地铁车辆客室车门功能研究论文

中外地铁列车内空间设计比较研究探议内容摘要：本文通过对中外地铁车辆内部空间设计中的几个方面进行研究分析，结合地铁车辆内部空间设计的人机尺度、设计心理学、安全性、人性化、空间布局等方面进行分析与阐述，总结当下一些地铁车辆内部空间设计的优点与不足之处，并结合实例，初步提出了关于现代地铁车辆内部空间设计新的理念、方法和原则。关键词：地铁车辆、内部空间、人机尺度、无障碍设计、人性化1.英国铁路车辆采用的座位尺寸2.国内南京地铁车辆车厢内部座椅尺度3.英国伦敦地铁的座椅4.纽约地铁车厢中的轮椅位置5.里昂地铁车厢内的轮椅位置6.伦敦地铁车厢中无障碍专用座椅7.不同时段的座椅状态在现代城市中，地铁车辆作为一种高效、方便、快捷的交通工具，在运量、速度、运行方式等方面都优于私人交通和传统公交，其单向每小时可运送4万至6万人次；运行速度一般在80公里/小时左右，最高则可达128公里；另外，由于地铁列车是以电力作为动力，基本不存在空气污染问题，是一种绿色环保的交通工具[1]。正是由于以上的这些特点，地铁成为了都市人首选的交通工具，同时也成为各国政府解决交通瓶颈问题的不二选择。地铁的线路设计、地铁站设计、车辆外观设计、车辆的内部空间设计以及视觉识别系统的设计都代表着一个城市甚至一个国家的设计水平与质量，特别是与人关系最为密切的地铁车辆的内部空间设计，尤其应该作为我们设计时考量的重点。随着人们生活水平的日益提高，乘客的需求也已经随之发生转变，从昔日简单地定位于舒适、安全、快捷，到今天更加强调空间体验和精神的愉悦。追求“艺术生活化，生活艺术化”的高品质生活成了现代都市人的美好愿望，因此对地铁车辆的内部空间的设计提出了更高的要求，自然化、人性化、生活化，成为快节奏、高压力的都市人的一种基本的心理诉求。那么它的设计的基本出发点就应该是以如何满足向全面自由发展的现代人的需要，追寻人们乐于接受并感觉舒适的空间组织方法，建立人与环境间的均衡、和谐的整体关系为核心，具体体现为大容量、安全、快速、舒适、美观、节能和人性化的要求。关于地铁车辆内部空间的设计研究在国外也已经相当成熟与完善，例如法国的阿尔斯通、加拿大的庞巴迪、德国的西门子、日本的川崎重工等大的机车制造企业，拥有独立而强大的设计团队，并且已经形成了系统化的关于机车外观和内饰设计的程序与方法。欧洲、美洲的地铁车辆的内部空间设计模式已经被城市轨道交通系统和广大民众所认可。通过对中外的地铁内空间设计中几个方面的分析比较研究地铁内空间设计的不同，借鉴和参考国外的优秀设计，管中窥豹，我们力图总结出适合国情的现代地铁车辆内部空间设计通用性原则、方法和新的理念。我们将从以下几个方面去进行分析和对比：一、座椅的设计西方国家的地铁列车在设计座椅时不仅普遍注意到了人机尺度，而且还应用了设计心理学。例如英国伦敦地铁的座椅（图1），其人机尺度就充分考虑到了椅面倾角与靠背之间形成的夹角以及椅面高度、座深、座宽等的相互关系，使人的第四和第五节腰椎处于中性姿势曲率为零（最舒适）的状态[2]，反观我国南京的地铁，由于其座椅的人机尺度各参数设置的不合理性，从图2中可以看到，乘客在乘坐时第四和第五节腰椎并未处于中性姿势，反而承受了一定的压力。因此必须通过仔细地研究分析来提供合适的尺度和空间以便于乘客使用。另外，设计心理学在座椅设计中体现为如何有效地诠释个人空间与公共空间的关系。