●鄭哲清

一、課題背景

公共汽車，指在城市道路上循固定路線，有或者無固定班次時刻，承載旅客出行的機動車輛。一般外形為方型，有橫向長窗，設置坐位，又稱為公交車、公汽或巴士，其中“公交”是公共交通的簡稱，臺灣地區(qū)又稱為公車、客運或巴士;在香港和澳門，則多稱為巴士(英語中Bus的音譯)?？傮w來說，公共汽車是最為普遍的一種大眾運輸工具。隨著城市化和機動化的發(fā)展，使城市人口和地域不斷增加，對公共交通的需求也相應快速增長，這就要求公共交通企業(yè)投入更多的客車。按照城鎮(zhèn)人口每萬人擁有0.6輛車統(tǒng)計，現(xiàn)有的城市客車約26.4萬輛，到2010年至少要達到63萬輛，平均每年至少要增加3～4萬輛，加上報廢更新，平均每年增加5.5萬輛。

在政策支持力度加大和外部環(huán)境趨好等積極因素影響下，公交客車市場出現(xiàn)了很大的增長，同時也被視為是代表城市的一道流動的風景線，展示城市新風采的一個重要窗口?，F(xiàn)代化的城市融合了各種現(xiàn)代要素，如建筑、道路、車輛、商店、行人等，如果說建筑是凝固的音樂，那么城市客車則是現(xiàn)代城市流動的音符。中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2010年1到11月我國客車產(chǎn)銷量分別為32.01萬輛、32.18萬輛，同比分別增長29.38%、33.16%。在如此高的增幅下，2011年客車市場走勢如何，客車行業(yè)人士給予了高度關注。同時伴隨著公共交通網(wǎng)絡不斷向個性化、智能化、人性化的方向發(fā)展，其在造型、環(huán)保節(jié)能、智能化等方面出現(xiàn)了相應的問題，具體如下:

1.外觀設計。形狀是激發(fā)人類本能情感的首要因素，早在公元前6世紀畢達哥拉斯學派就對形狀進行了研究，認為最美的形狀為圓形，與自然界的日月星球的形狀相呼應，具有統(tǒng)一的和諧美;18世紀畫家霍嘉茲則認為最美的線性是蛇形曲線，有曲線而無突出的棱角，顯得輕盈、安詳而圓潤。自汽車問世以來，汽車設計中的形態(tài)發(fā)生著一系列的演變，主要有:早期的類似于馬車造型的廂式汽車;為減小行使過程中空氣阻力的流線型汽車;采用仿生造型的甲殼蟲汽車及魚型汽車;后期造型簡潔、動感十足的楔型汽車;以及現(xiàn)時代形式上追求盡善盡美、美觀造型與流體力學完美統(tǒng)一的子彈頭型汽車等等。

目前各大城市使用的公交車造型單一，整體設計風格以棱角線條為主，隨著我國城市居民生活節(jié)奏的快速發(fā)展，公交車成為了大多數(shù)外出市民的代步工具。因此，造型簡潔時尚、充滿設計色彩的公交車具有很大的市場潛力和發(fā)展空間。

2.環(huán)保設計。我國針對目前的能源結構不夠優(yōu)化、能耗水平較高的現(xiàn)狀，制定和實施了一系列節(jié)約能源的法規(guī)和政策。在推進能源節(jié)約的工作中，一方面推進產(chǎn)業(yè)結構和產(chǎn)品結構調(diào)整，推進環(huán)保節(jié)能，加快發(fā)展城市公共交通，減少物質和能源的消耗，減少有害物質的排放，對那些能耗高、尾氣排放不達標的機動車要加快淘汰速度。另一方面，進一步提高電、天然氣等優(yōu)質能源和風能、太陽能等可再生能源在能源消費總量中的比重。

進入21世紀，人類社會的可持續(xù)發(fā)展成為一項緊迫的課題，環(huán)保節(jié)能型設計必然會在重建人類良性的生態(tài)家園的過程中發(fā)揮關鍵性的作用。在目前環(huán)保車型日益受到車廠追捧的背景下，環(huán)保節(jié)能型交通工具的形態(tài)創(chuàng)新設計與研究具有一定的市場開發(fā)潛力與實際應用價值。

