元提供服务的管路应尽量设置在单元内上部远离单元门的边角以及垂直方向的棱边处；为了在强度足够、变形不大的情况下维持较薄壁厚，应大量使用加强筋结构，其所在的部位也应尽量躲开对乘客影响较大的位置，此外的所有需要占用单元内空间的设备都应遵循这一守则，实在不能躲开时就要尽量使不良影响减到最小，鞋箱就是一个这样的特例，是为了发挥其功能而违反了这一守则，并且为了减小不良影响而专门做了补偿性设计；为了为坐姿乘客提供一些基本的便利，在单元内设有可以翻转的小桌子，其可以通过挂钩及孔洞固定在收起、水平、下倾三个位置，桌面与保护板最小距离不要小于35cm，桌面上还有防止物品掉落的凸边，为了防止在发生剧烈碰撞时伤及乘客，桌面朝向乘客方向的受力能力不能太高，并且桌子背面也应覆有软材料；为了使单元内尽量少受到外界和其它单元的影响，并且从内部乘客的舒适性出发，各单元内壁应全部覆盖耐磨的柔软隔音材料；为了给乘客提供新鲜空气，本发明采用强制通风替代目前车厢内的自然通风，在单元内乘客头部附近的边角部位布置供气管路，并有可由乘客手动调整的小型风口，为了避免乘客在不经意下彻底关闭风口，风口应有一个最小过风面积，而在脚部一端侧壁上有较小的固定排气口，这样即使有抽烟的，也不大会影响到别人，为了防止通气道内时空气受到有毒物质污染危及乘客生命，通道的余气出口应放置有有毒气体探测器；强制通风的空气可以来自于车厢端部的冲压空气进口，为了在气候恶劣时减少空调的功耗，可以收集前方车厢的废气进入下一个车厢冲压空气进口后方的热交换器，经热交换后再排出车外，当然这要看重量上是否经济；为了防火，应尽量避免使用易燃或遇热后会散发有毒气体的材料；为了便于布设线路和结构共用，单元最好以头对头、脚对脚的方式串列，这样也便于在头部相对的单元的适当位置开通话窗，以实现2人或4人聊天，各单元都有可控的隔音拉门，如果某乘客不想参与，拉门可以保护他不受干扰；各单元都有独立的照明灯和用于唤醒乘客的播音器；由于通道两侧无采光窗口，为解决通道内的照明问题，可以在车顶开若干孔洞并填充以毛玻璃，用于昼间采光，并在顶层单元外部利用横向把手之间的空间，在与顶层单元行李舱门不发生干涉的位置设置灯具以在夜间提供照明，如果车厢顶与隧道顶之间高度差允许甚至可以为车厢顶部单元开设类似战斗机驾驶舱盖的采光/观景/逃生窗；为了防止在车厢地板有积水时妨碍下层乘客，地板为类似下水道篦子的结构，并在其下设置较浅的过水通道以排干积水；如果采用双通道布局，建议将中间单元的常用进出门(带辅助门的一侧)集中设置在一个通道内，以便于人员经另一个通道通过车厢，而单通道布局在通过性上就不如双通道布局了，甚至可能因需要扩宽通道而减小单元的宽度；通道内在一般人肩部高度(按1.60米计)以下尽量不要有凸出于通道内的设备，在不可避免的情况下(例如单元主门把手)要一律采用凹坑安装方式以避免因其凸出而可能造成的刮扯；为了方便身体宽度尺寸在α＝0.01中的那一部分身材超群及过于高大的乘客出行，可以按一定尺寸级专门设计一些尺寸较大的单元，用以在需要时替换标准单元。
因为没有缓冲空间，本发明投入使用后最大的问题就是在大批乘客同时上车时，因为在放置行李时必须占用通道，会造成很大不便，除非上车顺序与乘坐单元的顺序一致。而因为通道宽达60cm，除非身材过于超群，乘客都可以侧身对向通过。
单位空间人数少是票价昂贵的主要原因，而考虑到我国巨大的人口流动量造成极高的设备利用率，每张车票负担设备的比例很小，故设备成本对票价影响也很小，以标准单层车厢乘坐段长20米计，采用双通道布局时可容纳87人(中间的单元正对着车厢间通道，为了维持畅通并允许相当尺寸的送餐车通过，需要减少三个单元，故其实际铺位数达不到单通道布局的3/4)，单通道时为120人，当采用双层车厢时分别约为一百一十余人和一百五十余人，均高于现有硬卧车厢的水平，单通道型与现有硬座车厢相差无几。
权利要求
1.一种用于客运列车的卧铺车厢，在考察了现有车厢后通过对车厢门外把手的重新设计在不扩大车厢包络尺寸的前提下使车厢可用宽度达到尽量大；利用单元化设计减少了乘客间的相互干扰，并利用人坐姿和卧姿对空间的不同需求在单元内设置了行李舱(7)，并设置有内置鞋箱(9)，码放的单元充分利用了车厢内的空间，使卧铺车厢的乘员数接近了现有硬座车厢的水平。
2.根据权利要求1所述的卧铺单元，其特征是使用了大宽度的、可以折叠的单元主门(4)，并有辅助门(10)方便乘客腿部进出单元，并且辅助门与主门采用连锁凸块(20)，既保证了乘客的安全又不增加单元的复杂性，并在车厢侧壁位置的单元设置了逃生窗口(12)。
3.根据权利要求1所述的卧铺单元，其特征是在单元内乘客头部一侧设置了可以兼作坐姿下靠背的保护板(5)，用以在发生紧急情况时保护卧姿乘客的头颈部免受物理伤害。
4.根据权利要求1所述的码放的卧铺单元，其特征是利用了人体本身尺寸形成的“阶梯”，加宽了底层单元，并利用加宽的尺寸为上层单元的乘客设置了台阶(18)。
5.根据权利要求1所述的鞋箱，其特征是鞋子在鞋箱内串列放置。
6.根据权利要求2所述的卧铺单元主门和逃生窗口，其特征是在主门和逃生窗口上使用了正常时具有一般功能，发生紧急情况时根据或逻辑判断是否失锁的特殊锁具，以为其他没有可用逃生窗口的乘客提供逃生通道，并在正常情况下防止门窗被错误打开。
全文摘要
一种用于客运列车的卧铺车厢，在考察了现有车厢后通过对车厢门外把手的重新设计在不扩大车厢包络尺寸的前提下使车厢可用宽度达到尽量大；利用日本的一项发明减少了乘客间的相互干扰，并利用人坐姿和卧姿对空间的不同需求合理分配了单元内空间，并利用人自身尺寸的特点扩大了有效空间，重点设计了安全设备，满足安全、舒适、方便的准则，使卧铺车厢的乘员数接近了现有硬座车厢的水平。
文档编号B61D1/02GK1751933SQ20041008005
公开日2006年3月29日 申请日期2004年9月24日 优先权日2004年9月24日
发明者李 昊 申请人:李 昊