社会创新理论下基于最优赋权法的候车室座椅设计

呙智强，李淑敏，赵港

社会创新理论下基于最优赋权法的候车室座椅设计

呙智强，李淑敏，赵港

（山东科技大学，山东 青岛 266000）

以全球疫情防控为切入点，重新研究新时代社会背景下的候车室座椅，以协同式、参与式的理念，定性和定量的方式研究各方用户需求，建立评价指标体系，完成候车室座椅的重新设计。基于社会创新理念，以候车室座椅为基础，协同各方资源与需求，通过实际调研和参考专家意见的方式获取需求数据，结合主观评价层次分析法和客观评价熵值法，对旅客、运营方和生产方的需求指标进行多层次分析，确定指标优先级排序，指导方案设计。通过主客观相结合的最优赋权法，有效避免了层次分析法设计决策主观性过重，从而致使评价结果不令人信服。通过参与式与协同式的社会创新理念，解决新的社会背景下关于私密性、舒适性和设计促进防疫等问题。

候车室座椅；社会创新；最优赋权法；环境行为学；模糊评价

2020年初，新型冠状病毒席卷全球，针对疫情最重要的防控措施为切断传播途径，作为人流量大且人流较为密集的候车室等公共空间是疫情防控的重要环节。以此为契机通过协同各方资源，包括顶层政策支持（疫情发生之初，国家卫健委印发《新型冠状病毒感染的肺炎疫情不同风险人群防护指南》，以下简称“指南”）与各方需求，对候车室座椅重新设计，研究公共空间的环境心理学，通过协同、参与的方式开展创新流程，同时建立候车室座椅各要素评价指标模型，通过层次分析法和熵值法相结合的最优赋权法计算出各要素权重，经过综合评价确定出最优方案，同时为未来候车室座椅设计提供可参考研究模型。

1 研究理论及流程

1.1 社会创新理论

社会创新设计是专业设计为了激活、维持和引导社会朝着可持续发展方向迈进所能实施的一切活动[1]。社会创新通过社会部分的合作，由小到大，针对复杂的社会网络，来实现资源的互相沟通，从而打通庞大繁复的社会系统[2,3]。

社会创新设计有广泛性、协同性和系统性的特征。广泛性，指社会创新在整合考虑人、环境和产品等要素的同时要考虑到整个设计系统的内容；协同性，指社会创新要求多方协同参与设计，用户、设计专家、生产方等多方参与，设计师和用户一起赋予产品存在的意义。协同创新的主体包括顶层决策者、设计专家、投资者；系统性，通过设计专家的倡议使创新过程联合多方要素和融入多方需求，不仅局限于解决当前的问题，而是通过系统化的方法为解决未来的社会问题提供解决方案。

1.2 最优赋权法

最优赋权法指的是由层次分析法（AHP）和熵值法共同进行指标评价决策的综合评价方法。层次分析法是将与决策相关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的决策方法，该方法具有系统、灵活、简洁的优点[4]。层次分析法能够将定性的问题通过定量计算的方式解决，其带有过多决策者自身的主观意见，不能完全令人信服，所以引入较为客观的评价方法——熵值法。熵值法是信息差异化的度量指标，源于物理学[5]。在综合评价中，熵值法评价同样适用，信息量越大，熵值越小，相对应指标的权重就越大，反之权重越小。熵值法确定权重，是根据信息原始数据进行权重计算的一种方法，比较客观。主观确定权重的AHP与客观确定权重的熵值法相结合计算得出各项设计要素指标的权重，通过综合评价，确定最优指标方案，为候车室座椅设计提供研究模型。

1.3 研究框架

文中以协同创新的理念，通过PEST分析确定研究必要性，以疫情防控背景为切入点，分析公共空间中的环境行为心理学、人机工学和产品设计原则。以协同创新的理念从旅客、运营方和生产方3个角度建立用户需求指标结构模型，并对需求指标进行主客观综合权重计算，从而确定最优指标以此来引导方案设计，并对最终方案进行模糊综合评价，见图1。

图1 研究框架

2 候车座椅设计评价模型

2.1 必要性分析

从宏观环境的角度分析，在国家卫健委印发的关于疫情防控“指南”引导下，参照候车室运营规范，通过设计的手段协同配置多方社会资源，包括技术手段、经济水平、设计相关方需求等，见图2。

