Multimodale ergonomische evaluatie van hogesnelheidstreinzitplaatsen door het integreren van elektromyografie, huidgeleidingsrespons en scenario-gebaseerde analyse

Samenvatting

Het onderzoek evalueert fysiologische en ergonomische verschillen tussen hogesnelheidstreinzitplaatsen door elektromyografie, huidgeleidingsrespons en scenario-gebaseerde analyses te integreren om spiervermoeidheid, stressreacties en algemeen comfort onder realistische reisactiviteiten te kwantificeren.

Samenvatting

De meeste bestaande studies naar het comfort van zitplaatsen bij hogesnelheidstreinen (HSR) zijn gebaseerd op subjectieve metingen en drukkaarten; Er is geen fysiologische rapportage over spiervermoeidheid en stressopbouw bij langere reistijden. De beoordeling van dynamische zitprestaties onder verschillende reisomstandigheden is vrij moeilijk vanwege de onmogelijkheid van traditionele laboratoriumonderzoeken om echte houdingsvariaties te reproduceren. Om deze beperkingen te overwinnen, vergelijkt het huidige onderzoek business-, first-class en economy-classstoelen in een realistisch HSR-reisscenario door toepassing van multimodale ergonomische tests, waarbij elektromyografie (EMG), skin conductance response (SCR) en scenario-gebaseerde gedragstests worden gebruikt. De 30 deelnemers werden verdeeld in twee zitklassen en geplaatst in vier functionele situaties: vermaken, dineren, werken en rusten. Waar SCR werd gebruikt om autonome stressreacties te monitoren, werd EMG gebruikt om spieractiviteit in de schouders, lumbale en nek te registreren. De resultaten geven aan dat hoewel business-class stoelen de lendenbelasting verminderen, ze de vermoeidheid van de bovenste ledematen en nekken niet wegnemen, vooral in de liggende positie. De eersteklas stoelen zijn maximaal geschikt voor werkhoudingen, maar kunnen geen flexibele ondersteuning bieden voor verschillende lichaamsverhoudingen, wat leidt tot hoofd- en lendenongemak. Door hun lage verstelbaarheid zorgen economy-classstoelen voor de grootste spierspanning, ondanks hun hoge ondersteuning van de lumbale en nek. Dit onderzoek biedt inzicht in verstelbare, ergonomisch geïdealiseerde zitplaatsen voor treinen in toekomstige modellen en het belang van het integreren van gedrags- en fysiologische informatie in dynamische zitanalyse.

Inleiding

De wereldwijde mobiliteit is getransformeerd door de snelle ontwikkeling van hogesnelheidstreinen (HSR)-netwerken, die reistijden verkorten en de toegankelijkheid verbeteren. Zelfs nu de HSR-infrastructuur voortdurend technische verbeteringen heeft ondergaan, blijft het zitcomfort, vooral tijdens langdurig reizen, een cruciaal maar onderbelicht onderdeel van de passagierservaring. Volgens eerdere studies kunnen slecht gemaakte stoelen leiden tot chronische musculoskeletale belasting, ongemak en spiervermoeidheid ^1,2,3. Deze problemen worden verergerd in lagere zitklassen, waar kostengedreven ontwerpafwegingen vaak resulteren in inflexibele, niet-verstelbare constructies die geen rekening kunnen houden met verschillende lichaamsvormen en houdingseisen. Internationale treinsystemen, zoals het Franse TGV en het Japanse Shinkansen, hebben ergonomische principes geïntegreerd om het zitdesign te verbeteren, maar er is nog steeds een gebrek aan systematisch, empirisch onderzoek naar het comfort van HSR-zitplaatsen, vooral over fysiologische spierstress⁴. Een dieper begrip van passagierscomfort en ophoping van vermoeidheid kan worden verkregen door human factors approaches⁵ toe te passen. Het creëren van een betrouwbaar evaluatiesysteem dat biomechanische belasting meet en rekening houdt met contextueel stoelgebruik en het gedrag van passagiers in de praktijk, is het grootste probleem.

