基于情境分析的地铁列车客室设计研究

肖智 何思俊 秦玉京 支锦亦

摘要：地铁列车是城市最主要的公共交通工具，提升地铁客室设计质量能带给大众舒适的出行体验。通过梳理地铁列车客室设计的研究进展和情境设计的基本理论方法，将客室区域划分为4个部分，分别归纳了关键设计要素，提出情境分析应从乘车环境、设施使用和乘客知识3方面入手。以普通乘客的常规乘车流程为例建立了基础情境模型。为深入挖掘乘客需求，有必要建立不同乘车情境的分类模型，并指出了地铁客室和消费产品情境构建的差异。

关键词：地铁列车情境分析乘客行为

中圈分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2019）09-0101-03

引言

地铁作为大运量城市轨道交通工具，首要任务是解决城市拥堵问题，截至2018年底，地铁运营线路占城轨运营线路的75.6%，当年新增运营地铁占比64.6%，在建的6374公里城轨线路中，地铁占比83.4%。地铁成已为城市居民出行的主要公共交通方式。在保障出行效率的同时，人们也越来越注重出行的品质，而优秀的列车客室设计是提升乘客出行体验的首要因素。近年来，王存义等从内饰被动安全的角度研究了地铁座椅挡板设计对碰撞伤害的影响。李伏京等嘲讨论了客室不同座椅布置方式的乘客疏散效率。赵亮等从群体乘客分布规律的角度研究了提高车内设施服务率的布置方法。魏峰等从乘客的生理尺度出发提出了车内关键部件尺度的优化数据。这些研究表明，地铁客室设计方面的研究侧重于设施安全和使用功能方面的探讨，即从车辆的经济、安全成本出发进行设计。对乘客乘坐地铁的心理感受、愉悦程度等方面的研究还较少。情境分析是从用户需求出发解决设计问题的一种方法，基于情境分析构建乘客的乘车情境模型，是系统的归纳乘客从上车到下车的整个行为流程和心理活动，求解设计需求的思维体系。

一、情境设计概述

在心理学中，“情境”是指对人有刺激作用、有一定生物学意义和社会意义的具体环境阴。我国清代小说家刘鹗在其《老残游记》中提到“虽有此如梦之百年之情境，更无叙述此情境之我而叙述之矣”是较早的对情境假设的描述。1997年，Clancey将文学中常用的情境描述方法引用到设计领域，提出了情境类比设计理论，即通过假设消费者使用产品的行为和方式获取设计知识。和传统以设计师经验为主导的设计相比，情境设计更加注重用户的体验。

情境分析的方法可分为两种类型，一类是以目标用户的认知思维去构建使用情境，激发设计者与用户相同的经验灵感，挖掘真实设计需求，解决设计问题。另一类是设计者对产品市场、环境、^群展开详细调研，通过知识构建虚拟用户情境模型继而展开深入设计。两种方法归根结底都是以用户为中心的设计方法，重点是对使用情境模型的建立。在地铁客室设计中，乘客的乘车情境是设计的主要切入视角，需要对与乘客行为产生交互的车内设施进行系统研究，根据情境设计方法，—方面需要通过行为观察和实际调研搜集乘客使用的真实反馈，对客室设施的需求进行分析，从工业设计的角度归纳总结。另一方面需要基于乘客的乘车流程和客室设计要素构建典型虚拟用户情境，包括故事模板、乘客需求、虚拟原型和模拟测试等内容。

二、地铁客室设计关键要素

地铁客室包含座椅系统、扶握系统、显示系统、灯光系统、应急系统、消防系统、无障碍系统等诸多设施，是一个较为复杂的人一机一环境系统。设计时也受车辆结构、运量要求的限制。我国地铁列车主要技术规格如表1所示。

从乘客乘车行为的角度对客室区域进行划分，如图1所示。一个完整的乘车流程始于在站台候车，列车停稳后进入①门前区，经由②车门立席区在③座席区就坐或在④座前立席区站立。当车内乘客密度增大时，乘客也会选择在②车门立席区或①门前区倚靠。当到站列车挺稳时，乘客再由①门前区下车。

（一）门前区。

门前区是乘客乘降的必经区域，人流量最大。门前区涉及车门、提示显示器和两侧扶手，车门设计需综合考虑车门高、宽及车门间距对乘客行为的影响，一般认为2至3列的候车人群可以得到较为高效的乘降效率，车门过宽会导致上下车列数增加反而降低人流速度，车门过窄增加站台和车内乘客的滞留时间，降低列车运营效率。应合理设计车门尺寸以获得最优的综合效益。提示显示器是车内最为重要的导视工具，无论座席还是立席乘客，在车内各个位置都应能无遮挡的清楚识读上面的到站信息，信息排布也要通俗易懂。两侧扶手虽然在列车运行时提供了抓握点位，但车门两侧站立的乘客对客流有阻碍作用，理想的使用情境是在②③④区域无空位后，在①处的扶手抓握。但往往在②④处仍有空位时，门前区的两侧扶手就已有乘客滞留，影响了其他乘客往车厢内移动。因此，需要深入调研乘客的乘车情境，决策门前区是否设立扶手。

（二）车门立席区

车门立席区是两侧车门间的矩形区域，乘客会经由此区域上下车或滞留在此处，车门立席区正中一般会设立一根中央立杆，主要服务对象是即将下车的乘客，但当车内③④处拥挤时，该处也是主要的立席区域，目前中央立杆的设计形式有单根、两根和三根式，三根式提供的抓握点数最多，表明可能在此处滞留的乘客越多，单根式提供的抓握点数最少，但当车内乘客密度较大时又可能无设施可用。所以，要根据不同车型的空间大小和使用情境选择合理的立杆形式，既要提供足够的抓握点，又要避免车门立席区滞留的乘客过多，影响上下车效率和乘客分布的均匀性，降低车辆的运量。

