社會創新理論下基于最優賦權法的候車室座椅設計

咼智強，李淑敏，趙港

社會創新理論下基于最優賦權法的候車室座椅設計

咼智強，李淑敏，趙港

（山東科技大學，山東 青島 266000）

以全球疫情防控為切入點，重新研究新時代社會背景下的候車室座椅，以協同式、參與式的理念，定性和定量的方式研究各方用戶需求，建立評價指標體系，完成候車室座椅的重新設計。基于社會創新理念，以候車室座椅為基礎，協同各方資源與需求，通過實際調研和參考專家意見的方式獲取需求數據，結合主觀評價層次分析法和客觀評價熵值法，對旅客、運營方和生產方的需求指標進行多層次分析，確定指標優先級排序，指導方案設計。通過主客觀相結合的最優賦權法，有效避免了層次分析法設計決策主觀性過重，從而致使評價結果不令人信服。通過參與式與協同式的社會創新理念，解決新的社會背景下關于私密性、舒適性和設計促進防疫等問題。

候車室座椅；社會創新；最優賦權法；環境行為學；模糊評價

2020年初，新型冠狀病毒席卷全球，針對疫情最重要的防控措施為切斷傳播途徑，作為人流量大且人流較為密集的候車室等公共空間是疫情防控的重要環節。以此為契機通過協同各方資源，包括頂層政策支持（疫情發生之初，國家衛健委印發《新型冠狀病毒感染的肺炎疫情不同風險人群防護指南》，以下簡稱“指南”）與各方需求，對候車室座椅重新設計，研究公共空間的環境心理學，通過協同、參與的方式開展創新流程，同時建立候車室座椅各要素評價指標模型，通過層次分析法和熵值法相結合的最優賦權法計算出各要素權重，經過綜合評價確定出最優方案，同時為未來候車室座椅設計提供可參考研究模型。

1 研究理論及流程

1.1 社會創新理論

社會創新設計是專業設計為了激活、維持和引導社會朝著可持續發展方向邁進所能實施的一切活動[1]。社會創新通過社會部分的合作，由小到大，針對復雜的社會網絡，來實現資源的互相溝通，從而打通龐大繁復的社會系統[2,3]。

社會創新設計有廣泛性、協同性和系統性的特征。廣泛性，指社會創新在整合考慮人、環境和產品等要素的同時要考慮到整個設計系統的內容；協同性，指社會創新要求多方協同參與設計，用戶、設計專家、生產方等多方參與，設計師和用戶一起賦予產品存在的意義。協同創新的主體包括頂層決策者、設計專家、投資者；系統性，通過設計專家的倡議使創新過程聯合多方要素和融入多方需求，不僅局限于解決當前的問題，而是通過系統化的方法為解決未來的社會問題提供解決方案。

1.2 最優賦權法

最優賦權法指的是由層次分析法（AHP）和熵值法共同進行指標評價決策的綜合評價方法。層次分析法是將與決策相關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎上進行定性和定量分析的決策方法，該方法具有系統、靈活、簡潔的優點[4]。層次分析法能夠將定性的問題通過定量計算的方式解決，其帶有過多決策者自身的主觀意見，不能完全令人信服，所以引入較為客觀的評價方法——熵值法。熵值法是信息差異化的度量指標，源于物理學[5]。在綜合評價中，熵值法評價同樣適用，信息量越大，熵值越小，相對應指標的權重就越大，反之權重越小。熵值法確定權重，是根據信息原始數據進行權重計算的一種方法，比較客觀。主觀確定權重的AHP與客觀確定權重的熵值法相結合計算得出各項設計要素指標的權重，通過綜合評價，確定最優指標方案，為候車室座椅設計提供研究模型。

1.3 研究框架

文中以協同創新的理念，通過PEST分析確定研究必要性，以疫情防控背景為切入點，分析公共空間中的環境行為心理學、人機工學和產品設計原則。以協同創新的理念從旅客、運營方和生產方3個角度建立用戶需求指標結構模型，并對需求指標進行主客觀綜合權重計算，從而確定最優指標以此來引導方案設計，并對最終方案進行模糊綜合評價，見圖1。

