基于乘客感官体验的地铁列车设计

摘要：分析现行地铁列车乘客感官体验问题，研究车厢设施对感官体验的影响，提出并验证设计策略，为未来地铁列车体验提升提供参考。结合感官心理理论与地铁列车现状分析地铁列车乘客体验，强调轨道交通列车感官体验提升的必要性，提出基于乘客感官体验的列车设计理念和解决方案，并进行实践验证。形成基于感官心理的地铁列车设计方案。深入了解乘客感官体验，通过感官体验能够提升整体乘车体验。

关键词：地铁列车；感官体验；感官心理；多感官设计；乘车体验

中图分类号：U293.5 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2024）19-0119-05

引言

随着我国城市地铁的重要性日益突显，地铁设计中影响乘客出行体验的情况也不可避免地出现。《体验经济》出版后，用户体验逐步得到设计师的重视[1]，同时催生了感官体验设计。探讨乘客感官体验相关问题，了解乘客的各类感官知觉需求并对乘客的身体及心理进行认知研究，对改善乘客的感官体验具有积极意义。

一、理论基础

（一）感官体验理论概述

个人的潜意识行为无时无刻不在受周围温度、材质、重量、声音、气味以及颜色等元素的影响，而人本身对这些影响却不自知。人们通常认为自己的决定和行为都受本人支配，但实际上影响甚至改变人的决定和行为的却是周身的感官世界[2]。

韩国工业设计师Jinsop Lee 的五感设计理论（见图1）中提出，五感的唤醒程度越高，用户的体验感则越强。多感官设计是指不拘泥于某一单一感官，从视觉、听觉、触觉、嗅觉以及味觉等多重感官着手，对人身体各个接收环境信号的器官进行有效刺激，达到提升用户使用体验、激发用户某些欲望的目的，是一种新型的设计理念。

感官心理学认为，人对世界的感官体验不仅对其自认为理性公正的思维产生影响，还会左右其自主思考的能力。人类无法每次都感知到刺激自身的因素是什么，但是这些刺激诱因依然会对其产生影响，这种影响不仅是心理上的，也能够通过个人的行为表现出来。在设计工作中通过对用户周身环境进行认知研究，能够利用感官心理学影响人的潜意识心理和行为，达到提升用户体验的效果。原研哉在日本梅田医院的导视系统设计中，通过应用大量柔软的棉布，将触觉元素与视觉元素相结合，突出了妇幼专科“洁净”“关爱”的特性[3]；宋立民团队通过对多家医院的色彩环境分析与测试，验证了医疗空间的色彩作用于人体感知器官能够对人体起到无形的疗愈效果，良好的配色方式符合和谐的心理感受同时带来正向情感表达，给予医疗空间健康、正向的情感作用[4]；复兴号高速列车客室内墙选用家居感十足的木纹贴膜，并通过深浅两色区分不同车厢档次，营造出明亮宽敞舒适的乘坐空间[5]。众多设计实践表明，感官体验的升级对于提升用户整体体验具有积极作用。

（二）地铁列车感官体验提升的重要性

地铁列车发展至今，相比数年前已经有了较大进步，这种进步不仅表现在列车动力、速度、运载量的提升，更表现在乘车体验的升级。目前，各大城市新运营线路均致力于提供新奇体验，如：灯光效果、无障碍设施、座椅排列方式、扶手形式，以及新技术的应用等，而这些新的体验中，感官的体验占有很高的比重。

大量心理学、生理学和行为学的研究成果表明人的多感官之间产生的联觉是单一感官接收信息量的数倍，同时对事物的记忆也会更加深刻。人脑对不同感官接收的外界复杂信息能够有效整合和统一，在潜意识中形成对外部环境的基本判断，各感官传递的信号积极与否会直接影响人对事物的潜在看法。因此，乘客在搭乘地铁时不同感官带来的身体信号刺激，能够经过大脑的信息加工处理而形成对地铁列车的整体看法，关注乘客的感知过程并综合利用多感官刺激，有针对性地提升乘客的感官体验，能够提升乘客的整体满意度（见图2）。