3.創(chuàng)新設計。創(chuàng)新設計是指充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關科技成果進行創(chuàng)新構思，設計出具有科學性、創(chuàng)造性、新穎性及實用性產(chǎn)品的一種實踐活動。創(chuàng)新設計已經(jīng)成為公共交通系統(tǒng)發(fā)展的一個重要方向，創(chuàng)新化公交設計可以有效提高交通效率，也可以體現(xiàn)出其中的人性化設計。隨著現(xiàn)代城市交通的快速發(fā)展，創(chuàng)新性已成為其中不可或缺的元素。

4.人文設計。當今時代正在從工業(yè)時代跨入信息時代，新技術革命的迅速發(fā)展給社會經(jīng)濟結構，人們的價值觀念、生活方式、文化習俗等帶來了十分巨大的變化，也帶來了人們審美趣味的變化。在信息時代中文脈設計標準也有了與以往工業(yè)時代不同的特征，因此，要想使設計具有活力，具有歷史感和地方性，就必須對人文設計標準加以分析研究。設計人性化作為產(chǎn)品設計中一個重要組成部分，越來越受到重視。宜人的整體操作界面和造型設計以及安全性和易維護性設計是公交車人性化設計中的重要方向。

由于我國經(jīng)濟快速發(fā)展，現(xiàn)代公共交通系統(tǒng)的需求量也不斷增加，創(chuàng)造出潛力巨大的市場。隨著城市生活中人們的生活節(jié)奏不斷加快，公共交通網(wǎng)絡也必將不斷向個性化、智能化、人性化的方向發(fā)展。在這種時代背景下本課題研究具有重大意義。

二、國內(nèi)公交車設計缺陷分析

1.車內(nèi)高度太低。內(nèi)部高度不足1500mm，除了副駕駛位置，普通成年人乘車時需要彎腰進入，不能直立，不利于乘客有序、快速地上下車，也不能設立站立席，無法疏導乘客，不能有效滿足高峰客流時段的乘車需求。

2.座位排布不合理。在實際使用中，除最后一排保持原狀外，車內(nèi)其他座位需要調(diào)整為車窗兩排側向座位。根據(jù)國家標準《QC/T 633－2000》中對于座椅深(不含座椅背厚度)的要求，公交客車的座椅深度不小于350mm，一名身高為1700mm的成年人，正常坐姿從膝蓋到臀部至少需要600mm，也就是說，兩名面對面乘坐的乘客占用掉1200mm的寬度，本車車身寬度只有1690mm，除去結構和內(nèi)飾物的厚度，過道只能剩下不足400mm的寬度，顯然將影響后排乘客的上下車。

3.座位數(shù)有限。除最后一排保持原狀外，車內(nèi)座位需要重新設置安裝。根據(jù)國家標準《GB13094－1997客車結構安全要求》中“客車成員數(shù)核定”的“座墊寬按每1人不小于400mm”，車身兩側座位寬度每人應不小于400mm，按照上述國家標準，車內(nèi)只能設置12個乘客座位。

4.車門設計不適合城市公交使用。公交客車的自動門由司機或者乘務員控制，可以在保證乘客安全的情況下由機械控制啟閉，車門邊包有不低于100mm厚的橡膠軟墊，除了具有防風防雨的功能外，還能防止乘客手足被擠傷。采用手動無包邊車門，密閉性很好，但是沒有防止擠傷乘客手足的功能;另外，這種車門很寬，并且可以自由的前后移動，在車輛加速、減速的時候，如果門沒有鎖好，則會出現(xiàn)突然打開或者鎖閉的情況，有可能導致門口乘客不慎摔落或者夾傷手足，引發(fā)意外。另外，受到這種車門結構強度的影響，門通常很重，如果作為公交車輛頻繁開閉，車門壽命將會明顯縮短。

