軌道交通車輛造型基因研究與應(yīng)用

張國慶　葉超

摘要：城市軌道交通車輛的造型設(shè)計(jì)受到企業(yè)的關(guān)注，對車輛造型進(jìn)行合理的控制，并將車輛的特征延續(xù)、打造企業(yè)的軌道交通車輛品牌是企業(yè)研究的新課題。對此，在本次研究中，對城市軌道交通車輛造型基因特點(diǎn)展開研究，并提出車輛造型基因提取及應(yīng)用辦法，推動(dòng)城市軌道交通車輛造型設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：軌道交通;車輛;造型基因

城市軌道交通事業(yè)飛速發(fā)展，對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到帶動(dòng)作用。現(xiàn)階段，城市軌道交通已經(jīng)成為我國城市居民的主要出行模式，對人們的生活質(zhì)量產(chǎn)生一定程度的影響?，F(xiàn)階段，我國構(gòu)建起城市軌道交通為主干的多種交通模式，在軌道交通工具的設(shè)計(jì)及應(yīng)用上取得一定的成果，在軌道交通車輛外形設(shè)計(jì)上主要采取仿生設(shè)計(jì)理念及地域文化設(shè)計(jì)理念等，此類設(shè)計(jì)方法已經(jīng)形成一定的體系，使城市軌道交通車輛在外形上深入人心。對此，在車輛造型設(shè)計(jì)上為避免發(fā)生品牌混淆，本次研究中，將車輛造型基因理念應(yīng)用，為車輛未來的造型設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1.車輛造型基因特點(diǎn)

生物基因特點(diǎn)對產(chǎn)品的基因特點(diǎn)起到?jīng)Q定作用，對此，在研究中觀察到產(chǎn)品基因的特點(diǎn)，在本次研究中命名為車輛造型基因特點(diǎn)。首先，遺傳性特點(diǎn)。生物基因的遺傳性是保證生物特性進(jìn)行復(fù)制的一種方式，能對車輛造型及風(fēng)格進(jìn)行引導(dǎo)，保證車輛的外形形象，并保障車輛在塑造過程中形象被衍化，保存品牌特性及歷史信息。這種形象是樹立在消費(fèi)者心中的形象，比如，地鐵形象深入人心，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)保證車輛的造型特征能延續(xù)。其次，變異性特征。該特征是生物衍化的必備條件，也是基因進(jìn)化的模式，車輛在變異過程中會不斷增加全新的功能，除保持基本的基因特性外，還伴隨外部環(huán)境的改變而發(fā)生變化，基因的變異性是保證產(chǎn)品生命力的關(guān)鍵，決定產(chǎn)品的創(chuàng)新性。再次，適應(yīng)性特點(diǎn)。遺傳基因能賦予生物適應(yīng)自然的能力，生物適應(yīng)性決定是否能滿足環(huán)境要求。因此，城市軌道交通企業(yè)在發(fā)展中應(yīng)當(dāng)針對外部環(huán)境情況，滿足消費(fèi)者的需求，保持產(chǎn)品的基本印象，將產(chǎn)品特色體現(xiàn)，在產(chǎn)品開發(fā)過程中，根據(jù)人群對科技及材料的需求，展開差異性的劃分，從而留取適應(yīng)性較強(qiáng)的基因，完成產(chǎn)品的創(chuàng)新造型目標(biāo)。最后，多樣化特點(diǎn)。遺傳多樣化使生物種群變得更加豐富，根據(jù)多樣化特點(diǎn)，企業(yè)根據(jù)層次不同及需求不同的群體，設(shè)計(jì)車輛造型，滿足不同層次的群眾需求。

2.軌道交通車輛造型基因提取及應(yīng)用

2.1造型基因提取

將常見的城市軌道交通車輛作為觀察對象，在網(wǎng)絡(luò)上搜索城市軌道交通車輛的圖片，對圖片進(jìn)行整理及分類，比如，輕軌車、地鐵、有軌電車。利用計(jì)算機(jī)軟件對城市軌道列車的形態(tài)進(jìn)行分析，在具體的應(yīng)用過程中，將圖片加入到CoreDraw軟件中，對線條進(jìn)行勾勒，設(shè)計(jì)輪廓寬度為0.5mm，并利用貝塞爾曲線勾畫車頭造型，其中包括立柱及前窗、車輛大燈及面罩等，對形態(tài)分析后能獲得車輛造型特征。

對三種軌道交通車輛造型提取后，對車輛造型展開設(shè)計(jì)研究，其結(jié)構(gòu)中包括兩端司機(jī)室及轉(zhuǎn)向駕車體、浮車車體等，可編制三節(jié)編組及五節(jié)編組。在車身造型設(shè)計(jì)過程中，限制性條件包括外輪廓及車體部分尺寸。在車體外部尺寸設(shè)計(jì)上對每節(jié)車廂的長度及寬度、高度展開研究，車輛外形局部設(shè)計(jì)上需要注重前窗及車門、側(cè)窗。根據(jù)我國城市軌道交通車輛設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定，可設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，見表1.