二、地铁列车感官体验要素分析

（一）思路和方法

为明确地铁感官体验设计的关键要素和内涵，对地铁列车感官体验进行分析。主要分析步骤包括3 个阶段：第1 阶段为用户需求问卷调研阶段，通过发放问卷，得到真实的用户反馈，挖掘用户乘车感官体验痛点；第2 阶段对回收的问卷进行分析，基于KANO 模型归类用户不同需求类型，明确地铁感官体验设计关键要素；第3 阶段从视觉、触觉、听觉、嗅觉4 部分对地铁感官体验要素的内涵进行具体阐述，为后续基于感官体验的地铁列车设计策略奠定基础。

（二）问卷设计、发放与回收

为了解乘客乘车过程中的体验现状，分析轨道交通列车体验存在的问题以及未来乘车体验优化的方向，面向武汉市进行大规模问卷发放。问卷1-8 题为用户人口学信息及用户行为特征调研，9-10 题为用户满意度调研，11-30 题为用户期望调研。通过线上及线下发放，剔除无效样本后，实际回收问卷数量502 份，信度系数值为0.868，说明调研数据具有研究价值。根据问卷回收结果，得到地铁列车乘客反馈如下：

（1）学生群体与上班族是武汉市地铁乘客的主力军；

（2）乘坐距离较远的用户对乘坐体验的要求更高；

（3）车厢内人文关怀服务满意度偏低；

（4）乘客对扶手扶握有较高需求；

（5）车内设施中，提高座椅舒适度是乘客呼声最高的改进点；

（6）乘客期待更加安静、清新、舒适的乘车环境。

总结反馈意见可知，现有轨道列车上存在着改进扶握、座椅等系统的触觉体验改善需求，及车厢内部整体环境的视觉、嗅觉及听觉等体验潜在优化点。

（三）基于KANO 模型的地铁感官体验设计要素提取

基于问卷调研数据统计和分析，同时结合Better-Worse 系数公式可以反映某项功能有无改善/ 减少用户满意度的能力。

增加某一功能时，用户满意系数：

Better（SI）=（A+O）/（A+O+M+I）

减少某一功能时，用户不满意系数：

Worse（DSI）=-1（O+M）/（A+O+I）

其中：A 为魅力属性需求：超出用户预期的功能/ 服务，该功能/ 服务完善程度高，用户满意度会明显上升，如果没有该功能/ 服务时，用户满意度下降不明显。O 为期望属性需求：有某功能/ 服务会提升满意度，没有会使满意度下降。M 为必备属性需求：有某功能/ 服务不会提升满意度，但没有会使满意度下降。I 为无差异属性需求：有和没有某功能/ 服务均不影响满意度。按照上述公式对KANO 问卷进行计算，得到如图3 所示的用户需求评价结果。

依据KANO 模型分析结果，乘客对车厢的期望属性中，主要包括对座椅、扶手、灯光提示、信息获取、内饰风格、车厢颜色等元素的要求，而在魅力属性（即加分属性）中，含有对车厢便利设施的期待，如站立式座椅、座椅可调节、行李安置空间、夜间灯光调节等。因此，硬件设施的触觉体验和整体车厢内饰的视觉体验升级将是有效优化乘客乘车体验的关键。

（四）地铁列车感官需求元素解析

根据前期地铁列车乘客体验问卷与KANO 模型分析，结合现实情况，总结归纳可将乘客感官体验需求分为视觉、触觉、听觉、嗅觉4 部分进行分析。

1. 视觉需求

乘客在搭乘列车时的视觉需求体现在对列车外观形态、车厢配色、灯光环境、信息获取等方面的需求。

（1）列车外观形态：列车的造型美感为乘客展现了对整条地铁线路的第一印象。早期地铁列车外观相对简陋，而近年来加工技术与设计水平的提升使列车造型美感得到质的提升，不同的风格特色与加工方式为列车带来了不同的造型特征。

（2）列车车厢配色：车厢配色能够在乘客进入车厢后第一时间吸引其注意力，和谐的色彩带给人视觉上的舒适及愉悦。研究表明，不同的色彩环境能够为人带来了不同的心理影响[6]（见表1），因此，列车设计过程中需综合考虑不同色彩对乘客的心理产生的影响，选取合适的配色。

