Page 44 - 《振动工程学报》2026年第5期

第 39 卷第 5 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 39 No. 5
2026 年 5 月 Journal of Vibration Engineering May 2026

热 -振 双 物 理 场 环 境 对 人 体 舒 适 性 的 耦 合 作 用 研 究

王歆宇 ， 刘 迟 ， 邱 毅 ， 郑 旭 ， 林泽峰 ， 尹玮倓 1
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（1. 浙江大学能源工程学院，浙江 杭州 310027； 2. 福耀科技大学运载与智慧交通学院，福建 福州 350109）
摘要：轨道车辆乘坐舒适性受振动、温/湿度等多物理场环境共同影响，现有研究大多集中于单物理场条件，有关多物理场对
舒适性的耦合影响机理仍不明确。本文通过热-振双场环境人体试验，采集了受试者在不同振动、热物理场激励下的主观不
舒适度、心率变异性和皮肤电信号等生理指标，探究物理场对人体舒适性的耦合影响。研究发现，振动激励会增加人体热感，
从而提升较冷环境的热舒适性、降低较热环境的热舒适性；热不舒适环境会降低振动的耐受度，并进一步提出了基于低、高
频功率比以及皮肤电导水平等生理指标的舒适性预测方法。研究揭示了热-振物理场对人体舒适性的耦合影响机制，为轨道
交通装备的舒适性优化提供了理论支撑，也为多物理场交互作用下的列车舒适性研究提供了思路。
关键词： 热环境与振动；人体舒适性；心率变异性；皮肤电活动
中图分类号：TB18 文献标志码：A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202508089

Coupling effect of thermal-vibration dual-physical-field environment
on human comfort

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WANG Xinyu ，LIU Chi ，QIU Yi ，ZHENG Xu ，LIN Zefeng ，YIN Weitan 1
（1.College of Energy Engineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China；
2.School of Vehicles and Intelligent Transportation，Fuyao University of Science and Technology，Fuzhou 350109，China）
Abstract：The ride comfort of rail vehicles is influenced by multiple physical fields including vibration，temperature and humidity. Most
previous research has primarily focused on the effects of individual physical fields on human comfort， leaving the coupling mechanisms
between different physical fields on comfort less understood. This study conducts thermal-vibration physical fields human experiments，
collecting subjective discomfort levels and physiological indicators such as heart rate variability and skin conductance responses under different
vibration and thermal stimuli，exploring the coupled effects of dual-physical fields on human comfort. The study finds that vibration stimuli
increase thermal sensation，improving thermal comfort in cool environments and reducing it in warm environments，while thermal discomfort
environments weaken tolerance to vibration；and further proposes a comfort prediction method based on physiological indicators such as the
low-to-high frequency power ratio and skin conductance level. The study reveals the coupled influence mechanism of thermal-vibration physical
fields on human comfort，providing theoretical support for optimizing comfort in rail transit equipment and offering new insights into research
on train comfort under multi-physical field interactions.
Keywords：thermal environment and vibration；human comfort；heart rate variability；electrodermal activity

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轨道车辆车内环境包含振动 、温/湿度 [2] 等复 评价和预测的必要理论基础 。
杂多物理场刺激，人体对某一物理场激励的不舒适 国内外学者针对单一振动或热环境的舒适性进
感 受 可 能 受 到 其 他 物 理 场 激 励 的 影 响， 因 此 在 复 行了大量研究，而对热-振双场耦合的研究较少。在
杂、恶劣运行环境下，多物理场参数对人体舒适性 单一振动激励方面，QIU 等 [6] 发现坐姿人体垂向显
影响规律与机制较单物理场更为复杂 [3-4] 。目前，多 式质量在垂向、纵向和耦合振动激励下，主要共振
物理场激励对人体舒适性产生耦合影响的机理并不 频率随着振幅的增大而减小。ZHOU 等 [7] 为研究坐
明确，对复杂环境运行列车的乘员舒适性的预测手 姿 人 体 振 动 不 适 感 的 频 率 和 振 幅 依 赖 性， 测 试 了
段也较局限。明确并量化各物理场间交互作用、探 20 名男性和 20 名女性在 1~16 Hz 范围内、 0.1~4 m/s 2
究舒适性感受形成的内在机理，是综合舒适性感受 r.m.s.的激振水平下，人体不适敏感频率与激振水平

收稿日期：2025-08-15；修订日期：2025-09-28
基金项目：国家自然科学基金资助项目（T2192931）；浙江省自然科学基金资助项目（LQK26E050002）