Recent onderzoek naar ergonomie en menselijke factoren heeft aangetoond dat EMG en SCR objectieve realtime informatie kunnen geven over fysiologische reacties die samenhangen met spiervermoeidheid en zittende pijn⁶. EMG is een veelgebruikte techniek om lokale spierbelasting tijdens zittende houdingen te evalueren en is een elektrische maat voor spieractiviteit. Bovendien veroorzaakt SCR autonome zenuwstelselreacties, die een indirecte maat geven voor fysiek ongemak en stress, vooral in langdurige statische houdingen die^{statisch zijn 7}. Deze methoden geven een gedetailleerder inzicht in ergonomische zwaktes in het ontwerp van de stoelen door vrijwillige en onvrijwillige fysiologische reacties te meten. Het is vermeldenswaard dat eerdere studies met succes EMG en SCR hebben toegepast om taakprestaties te onderzoeken in zeer cognitief uitdagende omgevingen en digitale interactiesystemen om hun veelzijdigheid aan te tonen in een mensgerichte ontwerpevaluatie. Ze zijn echter nog niet direct toegepast in onderzoek naar zitplaatsen in spoorwegvervoer, en verder onderzoek naar hun potentieel als instrument om het comfort van passagiers te bepalen in dynamische multi-scenariosituaties is noodzakelijk⁸.

Het ontbreken van scenario-gebaseerde onderscheiding bij gegevensverzameling is een aanzienlijk nadeel van de huidige ergonomische beoordelingen van HSR-zitplaatsen. Conventioneel stoelcomfortonderzoek maakt vaak gebruik van statische laboratoriumomgevingen die de echte reisomstandigheden niet nauwkeurig weergeven². Maar in een echte HSR-omgeving doen passagiers allerlei taken zoals eten, werken, ontspannen en zichzelf vermaken, die allemaal verschillende spierbelastingpatronen en^{houdingsaanpassingen} vereisen. Onderzoekers kunnen biomechanische stressoren identificeren die uniek zijn voor elke gebruikscontext door EMG en SCR te combineren binnen een scenario-gebaseerd kader. Dit maakt een nauwkeurigere beoordeling van de stoelprestaties over verschillende reisgedragingen mogelijk. Hoewel deze methode succesvol is gebleken in domeinen als digitale ergonomie en mens-machine interactie, staat de toepassing ervan op het ontwerp van transportstoelen nog in^{de kinderschoenen}. Bovendien hebben slechts enkele studies multimodale fysiologische en gedragsmetingen gebruikt om spiervermoeidheid systematisch te vergelijken tussen verschillende zitklassen, hoewel weinig mensen drukverdelingsmapping¹¹ hebben onderzocht.

Het hier gebruikte conceptuele kader (Figuur 1) laat zien dat de ontwikkeling van hogesnelheidstreinen, de ervaring van passagiers en stedelijke agglomeratie op complexe wijze met elkaar verbonden zijn. Het is vermeldenswaard dat dit benadrukt hoe veranderende levensstijl van passagiers en stadsontwikkeling nieuwe eisen stellen voor het ontwerp van HSR-stoelen, met aandacht voor mens-machine interactie, reisgedrag en passagierscomfort als belangrijkste overwegingen. De reisbehoeften van HSR worden ook beïnvloed door de connectiviteit tussen de stedelijke clusters, die de verwachtingen van passagiers op het gebied van langetermijncomfort en het ergonomische karakter van de stoelen bepaalt. Het ontwerp van de traditionele stoelen wordt ook uitgedaagd door veranderende werkpatronen, veranderingen in levensstijl, waaronder het frequentere gebruik van mobiele apparaten, en de veranderende werkgewoonten van mensen die innovatief ergonomisch ontwerp nodig hebben. De resultaten rechtvaardigen een meer plastice, menselijk ontworpen manier van stoelontwerp, en dit sluit aan bij de doelstellingen van het onderzoek.

