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Passagierkomfort im Hochgeschwindigkeitszug

Next Generation ForumGöttingen, 20./21. Oktober 2014

Sandra SanokInstitut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Köln

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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Luftdruckschwankungen im Hochgeschwindigkeitszug

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

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Studiensetting

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Stimuli: Drucksprünge + akustische Bedingungen

  1mbar 2mbar 5mbar 10mbar 25mbar 50mbar 100mbar1s 1 2 5 10

2s 0,5 1 2,5 5 12,5

5s 0,4 1 2 5 10

10s 0,2 0,5 1 2,5 5

25s 0,2 0,4 1 2

50s 0,2 0,5 1 2

100s         0,25 0,5 1

Drucksprünge

60 Drucksprünge in randomisierter Reihenfolge

6 Druckprofile

65 dB(A) Hintergrundgeräusch

+ 6 bzw. + 12 dB(A) Tunnelgeräusch

beginnt 2 s vor und endet 2 s nach jedem Drucksprung

Akustik

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Studiendesign

Studiengruppe Druckprofil Akustik vormittags nachmittags

7 1

+ 6 dBTunnelgeräusch

+ 12 dBTunnelgeräusch

8 29 310 411 512 613 1 + 12 dB

Tunnelgeräusch+ 6 dB

Tunnelgeräusch18 6

Studiengruppe Druckprofil Akustik1 1

65 dB(A)Hintergrundgeräusch

2 23 34 45 56 6

NGT I: Druckschwankungen im Tunnel Diskomfort für Passagiere

NGT II: Begleitende Tunnelgeräusche Effekt auf den Druckkomfort

N = 31

N = 71

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

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(Dis-)Komfortbewertung

Erhebung

Statistik

Modell

7-stufige Ratingskala („überhaupt nicht“ - „äußerst“ unangenehm) Bewertung Druckkomfort

Logistische Regression mit Zufallseffekten (gepoolter Datensatz)

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.

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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Fazit und Ausblick

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

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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.