从公共空间防疫角度分析，现有候车室座椅的开放式设计完全不满足防疫需求。公共空间防疫指标分为环境污染程度和具体环境下的人体暴露行为。暴露行为包括基础污染物的行为方式特征和时间。现有完全开放式的座椅设计不具备以上防疫指标功能，因此该研究切实可行且有充足的必要性。

图2 PEST分析

2.2 用户需求要素研究

在公共空间座椅设计研究中，涉及环境与人类行为，即候车室空间、旅客休息和座椅的生产3个维度文中将从旅客、运营方和生产方3个角度进行设计要素剖析。

为了科学系统地剖析三方用户的需求，研究候车室空间中的环境心理学——环境、行为和心理。环境心理学的研究分为2个部分：一是认识环境并评价使用者对环境各要素的满意程度；二是分析环境要素对使用者的影响[6]。环境心理学涉及知觉和体验的感受，空间知觉具体指旅客对座椅的大小、颜色、造型和距离等要素的直观感受；体验则指的是旅客在经过知觉感知后的一种体验感觉，人机尺度、功能和材料质感等。相对知觉的多器官活动，体验就是一种单一器官活动的结果，较为客观且不受个人经验的影响，主要取决于产品本身的指标特点。同时环境行为学的涉及范围非常广泛，也涉及技术领域，见图3。

图3 环境–行为心理学研究

为了系统地分析候车室空间的环境心理学，运用诺曼的用户体验理论来系统地分析3个角度的用户需求。

本能层、行为层和反思层是诺曼用户体验理论的3个层次[7]，据此可以将用户在特定环境中使用产品的体验过程分为直觉体验、过程体验和经历体验[8]。以旅客角度为例分析，直觉体验就是空间知觉，是用户对产品外观列特征的直观感受，比如椅子的形态、色彩和材质，其对应用户体验理论的本能层。过程体验则是用户在使用产品过程中的感受体验，包括人机性能、操作性和私密性等，其对应用户体验理论的行为层。经历体验指用户使用完产品后的主观感受，比如愉悦感、舒适度的一些主观评价，其对应用户体验理论的反思层。

文中将能直观感受的直觉体验作为用户显性需求分析，将不能直接通过感官感受的过程与经历体验作为用户隐性需求分析，见图4。

图4 用户需求研究模型

作为另外两个角度，运营方和生产方的需求同样可分为显性需求与隐形需求。显性需求满足运营方和生产方的基本需求，比如运营成本，生产造价等。隐性需求则是在满足基本需求下的兴奋需求，能为运营方和生产方带来额外价值的需求，比如座椅与周围候车室环境的和谐程度，生产结构合理简单等需求。

2.3 用户需求评价指标模型构建

根据图4用户需求研究模型，结合环境行为学研究，构建用户需求指标结构模型。

1）目标层。用户需求指标模型的最终目的，本层次的唯一指标。

最终得到候车室座椅设计需求评价模型，见图5。

2.4 最优赋权法评价流程

根据设计需求评价模型，通过专家与用户打分提取数据建立矩阵，运用主观层次分析法和客观熵值法进行综合权重计算。

2.4.1 层次分析法计算综合权重

2.4.1.1 构建互反判断矩阵

为了使定性的问题进行量化分析，在层次分析法中一般使用1～9级比例标度法[9]去分析每个评价指标两两相互间重要层次。判断矩阵是表示本层所有因素针对上一层某一个因素的相对重要性的比较。

以准则层为例，建立准则层指标互反判断矩阵：

2.4.1.2 层次单排序与其一致性检验

当，则矩阵具有良好的一致性，相反则需要修改矩阵，直至一致性比率。

表1 一致性指标

Tab.1 Consistency index RI

5）层次总排序与一致性检验。

2.4.2 熵值法计算综合权重

熵值法确定权重步骤如下。

1）先对矩阵指标进行归一化处理。

2.4.3 主客观综合权重计算

2.5 座椅设计研究模糊综合评价

根据最优赋权法进行指标评价，以最优指标设计出座椅方案，然后对方案进行综合评价验证是否符合研究期望值，步骤如下。

由次准则层依次计算出方案的目标层评价得分，根据最终方案的评价隶属度来综合评定最终方案是否符合本研究模型期望值。

3 设计实践

根据候车室座椅研究评价流程，以协同创新的理念，通过采集用户与专家的数据，指导候车室座椅设计实践，然后通过模糊综合评价来验证方案。

3.1 数据收集与权重计算

3.1.1 层次分析法权重计算

邀请30位打分人员对层次分析法各层次各指标进行打分判定（包括10位座椅设计相关领域专家、5位设计师、5位旅客、5位运营方人员和5位生产方）。最终通过计算得出了各层次指标对上一层指标的权重值结果，见表2。

