中国高速列车客室通用设计研究现状综述

刘建军 巩彦孜 孙彪

摘要：随着我国高铁技术的快速发展，人们对高速列车客室内部的舒适度与宜人性的要求越来越高，通用设计作为一门涉及到研究所有人群需求的学科，在高速列车客室方面的应用也越来越得到研究人员的重视。文章对近20年中国高速列车客室通用设计研究现状进行了综述，内容涉及高速列车客室乘客群体、客室内部设施以及客室环境。最后对我国高速列车客室通用设计研究当今发展趋势进行总结，指出我国高速列车客室通用设计运用研究的特点以及存在的问题，希望可以通过本研究来促进我国高速列车客室通用设计的发展。

关键词：高速列车 通用设计 乘客群体 客室设计 综述

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2021）05-0082-04

引言

通用设计的定义是不经过特意的设计或修改，在最大程度上扩大设计的受益人群凹，尽可能地为所有使用人群提供便捷的产品、舒适安全的环境。其设计理念不带有适应性与专用性，为传统的无障碍设计指明了发展方向，满足了所有使用群体“公平使用、平等参与、关爱包容”的心理诉求，是一种理想化的创造性活动。高速列车内室通用设计是指基于现有的列车技术水平，对内室环境、基础设施、材料工艺等一切与乘客群体有关的物件进行分析，使其具有包容性、便利性、自立性、选择性、经济性的特征。

自上世纪90年代开始，国内开展了一系列对高速列车的研究活动，到现阶段已经取得了诸多技术创新成果。在此期间中国高速列车的客室设计也经历了从引进国外先进技术到消化吸收再到自主创新的过程2，例如CRH380高速动车组系列便是国内自主研发下的产物，如图1。

中国高速列车客室在自主研发的过程中，除了要重视九大关键技术与十项配套技术[2]，还需要从通用设计的角度出发，对人机工程学、设计美学以及乘客的认知和行为等方面进行研究，分析出适用的研究成果并将其融入到我国高速列车客室设计当中去，可以全面提升我国高速列车内室的乘坐舒适度与综合服务质量[3]，从而满足全体乘客群体的生理与心理需求。

随着通用设计理念的普及，我国已有许多学者与科研机构投身到对高速列车客室通用设计研究的行列当中。文章对现有的相关文献研究状况进行了阐述统计，并对中国高速列车客室通用设计发展趋势以及其中存在的问题进行了总结分析。

一、高速列车客室通用化设计的研究范畴

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[4]。高速列车客室的通用设计，需要从现有技术、内部设施、使用人群、客室环境四个系统进行综合考虑。现有技术方面主要包含生产材料、生产工艺、列车内部结构优化等技术;内部设施方面主要包含基础设施与配套设施等;使用人群方面主要涉及乘客需求、人机尺度、行为模式、心理与认知特征等;客室环境主要涉及空间布局、照明环境、客室气候等方面。现有技术是改善高速列车内部设施和客室环境的重要基础，使用人群的需求对于其他三个系统来说是有益的补充，起着核心推动力的作用。这四个系统之间存在相互制约，相互促进的关系[4]，其关系如图2所示。

二、国外高速列车客室通用设计概述

随着通用设计理念在世界范围内快速普及，日本与许多欧洲国家介于其国内发达的高速列车技术，较早地将通用设计概念引入其本国高速列车的设计研发当中，并制定了一系列的设计标准与规范，各自形成了自己的一套体系。并且在研发过程中委托诸如日本川崎重工（Kawasiki）、法国阿尔斯通（Alstom）、德国西门子（Velaro）等世界著名的设计公司对其客室内的“人一机一环境”进行重点设计改良，因此这些国家的高速列车在设施操作性、环境舒适性等方面均已达到世界一流水平。

虽然这些国家针对高速列车客室提出的通用设计规范与标准各不相同，但是综合看来，他们对于高速列车客室乘坐的安全性、便捷性、舒适性等方面都持有高度的重视态度。根据文献[5-8]调研，日本、德国、法国、意大利、奥地利的高速列车客室通用化设计现状可概括如下：

