基于中国传统文化元素的高速列车外观设计研究

舒斌

摘要：高速列车的外观设计是我国“高铁走出去”战略的“形象工程”。本文对世界主要国家的高速列车外观设计进行了分析，并对高速列车外观设计与传统文化相结合的重要性进行了阐述;在我国现有的高速列车外观设计缺乏“民族性”这一客观现状下，提出以书法这一传统文化元素作为基础进行高速列车外观设计的具体流程;最后设计一款具有中国传统文化意味的高速列车。

关键词：高速列车;传统文化;文化元素;外观设计

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2019）08-0068-03

目前全球高速列车发展水平最高的国家有日本、法国和德国，中国的高速列车虽然起步较晚，但经过长期的努力，目前已跃居世界一流，在高速列车系统理论、制造和控制等各项技术中已取得了突破性的进展。我国的高速列车是以“先技术引进，再自主发展”为发展路线，目前虽然在技术上取得了十分骄人的成绩，但是在外观设计上始终未能摆脱德、日等国的原有设计风格，因此，在当今高铁技术飞速发展的时代背景下，探索出一种新的设计方法并应用于我国高速列车的外观造型设计，对我国高铁产品的持续性研发活动具有长远意义。

1高速列车外观设计现状分析

1.1我国的高速列车外观设计现状分析

20世纪90年代我国先后设计制造了DDJ1型“大白鲨”号、DJJ1型“蓝剑”号、DJJ2型“中华之星”号、“中原之星”“长白山”号及“先锋号”动车组。然而由于当时技术水平较低，所生产制造的动车组均未得到广泛应用。2004年，“铁总”（原铁道部）通过引进国外先进技术，使高速列车研发立足国内、自主创新，先后生产了6种高速列车，分别是CRH1型、CRH2型、CRH3型、CRH5型、CRH380A型和CRH380BL型。

CRH1型的原型是庞巴迪为瑞典设计的Regina C2008型，CRH2型的原型是川崎重工为日本新干线设计的E2-100型，CRH3型的原型为西门子为德国高速铁路设计的ICE-3列车，CRH5原型是法国阿尔斯通SM3型。可见，当下我国普遍投入运营的高速列车，虽然在技术等硬l生标准上掌握了自主知识产权，但在外观造型设计上都未能体现本民族的审美意识和传统文化。反观德、日、法等国，他们在高速列车外观造型设计上却非常成功的传达了“民族性”。

1.2其它国家的高速列车外观设计现状分析

产品造型风格较大程度受民族文化基因的影响圈，法国、日本、德国作为传统设计强国，在高速列车的外观造型设计上皆是基于本民族的传统审美意识和民族文化而展开的。法國人以其独特的浪漫主义情怀为设计理念，在列车的造型上多采用直线、转折，给人孔武有力的视觉感受，同时，在色彩上大面积使用高纯度的蓝色和银灰色，既能表现情怀又体现出科技感;日本高速列车的设计风格继承了其“双轨发展”的设计思路，在本民族传统文化的基础上吸收和发展国外技术，二者相互融合。日本人生性细腻，擅长从大自然中寻找设计要素，其高速列车外观造型多是基于仿生和空气动力要求而设计的，大量的弧线运用给人以高科技的视觉感受，同时高度适应了气动布局的要求，在色彩上多以干净简洁的双色搭配，或配以红色细长线条凸显其速度感;德国人以理性、严谨著称，其高速列车外观造型同样以简洁明了的线条塑造为主，体现了“形式服从功能”的设计思路，色彩上以白色为主色调，红色的线条顺应造型由首至尾，使整体造型显得流畅简练，实用又不单调。表1为法国、日本和德国的部分高速列车外观造型轮廓图。发展高速列车是我国一个重要的战略规划，不仅要服务于本民族，而且要出口创收。这样一来，外观造型这个“身份证”就显得尤为重要。

2高速列车外观设计的影响因素分析

西南交通大学向泽锐在《中国高速列车工业设计研究综述与展望》一文中指出：高速列车是集机械制造、自动控制、电气技术、电子技术和工业设计等多学科知识于一体的高科技工业产品。而外观造型设计是工业设计的一个方面，总结起来，影响高速列车外观设计的因素主要有技术、文化、美学以及人因四个方面。其关系如图1所示。

1）技术因素。技术是高速列车设计的基础，这其中涉及动力技术、信息化技术、轮轨技术、车身制造技术以及生产制造工艺、空气动力学等。高速列车的外观设计受技术因素的影响，因此其外观设计应当充分考虑车辆硬性结构要求和当下的技术水平。

