基于乘客感官體驗的地鐵列車設計

摘要：分析現(xiàn)行地鐵列車乘客感官體驗問題，研究車廂設施對感官體驗的影響，提出并驗證設計策略，為未來地鐵列車體驗提升提供參考。結合感官心理理論與地鐵列車現(xiàn)狀分析地鐵列車乘客體驗，強調軌道交通列車感官體驗提升的必要性，提出基于乘客感官體驗的列車設計理念和解決方案，并進行實踐驗證。形成基于感官心理的地鐵列車設計方案。深入了解乘客感官體驗，通過感官體驗能夠提升整體乘車體驗。

關鍵詞：地鐵列車；感官體驗；感官心理；多感官設計；乘車體驗

中圖分類號：U293.5 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2024）19-0119-05

引言

隨著我國城市地鐵的重要性日益突顯，地鐵設計中影響乘客出行體驗的情況也不可避免地出現(xiàn)。《體驗經(jīng)濟》出版后，用戶體驗逐步得到設計師的重視[1]，同時催生了感官體驗設計。探討乘客感官體驗相關問題，了解乘客的各類感官知覺需求并對乘客的身體及心理進行認知研究，對改善乘客的感官體驗具有積極意義。

一、理論基礎

（一）感官體驗理論概述

個人的潛意識行為無時無刻不在受周圍溫度、材質、重量、聲音、氣味以及顏色等元素的影響，而人本身對這些影響卻不自知。人們通常認為自己的決定和行為都受本人支配，但實際上影響甚至改變人的決定和行為的卻是周身的感官世界[2]。

韓國工業(yè)設計師Jinsop Lee 的五感設計理論（見圖1）中提出，五感的喚醒程度越高，用戶的體驗感則越強。多感官設計是指不拘泥于某一單一感官，從視覺、聽覺、觸覺、嗅覺以及味覺等多重感官著手，對人身體各個接收環(huán)境信號的器官進行有效刺激，達到提升用戶使用體驗、激發(fā)用戶某些欲望的目的，是一種新型的設計理念。

感官心理學認為，人對世界的感官體驗不僅對其自認為理性公正的思維產(chǎn)生影響，還會左右其自主思考的能力。人類無法每次都感知到刺激自身的因素是什么，但是這些刺激誘因依然會對其產(chǎn)生影響，這種影響不僅是心理上的，也能夠通過個人的行為表現(xiàn)出來。在設計工作中通過對用戶周身環(huán)境進行認知研究，能夠利用感官心理學影響人的潛意識心理和行為，達到提升用戶體驗的效果。原研哉在日本梅田醫(yī)院的導視系統(tǒng)設計中，通過應用大量柔軟的棉布，將觸覺元素與視覺元素相結合，突出了婦幼專科“潔凈”“關愛”的特性[3]；宋立民團隊通過對多家醫(yī)院的色彩環(huán)境分析與測試，驗證了醫(yī)療空間的色彩作用于人體感知器官能夠對人體起到無形的療愈效果，良好的配色方式符合和諧的心理感受同時帶來正向情感表達，給予醫(yī)療空間健康、正向的情感作用[4]；復興號高速列車客室內墻選用家居感十足的木紋貼膜，并通過深淺兩色區(qū)分不同車廂檔次，營造出明亮寬敞舒適的乘坐空間[5]。眾多設計實踐表明，感官體驗的升級對于提升用戶整體體驗具有積極作用。

（二）地鐵列車感官體驗提升的重要性

地鐵列車發(fā)展至今，相比數(shù)年前已經(jīng)有了較大進步，這種進步不僅表現(xiàn)在列車動力、速度、運載量的提升，更表現(xiàn)在乘車體驗的升級。目前，各大城市新運營線路均致力于提供新奇體驗，如：燈光效果、無障礙設施、座椅排列方式、扶手形式，以及新技術的應用等，而這些新的體驗中，感官的體驗占有很高的比重。

