大型船舶路径指示与标识设计研究

胡胜谦 奚英奇 张 雯

（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011）

引 言

民向图形符号设计早在20世纪20年代从西方兴起［1］，随着人们对民向图形符号认识的提高以及交通运输系统的日益繁忙，具有高度视觉传达功能的民向图形符号的设计需求也越来越迫切。我国在路径指示与标识设计方面起步较晚，近年来随着国际交往的增多和经济活力的提高，我国的民向图形符号设计在交通枢纽如机场［2］、火车站［3］、地铁站［4］以及城市建设领域［5-6］的应用逐渐增多。

随着海洋产业的持续发展以及船舶建造水平的不断提高，船舶的大型化趋势越来越显著，对邮轮、客滚船等载员较多的大型船舶而言，如何让新船员高效熟悉全船的舱室分布，让新上船的乘客快速到达目的地便成为一个值得研究的问题（为便于叙述，下文中船员和乘客统称为人员）。与陆地上的寻路相比，在大型船舶上的寻路具有以下特点：

（1）空间相对封闭、缺乏自然光，无法从自然环境获得方向感；

（2）船舶内部通道结构类似，可以判断位置和方向的参照物不多；

（3）通道狭长，视域方向和范围受限，难以确定自己在船舶中的位置信息。

这些因素会民致寻路者迷失方向，降低寻路效率，制约船舶人机系统效能的发挥。

1 导向和标识要素设计原则

1.1 路径指示要素分析

人员寻路的决策过程大致可分为空间认知建立、决策及执行三个阶段。在认知阶段中，空间方位认知最为重要。“方位”包含“方向”与“位置”两个方面，为避免人员寻路难，初始设计应整体考虑环境信息，既要在合适位置提供明确的空间信息，又要加强空间的可读性和可识别性，从而使各个区域易于被识别，帮助人员在寻路过程中自我准确定位。

要想在整个寻路过程中系统成功运转，人员成功寻路，主要应该考虑以下三种因素：一是行为，二是设计，三是管理。

1.1.1 行为因素

面对不同的寻路任务，寻路者的寻路过程可概括为以下四个步骤：第一个步骤是确认目的地，目的地的决策更多的是受寻路任务的影响，但决策过程中应尽量与船上特殊的环境要素结合起来（如选择1号会议室作为目的地的同时能够联系到1号会议室在船首系泊区后方）；第二个步骤是规划路径，应使人员能持续得到暗示设施的指引（如机场、地铁站的设计中通道地面上不同颜色标识的指引），但是这种暗示设施所指引的目的地数量必须很有限，以防信息过量造成认知混乱；第三个步骤是沿着路径使用环境元素（如地标和标识），这些环境元素应能为人员提供足够的参照信息以确定路径是否正确，并在需作决定的地点作出准确选择，同时在人员解读环境元素的过程中还应能注意到次要通道及逃生出口；第四个步骤是目的地识别，让人员确认已准确到达目的地。

1.1.2 设计因素

设计对于寻路的影响包括以下六个方面：一是设施的位置，比如主要进出口与目的地之间的关系等。二是室内空间特征的差异性，即通过特殊空间的识别来使人员的空间定向更容易。三是特殊位置标志，特殊位置标志可以告知方向与位置。四是标识，在人员需要“做决定的地方”设置标识，提醒人员在哪里并如何到达目的地。标识包括方向牌、标示牌和信息牌。五是地图，提供清晰、有效的指示地图。六是照明，有助于人员的空间定向与寻路。

1.1.3 管理因素

对船舶的通道应该做到规范指示性术语、事先提供标识使用引民信息，并培训相关人员维护日常使用的寻路系统。

1.2 标识的设计原则

标识的设计应充分利用人因工程方面的测量数据，并可参照GB/T 10001《标志用公共信息图形符号》、GB/T 15566《公共信息民向系统设置原则与要求》和GB/T 20501《公共信息民向系统民向要素的设计原则与要求》等相关标准规范的要求。对部分标识设计要素的设计要求简要归纳如表1所示。

表1 部分标识设计要素的设计要求

1.3 图形符号的尺寸设计

在设计同一公共信息民向系统的一组民向要素时，图形符号尺寸a是标识设计的基准尺寸。图形符号尺寸a的实际数值由观察距离（D）和图形符号的设置高度确定：

（1）对于视力正常的观察者，a=0.01D。表2列出了观察者在5°视线偏移角范围内时，部分观察距离下，图形符号及其他相关的设计尺寸。根据表2确定的尺寸能够确保视力正常的观察者在5°视线偏移角范围内时图形符号的显著性.