Figuur 1: Conceptueel onderzoekskader voor intercity-hogesnelheidstreinen. De correlatie tussen bevolkings-, stedelijke agglomeratie- en hogesnelheidsspoor (HSR) onderzoek wordt hier geïllustreerd. Het richt zich op het effect van stedelijke groei en modern leven op passagiersvervoerspatronen, consumptievraag en ruimtebehoefte. Daarnaast benadrukt het diagram de mensgerichte benadering die de processen van urbanisatie, mobiliteit en levensstijlveranderingen met elkaar verbindt door te illustreren hoe HSR stedelijke clusters en veranderend passagiersgedrag beïnvloedt en erop reageert. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Om deze hiaten op te vullen, heeft dit artikel methodisch de fysiologische effecten van verschillende HSR-zitarrangementen in de business-, first- en economy-klassen met EMG en SCR vergeleken. Het oorspronkelijke kenmerk van dit onderzoek is het overgangskarakter van het scenario-gebaseerde experimentele ontwerp, waardoor het mogelijk wordt de problemen van spiervermoeidheidspatronen te ontdekken die kenmerkend zijn voor de verschillende werk-, rust-, eet- en entertainmenthoudingen. Het onderzoek biedt kwantitatieve fysiologische informatie en omvat daadwerkelijk passagiersgedrag om effectief een ergonomische en menselijke factorenoplossing te bieden voor de zitanalyse.

De studie biedt op bewijs gebaseerde suggesties over lumbale aanpassingsvermogen, optimalisatie van armleuningstafelposities en zitstructuren afhankelijk van dwarsdoorsnede-variaties in spierbelasting en autonome responsreacties op verschillende soorten zitplaatsen. Naast het bieden van nieuwe wetenschap over de ergonomie van langdurig zitten in HSR, definieert het huidige onderzoek ook haalbare ontwerpdenkwijze voor toekomstige versies van HSR-stoelen in gevallen waarin de nadruk van de passagiers ligt op comfort, inclusiviteit en flexibiliteit. Het onderzoek zet het oude debat over ergonomische zitplaatsen in het vervoer vooruit en biedt richtlijnen aan fabrikanten van hogesnelheidstrein over hoe ze aan verschillende passagiersbehoeften in hun zitcategorie kunnen voldoen door de integratie van biomechanische en praktijkpraktijken van mensen.

Protocol

Ethische goedkeuring werd verkregen van de Medische Subcommissie van de Tsinghua University Science and Technology Ethics Committee (goedkeuringsnummer: THU01-20250087), en alle deelnemers gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming voordat ze deelnamen aan het onderzoek.

Het onderzoek bepaalt fysiologische verrekking en spiervermoeidheid in de verschillende hogesnelheidstrein (HSR) zitklassen via een multimodale ergonomische evaluatie. Deze benadering biedt een dynamischere beschouwing in vergelijking met de traditionele statische metingen van spieractiviteit en fysiologische stress onder diverse zitposities en reismomenten door de combinatie van EMG en SCR binnen het kader van een scenario-simulatie. Om de intensiteit van spieractivatie en de progressie van vermoeidheid te meten, werden ook twee fysiologische evaluatiemetrics opgenomen die vaak worden gebruikt bij ergonomische en biomechanische evaluaties, zoals mediane frequentie (MF) en root mean square (RMS),¹².

Het onderzoek gebruikte vergelijkbare experimentele controles en een neutrale baseline (pre-test kalibratie). Als neutrale fysiologische referentie voor normalisatie registreerden deelnemers hun rust-EMG- en SCR-niveaus tijdens een 10 minuten basislijnkalibratie in een standaard rechtopstaande positie vóór elke sessie. Bovendien dienden vergelijkingen van business-, first- en economy-stoelen als experimentele controles, waardoor de scheiding van stoelspecifieke effecten onder dezelfde scenario-gebaseerde activiteiten mogelijk werd.

Experimentele omgeving en apparatuur
Voor ecologische validiteit werden alle metingen uitgevoerd in echte hogesnelheidstreincabines (HSR). Figuur 2 toont de zitplaatsen en omgeving van het businessclass-gedeelte, de ergonomische oplossingen, de cabineverlichting en de passagiersstoeloplossingen. Deze elementen dragen bij aan het algemene comfortniveau en beïnvloeden daarnaast fysiologische reacties zoals SCR-veranderingen en EMG-activiteit. Het draagbare sensorsysteem in dit onderzoek, beschreven in Figuur 3, werd gebruikt bij fysiologische monitoring. Het gebruikte apparaat in het experiment bestond uit:
Elektromyografie (EMG): Oppervlakte-EMG-sensoren werden bevestigd aan de onderrug, nek en schouders om spieractiviteitsamplitude (μV) en mediane frequentieveranderingen (Hz) te registreren, wat indicatoren zijn van spiervermoeidheid.
Huidgeleidingsrespons (SCR): Een Shimmer3 GSR+ sensor werd gebruikt om elektrodermale activiteit gerelateerd aan fysiek ongemak en stress bij 50 Hz te registreren.
Datasynchronisatie: Op Python gebaseerde software zorgde voor realtime integratie van de twee soorten data, EMG en SCR, onder alle experimentele omstandigheden.