（三）座席區

座席区除了地铁座椅其实还包括座椅得两侧风挡。我国A、B型车以横向排布的长椅为主，少量车型使用纵向布置的座椅。以B型车为例，一个座席区定员6人，但在实际乘车情境中，会超额乘坐，整列车设计有232个座位，其余大部分乘客会站立在座前立席区。地铁座椅主要考虑材质和曲面形态带给人的舒适性问题，文献通过体压分布测试对座椅形面进行了人机工程学优化。除了满足普通乘客需求之外，还应为特殊人群划分座椅。

（四）座前立席区

座前立席区是客室的重要功能区域，此区域的设施主要是扶握系统，即扶杆和吊环，虽然涉及的设施种类单一，但由于数量和间距不定，乘客的行为又是动态的群体行为，因此要考虑的使用情境是较为复杂的。扶杆和吊环的高度需考虑不同百分位的可及需求，又不能过低阻碍通行。扶杆和座椅的距离要设置得当，考虑座席乘客的容膝距和陌生人之间的心理距离。吊环虽然均匀分布在扶杆上，但布置间距也需满足人的生理和心理需求。优秀的扶握系统设计有助于调整车内人群分布，提供均匀、足量的抓握点数，若排布不当会使人与人之间产生拥挤感和紧张、不愉悦的情绪。

三、地铁客室情境设计分析

通过分析地铁客室的关键设计要素，限定了情境发生的环境，再面向乘客行为开展情境分析，理清乘客与客室的交互关系，有助于提升人性化感受。从环境心理学的角度来看，人和车内环境是相互作用的，交互关系体现为人在车内环境中的行为，而决定乘客行为的主要因素是人的心理状态。—方面客室环境从心理上诱导乘客行为发生，另一方面乘客的行为结果是客室设计优劣的度量。根据这一规律，至少可以从乘车环境情境、设施使用情境、乘客知识情境3个方面分析，如圖2所示。

（一）乘车环境情境

环境情境并非是客室环境设计而是指乘客行为与客室设施的动态交互背景，是基于时间和空间的动、静态信息，对单个乘客而言环境情境是特定的，不存在任一相同的环境信息，但可以通过归纳人群特征、时间特征、组织运营特征提炼出相似的情境。如夏季的早高峰时期、机场线的客流特征等，对环境情境进行归纳可为列车设计、选型提供理论依据。

（二）设施使用情境

客室设施是人车交互的物理界面，是有形的、可感知的，但乘客对乘车体验的潜在需求需要设计师去挖掘，包含功能和情感层面。功能层面的设计虽然可以通过观察法、测量法等直观方法推导设施的结构、形态，但在公共空间，乘客缺乏主导设计和选择设计的权利，在感觉略微不适的时候，会迫使自己适应产品，而不是提出改进策略。情感层面是客室色彩、材质、设施造型带给人的心理联想和审美体验，是一种主观本能产生的共感觉。可运用感性工学方法建立情境中的设计元素和情感间的映射关系来指导设计。

（三）乘客知识情境

产品需要围绕用户需求进行设计，用户知识是隐性的影响使用体验的背景或经验。一般包括文化程度、宗教信仰、民族习俗等乘客认同的使用价值和文化内涵。地铁列车是在市域开行的公共交通工具，充分调研地域内群体的知识背景，构建有地域文化特色、符合习惯习俗的乘车情境是地铁客室多元化、个性化设计的必要途径。

四、地铁客室情境模型构建

根据乘客乘车流程进行调研和情境分析，构建不同的乘车情境模型可以看作是对具体行为的信息分解。每一类乘车情境都涉及到使用不同的客室设施，即情境要素。各种情境要素相互交织构成了一个从上车到下车的完整情境故事。设计师要对这个故事尽可能详细的描述，提炼乘客需求并进行设计输出，以完成情境建模的流程。

以普通乘客—次常规乘车情境为例，构建模型如表2所示。

为了考虑多种情境下的乘客需求，需要在上述基本情境的基础上对其他乘车情境加以分类，如机场线的乘车情境、高峰期的乘车情境、残障人士的乘车情境、甚至女性专用车厢的乘车情境。每一类情境下乘客的生理和心理需求是有显著差异的。要根据不同的情境创建典型角色，挖掘乘客需求并提出详细的设计方案。

结论

过去我国经济不发达，私人交通工具保有量低，使用公共交通工具出行是必然选择，近十年来，我国在经济建设方面取得了巨大成就，人们生活水平不同以往，私家车销售量连续9年世界第一，人们出行已有多种选择。提升乘客的乘坐体验是吸引人们使用公共交通工具的重要手段。地铁是城市内最为主要的公共交通出行方式，情境设计提供了一种挖掘用户真实诉求的方法，摆脱了设计师主观臆想带来的设计上的功能冗余。与建立消费产品的情境分析模型不同，地铁客室不是针对特定用户群体开发的产品，而是面向大众的、所有阶级的服务系统。因此需要从建立基本的乘车流程出发，对不同的出行环境信息、设施使用需求、乘客背景知识进行归纳和分类，分别建立情境模型进行分析，指导设计开展。后续还需要从生理层面和心理层面对设计方案进行验证评估。