大量心理學、生理學和行為學的研究成果表明人的多感官之間產(chǎn)生的聯(lián)覺是單一感官接收信息量的數(shù)倍，同時對事物的記憶也會更加深刻。人腦對不同感官接收的外界復雜信息能夠有效整合和統(tǒng)一，在潛意識中形成對外部環(huán)境的基本判斷，各感官傳遞的信號積極與否會直接影響人對事物的潛在看法。因此，乘客在搭乘地鐵時不同感官帶來的身體信號刺激，能夠經(jīng)過大腦的信息加工處理而形成對地鐵列車的整體看法，關注乘客的感知過程并綜合利用多感官刺激，有針對性地提升乘客的感官體驗，能夠提升乘客的整體滿意度（見圖2）。

二、地鐵列車感官體驗要素分析

（一）思路和方法

為明確地鐵感官體驗設計的關鍵要素和內涵，對地鐵列車感官體驗進行分析。主要分析步驟包括3 個階段：第1 階段為用戶需求問卷調研階段，通過發(fā)放問卷，得到真實的用戶反饋，挖掘用戶乘車感官體驗痛點；第2 階段對回收的問卷進行分析，基于KANO 模型歸類用戶不同需求類型，明確地鐵感官體驗設計關鍵要素；第3 階段從視覺、觸覺、聽覺、嗅覺4 部分對地鐵感官體驗要素的內涵進行具體闡述，為后續(xù)基于感官體驗的地鐵列車設計策略奠定基礎。

（二）問卷設計、發(fā)放與回收

為了解乘客乘車過程中的體驗現(xiàn)狀，分析軌道交通列車體驗存在的問題以及未來乘車體驗優(yōu)化的方向，面向武漢市進行大規(guī)模問卷發(fā)放。問卷1-8 題為用戶人口學信息及用戶行為特征調研，9-10 題為用戶滿意度調研，11-30 題為用戶期望調研。通過線上及線下發(fā)放，剔除無效樣本后，實際回收問卷數(shù)量502 份，信度系數(shù)值為0.868，說明調研數(shù)據(jù)具有研究價值。根據(jù)問卷回收結果，得到地鐵列車乘客反饋如下：

（1）學生群體與上班族是武漢市地鐵乘客的主力軍；

（2）乘坐距離較遠的用戶對乘坐體驗的要求更高；

（3）車廂內人文關懷服務滿意度偏低；

（4）乘客對扶手扶握有較高需求；

（5）車內設施中，提高座椅舒適度是乘客呼聲最高的改進點；

（6）乘客期待更加安靜、清新、舒適的乘車環(huán)境。

總結反饋意見可知，現(xiàn)有軌道列車上存在著改進扶握、座椅等系統(tǒng)的觸覺體驗改善需求，及車廂內部整體環(huán)境的視覺、嗅覺及聽覺等體驗潛在優(yōu)化點。

（三）基于KANO 模型的地鐵感官體驗設計要素提取

基于問卷調研數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，同時結合Better-Worse 系數(shù)公式可以反映某項功能有無改善/ 減少用戶滿意度的能力。

增加某一功能時，用戶滿意系數(shù)：

Better（SI）=（A+O）/（A+O+M+I）

減少某一功能時，用戶不滿意系數(shù)：

Worse（DSI）=-1（O+M）/（A+O+I）

其中：A 為魅力屬性需求：超出用戶預期的功能/ 服務，該功能/ 服務完善程度高，用戶滿意度會明顯上升，如果沒有該功能/ 服務時，用戶滿意度下降不明顯。O 為期望屬性需求：有某功能/ 服務會提升滿意度，沒有會使?jié)M意度下降。M 為必備屬性需求：有某功能/ 服務不會提升滿意度，但沒有會使?jié)M意度下降。I 為無差異屬性需求：有和沒有某功能/ 服務均不影響滿意度。按照上述公式對KANO 問卷進行計算，得到如圖3 所示的用戶需求評價結果。