Nauwkeurige sensorplaatsing: Om reproduceerbaarheid en nauwkeurige signaalacquisitie te bereiken, moeten oppervlakte-elektromyografie (sEMG) elektroden worden geplaatst in lijn met de SENIAM-richtlijnen¹³. De bipolaire Ag/AgCl-elektroden werden geplaatst op de sternocleidomastoideus (middenpunt tussen het mastoïdproces en de sternale inkeping), de bovenste trapezius (middenpunt tussen het C7-spineuze uitsteeksel en de acromion) en de erector spinae (3 cm lateraal van het L3-spineuze uitsteeksel) spieren, zodat de elektroden parallel aan de spiervezels waren geplaatst met een afstand tussen de elektroden van 20 mm. Elke plek werd afgeschoren, afgeveegd met 70% isopropylalcohol en licht afgeschuurd om te zorgen dat de huidimpedantie minder dan 5 Ω was. De laterale epicondyl werd bedekt met een referentie-elektrode. De sensoren waren SCR-sensoren, waarvan de elektroden waren bevestigd aan de distale vingerkootjes van de wijs- en middelvinger van de niet-dominante hand, met een 10 minuten pretestkalibratie, waarbij de referentiewaarden van EMG en SCR werden bepaald. EMG-sensoren werden bevestigd aan de onderrug, nek en schouders om de amplitude van spieractivatie (μV) en mediane frequentieverandering (Hz) te evalueren, wat een van de tekenen van spiervermoeidheid is.

Fysiologische gegevens werden verzameld met behulp van sensoren voor SCR en draadloze sEMG-systemen voor spieractiviteitsmetingen, beide gesynchroniseerd met een op Python gebaseerde dataverzamelingssoftware om temporele precisie te waarborgen. Alle apparaten werden vóór elke sessie gekalibreerd om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van het signaal te behouden.

Figuur 2: Experimentele omgeving van de cabine (business-class). De interieurindeling en ergonomische kenmerken van een HSR-cabine, waarbij de nadruk lag op het comfort van passagiers en ruimteplanning in de cabine. Hij heeft grote ligstoelen met privacyschermen, verstelbare zitbediening en verstelbare verlichting. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3: Experimentele opstelling voor fysiologische monitoring. Een HSR-interieurindeling wordt getoond, die de nadruk legt op de aangepaste passagiersfuncties, sfeerverlichting en ergonomische stoelen. Het richt zich op comfort, make-up en praktische functionaliteit, waaronder semi-privacy van de stoelen, ruime beenruimte en een verstelbaar leeslampje. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Deelnemers en experimenteel ontwerp
In totaal werden 30 gezonde volwassen deelnemers (15 mannen en 15 vrouwen) gerekruteerd met behulp van een gestratificeerde steekproefbenadering om gelijke vertegenwoordiging te waarborgen in de zitomstandigheden van bedrijven, eersteklas en economie. Deelnemers werden opgenomen als ze volwassenen waren tussen de 18 en 40 jaar, in goede algemene gezondheid, en geen geschiedenis rapporteerden van musculoskeletale aandoeningen met invloed op de nek, schouders of onderrug. Individuen moesten geen gediagnosticeerde neurologische of systemische ziekten hebben, comfortabel kunnen zitten tijdens het experiment en akkoord gaan met het volgen van alle procedures. Deelnemers werden uitgesloten als ze recent of aanhoudend pijn in nek, schouder of lendenzak hadden; had een ruggen- of bovenlichaamsoperatie ondergaan; had huidallergieën voor Ag/AgCl-elektroden; zwanger waren; gebruikte medicijnen die de neuromusculaire activiteit beïnvloeden; of het protocol niet veilig kon voltooien.

