石太客运专线列车气压瞬变现象对列车员的影响作用

段黎明，段政宇，辛欣，郭碧凝，吴慧丽，赵毓仙

(太原铁路局疾病预防控制所，山西 太原 030013)

列车车厢内气压的变化与列车运行的速度有关，与运行区间隧道的数量、长度有关，也与运行区间海拔高度(气压)的时间变化率有关，已引起人们高度重视［1～6］。石太铁路客运专线正线全长189.93 km，有桥梁64座、隧道32座，桥梁总长度39.636 km，占线路总长度20.87%［7］，，隧道占总线路长度 39.3%，其中 L≥10 km特长隧道 2座——南梁特长隧道(11.52 km)、太行山特长隧道(27.839 km)［8］，其地势西高东低，地形起伏剧烈，最大高差达1 000余 m［7］。目前石太客运专线运行有动车组和普通旅客列车，为调查了解不同营运环境气压瞬变现象及列车员听力保护状况，于2011年12月开展了本次调查。

1 对象

石太客运专线(太原站至石家庄北站)动车组及其列车员、普通列车及其列车员。

2 仪器

(1)COMET气压表:美国COMET公司

(2)AC－9084诊断听力计:北京市科贸贝尔有限责任公司

3 调查方法

3.1 问卷调查

调查了解列车员基本状况与气压瞬变有关的听保护措施、近期健康状况等。

3.2 纯音气导听力检测

对返乘后至少休息12 h列车员，进行听力状况检测。

3.3 气压检测

(1)专人测量发生耳不适感时气压瞬变值。

(2)在太原—石家庄北站区间，每隔5 min记录动车(D2002)、普通列车(K894)车厢内气压变化。

(3)气压表使用时在检定有效期。

3.4 统计分析

采用SPSS软件进行t检测、卡方检验或方差分析。

4 检测结果

4.1 问卷调查

(1)统计资料分析与选择

计发放问卷160份，收回159份，有效问卷153份，其中动车40份，普通列车计113份。统计分析显示，动车组、普通列车男女性别比分别为1∶19、1∶1，动车与普通列车列车员间，性别、年龄、文化程度、乘务工龄间有差异显著性，并且女性列车员间年龄、文化程度也有显著性差异。动车组与其它列车列车员间既往史方面无差异。上述混杂因素可对本研究结果产生影响，由于动车组男性列车员仅有2例，因此综合年龄、乘务工龄、客专工龄等因素，并进行样品选择匹配，以女性列车员为调查对象较适宜(表1，2)。

表1 女性列车员基本情况(¯x±s)

表2 女性列车员与听力健康相关的既往病史调查

(2)最近一周经常出现听不适症状

由表3可知，列车员近期经常耳鸣、乏力等不适感动车组高于普通列车组。

表3 近一周经常不适感调查表

(3)女性列车员与听力有关的工作生活习惯

由表4可以看出，动车组列车员日常使用MP3或手机听音乐使用的音量大于普通列车组，并且工作中必须使用无线对讲机联系。

表4 女性列车员与听力有关工作生活习惯

(4)列车员听力保护措施

动车列车员采取的单一听力保护措施主要有吞咽动作、打哈欠、拉耳朵、捂耳朵、捏鼻鼓气，联合措施主要有吞咽动作+憋气、吞咽动作+打哈欠、吞咽动作+张嘴;普通列车列车员采取听力保护措施单一，主要有吞咽动作、捂耳朵、打哈欠、张嘴和憋气(见表5)。

表5 153例列车员听力保护措施

4.2 列车员听力检测

计对62名列车员进行了听力检测，其中动车组25名，平均年龄(28.60±4.311)岁，乘务工龄(6.3±4.9054)年，客专执乘工龄(1月～32月);普通列车37名，平均年龄(34.65±4.374)岁，乘务工龄(8.5±7.411)年，客专执乘工龄(3月～32月);其语频平均听阈及高频平均听阈均无显著性差异(见表6)。动车组与普通列车组均未有听力损伤现象发生。

表6 列车员听力检测情况(¯x±s)