（3）列车灯光环境：乘客周围的灯光能够影响乘客视觉舒适程度。多数列车运营时间内，车厢内的照明环境保持白色、高明度灯光状态。而根据人体生理与感官活跃时间研究，人体感官在活跃时间更能够接受高明度、冷色调灯光，而在非活跃时间则更偏爱低明度、暖色调灯光，统一的白色高明度灯光不符合不同时段乘客的需求。另外，随着地铁列车生产技术的发展，无人驾驶列车与客室一体化设计使列车外部空间进入乘客的视野，乘客能够在无人驾驶列车车头处观看外部景象，而隧道内黑暗的环境易引发乘客对未知的恐惧感[7]（见图4），减少黑暗环境的消极影响是提升车头乘客视觉体验的重要途径。

（4）站点信息获取：屏幕站点显示是乘客对于站点信息的主要获取来源之一。由于屏幕显示面积的限制与车厢内乘客或其他设施的遮挡常导致图文信息难以做到直观醒目，一定程度上影响乘客的视觉体验。

2. 触觉需求

乘客在搭乘列车时的视觉需求体现在对车厢设施材质、座椅与扶手的形式等方面。

（1）车厢设施材质：车厢内部材质是乘客与车厢产生接触时触觉体验的主要来源。乘客搭乘列车时会与座椅、扶手产生长时间的接触，长时间接触坚硬、光滑的材质易导致乘客身体产生强烈的疲劳与不适，同时产生强势、自私及暴力等心理倾向[8]，因此，选择合适的设施材质是提高乘客触觉体验的重要途径。

（2）列车座椅形式：座椅的形式主要影响乘客的乘坐体验。国内大部分地铁采用纵向长排座椅，长约3m，设计乘坐人数为6 人。当列车乘客较少时，乘客首先会选择靠近座椅两端坐下，数量增多时，新的乘客会选择座椅中间区域插空坐下，现实情况下常无法坐满，造成空间的浪费（见图5）。乘客在拥挤的公共空间中，会更加有意维护自身的独立性，因此人与人之间会有意增加身体之间的距离，进而造成使用空间的浪费。所以，减少空间浪费同时提升乘客乘坐体验，需要选择合适的座椅形式。

（3）列车扶手形式：扶手的形式主要影响站立乘客的扶握体验。地铁内部扶手分为垂直扶手与水平扶手两大类，垂直扶手位于车厢中部并垂直于地面，水平扶手位于车厢顶部且平行于地面，大量客观事实表明，垂直扶手相比水平扶手更受乘客欢迎，原因是乘客站立时的身体重心在腰部位置，扶握垂直方向扶手更方便稳定身体的平衡，且长时间抓握高处的水平扶手更容易导致乘客手臂的疲劳。因此，选择合适的扶手形式，有利于提升乘客的扶握体验。

3. 听觉需求

乘客在搭乘列车时的听觉需求体现在列车的语音播报与车厢噪音等方面。

（1）列车语音播报：语音播报是乘客接收站点信息时除屏幕显示外的另一重要途径，清晰的语音播报是乘客乘坐地铁列车时重要的听觉需求之一。

（2）列车车厢噪音：列车车厢噪音是造成乘客听觉体验下降的重要因素。列车行进过程中产生的噪音主要来自列车高速行驶时与轨道的摩擦及车厢内乘客的交谈、电子设备等产生的噪音，有效降低噪音是提高乘客听觉体验的重要举措。

4. 嗅觉需求

乘客在搭乘列车时的嗅觉需求体现在列车的异味控制方面，车厢内异味主要来源于乘客体味或物体气味，通过合适的途径减少列车的异味有利于降低乘客对车厢异味产生的不适感。

三、基于感官体验的地铁列车设计策略

地铁列车感官体验设计过程需要考虑乘客视觉、触觉、听觉及嗅觉等多方面的因素，兼顾车厢设施的实用性与前瞻性，同时也需要依据轨道交通列车国家标准，符合人机工程学的要求。基于前期对地铁列车感官体验分析，提出基于感官体验的地铁列车设计策略。