圖1 研究框架

2 候車座椅設計評價模型

2.1 必要性分析

從宏觀環境的角度分析，在國家衛健委印發的關于疫情防控“指南”引導下，參照候車室運營規范，通過設計的手段協同配置多方社會資源，包括技術手段、經濟水平、設計相關方需求等，見圖2。

從公共空間防疫角度分析，現有候車室座椅的開放式設計完全不滿足防疫需求。公共空間防疫指標分為環境污染程度和具體環境下的人體暴露行為。暴露行為包括基礎污染物的行為方式特征和時間。現有完全開放式的座椅設計不具備以上防疫指標功能，因此該研究切實可行且有充足的必要性。

圖2 PEST分析

2.2 用戶需求要素研究

在公共空間座椅設計研究中，涉及環境與人類行為，即候車室空間、旅客休息和座椅的生產3個維度文中將從旅客、運營方和生產方3個角度進行設計要素剖析。

為了科學系統地剖析三方用戶的需求，研究候車室空間中的環境心理學——環境、行為和心理。環境心理學的研究分為2個部分：一是認識環境并評價使用者對環境各要素的滿意程度；二是分析環境要素對使用者的影響[6]。環境心理學涉及知覺和體驗的感受，空間知覺具體指旅客對座椅的大小、顏色、造型和距離等要素的直觀感受；體驗則指的是旅客在經過知覺感知后的一種體驗感覺，人機尺度、功能和材料質感等。相對知覺的多器官活動，體驗就是一種單一器官活動的結果，較為客觀且不受個人經驗的影響，主要取決于產品本身的指標特點。同時環境行為學的涉及范圍非常廣泛，也涉及技術領域，見圖3。

圖3 環境–行為心理學研究

為了系統地分析候車室空間的環境心理學，運用諾曼的用戶體驗理論來系統地分析3個角度的用戶需求。

本能層、行為層和反思層是諾曼用戶體驗理論的3個層次[7]，據此可以將用戶在特定環境中使用產品的體驗過程分為直覺體驗、過程體驗和經歷體驗[8]。以旅客角度為例分析，直覺體驗就是空間知覺，是用戶對產品外觀列特征的直觀感受，比如椅子的形態、色彩和材質，其對應用戶體驗理論的本能層。過程體驗則是用戶在使用產品過程中的感受體驗，包括人機性能、操作性和私密性等，其對應用戶體驗理論的行為層。經歷體驗指用戶使用完產品后的主觀感受，比如愉悅感、舒適度的一些主觀評價，其對應用戶體驗理論的反思層。

文中將能直觀感受的直覺體驗作為用戶顯性需求分析，將不能直接通過感官感受的過程與經歷體驗作為用戶隱性需求分析，見圖4。

圖4 用戶需求研究模型

作為另外兩個角度，運營方和生產方的需求同樣可分為顯性需求與隱形需求。顯性需求滿足運營方和生產方的基本需求，比如運營成本，生產造價等。隱性需求則是在滿足基本需求下的興奮需求，能為運營方和生產方帶來額外價值的需求，比如座椅與周圍候車室環境的和諧程度，生產結構合理簡單等需求。

2.3 用戶需求評價指標模型構建

根據圖4用戶需求研究模型，結合環境行為學研究，構建用戶需求指標結構模型。

1）目標層。用戶需求指標模型的最終目的，本層次的唯一指標。

最終得到候車室座椅設計需求評價模型，見圖5。

2.4 最優賦權法評價流程

根據設計需求評價模型，通過專家與用戶打分提取數據建立矩陣，運用主觀層次分析法和客觀熵值法進行綜合權重計算。

2.4.1 層次分析法計算綜合權重

2.4.1.1 構建互反判斷矩陣

為了使定性的問題進行量化分析，在層次分析法中一般使用1～9級比例標度法[9]去分析每個評價指標兩兩相互間重要層次。判斷矩陣是表示本層所有因素針對上一層某一個因素的相對重要性的比較。