De uiteindelijke steekproef bestond uit 30 gezonde volwassenen (15 mannen en 15 vrouwen), allen vrij van neurologische en musculoskeletale stoornissen. De steekproef besloeg een typisch bereik van lichaamsgroottes die relevant zijn voor de beoordeling van passagiersvliegtuigen, en alle deelnemers waren rechtshand-dominant om consistentie in elektromyografiemetingen te waarborgen.

Er werd een crossover-experimenteel ontwerp toegepast waarbij deelnemers willekeurig aan verschillende zitconfiguraties werden toegewezen, zodat ieder individu business-, first-class en economy-stoelen ervar. Tijdens de evaluatie in de stoel voltooide elke deelnemer vier functionele scenario's van gelijke duur binnen een sessie van 1 uur. Deze scenario's weerspiegelen veelvoorkomend gedrag tijdens de vlucht, zoals ontspannen zitten, eten of drinken aan de tafel, werken op een laptop of tablet en deelnemen aan entertainmentactiviteiten zoals het kijken van video's op een telefoon of tablet. Dit ontwerp stelde deelnemers in staat om blootgesteld te worden aan een reeks typische cabineomgevingen en activiteiten tijdens de vlucht, waardoor een gecontroleerde vergelijking van spieractivatiepatronen tussen omstandigheden mogelijk was.

De samenvatting van de scenario's en het frequente voorkomen van passagiers in elk testscenario is samengevat in Figuur 4.

Scenariostandaardisatie: Elk praktisch scenario werd gestandaardiseerd met duidelijke instructies en houdingsstandaarden om uniformiteit tussen deelnemers te garanderen en verstorende variabelen te verminderen. Deelnemers aan het rustscenario lagen achterover met hun armen op armleuningen en hun voeten plat op de grond. In de eetruimte voltooiden de deelnemers een gestandaardiseerde eetopdracht terwijl de tafels werden verhoogd tot een consistente hoogte van 45 cm boven de zitbasis. In de werkomgeving voerden deelnemers een consistente typklus uit terwijl ze hun rug in contact hielden met lendensteun, terwijl laptops of tablets op de traytafel in een vaste hoogte en hoek werden geplaatst. In het entertainmentscenario kregen deelnemers te horen hun hoofd en schouders in een neutrale positie te houden en hun apparaten op constante zichtafstand te houden. Om naleving te garanderen, hielden onderzoekers tijdens elk scenario de houding in de gaten en pasten ze indien nodig aan. Om deelnemers vertrouwd te maken met de gestandaardiseerde posities en taken, werd er een korte oefensessie gehouden voorafgaand aan de gegevensverzameling.

Figuur 4: Classificatie van scenario's onder experimentvoorwaarden. De passagiersactiviteiten in HSR-omgevingen omvatten werken op kantoor, eten, gasten ontvangen, slapen en bewegen. Het trekt de aandacht naar diverse activiteiten waar reizigers aan deelnemen tijdens het reizen, wat het multifunctionele en veelvoudige gebruik van de zitruimte illustreert. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Fysiologische meetmethoden voor de evaluatie van spiervermoeidheid
Om de beoordeling van spiervermoeidheid te verbeteren, gebruikten we root mean square (RMS) en MF als primaire fysiologische indicatoren. RMS kwantificeert de volledige elektrische activiteit van de spier en geeft een schatting van spierinspanning, terwijl MF vermoeidheidsgeïnduceerde spectrumveranderingen in het EMG-signaal⁸ vertegenwoordigt. De volgende vergelijkingen vormden de basis voor deze berekeningen:

(1)

In vergelijking (1) vertegenwoordigt T de totale duur, en is EMG² het opgenomen EMG-signaal op tijdstip t. Hogere RMS-waarden duiden op meer spierinspanning, terwijl lagere waarden wijzen op verminderde spierspanning⁸.

(2)

In vergelijking (2) stelt p(f) de vermogensspectrale dichtheid van het EMG-signaal voor. Een neerwaartse verschuiving in MF in de loop van de tijd duidt op toenemende spiervermoeidheid¹⁴.