日本在高速列车客室通用设计方面的意识形成最早，在设计实施方面也较为全面，出于对不同乘客群体生理与心理需求的考虑，日本在全国76条铁路客运专线上设置了客流高峰期女性专用车厢、无障碍厕所、轮椅乘坐区域、老幼病残孕的专用席位[5]，此外为了满足诸如大宗行李携带者、婴儿车携带者、轮椅使用者等特殊人群的使用需求，列车内还配备有渡板、升降机等辅助设施。日本高速列车客室内的通用化设计现象已经十分普遍，这得益于日本广大弱势群体与健康人士的认可，设计师的肯定与政府的支持。

相比于日本高速列车客室通用化设计现状的普遍性而言，欧洲各国高速列车客室通用化设计现象比较集中，主要体现在现有的几个高水平车型中，例如德国的ICE1型动车组、法国TGV动车组、意大利AGV动车组、奥地利Railjet动车组。

1.客室侧门：无障碍车厢侧门上通常会贴有明显的无障碍标识侧门宽度通常为900mm～1000mm，均满足轮椅通行的尺寸。这其中ICE1动车组无障碍车厢侧门比其他车厢门低10cm，Railjet動车组无障碍车厢侧门处设有升降机，这都为弱势群体进出列车客室提供了极大的便利，体现出通用设计安全、省力的原则。详情见图3。

2.客室内部：每个动车组均设有一个无障碍车厢，车厢内部均设有无障碍卫生间与轮椅座席。此外在其他车厢还分布着不同数量的优先座位，以提供给老弱病残等有特殊需求的弱势群体使用。轮椅座席均布置在列车客室端部，轮椅使用者无需经过过道便可到达此区域，轮椅座席占车客室面积通常为1000mmX1300mm～1200mmX1500mm[6]，为轮椅提供了进行回转或调整角度的空间。在轮椅座席区域一般设有明显的无障碍标识、轮椅固定设备与陪护座椅，十分人性化，无障碍座椅采用可折叠设计，在没有轮椅乘客使用的情况下可提供给健康乘客使用。值得一提的是，Railjet动车组在某些车厢内部还设有自行车停放处与儿童放映区，对于乘客群体需求的考虑十分全面，如图4所示。

3.无障碍卫生间：无障碍卫生间门锁多采用电动设計以方便轮椅使用者对其进行开关，内部面积通常为1500X2000mm～1800mmX2000mm问，内部设有残疾人专用座便器、安全扶杆、盥洗处、婴儿护理台、垃圾收纳处、卫生纸盒与一次性马桶坐垫盒等配套。安全扶杆与婴儿护理台采用折叠设计，能有效地节省卫生间内部空间。此外考虑到弱势群体发生危险情况的机率较大，卫生间内的座便器与洗手盆附近均设有紧急呼叫装置，详情见图5。

通过对以上型号动车组组进行分析不难发现，在通用设计理念的引导下，日本、法国、德国、意大利、奥地利等国家的高速列车客室设计在宜人性与舒适度方面不断地进行实践，逐渐形成了一套符合本国国情的高速列车客室通用设施分布规律与通用设计理念，为其国内弱势群体提供了充足的出行保障。

三、国内高速列车客室通用设计研究现状

高速列车客室设计主要包含车厢的布局设计、客室内部设施设计以及信息标识设计等方面。4客室的通用设计须重视乘客人群的多样化需求，从设计美学、结构功能、人机尺度、认知心理等多视角切入，体现通用设计的原则与特征。现阶段国内的研究主要集中在乘客群体、客室内部设施与客室环境这三个方面。

（一）对乘客群体的研究

对于乘客群体的研究主要集中在人机尺度、乘客需求、行为模式、心理与认知特征方面。对于人机尺度方面研究的文献占大多数，对于乘客需求方面的研究也逐渐被各界学者、设计师所重视。

1.人机尺度：舒适合理的人机尺度是提升高速列车客室内综合舒适度的前提，列车客室整体的舒适性往往会通过使用者身体方面的感受第一时间传达给乘客，在提升旅客乘车体验中扮演者重要的角色。例如向泽锐（2016）通过对轮椅使用者回转空间尺寸、通行宽度尺寸以及上肢可及范围的可用性实验，提出了“人（轮椅使用者）一机（轮椅）一环境（列车客室）”系统概念，对高速列车客室内部无障碍设计的关键尺寸进行优化设计，为解决弱势群体出行不便、完善我国列车客室无障碍环境提出了良好的建议。