4.3 气压瞬变值

气压瞬变引起耳不适感的状况与瞬变值的时变性、接触人员年龄、性别有关，本次检测，选取1名50岁无听力损伤状况的女性专业人员记载引起耳不适感时气压瞬变值。

调查表明，耳不适感多发生在隧道区段。气压瞬变既有正变，也有负变，动车正负变化频次(发生耳不适感频次，以下同)基本相同，普通列车正变多于负变，动车气压正负变化频次均多于普通列车，瞬变值无显著性差异(见表7)。

表7 不同列车在石太客专运营中引起耳不适感时气压瞬变值(¯x±s)

5 分析讨论

5.1 气压瞬变与听健康状况

日本、英国、意大利等国对气压瞬变现象进行了大量研究，1973年英国铁路制定了高速列车内旅客承受空气压力瞬时变化的舒适度，要求在相对不太频繁的压力变化情况下，在3s内压力变化最大值不能超过3 kPa，意大利等许多国家经实验确认了该标准［1］，1991年R.G.Gawthorp按压力变化阈值提出了适用于各种旅行类型的耳膜舒适度准则(表8)［2］，我国学者王建宇等在遂渝铁路试验段(长48.695 km，其中隧道18座，隧道长度占线路比例＞25%)对长白山号动车组、CHR2动车组乘客进行了旅客耳膜不适情况调查，将旅客不适度分为无感觉、略有不适、相当不适、非常不适、难以忍受等5级，提出了我国高速铁路隧道设计气压舒适度建议准则(表9)［2］。沙森［6］等随机对刚退勤和准备出勤的72名司乘人员进行询问调查 ，并对其中39名作了耳镜检查，认为可引起中耳气压伤的最低气压差为 8.0 kPa，在山区和高原地区达到该气压差仅需下降600～700 m。

表8 R.G.Gawthorp舒适度准则

表9 我国高速铁路隧道设计气压舒适度准则(建议)

石太铁路客运专线隧道多，有隧道32座，占总线路长度39.3%。动车组均为CRH5型，运行速度180～190 km/h，太原到石家庄北站区间运行时间85 min左右，隧道密集度23座/h，普通列车大多为G25型，运行速度80～120 km/h，区间运行时间120～180 min左右，隧道密集度11～16座/h。调查表明，耳不适感多发生在隧道区段，动车平均每列车发生耳不适4.5次(27次/6列)，正瞬变值(3.578 6±1.105 4)hPa，负瞬变值(4.315 4±1.859 6)hPa;普通列车平均每列发生耳不适1.5次(6次/4列)，正瞬变值(3.557 1 ±2.351 5)hPa，负瞬变值(3.6±0.141 4)hPa，动车气压变化而引起的耳不适感频次虽多于普通列车，但瞬变值均并无显著性差异，并且低于我国气压舒适度准则(0.8 kPa/3 s)，问卷调查显示列车员近期经常有耳鸣、眩晕、头痛等不适感，其中耳鸣动车组高于普通列车组，对62名列车员纯音气导听力检查未发现有语频平均听阈及高频平均听阈损伤现象，说明目前石太客专动车和普通列车气压瞬变现象是引起列车员听不适症状的原因之一，但气压瞬变强度弱，短期内不足以导致听力健康损害。但仍需进一步跟踪调查。

5.2 耳气压伤防护

交通工具高速运行产生气压瞬变，导致鼓室内外压力平衡失调，而引起耳不适感，也可引起一过性短暂眩晕——变压性眩晕。急性上呼吸道炎症、鼻咽部等咽鼓管周围疾病、下颌关节疾病均可导致中耳气压伤，已引起国内外高度重视［9～14］。国内曾有报道乘坐高速汽车［9］、乘坐火车引起中耳气压伤的案例［10］，也有报道机车司机执乘过程中［6］发生中耳气压伤。列车车厢内气压的变化与运行区间海拔高度(气压)的时间变化率有关。客运专线地形起伏剧烈，其地势西高东低，最大高差达1 000余 m，列车自太原站出发大气压从92.97 kPa逐渐降低至88.13 kPa，而后逐渐升高到102.35 kPa到达石家庄北站，也即列车上行时，车厢内气压降幅(或下行时升幅)4.84 kPa，升幅(或下行时降幅)14.22 kPa，动车运行速度高于普通列车，由图1可知，车厢内气压随时间变化率动车组较高，对车厢内气压瞬变现象有一定影响，如上所述，若列车速度增加，或急性上呼吸道炎症、鼻咽部等咽鼓管周围疾病、下颌关节疾病的影响，或未采取正确的听保护措施，则可能鼓膜内外压力差超过上述限值，而发生中耳气压伤，应引起重视。