Voor een grondige beoordeling van spierspanning en fysiologische stressreacties onder verschillende zitsituaties werden SCR-gegevens geanalyseerd in combinatie met EMG. Spiervermoeidheid en fysiologische stress werden gemeten met SCR en oppervlakte-elektromyografie (sEMG). Elektroden werden geplaatst op het sternocleidomastoïde (nek), trapezius (schouder) en erector spinae (lumbaal) voor sEMG. De ruwe signalen ondergingen een full-wave gelijkrichtering om negatieve waarden te veranderen in positief na banddoorlaatfiltering (20-450 Hz) om bewegingsartefacten en laagfrequente ruis te elimineren. Het signaal werd gedempt met een voortschrijdend gemiddelde venster van 200 ms. De intensiteit van spieractivatie werd gemeten met behulp van Root Mean Square (RMS), en de progressie van vermoeidheid werd vastgesteld door mediane frequentie (MF) uit de vermogensspectrale dichtheid te extraheren.

De autonome veranderingen waren traag en werden geïsoleerd door SCR-signalen op een frequentie van 50 Hz op te nemen en laagdoorlaatfiltering op een frequentie van 2 Hz. De tonische basislijn werd gemarkeerd door de berekening van het Skin Conductance Level (SCL), en onmiddellijke spanningsreacties werden geregistreerd door de grootte en vertraging van de fasische SCR-pieken te verwijderen. EMG- en SCR-metingen werden in realtime gesynchroniseerd, en statistische tests, waaronder Pearson-correlaties, eenrichtings-ANOVA en herhaalde metingen van ANOVA, werden uitgevoerd om de correlatie tussen fysiologische parameters en subjectieve comfortwaarden aan te tonen. Om de zitergonomie in verschillende HSR-klassen en in verschillende activiteitencontexten te meten, zorgt de pijplijn ervoor dat de ruwe fysiologische gegevens worden omgezet in betrouwbare, begrijpelijke metingen.

Gegevensverzameling en -verwerking
Voor de gegevensverzameling werd een baseline-kalibratie van 10 minuten uitgevoerd om de nauwkeurigheid van het signaal te waarborgen. Elke deelnemer voltooide vervolgens een vaste activiteitsfase van 60 minuten die overeenkwam met de vooraf gedefinieerde experimentele voorwaarden. Eerlijke blootstelling aan verschillende zitconfiguraties werd gegarandeerd door willekeurige stoeltoewijzing. Na de studie werden semi-gestructureerde interviews en subjectieve ongemakbeoordelingen verzameld met een Likert-schaal van 1-10, gebaseerd op de klassieke methodologie geïntroduceerd door Likert¹⁵, die kwalitatieve gegevens over waargenomen comfort leverden.

Om nauwkeurigere metingen van spierspanning te hebben, werden de EMG-differentiaalwaarden in alle scenario's vóór en na elk scenario berekend. Een verminderd verschil in EMG betekent meer ontspannen zitten en minder spierspanning.

Statistische analyse en verwerking
Voorverwerking van gegevens: Banddoorlaatfiltering (20-450 Hz), full-wave rectificatie en een 200 ms voortschrijdend gemiddelde venster werden toegepast om betekenisvolle signaaltrends te extraheren. Ruwe EMG- en SCR-signalen werden eerst vooraf verwerkt om de gegevenskwaliteit en vergelijkbaarheid tussen de deelnemers te waarborgen. EMG-signalen werden banddoorlaatgefilterd tussen 20 en 450 Hz, gerectificeerd en gladgemaakt met een root mean square (RMS) venster van 100 ms. SCR-gegevens werden laagdoorlaatgefilterd op 5 Hz en genormaliseerd ten opzichte van individuele baseline-opnames die tijdens de pre-testkalibratie werden verkregen. Bewegingsartefacten en uitschieters werden verwijderd door handmatige inspectie en geautomatiseerde drempelwaarde. De voorbewerkte gegevens werden vervolgens over elk scenario gemiddeld voor latere statistische analyse.