依據(jù)KANO 模型分析結果，乘客對車廂的期望屬性中，主要包括對座椅、扶手、燈光提示、信息獲取、內飾風格、車廂顏色等元素的要求，而在魅力屬性（即加分屬性）中，含有對車廂便利設施的期待，如站立式座椅、座椅可調節(jié)、行李安置空間、夜間燈光調節(jié)等。因此，硬件設施的觸覺體驗和整體車廂內飾的視覺體驗升級將是有效優(yōu)化乘客乘車體驗的關鍵。

（四）地鐵列車感官需求元素解析

根據(jù)前期地鐵列車乘客體驗問卷與KANO 模型分析，結合現(xiàn)實情況，總結歸納可將乘客感官體驗需求分為視覺、觸覺、聽覺、嗅覺4 部分進行分析。

1. 視覺需求

乘客在搭乘列車時的視覺需求體現(xiàn)在對列車外觀形態(tài)、車廂配色、燈光環(huán)境、信息獲取等方面的需求。

（1）列車外觀形態(tài)：列車的造型美感為乘客展現(xiàn)了對整條地鐵線路的第一印象。早期地鐵列車外觀相對簡陋，而近年來加工技術與設計水平的提升使列車造型美感得到質的提升，不同的風格特色與加工方式為列車帶來了不同的造型特征。

（2）列車車廂配色：車廂配色能夠在乘客進入車廂后第一時間吸引其注意力，和諧的色彩帶給人視覺上的舒適及愉悅。研究表明，不同的色彩環(huán)境能夠為人帶來了不同的心理影響[6]（見表1），因此，列車設計過程中需綜合考慮不同色彩對乘客的心理產(chǎn)生的影響，選取合適的配色。

（3）列車燈光環(huán)境：乘客周圍的燈光能夠影響乘客視覺舒適程度。多數(shù)列車運營時間內，車廂內的照明環(huán)境保持白色、高明度燈光狀態(tài)。而根據(jù)人體生理與感官活躍時間研究，人體感官在活躍時間更能夠接受高明度、冷色調燈光，而在非活躍時間則更偏愛低明度、暖色調燈光，統(tǒng)一的白色高明度燈光不符合不同時段乘客的需求。另外，隨著地鐵列車生產(chǎn)技術的發(fā)展，無人駕駛列車與客室一體化設計使列車外部空間進入乘客的視野，乘客能夠在無人駕駛列車車頭處觀看外部景象，而隧道內黑暗的環(huán)境易引發(fā)乘客對未知的恐懼感[7]（見圖4），減少黑暗環(huán)境的消極影響是提升車頭乘客視覺體驗的重要途徑。

（4）站點信息獲取：屏幕站點顯示是乘客對于站點信息的主要獲取來源之一。由于屏幕顯示面積的限制與車廂內乘客或其他設施的遮擋常導致圖文信息難以做到直觀醒目，一定程度上影響乘客的視覺體驗。

2. 觸覺需求

乘客在搭乘列車時的視覺需求體現(xiàn)在對車廂設施材質、座椅與扶手的形式等方面。

（1）車廂設施材質：車廂內部材質是乘客與車廂產(chǎn)生接觸時觸覺體驗的主要來源。乘客搭乘列車時會與座椅、扶手產(chǎn)生長時間的接觸，長時間接觸堅硬、光滑的材質易導致乘客身體產(chǎn)生強烈的疲勞與不適，同時產(chǎn)生強勢、自私及暴力等心理傾向[8]，因此，選擇合適的設施材質是提高乘客觸覺體驗的重要途徑。