图1 太原至石家庄北站区间列车车厢内气压变化

当气压负变时，鼓室内压相对增高，鼓膜向外膨胀，双耳有闷胀感，反之，鼓室内压相对减低，鼓膜内陷，有耳压感和听力减退。由于咽鼓管呈单向活塞作用，鼓室内压增高可自行打开，气体进入鼓室，反之则只能依靠主动通气来促使咽鼓管开放［11，12］，也即在列车运行在海拔降低区段时，应采取主动保护措施。现结合国内相关文献［11～14］，介绍以下几种主动通气法:

(1)捏鼻鼓气法。应在发生耳不适感前做，若在耳不适感之后做，少数人可引起眩晕症状，也不应无故鼓气，少数人也可引起眩晕。因此列车员应根据气压瞬变易发地段，先行轻轻鼓气预防。

(2)吞咽动作。并不是每次吞咽，都能使咽鼓管打开，需常做。

(3)运动软腭法:可仿吞咽动作前半部，即将食物挤进下咽部而不吞下去的动作。

(4)运动下颌法:左右摇动下颌骨或用力咬牙。极少数人有效。

(5)咀嚼动作:综合吞咽动作和运动下颌法。可吃口香糖，增加动作次数。

5.3 建议

本次调查，大多数列车员有采取捂耳朵、憋气、张嘴、拉耳朵、打哈欠等动作，也有不良与听力有关的工作生活习惯。建议采取以下措施:

(1)强化宣传教育，采取正确主动通气法。同时要克服经常使用手机或MP3听音乐的习惯，工作中使用无线对讲机，音量应调节适中，避免音量过大。

(2)积极预防和治疗上呼吸道疾病和咽鼓管周围疾病。有感冒症状的应在执乘过程中，滴用血管收缩剂如麻黄素等。

(3)建议将慢性咽鼓管周围疾病、下颌关节疾病及中耳炎等疾病列入高铁乘务员职业禁忌证。

［1］ 黎南洋，徐文兰.高速旅客列车的空气压力波［J］.铁道劳动安全卫生与环保，1995，22(4):289－291.

［2］ 王建宇，万晓燕，吴剑.高速铁路隧道内瞬变气压和乘车舒适度准则［J］.现代隧道技术，2008，45(2):1－5.

［3］ 阎娜，陈唐龙，巩江峰.列车高速运行引发的空气动力问题［J］.西铁科技，2008(3):13.

［4］ 梁习锋，武传田.“中华之星”号高速列车客车车厢内部空气压力试验研究［J］.电力机车与城轨车辆，2003，26(5): 15.

［5］ 王悦新，张畲，钟世航.高速列车通过隧道时产生的瞬变压力场和舒适度标准［J］.铁道建筑，1994(1):10.

［6］ 沙森.中耳气压伤:山区火车司机的职业危害［J］.铁道劳动安全卫生与环保，2002，29(6):256－257.

［7］ 白鸿国，孙宗磊.石太客运专线桥梁设计概述［J］.铁道标准设计，2007(2):69.

［8］ 唐会，贾元华.石太客运专线安全保障体系探讨［J］.安全与环境工程，2007，14(2):102－103.

［9］ 赵红，刘绍武.平面高速运动致鼓膜内外压力变化3例［J］.中国中西医结合耳鼻喉科杂志，2006，14(1):39.

［10］ 叶发林，王国和，张来虎.飞行人员乘火车致气压损伤性中耳炎6例［J］.中华航空学杂志，1997，8(2):93.

［11］ 马振权.航空性中耳炎［J］.临床医学，1978(2):1－7.

［12］ 卜国铉.航空性中耳炎:气压损害性中耳炎［J］.人民军医杂志，1953(05):348－356.

［13］ 徐先荣.咽鼓管周围病变与耳气压伤［J］.听力学及言语疾病杂志，2008，16(6):443－445.

［14］ 徐先荣，龚维熙，刘华凤.耳气压伤的研究概况［J］.临床耳鼻咽喉科技杂志，2001，15(7):33.