Statistische analyse: ANOVA-vergelijkingen: Een eenrichtings-ANOVA werd gebruikt om EMG-amplitudes tussen zitklassen te vergelijken, terwijl een herhaalde ANOVA spiervermoeidheidstrends in de loop van de tijd beoordeelde. SCR-analyse: Signalen werden laagdoorlaatgefilterd bij 2 Hz, en piek-SCR-gebeurtenissnelheden (pieken per minuut) werden vergeleken met ANOVA. Correlatieanalyse: Pearson-correlatietests onderzochten de relaties tussen EMG, SCR en subjectieve ongemakbeoordelingen.

Kwalitatieve analyse
De potentiële verschillen in biomechanische stam en gebruikerservaring worden thematisch geanalyseerd door de relatie tussen subjectieve indrukken en fysiologische resultaten te onderzoeken. Deze combinatie van methoden biedt een uitgebreide, data-gebaseerde benadering voor het evalueren van de ergonomie van HSR-zitplaatsen en een op bewijs gebaseerd platform voor verbetering van adaptief stoelontwerp.

Resultaten

De resultaten wijzen op grote verschillen in autonome zenuwactiviteiten, spiervermoeidheid en algemeen comfort tussen zitplaatsen van HSR. Om een volledig beeld te geven van de impact van stoelontwerp op het fysiologische en psychologische welzijn van passagiers tijdens lange vluchten, zijn SCR-, EMG- en scenariogebaseerde gedragswaarnemingen geïntegreerd. Deze resultaten bevestigen de ergonomische hypothesen die in de inleiding zijn gepresenteerd door de theorie te ondersteunen dat zitklasse- en scenario-afhankelijke ho...

Discussie

Deze studie stelt een multimodaal, scenario-gebaseerd ergonomisch evaluatiekader voor dat elektromyografie (EMG), huidgeleidingsrespons (SCR) en contextuele gedragsanalyse integreert om het comfort van zitplaatsen in hogesnelheidstreinen (HSR) te onderzoeken. In tegenstelling tot traditionele laboratoriumgebaseerde zitstudies die zich voornamelijk richten op statische houding of drukverdeling, omvat het huidige werk dynamische reisgedragingen – zoals eten, entertainment, rusten en werk –...

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Adhesive EMG Electrodes (Disposable)	Noraxon	9113A
Alcohol Swabs (Sterile)	BD Medical	326895
Data Synchronization Script (Python 3.9)	Open Source	N/A
Data Synchronization Software	Custom (Python-based)	N/A	Ontwikkeld in Python om EMG en SCR signalen real-time te integreren.
Electromyography (Surface EMG) Sensor	Delsys	Trigno Wireless EMG System
EMG Signal Processing Software	DelsysEMGworks 4.6	N/A
Physiological Data Acquisition Interface	National Instruments	USB-6001
Python Libraries (numpy, pandas, scipy, matplotlib)	Open Source (Python Software Foundation)	N/A
Questionnaire (Likert-scale)	Custom	N/A	Gebruikt om subjectieve comfortscores (schaal 1–10) te verzamelen na elk scenario.
Seating Types (Business/First/Eco)	HSR Cabin (Real-world)	N/A	Drie zitklasses met verschillende ergonomische kenmerken geëvalueerd in-situ.
Shimmer3 GSR+ Sensor (for SCR measurement)	Shimmer Sensing	SH-GSR3+	Gebruikt om huidgeleidingsreactie (SCR) te meten met een samplefrequentie van 50 Hz voor stress en ongemak.
Statistical Analysis Software (IBM SPSS Statistics 26.0)	IBM	N/A
Surface Electrode Gel	Parker Laboratories	Signa Gel 300
Surface EMG Sensors	Not specified (likely Shimmer or Delsys)	N/A	Geplaatst op schouders, onderrug en nek; gebruikt om spieractiveringsamplitude en vermoeidheid te meten.
Temperature and Humidity Monitor	Testo	0560 6050
Tray Table	Integrated in HSR seats	N/A	Gebruikt in eet- en werkscenario's voor laptop en maaltijdplaatsing.
Video Recording Camera (Behavioral Observation)	Canon	EOS M50
Wipes for Skin Preparation	Medline	MDS093855H