根據(jù)形態(tài)分析方法，將城市軌道交通車輛的顯性基因作為初始狀態(tài)，對尺寸及限制條件明確后，通過計(jì)算機(jī)及設(shè)計(jì)軟件對形狀進(jìn)行分析，在軟件中將造型利用貝塞爾曲線呈現(xiàn)，并根據(jù)規(guī)則進(jìn)行推演，獲得貝塞爾曲線的關(guān)鍵點(diǎn)，從而生成全新的形狀。在推演過程中，采取縮放及拉伸、平移、錯(cuò)切、旋轉(zhuǎn)等方法，完成造型基因提取，并獲得推演后全新形狀。

2.2造型基因應(yīng)用

推演后的造型在選擇后，進(jìn)行組合，并利用計(jì)算機(jī)軟件繪制平面圖，在造型基因的提取過程中根據(jù)列車的造型適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。比如，選擇平移聯(lián)合縮放生成前臉造型，利用拉伸完成車燈造型，利用拉伸方法完成前臉組合造型（見圖1）。并將側(cè)窗基因在平移后獲得造型形態(tài)，將其應(yīng)用到設(shè)計(jì)方案中。在車輛造型設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)平移及拉伸原則構(gòu)建前臉造型，其中含有車燈及車窗。在車輛造型設(shè)計(jì)過程中，利用不同的基因模式能獲得不同的車輛造型組合模式。將設(shè)計(jì)后的圖形導(dǎo)入到Rhino軟件中進(jìn)行模型構(gòu)建，并利用VR工具進(jìn)行渲染，獲得車輛造型效果圖。

城市軌道交通車輛基因造型在設(shè)計(jì)后，還需展開評價(jià)，主要是評價(jià)車輛設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新性，觀察是否能夠?qū)⒊鞘熊壍澜煌ㄜ囕v的基因延續(xù)。對從事列車造型設(shè)計(jì)人員及非產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人員進(jìn)行調(diào)查，將城市軌道交通車輛設(shè)計(jì)的效果圖放映在計(jì)算機(jī)上，參與調(diào)查的人員能清晰的對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行觀看，并制造相關(guān)的調(diào)查問卷，要求參與者填寫。在調(diào)查過程中，講解問卷的填寫方法，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像展示，認(rèn)為車輛形態(tài)類似的部分可以進(jìn)行圈畫，通過這種調(diào)查方式能觀察城市軌道交通車輛的造型設(shè)計(jì)質(zhì)量，觀察設(shè)計(jì)方案是否具有延續(xù)性。

結(jié)束語

隨著城市軌道交通行業(yè)的不斷發(fā)展，車輛外形的美觀性及功能性需求日益提升，在車輛產(chǎn)品開發(fā)過程中要求產(chǎn)品具有創(chuàng)新性。傳統(tǒng)的車輛設(shè)計(jì)模式無法滿足城市軌道車輛的造型設(shè)計(jì)需求，對此，通過造型基因的研究方法，對城市軌道交通車輛的特點(diǎn)進(jìn)行分析，在明確基因特點(diǎn)后，對車輛造型設(shè)計(jì)展開探究，明確造型設(shè)計(jì)的方法及關(guān)鍵點(diǎn)，保證基因的延續(xù)性，并為人們的出行提供更加豐富的體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳威，董石羽，向澤銳.基于形狀文法的現(xiàn)代有軌電車造型譜系化設(shè)計(jì)研究[J].包裝工程，2018，39（22）：157-163.

[2]謝玄暉.城市軌道交通車輛車頭造型設(shè)計(jì)中的表情認(rèn)知研究[J].設(shè)計(jì)藝術(shù)研究，2018，8（04）：106-111.

[3]謝玄暉.城市軌道交通車輛造型設(shè)計(jì)的演進(jìn)歷程研究[J].設(shè)計(jì)，2018，（10）：121-123.