2.乘客需求：随着我国高铁技术的迅速发展，为了满足乘客成群体多样化的需求，高速列车客室在功能上也逐渐呈现通用化的态势。有需求才会有进步，乘客的需求是推动我国高速列车客室通用设计发展最核心的动力，国内有关高速列车客室设计的文献几乎都着重分析了乘客的需求。例如支锦亦等（2006）在总结铁路客车的客室内部设计发展趋势中提到，客室内部的设计要注重乘客群体的多方面需求，尤其是心理方面的需求;倡导多行业、多领域的专业人员进行合作，采用模块化设计的方法对列车客车内功能单元进行清晰的划分，以实现不同环境下功能设施的通用性;关注弱势群体的需求与权益，主张客室内部的设计标准要多参考弱势群体的身体尺度，将客室设计的出发点放在弱势群体的需求之上，这样设施与环境不但满足了弱势群体，其他健康乘客的乘车体验也将会得到提升。

3.行为模式：分析乘客在乘车时的行为特征，有助于设计者明确乘客在乘搭高速列车过程中的具体任务获取乘客在乘坐高速列车时的关键动素，以便发现乘客在完成乘车任务种出现的各种障碍。例如赵金玲（2010）从通用设计的原则的出发，通过对通用设计所包含的所有群体的能力进行了划分，着重对高速列车客室各给乘客群体的行为特征进行了分析，总结出了现今中国高速列车内室设计中所存在的问题;提出了一套基于通用设计原则的高速列车客室设计策略，主张优先满足弱势群体的乘车需求，给全体乘客提供一个“公平使用、平等参与”的环境，为高速列车客室通用设计的发展提供了一个新视角。

4.心理与认知特征：高速列车客室在功能性上除了要满足乘客的生理需求，还应更加关注列车客室设计的情感表达，强调乘客群体的心理感受与情感诉求。例如李洋等（2010）从情感化设计的角度出发，通过分析中国传统文化、设计哲学与情感化设计三者之间的联系，对情感化设计对高速列车内室设计的影响进行了研究探讨;从乘客心理的本能层面、行为层面和反思层面对中国高速列车客室情感化设计策略进行了分析，重点研究了乘客对高速列车客室安全感、私密感与领域感的心理诉求，指出情感化设计在中国高速列车客室设计中扮演着重要的角色。

根据知网检索结果筛选分析己有的文献，高速列车乘客群体的研究文献共有58篇，研究重点主要集中在人机尺度与乘客需求方面，而对乘客行为模式与心理、认知特征方面的研究还较少，详细情况见表1。

（二）对客室内部设施的研究

高速列车客室内部的设施主要涉及基础设施与配套设施等，基础设施包含侧门端门、座椅、卫生间等，配套设施一般依附在列车结构或基础设施之上包含行李架、扶杆、收纳网、桌板、按钮开关、饮水装置、盥洗池、导视系统等。在客室内部设施研究中，对于座椅的研究是最为重要的。

1.基础设施

（1）客室门：高速列车客室门是乘客进出列车车厢与客室的必经之路，也是乘客使用的第一个基础设施，其在功能性上必须保证安全效率、通行顺畅。例如郭晓峰等（2014）对许多欧洲国家高速列车车型的客室进行了实地调研，重点分析了其客室内部无障碍设计;测量了多种车型侧门、端门、无障碍卫生间门的实际尺寸，同时测量的数据进行分析，是否考虑了轮椅使用者、大宗行李携带者等乘客群体的通行条件;对无障碍厕所门的设计进行了较为详细的描述，最后指出自动拉门是我国高速列车客室内门的发展方向。