3.1.2 熵值法权重计算

根据文中构建的用户需求评价结构模型，对得出的次准则层18个需求指标进行熵值法权重计算排序。通过15位打分人员（包括10位相关领域专家和5位产品设计师）对次准则层指标进行打分，得出的评价数据见表3。

对原始评价数据进行标准归一化处理，然后进行计算得到各指标信息熵值、信息效用值和权重系数，根据权重系数的大小对指标进行排序，见表4。

3.2 最优赋权法综合权重计算

根据层次分析法计算权重得到的三级次准则层各指标的权重集合以及熵值法计算权重得到的各指标权重集合，用式（14）进行计算得到各指标综合权重排序见表5。

3.3 方案设计

根据用户综合指标排序可以得到用户需求优先度，同时考虑到生产方与运营方的利益，综合权衡进行方案设计，见图6—7。

该方案采用模块化理念，3个基础单元模块，运营方根据不同空间大小需求，进行多种样式的编排，便于运营。同时为了达到私密性需求，将“S”造型作为造型基础，将相邻两人间的视线改为相反方向，同时达到防疫需求。为了满足伴侣或同行者的需求，将部分座椅加宽，同时座椅尺寸与造型完全符合人机尺度要求。结构简单合理，便于拆卸与运输。

表2 各层次指标对目标层的权重

Tab.2 The weight of each level indicator to the target level

表3 次准则层指标评价数据

Tab.3 Sub-criteria level index evaluation data

表4 次准则层指标熵值法计算结果

Tab.4 Calculation results of sub-criteria level index entropy method

表5 各指标综合权重计算统计

Tab.5 Comprehensive weight calculation statistics of each index

图6 设计方案

图7 方案场景

3.4 方案模糊综合评价

根据此准则层模糊评价矩阵，通过式（16）得到子准则层评价模型：

由此得到准则层评价模型：

同时得到目标层评价模型：

为了更为直观地看到该方案的不同指标评价等级，表6为次准则层各指标的评价值。

表6 各指标评价得分

Tab.6 Evaluation score of each index

由表6可以看出，该方案对私密性和疫情下的安全性评价较高，同时满足人机舒适度。但对成本造价、色彩搭配和材料的可利用性等方面还需改进。

4 结语

候车室座椅设计涉及各方需求，以疫情背景为切入点加快改造候车室座椅。通过研究环境心理学更好地分析与筛选各方需求，并建立评价结构模型。利用主客观相结合的最优赋权法对各指标进行评价，从而利用数学方法将感性的用户需求进行优先级排序，解决了设计决策的主观性和不确定性。最终通过模糊综合评价对方案进行综合评定，将模糊问题量化，从而完成整体设计。该研究通过协同各方资源与需求，为解决新的社会背景下候车室座椅设计的一系列问题提供参考，但对实际空间利用率等问题还有待实际检验。

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Seat Design of Waiting Room Based on Optimal Weighting Method Under Social Innovation Theory

GUO Zhi-qiang, LI Shu-min, ZHAO Gang

(Shandong University of Science and Technology, Shandong Qingdao 266000, China)

Taking the background of global epidemic prevention and control as inspiration, the paper aims to research the seating of waiting room in the social background of the new era, use the collaborative and participatory concept, qualitative and quantitative way to study the needs of all users, and establish an evaluation index system, so as to complete the redesign of the seating of waiting room.Based on the concept of social innovation and the waiting room chair, resource and demand are coordinated, and requirement data is captured through data search and expert advice. Combined with subjective evaluation AHP and objective evaluation entropy method, the demand indicators of passengers, operators and producers are analyzed at multiple levels, and the priority of indicators is determined to guide the design.The optimal weighting method combining subjective and objective can effectively avoid the excessive subjectivity of the design decision of the analytic hierarchy process, which may lead to the unconvincing evaluation results. Through the concept of participatory and collaborative social innovation, issues of privacy, comfort and promotion of epidemic prevention in the new social context are realized.

waiting room seat; social innovation; optimal weighting method; environmental behavior; fuzzy evaluation

TB472

A

1001-3563(2022)12-0126-10

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.12.014

2022–01–29

呙智强（1966—），男，硕士，教授，主要研究方向为工业设计、产品设计、艺术设计。

李淑敏（1996—），女，硕士生，主攻环境设计。

责任编辑：陈作