（2）列車座椅形式：座椅的形式主要影響乘客的乘坐體驗。國內大部分地鐵采用縱向長排座椅，長約3m，設計乘坐人數(shù)為6 人。當列車乘客較少時，乘客首先會選擇靠近座椅兩端坐下，數(shù)量增多時，新的乘客會選擇座椅中間區(qū)域插空坐下，現(xiàn)實情況下常無法坐滿，造成空間的浪費（見圖5）。乘客在擁擠的公共空間中，會更加有意維護自身的獨立性，因此人與人之間會有意增加身體之間的距離，進而造成使用空間的浪費。所以，減少空間浪費同時提升乘客乘坐體驗，需要選擇合適的座椅形式。

（3）列車扶手形式：扶手的形式主要影響站立乘客的扶握體驗。地鐵內部扶手分為垂直扶手與水平扶手兩大類，垂直扶手位于車廂中部并垂直于地面，水平扶手位于車廂頂部且平行于地面，大量客觀事實表明，垂直扶手相比水平扶手更受乘客歡迎，原因是乘客站立時的身體重心在腰部位置，扶握垂直方向扶手更方便穩(wěn)定身體的平衡，且長時間抓握高處的水平扶手更容易導致乘客手臂的疲勞。因此，選擇合適的扶手形式，有利于提升乘客的扶握體驗。

3. 聽覺需求

乘客在搭乘列車時的聽覺需求體現(xiàn)在列車的語音播報與車廂噪音等方面。

（1）列車語音播報：語音播報是乘客接收站點信息時除屏幕顯示外的另一重要途徑，清晰的語音播報是乘客乘坐地鐵列車時重要的聽覺需求之一。

（2）列車車廂噪音：列車車廂噪音是造成乘客聽覺體驗下降的重要因素。列車行進過程中產(chǎn)生的噪音主要來自列車高速行駛時與軌道的摩擦及車廂內乘客的交談、電子設備等產(chǎn)生的噪音，有效降低噪音是提高乘客聽覺體驗的重要舉措。

4. 嗅覺需求

乘客在搭乘列車時的嗅覺需求體現(xiàn)在列車的異味控制方面，車廂內異味主要來源于乘客體味或物體氣味，通過合適的途徑減少列車的異味有利于降低乘客對車廂異味產(chǎn)生的不適感。

三、基于感官體驗的地鐵列車設計策略

地鐵列車感官體驗設計過程需要考慮乘客視覺、觸覺、聽覺及嗅覺等多方面的因素，兼顧車廂設施的實用性與前瞻性，同時也需要依據(jù)軌道交通列車國家標準，符合人機工程學的要求。基于前期對地鐵列車感官體驗分析，提出基于感官體驗的地鐵列車設計策略。

（一）視覺體驗設計策略

1. 列車外觀整體設計策略：符合國家標準基本要求，采用簡潔的設計理念與先進的加工方式，設計列車外觀，使列車符合現(xiàn)代化特征與美學感受。

2. 車廂內部整體設計策略：車廂配色采用視覺心理學中對人體具有積極影響的配色，同時避免使用紅色等心理前進色，確保消防設施的醒目性；車廂內部不同功能按照色彩進行規(guī)劃分區(qū)，確保不同功能之間互不干涉，具備整體性。

3. 列車細節(jié)設計策略：車頭照明引入汽車行業(yè)微型矩陣鏡頭技術，實現(xiàn)動態(tài)燈光投影，調動乘客視覺體驗；車廂照明引入隱藏式氛圍光源，調節(jié)不同時段內車廂色調的冷暖效果；車廂屏幕通過面積增大與位置規(guī)劃，提高列車屏幕的可識別性，并減少其他設施對屏幕的遮擋，降低乘客因無法看清屏幕產(chǎn)生的煩躁心理。

（二）觸覺體驗設計策略

1. 座椅設計：減少使用不銹鋼等堅硬、冰冷的材料，搭配塑料、橡膠、織物、皮革等材質，提高座椅的舒適性，同時提高乘客的觸覺心理體驗；取消長排狀座椅，設計獨立座椅，通過座椅的獨立性維持乘客的社會心理距離，保護乘客的獨立空間不受侵犯，同時減少因乘坐間隙導致空間浪費等情況的發(fā)生。