同样以伦敦地铁为例，其通排座椅通过采用分割的办法，从而限定出一个个人空间（图3），这样，相邻的两个座椅上的人就各自坦然就坐，避免了因空间限定含混不清而带来的种种尴尬。类似的例子还有采用更简单办法的，日本东京的中央线和山手线的通勤电车上的7人排椅，则是通过改变座椅正中间颜色的办法使7人排椅形成了“3·1·3”区段关系，这样两侧可供3人坐的位置就不可能会被误解成两人座位，这是运用了“综合判定”的认知特性。所以，在地铁列车座椅设计中应用设计心理学是处理好个人与公共空间关系的基础。这方面，在我国多个城市的地铁列车的设计中仍未得到应有的重视。座椅作为地铁车辆上与乘客最直接“亲密接触”的功能部件，其设计应满足形态尺度人性化、乘坐舒适、可调节等功能要求[3]。因此，地铁车辆中的座椅应着眼于乘坐的舒适性和乘坐姿态的灵活性，主要从以下几个方面展开设计：造型简洁、大方、舒适、宜人、符合人机工程尺度；椅背角度可以调节，提供多种可供选择的座椅姿态，减轻疲劳；同时，设计应能将由于偶然原因或误操作而产生的危害及负面后果降到最低，所以与乘客身体直接接触的座椅面料材质应选用人性化材料，材料的传导性质应较差，并且应与乘客身体之间保持一定的摩擦力，才能最大限度保证乘客乘车时的安全。二、无障碍设计无障碍设计是专为老、弱、病、残等弱势群体设置的特定区域或设施，其设计显示出一个国家和城市的人性化的水平与设计质量。其形式主要分为两种：一种是为轮椅使用者或推婴儿车的乘客提供的专门固定辅助器械的位置，另一种是为其他弱势群体提供的专座。有时两种形式可以合二为一。一般来说大多数城市的地铁将轮椅位置设在入口处靠近端墙的一侧，空间相对较大，在此相关区域还设有指示标牌以供辨识强调，如纽约地铁（图4），避免了在车厢中部人流拥堵对残疾人带来的上下车的不便；也有将轮椅位置都设置在客室车厢侧门一侧的，如里昂地铁（图5）。其他弱势群体（如老人、孕妇、幼儿、抱小孩的妇女、残疾人等）的坐席应设置在最易于上下车的位置，可以将在入口两侧的座椅设置为专用坐席，用色彩、图案、材料等予以区分；也可以像纽约地铁车厢一样，将无障碍专座设计为翻折式的形式，打开状态时可供弱势群体乘坐，闭合状态时又成为了轮椅固定的位置，既节约了空间，又为他们的乘车过程提供方便。伦敦1992—1996年制造的地铁车辆，其内饰设计对无障碍专座的位置进行了特殊的考虑，没有将其设置在最靠近车门入口两侧的座椅位置上，而是设置在与入口两侧座椅相邻的座椅位置上，利用图案的不同与周边座椅予以区分，并且设置扶手，为起身不便的乘客提供了方便（图6）。在上下车入口人流拥挤时，设置在专用座椅外侧的座椅可以起到保护作用，此设计更显示出英国设计的细致入微与对于人性化设计的思考与关注。相比之下国内许多城市的地铁列车却没考虑弱势群体的需求，未设置相关的无障碍设施，与西方国家仍有较大差距，也与我国的大国形象不相符合。诚然，现在和将来我国地铁的首要任务是通过提高车辆的运能、运量，来解决由于人口众多带来运力不足的矛盾。但无障碍设施的设置体现了一个国家的人文关怀，彰显了社会的文明与进步。为保障所有潜在用户都能够乘坐地铁列车，因此设计时应考虑到无障碍设施的设置，包括无障碍座椅、扶手及停靠固定装置等，还应增大车门的宽度，降低车厢地板与站台之间的高差以及在部分车厢侧门增设辅助踏板或升降装置，以满足残疾人、老人等弱势群体的需求。