5.車型不適合長期重載。設計理念為輕型商務客車，前懸掛雙橫臂獨立懸架，后懸掛縱置板簧，其避震效果較好，但長期重載使用之后，其避震性能明顯下降，彈簧、板簧斷裂故障將會頻繁發(fā)生;車輛設計為2軸4胎承重結構，若乘坐12名平均體重為60kg的乘客，整車重量將達到7200kg+1700/1600kg，平均每胎承載2200kg－2225kg，這樣的重量對與只有14寸直徑的輪胎來說，顯然過于沉重，長期重載，輪胎壽命大大縮短，不利于安全營運。以上兩種因素不利于車輛的低成本保養(yǎng)和運行，容易加重運輸企業(yè)的負擔。

6.無法進行“雙燃料”環(huán)保改造。市民對車輛的環(huán)保要求越來越高，雖然采用了先進的汽油電噴發(fā)動機，環(huán)保性能優(yōu)于普通汽油發(fā)動機，但是這種發(fā)動機無法進行天然氣雙燃料改造。如果選用可以改造雙燃料系統(tǒng)的發(fā)動機，則不能安放天然氣壓縮鋼瓶，因為此車離去角只有12度，后輪部位距地面只有不足600mm，載重后下沉幅度將更大。除了環(huán)保因素，成本因素也應當重點考慮，在國際原油價格日漸高漲的今天，天然氣汽車的低成本讓公交企業(yè)減輕了不少負擔，加上政府機構的財政補貼，可以保證公交車做到保本運行，但是普通的企業(yè)對抗運行成本變化的能力相對較弱，如果使用汽油車，將不能有效規(guī)避國際油價變動帶來的成本變化，企業(yè)的成本風險將會成倍增加。

7.乘客安全不易保障?！吨腥A人民共和國道路交通安全法》第五十一條規(guī)定:機動車行駛時，駕駛人、乘坐人員應當按規(guī)定使用安全帶。但是，在實際使用中，副駕駛座位上的乘客不使用安全帶的現(xiàn)象十分突出，同時由于車內(nèi)空間狹小，不能安裝扶手、拉環(huán)，這使得乘客安全得不到保障。

8.不能有效發(fā)揮車輛的綜合性能。作為城市公交客車，單位面積運送的乘客數(shù)量是重要的參數(shù)，根據(jù)國內(nèi)眾多城市的實際情況，10米客車占地面積約為25平方米，載客數(shù)量約為70－80人;7米客車占地面積約16平方米，載客數(shù)量約50－60人;6米客車占地面積約13.5平方米，載客數(shù)量約為35－40人;5米客車占地面積約為8.5平方米，但載客數(shù)量只有13－14人，如果要保證充足的運力，車輛數(shù)量就必須增加，這不利于控制城市中的車輛增長。

三、課題設計

1.方案功能定位。本次公交車的功能設計意在改良，致力讓城市居民擁有高效、快捷、舒適的外出環(huán)境，使公交車不僅成為市民的代步工具，而且融入生活，讓市民能在公交車上放松緊繃的神經(jīng)。

2.方案消費群體定位。再沒有任何一種產(chǎn)品比城市公交更具有全面的消費群體了，我們這次公交車的設計理念就是為大眾服務。

3.方案使用環(huán)境定位。區(qū)別于國外的有軌電車和無軌電車，針對于國內(nèi)公交環(huán)境情況所設計的方案是可以適用于廣泛交通路段的。

4.方案造型風格定位。中國客車設計要從模仿逐漸轉向突出民族文化特色，中國客車將在世界舞臺上扮演越來越重要的角色，這點已經(jīng)毋庸置疑。但是外界對于中國客車外形設計卻一直充滿爭議，這不僅包括對于中國客車外形不夠國際化的批評，也包括對于中國客車外形設計與歐洲客車外形相似化的指責。但是究竟什么樣的客車設計才能獲得國際認可?才能稱得上優(yōu)秀作品?本人認為濃厚的中國文化和強烈的中國元素應是中國優(yōu)秀客車設計師作品應考慮滲入的要素。

5.方案色彩定位。色彩是產(chǎn)品設計中的重要組成部分，與產(chǎn)品的結構、形態(tài)、材料等成為不可缺少的設計要素。在產(chǎn)品設計中，色彩通常作為產(chǎn)品與消費相互聯(lián)系溝通的一個重要要素。成功的色彩設計，使產(chǎn)品達到和諧統(tǒng)一的效果，還可為產(chǎn)品品牌營造出一個現(xiàn)代時尚的視覺形象。