（一）视觉体验设计策略

1. 列车外观整体设计策略：符合国家标准基本要求，采用简洁的设计理念与先进的加工方式，设计列车外观，使列车符合现代化特征与美学感受。

2. 车厢内部整体设计策略：车厢配色采用视觉心理学中对人体具有积极影响的配色，同时避免使用红色等心理前进色，确保消防设施的醒目性；车厢内部不同功能按照色彩进行规划分区，确保不同功能之间互不干涉，具备整体性。

3. 列车细节设计策略：车头照明引入汽车行业微型矩阵镜头技术，实现动态灯光投影，调动乘客视觉体验；车厢照明引入隐藏式氛围光源，调节不同时段内车厢色调的冷暖效果；车厢屏幕通过面积增大与位置规划，提高列车屏幕的可识别性，并减少其他设施对屏幕的遮挡，降低乘客因无法看清屏幕产生的烦躁心理。

（二）触觉体验设计策略

1. 座椅设计：减少使用不锈钢等坚硬、冰冷的材料，搭配塑料、橡胶、织物、皮革等材质，提高座椅的舒适性，同时提高乘客的触觉心理体验；取消长排状座椅，设计独立座椅，通过座椅的独立性维持乘客的社会心理距离，保护乘客的独立空间不受侵犯，同时减少因乘坐间隙导致空间浪费等情况的发生。

2. 扶手设计：将单根垂直扶手改为多触点形式，增加垂直扶手的供应数量，保持站立乘客之间的心理距离；取消高位水平扶手，调节水平扶手高度至人体腰部位置，保持站立乘客的身体重心，降低因列车速度变化导致乘客身体摆动的幅度，提高乘客的扶握体验。

（三）其他感官体验设计策略

1. 听觉感官体验设计策略：利用先进技术控制车厢外部噪音对车厢内部的干扰，通过感官转移手法实现乘客获取信息途径的多样化。

2. 嗅觉感官体验设计策略：通过调节排气位置能够优化车厢内的空气循环，从而达到减轻异味的目的；引入薄荷、柑橘等合适的香味刺激使列车车厢内的空气更加清新。

四、基于感官体验的地铁列车设计实践

在地铁列车感官体验分析与乘客感官需求分析后，依据前文基于感官体验的地铁列车设计策略，对地铁列车进行感官体验设计实践。通过具体的设计实践，利用三维建模与效果渲染将感官体验设计策略进行具象化的表达，以武汉市轨道交通列车为例。

（一）基于多感官体验的设计思路

基于前期地铁列车感官体验设计策略，整理基于感官体验的地铁列车的设计思路，按照设计思路对列车进行设计实践（见图6）。

（二）外观和造型设计

1. 视觉开放式车身尝试

传统的封闭式列车中，乘客在车厢内部对外部的视觉感知较弱，通过采用大尺寸的双层玻璃车身与客室一体化设计，乘客能够获得更加开放的视野，高架路段能够获得更为优质的视觉体验；同时，候车的乘客也能够便捷地观察车厢的拥挤情况，便于方便地选择拥挤程度较低的车厢。除此以外，大尺寸玻璃车身能够使列车外部造型更为简洁，凸显列车的一体性与整洁性（见图7）。

2. 引入微型矩阵灯光提升隧道视觉体验

列车车灯划分为3 部分：挡风玻璃两侧的车灯作为主光源，提供充足的亮度；挡风玻璃下半部分中间位置设置武汉市地铁发光标识；发光标识与主大灯之间，引入汽车行业中能够编程的微型矩阵镜头（见图8）。高架路段，微型矩阵镜头切换各类表情，为室外候车的乘客提供情感体验；隧道路段，微型矩阵镜头通过灯光投影至隧道墙壁，展示动态图案信息，为隧道注入活力，激活乘客的视觉感官，减轻黑暗带来的心理恐惧（见图9）。