当然，也并不是所有的人性化设计都适合中国，例如由于西方国家在经济发展过程中经历过能源危机等因素，因此鼓励人们使用自行车等绿色交通工具，在西方国家的地铁内室设计中也考虑了自行车的泊位（通常与婴儿车处于同一区域），这虽然也体现了一种人性化设计，但此方案并不适合中国国情；同样，在日本的城铁中还设有专用女性车厢，为晚间乘坐的女性安全而考虑，这在人口众多的中国也未必适用。三、立柱（扶杆）和吊环的设计吊环和扶杆作为起到维持站立的乘客身体平衡和适当缓解疲劳作用的功能性设施，在中外地铁列车的客室内都设有，一般采用不锈钢和经喷塑过的铝合金管制成[4]，其布局和形式是多种多样的，这些方面中外没有太大区别，但国外更注重的是通过设计来体现对人的关爱，考虑到设计应能将由于偶然原因或误操作而产生的危害及负面后果降到最低。这一原则就在西方国家地铁列车的设计中得到很好的贯彻执行，例如普遍在车门内侧从上至下添加扶手，这个看似细微的设计将为所有乘客上下列车带来安全和便利；在车厢中两排座椅中间形成的走道，由于这是乘客在车厢内流动的必经之路，地铁行驶过程中产生的摇晃和震动有可能对行走的乘客造成不便或危险，在座椅靠走道的一侧设计扶手，为所有使用者提供安全保障。另外，立柱（扶杆）和吊环也主要针对当地人手的人机尺度来进行设计，其设计满足了方便抓握、防滑、舒适等功能要求。这些细节在中国早期的地铁列车设计中几乎没有被考虑到，近年来经过改进，虽然已比较接近发达国家的水平，但是由于缺乏对我国乘客的行为和人体尺度进行有效研究或研究不够深入，仍然采用简单的模仿，所以立柱（扶杆）和吊环在布局和设计上还有很多可改进的余地。根据对我国人体的手、手臂、身高的尺度以及行为学的分析和研究，可以进一步对其进行优化设计，从而得到对立柱（扶杆）和吊环设计和布局的通用性原则，其设计应满足如下要求：（1）吊环和扶杆设计的大小、粗细、形状、表面状况应与人手的尺寸和解剖条件适应。（2）使用吊环和扶杆时的姿势、体位应自然、舒适，符合手和手臂的施力特征。（3）吊环和扶杆设置的高度应与人的手臂、身高的尺度相适应。（4）布局时注意根据人的行为习惯和人流特征进行设置。（5）设计和布局时注意照顾弱势群体的特征和需要。四、车厢内室色彩与灯光的设计根据对近些年欧美国家的地铁列车内空间用色的研究与分析，我们发现，欧美的地铁内空间用色普遍经历了一个由色彩明度和饱和度较低（如橄榄绿与暗褐色系）的阶段到以灰色系为主色调与较鲜艳色彩（如中黄、橘黄、橘红色）的对比，再到以不同明度的灰色与蓝灰色色系构成了车厢空间的整体色调，其间点缀高纯度色系（如黄、红）的阶段，所创造出的是一种宁静、舒适并且充满高科技感的空间氛围[6]。当然这中间有受不同地域文化和传统的影响，也有受欧美不同历史发展时期的深刻社会背景的影响（如波普运动），还有出于功能性方面的一些考虑。但更多的是表明了不同时期人们不同的审美价值取向，因为由功能主义、机器美学的美学观转向人文关怀，由对于社会的反叛与疯狂宣泄转向了理性的可持续发展阶段。同样，客室灯光的设计也受到这些因素的影响，空间照明由点光源转为线光源照明，追求照明的漫光效果，形成柔和明亮的舒适光感。由暴露光源照明到封闭的灯箱式照明，增强了安全性和视觉上的连续性和空间的整体性，灯光色调也由当初的冷色调改为目前通常采用色温<3300k的暖色调，营造了一种温馨而典雅的内室空间[5]，满足了当今不同层次人们相同的心理诉求。