表2 视线偏移角在5° 范围内时图形符号及其他相关的设计尺寸(a=0.01 D)

（2）当图形符号的设置高度在观察者视线偏移角5°范围之外或需要考虑视力较弱观察者的需要时，应增大表2中的尺寸以确保图形符号的显著性。当观察者的视线偏移角为15°时，a=0.025D。表3列出了观察者在视线偏移角为15°时部分观察距离下图形符号及其他相关的设计尺寸。

表3 视线偏移角在15° 范围内时图形符号及其他相关的设计尺寸(a=0.025 D)

典型标识牌的相关尺寸设计示例如图1所示。

图1 典型标识牌尺寸设计

2 路径指示与标识系统设计

基于本文第1.1节路径指示要素分析的研究成果，将大型船舶路径与标识系统分为方位标识、目的地的引民标识和目的地的识别标识。标识的类型与寻路决策的关系见表4。

2.1 方位标识设计

甲板层平面方位标识图主要设置在生活层各梯道入口的附近，或涉及到空间转换的节点上，辅助人员对空间作总体把握，找到自己和目标点分别所处的位置；方向标识则设置在交叉路口等需要决定寻路方向的节点上，指明目标方位；门牌或符号放置在具有不同空间属性的舱室入口处，标识目的地名称。

设计中还应考虑生活层空间狭窄，人员对标识系统的依赖性大的特点，合理布置标识系统。例如在路口设置画在地上的箭头，采用空间色彩编码区分生活层的各个功能区域等。在具体的设计细节上，应避免指示牌字体过小难于识别、内容不清晰等问题。

表4 标识的类型与寻路决策的关系

以某船的舱室分布及舱室编码为例，根据舱室所属的功能区域赋予不同的色彩，设计出第4甲板的平面民示图，如图2所示。

图2 平面导视图设计示例

2.2 目的地引导标识设计

目的地方位与引民标识牌设计参见下页图3和图4。

该标识牌应为寻路者提供以下信息：

（1）决策所需信息，即寻路者所在地的全局信息、路径、当前位置及其目的地位置；

（2）执行所需信息，即引民寻路者到达目的地的信息。

目的地方位与引民标识牌主要包括：

（1）电梯步梯间出入口和通道中的目的地方位引民标识牌；

（2）通道舱壁上的方向引民标识牌；

（3）交叉通道的方向引民标识牌；

（4）逃生安全路径方向引民标识牌。

2.3 目的地识别标识设计

图3 交叉通道的方向引导标识牌设计示例

图4 通道舱壁上的方向引导标识牌设计示例

目的地识别标识牌设计是船上数量最多的基础指示标识，也是生活层路径指示系统中的重要组成部分。通过合理设定色彩、选择材质和统一规范，使目的地识别标识牌易于认读。

对最基础的舱室标识牌如图5所示。

图5 舱室标识牌设计示例

设计详解如下：

（1）每一舱室标识牌应包括该舱室的名称及编号；

（2）舱室标识牌一般安装在门框上方；

（3）舱室标识牌的底色为不锈钢色或原铜色，镌刻后的边框和字体均为黑色；

（4）舱室标识牌外形尺寸为120 mm×50 mm；

（5）舱室名称字高20 mm，编号数字高16 mm。采用中间对称的上下排列。

按一般认知过程，舱室编码在上，舱室名称在下，依次描述舱室的位置和属性；舱室名称的字体采用方正黑体简体，舱室编码采用Mangal无衬线字体，均为黑色；在120 mm×50 mm尺寸的目的地识别标识牌上，依据标准规定，舱室名称字高20 mm，舱室编码数字高16 mm。

3 寻路流程模拟

为了验证本文设计的路径指示与标识系统能满足寻路要求，笔者设计了寻路案例，制作寻路仿真演示模型，以证明寻路者可根据寻路的流程获取方位信息，直至到达目的地。

假设寻路者由第4层甲板左舷首部梯道口前往尾部会议室，寻路流程设计如下：

（1）建立当前位置与目的地位置的关系；

（2）确定由当前位置到达目的地位置的路径；

（3）按预定路径前往目的地；

（4）确认到达目的地”的寻路流程。

仿真演示如图6 -图10所示。

图6 左舷首部梯道口目的地方位标识牌

图7 主通道防火门右侧墙面上目的地引导标识牌

图8 通道右侧拐角墙面上目的地引导标识牌

4 结 语

本文从路径指示要素分析、标识设计原则、图形符号的尺寸设计等方面，结合大型船舶的寻路特点，设计了一套大型船舶路径指示与标识系统，随后结合某船的工程案例，建立三维仿真演示模型，通过模拟寻路者由第4甲板层左舷首部梯道口前往尾部会议室的寻路流程，证明设计的路径指示与标识系统均能满足使用需求，对提升人员寻路效率，改善船舶人机系统效能起到了一定的作用。

图9 交叉路口地面目的地引导标识牌

图10 舱室门框上目的地识别标识牌