（三）内饰和布局设计

地铁内饰的色彩能够给乘客最直观的情感体验，车厢整体采用蓝色作为主体配色，蓝色具有科技、冷静、平复人的心情的作用。以白色和黑色作为辅助色彩，给人以低调沉稳舒适的感受。大面积的黑色玻璃车身不仅能够帮助乘客获得更广阔的视野，同时带来了多种不同材质的碰撞，也为沉稳的地铁内部空间增加了轻盈感和时尚感。在垂直扶手设计中，采用多触点扶手形式；取消高位扶手的同时有利于乘客能够无障碍地看到上方屏幕的内容。（见图10）。

（三）细节和功能设计

1. 车厢内部引入隐藏式氛围光源

车厢光源分为主光源与氛围光源，氛围光源隐藏于车顶两侧，通过反射灯光实现车厢内柔和的氛围效果，同时氛围灯的色调对车厢内部冷暖效果具备调节功能。冷色灯光有助于保持乘客精神状态，维持良好身体机能和精神集中度，提高工作效率；暖色灯光有助于在下班回家的路上提供舒适的休息氛围。矩阵式主光源为渐变、发散式光源，在实现车厢内部照明的同时，增加车厢整体的科技感，通过控制灯珠照明模式调节光线强弱，避免光源过于集中导致乘客眩目（见图11）。

2. 屏幕深色模式与功能分区

车厢内屏幕采用多联屏设计，车门上方与座椅上方区域设置屏幕。通过深色模式显示，将站点信息高亮提示，方便乘客便捷地获取站点信息；同时，通过不同色彩将车厢拥挤程度可视化，方便乘客自行辨别是否需要前往乘客较少的车厢（见图12）。多块屏幕通过底色连接于车顶两侧，形成贯穿式效果，保持车厢内部一体性。

3. 列车开门时间动态显示

地铁车门两侧设置安全状态灯，用于提前提醒车内乘客开门的方向。另外，安全状态灯具有3 种状态，动态显示列车的关门时间。其中，淡蓝色灯光表示时间充裕，乘客可以通过；随着红色增多表示开门时间减少，乘客需加快速度；状态灯为红色表示列车车门将要关闭，请乘客等待下次车门打开（见图13）。

4. 低位扶手符合人体使用习惯

高位水平扶手的使用率较低，究其原因是高处的扶手使用体验相比垂直扶手缺乏优势，通过测试发现，人在使用垂直扶手时常握于身体腰部位置，且此时人体摆动幅度受列车速度变化影响最小。基于此实验结果与现实情况，取消高位扶手，设置符合人体使用习惯的低位扶手。扶手由扶握部分与倚靠部分组成，每侧站立约4 名乘客，扶手高度位于成年人的腰部，倚靠部分则位于成年人的臀部。倚靠部分采用柔软的防滑材质，符合人的使用习惯，同时能够减轻人体的疲劳感。另外，低位扶手高度同样适用于儿童扶握，且扶手下方空间也能够作为乘客放置行李的位置（见图14）。

结语

近年来，国内轨道交通行业处于高速发展的阶段，诸如无线充电、无人驾驶等新技术的应用一定程度上为乘客带来了便利，整个行业也在追求乘客体验的提升，而受限于传统设计项目的影响，无法摆脱经验的束缚。通过对乘客自身感官体验的研究，有利于寻找到列车体验现状的不足之处，从而有针对性地设计，达到提升乘客感官体验的效果。研究中，以感官心理理论为基础，深入剖析了地铁列车乘客的感官体验，探讨了车厢设施对乘客感知的重要性，提出了一系列基于感官体验的地铁列车设计策略，并进行了设计实践。

感官体验设计不仅仅是对列车环境的美化，更是对乘客需求的深刻理解和关切。在视觉、听觉、触觉、嗅觉等方面全面优化，使乘客在列车内部感受到更加舒适、愉悦的乘车体验。这一研究的实施并非止于设计方案，更是为城市交通体系提供了一种新的思路。然而，这仅仅只是一个开始，随着科技的不断进步和社会需求的变化，感官体验设计需要持续演进，期待能够在此次研究基础上继续深化这一领域，为地铁列车的感官体验带来更多创新和改进。

论文资助： 本论文研究获中车株机科技项目立项资助， 项目编号：13021430000120，项目名称《智慧城市轨道交通体验设计研究》

参考文献

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