因此，车内空间的色彩设计应考虑保持车内各设施与车厢内部整体色彩风格协调统一；灯光设计亦是如此，同时也应考虑到地域文化特征、时代特征、心理等因素的影响，最终创造出舒适宜人的车内空间环境。五、车厢内空间的布局设计车厢空间的布局设计主要是指在对地铁内空间中乘客人流的分析后，提出的座位和扶杆布局方案，扶杆前面已讲过，就不再重复。这里主要分析比对一下座椅的布局。从目前现有的车辆来看，座椅的布局主要有三种形式，分别是横向布局、纵向布局、纵横交错布局。纵向布局方案较横向布局来说在保证座位数相差不多的情况下，留出了更多的中部空间，增大了有效载客人数。一般而言，人口稠密地区采用座椅纵向布局的较多，便于容纳更多乘员。人口较少地区采用横向布局和纵横交错布局较多，保证了多数乘客的舒适性。我国由于人口众多主要采用的是座椅纵向布局方案。这一点中外没有太大分别，需要指出的是无论是横向布局、纵向布局还是纵横交错布局，一般都依地铁两侧的侧墙而设置，这一点是受人体尺度和地铁车体结构的限制而决定的。另外，地铁和其它公共交通工具一样，其高峰时的人流是由不同的时段所决定的，其它的时段，人流一般趋于正常或偏少，如何达到有效地利用空间的目的，也是我们在进行地铁内空间设计时应当着重思考的问题。考虑到中国人口众多，公共交通在不同时段易形成人流高峰和低谷的现状，为有效利用客车内空间，可将列车内空间布局考虑成可变空间，其中主要涉及到的就是客室座椅的变化。例如，在乘车人数较少的时段，座椅是正常的通排座位，保证了大部分乘客的舒适性，而在上下班高峰时段，除为残疾人等弱势群体保留侧门两侧的座位外，其余座位向上折叠收起，获得更大空间，增大了载客量。这样空间随着时间的改变而改变，便于满足不同时段乘客的需求。（图7）国内最早的地铁车辆是1971年投入运营的北京地铁，其内饰设计一直沿用至今，可以说国内地铁车辆发展还处于初级阶段，由于国内的地铁车辆内部空间设计起步较晚，并且在各个方面发展还不完善，缺乏设计上自主研发的队伍，地铁车辆内部空间设计中还存在着抄袭的现象，除缺乏设计的延续性之外，尤其缺乏人性化与人文的关怀。当然，抄袭和借鉴还是应该区分开来，因为人体机制的共同特征，在很多人性化设计的细节上应该与世界的先进技术接轨，在地铁列车的设计中总还是有一些的通用性设计原则是可以承袭和借鉴参考的，但最终映射出形态、色彩语言应是具有原创性的。目前，国内相关部门开始逐渐意识到工业设计与艺术设计对于地铁外观造型与内部空间设计的重要性，并将此课题的研究提上日程。但还存在着将对地铁车辆内部空间设计的研究混同于造型艺术的研究，或混同于一般物质商品的研究的误区，而没有把地铁车辆内部空间设计上升到一个社会学的高度来考量，关于这方面的研究甚为稀缺，因此以此课题的研究作为提升城市形象和都市人群的交通出行质量的手段，将中外地铁内部空间设计从人机尺度、设计心理学、安全性、人性化、空间布局等方面进行对比研究，意图诠释一个相对完整的地铁车辆内部空间设计的定义与研究方法，力求有所创新。同时也结合我国的国情，对我国地铁车辆室内空间设计提出了一些参考性建议，希望能够对今后的设计提供帮助。注释：[1]张庆贺、朱合华、庄荣：《地铁与轻轨》，人民交通出版社，北京，2002，第3页。[2]杨公侠：《建筑 人体 效能：建筑工效学》，天津科学技术出版社，，第49-57页。[3]高爽：《地铁车辆构造与维修管理》，中国铁道出版社，北京，2003，第22页。[4]同[3]。[5]徐力：《展示工程设计》，上海人民美术出版社，2006，第79页。