（2）乘客座椅：座椅是乘客使用最为频繁的基础设施，在高速列车乘坐舒适性能中扮演着极为重要的角色，可以说其设计的优良性直接关系到旅客在出行时对交通工具种类的选择，在高速列车客室基础设施中占有核心地位。其是否能满足乘客舒适的坐姿、是否满足乘客在乘车时各类行为动作的需求、是否具有合理的体压、是否具有美观的造型等，都会影响乘客对高速列车客室的综合评价。国内有关客室基础设施设计的文献几乎都对座椅进行研究探讨，例如陈祥等（2009）为了提高高速列车乘客座椅的舒适度，以CRH2高速列车座椅为研究对象，设计了对其座椅舒适度评价的调查问卷;采用多元回归分析法对调研数据进行分析，指出座椅靠背的尺寸，座椅倾斜度的可调节性，头部、颈部、腰部、扶手的舒适性在评价座椅舒综合适度方面起着决定性的作用;通过实例验证得出了符合我国乘客身体尺度的座椅尺寸，即座椅的倾斜度在100*～200%之间，靠背宽度小于415mm、靠背高度大于725mm，乘客头部距座椅面700～895mm时为最舒适的座椅尺度。李娟等（2011）分析了影响高速列车客室座椅设计的内外部因素，提倡乘客座椅设计的应以人为本，要满足乘客的生理需求以及心理需求;将高速列车乘客座椅的设计流程划分为设计规划、设计定位、设计实施以及设计评价这四个阶段;在设计测评阶段主张从有效性、高效性、吸引力、错误宽容度、易学性这五个维度对高速列车乘客座椅的设计方案进行评价，这充分体现了通用设计原则在高速列车客室座椅设计方面的有效应用。

（3）卫生间设施：卫生间同样作为高速列车客室中的重要基礎设施，是乘客在旅途中不可获取的存在。随着乘客对其要求不断提升，我国许多学者与机车厂正在不断提升着其内部的功能与整体舒适性。例如刘峰（2011）分别对国内外高速列车客室内部的卫生间做了重点分析，将我国高速列车内部的卫生间种类划分成三类，即蹲式卫生间、坐式卫生间与无障碍卫生间;探讨了卫生间空间尺寸、整体环境对人心理的影响以及卫生间人机工程学的标准;利用模块化设计理论对中国现有车型中的卫生间布局设施进行改良，得出3个设计方案，并利用JACK软件对卫生间的人机关系与姿态舒适度进行验证;方案中的卫生间界面简洁易用，并没有将有特殊需求的人群单独划分出来，而是尽力满足全体乘客的使用习惯以及对舒适度的要求，充分体现出通用设计的包容性。

根据知网检索结果筛选分析己有的文献，高速列车客室基础设施的研究文献总有266篇，研究的重点主要集中在乘客座椅、侧门端门方面，而卫生间、通道方面的研究还较少，详细情况见表2。

2.配套设施

（1）导视系统：导视系统标识是乘客与高速列车内部视觉系统之间联系的纽带，高识别性、通俗易懂的信息标识不但能高效的引导乘客完成乘车任务，还能减少乘客的误操作[8]。例如唐珊（2011）研究了人对标识的认知习惯与规律，分析了列车品牌文化、车身和内室造型与高速列车内部标识系统的之间的联系;利用列车品牌标志（LOGO）高识别性、易识别性的特点来指导高速列车内部标识的设计，以提高列车内部导视标识系统的识别性;以CRH380A为例，对车内信息标识系统进行了重新设计，设计方案充分体现出通用设计简单直观、可察觉性的原则。

（2）其他配套设施：细节决定成败，我国高速列车客室通用设计不能只着眼于基础设施的发展，也应该关注乘客对其他配套设施方面的需求，配套设施是基础设施的补充，配套设施的优化会使基础设施的功能更加完善，从而进一步促进列车客室的宜人性。例如吴娟（2019）主张高速列车客室内部的行李架等配套设施应注重人性化设计，按照乘客群体的生理特征与心理特征以及需求层级将其划分成健康群体与弱势群体;设计调查问卷以分析各个人群在使用列车行李架时遇到的痛点;对京雄线上高速列车客室行李架进行设计创新，设计方案充分体现了通用设计的公平性、简单直观、容错率高、充足的空间等原则。周泽（2015）将中国高速列车客室内部的配套设施划分成不同的功能系统逐个进行调查分析，对乘客在使用行李架、热水器、水龙头以及卫生间开关等配套设施的流程进行了描述，推测乘客在使用流程中可能会遇到的问题与障碍，提出了诸如卫生间开关、行李架、饮水设备等设备的设计建议准则，以提高乘客在使用配套设施时的容错率与乘车体验。