2. 扶手設計：將單根垂直扶手改為多觸點形式，增加垂直扶手的供應數(shù)量，保持站立乘客之間的心理距離；取消高位水平扶手，調節(jié)水平扶手高度至人體腰部位置，保持站立乘客的身體重心，降低因列車速度變化導致乘客身體擺動的幅度，提高乘客的扶握體驗。

（三）其他感官體驗設計策略

1. 聽覺感官體驗設計策略：利用先進技術控制車廂外部噪音對車廂內部的干擾，通過感官轉移手法實現(xiàn)乘客獲取信息途徑的多樣化。

2. 嗅覺感官體驗設計策略：通過調節(jié)排氣位置能夠優(yōu)化車廂內的空氣循環(huán)，從而達到減輕異味的目的；引入薄荷、柑橘等合適的香味刺激使列車車廂內的空氣更加清新。

四、基于感官體驗的地鐵列車設計實踐

在地鐵列車感官體驗分析與乘客感官需求分析后，依據(jù)前文基于感官體驗的地鐵列車設計策略，對地鐵列車進行感官體驗設計實踐。通過具體的設計實踐，利用三維建模與效果渲染將感官體驗設計策略進行具象化的表達，以武漢市軌道交通列車為例。

（一）基于多感官體驗的設計思路

基于前期地鐵列車感官體驗設計策略，整理基于感官體驗的地鐵列車的設計思路，按照設計思路對列車進行設計實踐（見圖6）。

（二）外觀和造型設計

1. 視覺開放式車身嘗試

傳統(tǒng)的封閉式列車中，乘客在車廂內部對外部的視覺感知較弱，通過采用大尺寸的雙層玻璃車身與客室一體化設計，乘客能夠獲得更加開放的視野，高架路段能夠獲得更為優(yōu)質的視覺體驗；同時，候車的乘客也能夠便捷地觀察車廂的擁擠情況，便于方便地選擇擁擠程度較低的車廂。除此以外，大尺寸玻璃車身能夠使列車外部造型更為簡潔，凸顯列車的一體性與整潔性（見圖7）。

2. 引入微型矩陣燈光提升隧道視覺體驗

列車車燈劃分為3 部分：擋風玻璃兩側的車燈作為主光源，提供充足的亮度；擋風玻璃下半部分中間位置設置武漢市地鐵發(fā)光標識；發(fā)光標識與主大燈之間，引入汽車行業(yè)中能夠編程的微型矩陣鏡頭（見圖8）。高架路段，微型矩陣鏡頭切換各類表情，為室外候車的乘客提供情感體驗；隧道路段，微型矩陣鏡頭通過燈光投影至隧道墻壁，展示動態(tài)圖案信息，為隧道注入活力，激活乘客的視覺感官，減輕黑暗帶來的心理恐懼（見圖9）。

（三）內飾和布局設計

地鐵內飾的色彩能夠給乘客最直觀的情感體驗，車廂整體采用藍色作為主體配色，藍色具有科技、冷靜、平復人的心情的作用。以白色和黑色作為輔助色彩，給人以低調沉穩(wěn)舒適的感受。大面積的黑色玻璃車身不僅能夠幫助乘客獲得更廣闊的視野，同時帶來了多種不同材質的碰撞，也為沉穩(wěn)的地鐵內部空間增加了輕盈感和時尚感。在垂直扶手設計中，采用多觸點扶手形式；取消高位扶手的同時有利于乘客能夠無障礙地看到上方屏幕的內容。（見圖10）。