以準則層為例，建立準則層指標互反判斷矩陣：

2.4.1.2 層次單排序與其一致性檢驗

當，則矩陣具有良好的一致性，相反則需要修改矩陣，直至一致性比率。

表1 一致性指標

Tab.1 Consistency index RI

5）層次總排序與一致性檢驗。

2.4.2 熵值法計算綜合權重

熵值法確定權重步驟如下。

1）先對矩陣指標進行歸一化處理。

2.4.3 主客觀綜合權重計算

2.5 座椅設計研究模糊綜合評價

根據最優賦權法進行指標評價，以最優指標設計出座椅方案，然后對方案進行綜合評價驗證是否符合研究期望值，步驟如下。

由次準則層依次計算出方案的目標層評價得分，根據最終方案的評價隸屬度來綜合評定最終方案是否符合本研究模型期望值。

3 設計實踐

根據候車室座椅研究評價流程，以協同創新的理念，通過采集用戶與專家的數據，指導候車室座椅設計實踐，然后通過模糊綜合評價來驗證方案。

3.1 數據收集與權重計算

3.1.1 層次分析法權重計算

邀請30位打分人員對層次分析法各層次各指標進行打分判定（包括10位座椅設計相關領域專家、5位設計師、5位旅客、5位運營方人員和5位生產方）。最終通過計算得出了各層次指標對上一層指標的權重值結果，見表2。

3.1.2 熵值法權重計算

根據文中構建的用戶需求評價結構模型，對得出的次準則層18個需求指標進行熵值法權重計算排序。通過15位打分人員（包括10位相關領域專家和5位產品設計師）對次準則層指標進行打分，得出的評價數據見表3。

對原始評價數據進行標準歸一化處理，然后進行計算得到各指標信息熵值、信息效用值和權重系數，根據權重系數的大小對指標進行排序，見表4。

3.2 最優賦權法綜合權重計算

根據層次分析法計算權重得到的三級次準則層各指標的權重集合以及熵值法計算權重得到的各指標權重集合，用式（14）進行計算得到各指標綜合權重排序見表5。

3.3 方案設計

根據用戶綜合指標排序可以得到用戶需求優先度，同時考慮到生產方與運營方的利益，綜合權衡進行方案設計，見圖6—7。

該方案采用模塊化理念，3個基礎單元模塊，運營方根據不同空間大小需求，進行多種樣式的編排，便于運營。同時為了達到私密性需求，將“S”造型作為造型基礎，將相鄰兩人間的視線改為相反方向，同時達到防疫需求。為了滿足伴侶或同行者的需求，將部分座椅加寬，同時座椅尺寸與造型完全符合人機尺度要求。結構簡單合理，便于拆卸與運輸。

表2 各層次指標對目標層的權重

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

表3 次準則層指標評價數據

Tab.3 Sub-criteria level index evaluation data

表4 次準則層指標熵值法計算結果

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

表5 各指標綜合權重計算統計

Tab.5 Comprehensive weight calculation statistics of each index

圖6 設計方案

圖7 方案場景

3.4 方案模糊綜合評價

根據此準則層模糊評價矩陣，通過式（16）得到子準則層評價模型：

由此得到準則層評價模型：

同時得到目標層評價模型：

為了更為直觀地看到該方案的不同指標評價等級，表6為次準則層各指標的評價值。

表6 各指標評價得分

Tab.6 Evaluation score of each index

由表6可以看出，該方案對私密性和疫情下的安全性評價較高，同時滿足人機舒適度。但對成本造價、色彩搭配和材料的可利用性等方面還需改進。

4 結語

候車室座椅設計涉及各方需求，以疫情背景為切入點加快改造候車室座椅。通過研究環境心理學更好地分析與篩選各方需求，并建立評價結構模型。利用主客觀相結合的最優賦權法對各指標進行評價，從而利用數學方法將感性的用戶需求進行優先級排序，解決了設計決策的主觀性和不確定性。最終通過模糊綜合評價對方案進行綜合評定，將模糊問題量化，從而完成整體設計。該研究通過協同各方資源與需求，為解決新的社會背景下候車室座椅設計的一系列問題提供參考，但對實際空間利用率等問題還有待實際檢驗。

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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

咼智強（1966—），男，碩士，教授，主要研究方向為工業設計、產品設計、藝術設計。

李淑敏（1996—），女，碩士生，主攻環境設計。

責任編輯：陳作