2）美学因素。法国工业设计教育家雅克·维埃诺提出：“工业之美应当是功能适应，有技术价值，静态和动态平衡，外观与使用相协调，具有稳定个性特征和时代感，结构、形式、线条和比例均衡，工艺和材料能体现产品的功能价值和质量等”。因此，高速列车的外观形态设计是感性思维引导下的理性结果。

3）人的因素。高速列车的服务目标是人，把握人的生理特性和心理特征，是外观造型设计不可忽视的因素，其中对于安全感的塑造显得尤为重要。

4）文化因素。徐伯初等人认为：文化是设计的土壤，优秀的设计无不耕植于深厚的文化底蕴，同时也彰显着这种文化的荣光，发挥着文化传播的作用。结合传统文化元素对列车进行外观设计，不仅可以加深中外各国之间的文化交流，而且也能为我国高速列车的谱系化发展提供一种方式。

技术因素、美学因素、人的因素和文化因素是现代高速列车设计的表现要素，从现代产品设计的发展和表现角度分析，技术、美学和人因是放之四海皆可行的设计要素，也在一定程度上成为了评判一件产品是否为现代设计的通用标准，而文化是通过长时间的民族发展所生长出来的，是一个地域或国家的特点，不具备可借鉴性。长期以来，我们学习了可借鉴的模式却忽略了无可替代的特点。因此我国要发展自己的高速列车，将重点集中于对文化元素的体现作为外观设计上的突破口，只有利用中国传统文化这一特征，设计出具有中国神韵的高速列车。文化是一个民族的符号，也是一个民族有别于其它民族的具体表现，合理的将传统文化符号应用于现代轨道交通工具的设计中是一件一举多得的事，不仅为现代轨道交通工具添加了一个“身份证”，还能传承传统文化、加深文化交流。白天佑认为，中国传统文化元素应用于现代设计的普遍方式主要有以下四种：（1）意识的传承与发扬;（2）“形态”的沿用与延伸;（3）“质感”的提取与衍生;（4）色彩”的把握与传承。元素的在使用时，通过对元素的具体形式、线条和肌理等进行分析和梳理，做到形态上的相似，能让观者产生视觉上的共鸣。文化元素一般以物的形式存在，通过对文化元素材质的分析，在设计过程中借鉴材料的选配，能使文化元素在产品设计中再生。李科平认为，高速列车的外观涂装主要给人以感官刺激和心理感受，合理应用文化元素的色彩配比，不仅给观者视觉和心理上以美的感受，还能加强观者对传统文化元素精神层面的理解，促进对优秀民族传统的继承和对传统文化的发扬。

3基于传统文化元素的高速列车外观设计分析与实践

3.1传统文化元素分析

纵观中国的传统文化元素，种类、形式丰富多样，综合国人对于传统文化元素的理解和世界其他各地对于中国传统文化的认识，下文罗列了五类具有代表性的传统文化元素，详见表2。

1）书法。从古至今，书法既是一门艺术文化，同时也是传承文化的载体。

2）瓷器。瓷器一度成为中国的代名词，它代表了中国人对于技艺和美的追求，其本身也是技术与美兼具的设计产物。

3）中国结。因其精致、对称的造型和曼妙交错的曲线成为中华民族的审美代表，同时代表了中国人勇敢、团结的民族特性，故其名曰“中国结”。

4）刺绣。刺绣是一种流传于中国民间的手工艺，其代表了中国人精湛的手工技艺和坚韧的性格。

5）玉器。古人云：“玉之美，有如君子之德”。古人认为玉有君子所具有的品行，足见玉器在中国人内心中的地位。

表2传统文化元素

书法、瓷器、中国结、刺绣和玉器是典型的中国传统文化符号，一定程度上都能代表中国的传统文化并为世人所熟知。选取一种或多种相互结合成为高速列车的造型设计元素，可为高速列车的造型提供很多可能性。

广义上讲，书法就是一种文化元素，代表的是一种技艺或技法;狭义上讲，它是由毛笔、水墨、宣纸以及印章共同组成的一个文化系統。书法本身就是一种文化，它是中国文化传播的一种可持续载体。相较于其它元素，书法的文化层次显得更为丰厚，下文将以书法为设计元素展开对高速列车的外观设计。

深入分析发现，在形式上，毛笔是由一个圆柱形的笔杆和圆锥形的笔毛组成，将毛笔纵向切割后，笔头部分将呈现出近似扁梭形的造型，而扁梭形的车头造型有利于空气动力学的优化，笔杆部分形成圆弧的中空结构整好构成车厢空间，因此，毛笔形式的融入有利于中国神韵的高速列车外观设计实现。从色彩美学来看，黑色和红色是一组较为和谐的色彩搭配方案，将水墨的黑和印章的红融入列车的涂装设计是具有一定现代审美的。图2为与书法相关的文化元素，分别是宣纸、印章、书法笔划、水墨。

