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Passagierkomfort im Hochgeschwindigkeitszug

Next Generation Forum Göttingen, 20./21. Oktober 2014

Sandra Sanok Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Köln

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Luftdruckschwankungen im Hochgeschwindigkeitszug

1. Richtlinie zum

eingleisigen Tunnelbau

(Eisenbahnbundesamt, 2008)

2. Next Generation Train

mit Teilzielen

Schnelligkeit

und Komfort 

Luftdruckschwankungen durch…

 geringeren Tunnelquerschnitt   höhere Fahrgeschwindigkeit des Zuges geringere Druckdichtigkeit des Zuges  Übertragung nach innen  Insbesondere bei

Tunneldurchfahrten…

!

!

schnelle

Abfolge von

Druckänderungen

begleitend Änderung der

Geräuschumgebung

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Studiensetting

  baromedizinische Versuchsanlage TITAN (ME FPH, Köln) ermöglicht Simulation schneller Druckwechsel und Einspielen von Akustik

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Stimuli: Drucksprünge + akustische Bedingungen

Drucksprünge

  60 Drucksprünge in randomisierter Reihenfolge

6 Druckprofile 1s 2s 5s 10s 25s 50s 100s 1mbar

1 0,5

2mbar

2 1 0,4 0,2

5mbar

5 2,5 1 0,5 0,2

10mbar

10 5 2 1 0,4 0,2

25mbar 50mbar 100mbar

12,5 5 2,5 1 0,5 0,25 10 5 2 1 0,5 2 1

Akustik

  

65 dB(A) Hintergrundgeräusch + 6 bzw. + 12 dB(A) Tunnelgeräusch

beginnt 2 s vor und endet 2 s nach jedem Drucksprung

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Studiendesign

NGT I: Druckschwankungen im Tunnel  Diskomfort für Passagiere

Studiengruppe Druckprofil Akustik 1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6 65 dB(A) Hintergrundgeräusch NGT II: Begleitende Tunnelgeräusche  Effekt auf den Druckkomfort

Studiengruppe Druckprofil Akustik vormittags nachmittags 7 8 9 10 11 12 13

⋮

18

1 6 ⋮ 1 6 2 3 4 5 + 6 dB Tunnelgeräusch + 12 dB Tunnelgeräusch + 12 dB Tunnelgeräusch + 6 dB Tunnelgeräusch

N

= 31

N

= 71

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(Dis-)Komfortbewertung

Erhebung Statistik

7 stufige Ratingskala („überhaupt nicht“ - „äußerst“ unangenehm)  Bewertung Druckkomfort Logistische Regression mit Zufallseffekten (gepoolter Datensatz)

Modell Diskomfort

bei       höherer Amplitude kürzerer Zeitdauer höheren Druckänderungsraten (mbar/s) Druckanstiegen höherer vorangegangener Diskomfortbewertung konstantem Hintergrundgeräusch 

Diskomfort sinkt bei Bedingung „+ 6 dB Tunnelgeräusch“



Diskomfort am geringsten bei „+ 12 dB Tunnelgeräusch“!

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Expositions-Wirkungs-Kurven

Annahmen

: Positives Vorzeichen der Druckänderung, Bewertung der vorherigen Druckänderung = 1.60 (

M

).

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Anwendung: Toleranzgrenzwerte

Annahmen

: Dauer = 5 Sek.; zugehöriger Amplitudenwerte bereich von 2 bis 50 mbar.

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Fazit und Ausblick

Toleranzgrenzwerte für Druckschwankungen unter verschiedenen Geräuschbedingungen

 Tunnelgeräusche senken Diskomfort bzgl. Druck • Tunnelgeräusch als

Hinweisreiz

 Vorwarnung, Kontrolle • Tunnelgeräusch als

Distraktor

 Aufmerksamkeitsverschiebung

Hinweise zur Auslegung des NGT

 Dämpfungseigenschaften  Vorteile akustischer Unterschiede zwischen offener Strecke und Tunnel für Druckänderungsempfinden  Bedeutsamkeit der gemeinsamen Betrachtung verschiedener Parameter

Offene Fragen

 Akustischer Komfort   Einfluss weiterer physikalischer Parameter (z.B. Luftqualität, Vibration) Einfluss von Aktivitäten im Zug (z.B. Kommunikation, Arbeiten)

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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

Publikationen

Schwanitz S, Wittkowski M, Rolny V, Basner M (2013). Pressure variations on a train – Where is the threshold to railway passenger discomfort?

Applied Ergonomics

; 44(2): 200-209. Sanok S, Mendolia F, Wittkowski M, Rooney D, Putzke M, Aeschbach D. Passenger comfort on high-speed trains: effect of tunnel noise on the subjective assessment of pressure variations.

Ergonomics

, accepted after minor revisions.