（三）細節(jié)和功能設計

1. 車廂內部引入隱藏式氛圍光源

車廂光源分為主光源與氛圍光源，氛圍光源隱藏于車頂兩側，通過反射燈光實現(xiàn)車廂內柔和的氛圍效果，同時氛圍燈的色調對車廂內部冷暖效果具備調節(jié)功能。冷色燈光有助于保持乘客精神狀態(tài)，維持良好身體機能和精神集中度，提高工作效率；暖色燈光有助于在下班回家的路上提供舒適的休息氛圍。矩陣式主光源為漸變、發(fā)散式光源，在實現(xiàn)車廂內部照明的同時，增加車廂整體的科技感，通過控制燈珠照明模式調節(jié)光線強弱，避免光源過于集中導致乘客眩目（見圖11）。

2. 屏幕深色模式與功能分區(qū)

車廂內屏幕采用多聯(lián)屏設計，車門上方與座椅上方區(qū)域設置屏幕。通過深色模式顯示，將站點信息高亮提示，方便乘客便捷地獲取站點信息；同時，通過不同色彩將車廂擁擠程度可視化，方便乘客自行辨別是否需要前往乘客較少的車廂（見圖12）。多塊屏幕通過底色連接于車頂兩側，形成貫穿式效果，保持車廂內部一體性。

3. 列車開門時間動態(tài)顯示

地鐵車門兩側設置安全狀態(tài)燈，用于提前提醒車內乘客開門的方向。另外，安全狀態(tài)燈具有3 種狀態(tài)，動態(tài)顯示列車的關門時間。其中，淡藍色燈光表示時間充裕，乘客可以通過；隨著紅色增多表示開門時間減少，乘客需加快速度；狀態(tài)燈為紅色表示列車車門將要關閉，請乘客等待下次車門打開（見圖13）。

4. 低位扶手符合人體使用習慣

高位水平扶手的使用率較低，究其原因是高處的扶手使用體驗相比垂直扶手缺乏優(yōu)勢，通過測試發(fā)現(xiàn)，人在使用垂直扶手時常握于身體腰部位置，且此時人體擺動幅度受列車速度變化影響最小。基于此實驗結果與現(xiàn)實情況，取消高位扶手，設置符合人體使用習慣的低位扶手。扶手由扶握部分與倚靠部分組成，每側站立約4 名乘客，扶手高度位于成年人的腰部，倚靠部分則位于成年人的臀部。倚靠部分采用柔軟的防滑材質，符合人的使用習慣，同時能夠減輕人體的疲勞感。另外，低位扶手高度同樣適用于兒童扶握，且扶手下方空間也能夠作為乘客放置行李的位置（見圖14）。

結語

近年來，國內軌道交通行業(yè)處于高速發(fā)展的階段，諸如無線充電、無人駕駛等新技術的應用一定程度上為乘客帶來了便利，整個行業(yè)也在追求乘客體驗的提升，而受限于傳統(tǒng)設計項目的影響，無法擺脫經(jīng)驗的束縛。通過對乘客自身感官體驗的研究，有利于尋找到列車體驗現(xiàn)狀的不足之處，從而有針對性地設計，達到提升乘客感官體驗的效果。研究中，以感官心理理論為基礎，深入剖析了地鐵列車乘客的感官體驗，探討了車廂設施對乘客感知的重要性，提出了一系列基于感官體驗的地鐵列車設計策略，并進行了設計實踐。

感官體驗設計不僅僅是對列車環(huán)境的美化，更是對乘客需求的深刻理解和關切。在視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等方面全面優(yōu)化，使乘客在列車內部感受到更加舒適、愉悅的乘車體驗。這一研究的實施并非止于設計方案，更是為城市交通體系提供了一種新的思路。然而，這僅僅只是一個開始，隨著科技的不斷進步和社會需求的變化，感官體驗設計需要持續(xù)演進，期待能夠在此次研究基礎上繼續(xù)深化這一領域，為地鐵列車的感官體驗帶來更多創(chuàng)新和改進。

論文資助： 本論文研究獲中車株機科技項目立項資助， 項目編號：13021430000120，項目名稱《智慧城市軌道交通體驗設計研究》

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