3.2中国传统文化元素与高速列车外观设计的融合

高速列车的外观设计包含造型设计和涂装设计，因此在元素的提取时分为造型元素的提取和色彩、涂装元素的提取。

1）造型元素的融合。产品的形态是工业设计最终的物象表现形式，因而造型则应当是高速列车物象化的体现。造型是统一色彩、材料以及语义表达等元素的综合体，在产品设计中显得尤为重要。以毛笔为列车外观造型原型，一方面借其形，另一方面借其意：毛笔为中空结构，笔尖呈扁梭形，高速列车同为中空结构，车头呈锥形或楔形，因而以毛笔作为高速列车外观造型原型是具备形式模仿可行性的;另外，毛笔作为文化传播工具，在高速列车造型设计上借鉴毛笔外形的基础上又继承其语义，找到了新时代下的传播载体。为了对毛笔原型进行综合性的模仿，在设计中可通过一些列元素提取及对原型的提炼，通过分割法对毛笔进行分解，随后通过调整、变化，最终使其符合高速列车的形态。图3为造型元素提取的步骤。

2）色彩、涂装元素的融合。色彩和涂装是区别一件产品有别于其它产品最直观且低成本的方式，好的涂装设计不仅能很好的抓住观者的眼球，对车身造型还能起到丰富视觉效果的作用。融合周边相关文化元素，配合车身造型，营造整体和谐的氛围。通过对周边文化元素的分析、研究，提出高速列车涂装的色彩方案，提取墨色和宣纸的白色作为列车涂装的主色调;印章往往是书画作品作者的姓名，代表了出处，同时拓印也是一个具有仪式感的过程，象征着作品的完结。CRH是我国动车组的名称，以印章的形式代替现有徽章使得列车更具传统意味、具有仪式感，如图4。

3.3基于中国传统文化元素的高速列车外观设计实践

1）手绘效果图和方案分析。通过前期对元素的选择、分析和对比研究，确立高速列车的造型和涂装的具体形式，图5为手绘设计方案。方案1、2的驾驶员车窗下部有向内收的造型，这样可有效降低列车在会车时所产生的冲击波，提高列车运行时的稳定性和安全指数。因此，从流体力学的角度考虑，方案1、2能够满足技术性要求;为了凸显速度感和流畅性，方案2、3的涂装首尾延续、黑白色调错落通透，相较于方案1更为整体。因此，在综合考虑技术性和外观两方面因素后，选取方案2为深入对象。

2）尺度和工程设计。在电脑设计阶段，需要考虑产品落地的可能性，作为高速列车，尺寸是流体力学之外另一个重要的技术环节。为了适应我国及世界其他各国现有的轨道、桥梁、隧道和站台以及受电弓等尺度规定，以技术成熟并已广泛投入使用的CRH-2动车组尺寸为基础尺寸进行修改。CRH-2额定速度为250km/h，因此，完全套用CRH-2外部尺寸一方面不符合新车型的外观造型，另一方面也不适应新车型的流体力学。从力学角度来看，列车速度级越高所承受的风阻越大，为了减小风阻，国际上常用的方式为加长车头使其尖锐，以更小的迎风角度通过风阻。综合上述因素，修改后的尺寸图见图6。

3）电脑效果图制作。列车设计方案的最终目标是实物落地并投入使用，在此过程中要进行一系列多个轮次的方案修改和产品试验，需要耗费大量的人力财力和物力。为了降低各方消耗且保证创意方案的还原度，在电脑效果图制作阶段，应当尽可能的做到细致周到，包括材料质感的表现、色彩涂装与环境的融合度、光影效果等，对方案进行多种可能性的尝试和修改直至方案完成。方案效果图见图7。

4结语

本文对我国和其他主要国家的高速列车外观设计进行了分析。发现民族文化对于高速列车外观设计的重要性。通过工业设计的手段，从我国传统文化入手，结合技术、美学和人这三方面因素，提出以书法这一传统文化元素为基础进行高速列车外观设计的具体流程，并设计了一款具有我国传统文化意味的高速列车。

在技术层面上，我国的高速列车已处于世界前列。在此基础上，将传统文化元素和地域元素融入高速列车的外观设计能进一步提升我国高速列车的整体形象。但是，在设计上我们依然处于起步的探索阶段，要实现真正的原创，需要更多人做出进一步的努力，不仅在外观上，在内饰等其它方面也需要有中国文化元素的融入。如何将中国传统文化元素与现代高速列车外观设计相结合，是具有深入研究意义的持续性课题。