根据知网检索结果筛选分析己有的文献，高速列车客室配套设施的研究文献共有98篇，主要集中在行李架、扶杆与小桌板方面，而饮水设备、盥洗设备、信息导视系统方面的研究还较少，详细情况见表3。

（二）对客室环境的研究

客室环境主要涉及空间布局、色彩与照明、客室气候这三个方面，这其中空间布局占主导地位，客室气候是一个新颖的研究方向。

1.空间布局：空间布局是列车客室设计的基础，涉及列车过道、无障碍区域、乘客座椅分布、车厢连接处等区域，良好的客室布局设计不但会有利于提升列车车厢内部交通效率也会提高车厢环境的整体舒适度。例如向泽锐等（2014）从弱势群体的角度出发，对行动不便的乘客群体进行分类并分析他们乘客需求情况，以轮椅使用人群的身体尺度为标准，先后建立了高速列车客室无障碍流线模型，无障碍区域与无障碍厕所的布局方案;以减少轮椅使用者在完成乘车任务的过程中对其他普通乘客造成的负面影响。

2.色彩与照明：彩色与照明是组成列车客室环境氛围的重要因素，在列车车厢空间感营造、减少乘客视觉障碍、提升客室内装造型等方面起着十分重要的作用。例如支锦亦等（2008）研究了色彩因素与照明因素对高速列车客室环境的影响，发现列车客室内良好的色彩关系搭配上合适的照明灯光可以有效地缓解车厢狭小给乘客带来的压抑感与烦闷感;主张客室内部色彩与照明的设计应注重视觉障碍者的视觉特性，提倡运用强烈的颜色对比与电子光照以帮助视觉障碍人群对客室内的环境方向、位置进行辨别，如此以来在满足视觉障碍者特殊需求的同时，也提升了客室环境的通用性与安全性。范静静（2010）认为高速列车内室良好的照明环境不仅可以满足乘客群体的审美情感，从生理与心理上减轻乘客的疲劳感受，还可以提升高速列车客室内部整体的舒适度与环境品质;从情感化设计理念的视角切入，将乘客群体的心理需求划分成对高速列车客室舒适度的需求、私密感的需求以及安全性的需求，基于这三类需求，提出了一套符合我国国情的高速列车厢内部的照明设计原则。

3.客室气候：客室气候是近年来高速列车客室环境设计的一个新方向，列车客室作为一个移动的公共空间，其内部的温度、湿度、通风情况与旅客的乘车体验息息相关。例如王海霞等（2011）通过对高速列车内室“微气候”对用户群体乘车体验的影响因素进行分析，总结出温度、湿度、新风量与照明这个四个主要因素;从这四个影响方面出发，利用视线跟踪技术和行为分析实采集用户体验的数据，提出了高速列车内室“微气候”的设计原则;

根据知网检索结果筛选分析己有的文献，高速列车客室配套设施的研究文献共有101篇，重点主要集中在照明环境方面，而空间布局、客室气候方面的研究还较少，详细情况见表4。

四、研究趋势总结及存在的问题

从我国高速列车客室通用设计的研究脚步正在逐渐加快，各界学者与研究机构在引进国外的优秀通用设计理论的同时结合我国国情，提出了许多创新性的设计策略与准则。对于乘客群体需求的解读也逐渐深入，大都强调以人为本的设计理念。虽然我国高速列车客室通用设计在理论研究方面正处于高速发展阶段，但在发展过程中仍存在着许多问题，例如其理论对应的列车客室的通用设计实践相较于许多西方国家还处于落后状态;研究分布的不均衡与设计方法上的差异性，也延缓了我国高速列车客室通用设计设计流程与方法的形成。高速列车客室通用设计需要均衡发展，要协调好“现有技术-使用人群-内部设施-客室环境”这四个系统之间的关系，把满足使用群体的各类需求、提升乘车舒适度作为最终目的，把现有技术、内部设施、客室环境作为实现目的的手段。随着技术的发展，以及人们对高速列车客室通用化设计的重视与研究，我国高速列车客室必然会适用于更广泛的乘客群体，届时客室内部的设施与环境不仅对弱势群体是友好的，也会使得其他乘客人群在乘坐、使用时更加舒适便利。

参考文献

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[8]王垚.中国高速列车内导视系统标识动态化设计研究[D]，北京交通大学，2019.