此次方案設計色彩以北歐簡約設計風格為主，同時融入現(xiàn)代、時尚元素。為使公交車能呈獻給市民耳目一新的感覺，所以在配色上采取了多種元素。在結合新技術、新材料的同時，為消費者提供良好的視覺審美效果。

四、解決方案

本次對公交車的改良設計，基于生活中乘坐公交車時的發(fā)現(xiàn)并由此改良而來。同時，也不忘吸取外國公交的優(yōu)秀設計經(jīng)驗，以及一些地鐵的優(yōu)秀細節(jié)綜合而成。本次設計的理念是:舒適、自由、安全、方便、關懷、大空間。同時希望達到的目的是將公交車設計成為:更加快捷的上下車、更大的空間、為他人服務之車。

案例一:線路名稱。在大公交車站，時常出現(xiàn)幾輛公交車同時進站的情況出現(xiàn)，前一輛公交車易遮擋后一輛公交車線路名稱。(圖1)

圖1 線路名稱問題

圖2 線路名稱解決

解決方案:在公交車靠車站處的后視鏡上，增設一個LED線路指示牌。因為?？寇囌緯r后視鏡延伸出車體之外，不易擋住前方車輛。(圖2)

優(yōu)點:乘客可以更快識別線路名稱，提高大型站臺效率。

缺點:提高成本，需要高強度外殼材料保護后視鏡中LED報站器。

材料:聚碳酸、PC材料，玻璃鋼，玻璃鋼、PC材料等輕質材料作為保護外殼。執(zhí)行國家GA422－2003標準。

圖3 開門方式

圖4 開門方式解決

案例二:開門方式。在乘坐公交時，車門過小，時常出現(xiàn)過度擁擠現(xiàn)象，易發(fā)生危險。車前門與車頭部分空間需要重新改良。同時，車門向內(nèi)開浪費空間，也非常不安全。在幾起大公交車事故中，車門在緊急時刻都無法通過緊急開關打開，導致很多乘客都從窗口逃生，從而踩傷坐在窗邊的乘客。 (在危急時刻，在人類求生本能的驅使下，乘客只能選擇奪窗而逃。)(圖3)

解決方案:在公交車上設計外開式滑動車門(參考大巴)。并加大車門面積，減輕上車擁堵，更加安全可靠。(圖4)

優(yōu)點:乘客可以更加方便地上下車，也可保證緊急狀況下迅速開關。

缺點:成本增加，對車身A柱結構以及選用材料要求更高，同時給車身增加重量。

材料:需要在兩個車門處各增加一臺液壓機，以及緊急氣體儲備罐。

圖5 站立空間

圖6 站立空間解決

案例三:站立空間浪費。二級或三級踏步公交車上，車前部乘客過多，導致公交車中后部站立空間浪費。(圖5)

解決方案:在公交車中后部區(qū)域改良踏步、扶手利用中后部空間。(圖6)

優(yōu)點:更加優(yōu)秀的內(nèi)部結構，降低不安全因素，更好地利用車后部空間。

缺點:需要更小的發(fā)動機以及變速箱。

圖7 乘客站立

圖8 乘客站立解決

案例四:乘客站立時，座位后方供站立乘客使用的扶手的抓握面積太小，導致很多乘客無法低角度抓握到扶手。(圖7)

解決方案:改進座位后部扶手，大大增加了扶手可用面積，同時可為幾個站立乘客提供抓面積。(圖8)

優(yōu)點:更加舒適的抓握座椅扶手，更符合人機工程學。

缺點:增加成本。

材料:不銹鋼以及聚乙烯塑料。

圖9 報站方式問題

圖10 報站方式解決

案例五:報站方式單一。在公交車基本滿員的情況下，很多坐著的乘客無法聽到報站提示。(圖9)

解決方案:保留語音報站的同時，車頂增設360度LED顯示屏報站器及各個座位后方的小型LED報站器。(圖10)

優(yōu)點:多種報站方式相結合，保持良好車內(nèi)秩序。

缺點:增加成本，車內(nèi)布線更加復雜。

材料:聚乙烯復合材料(SEPC)

圖11 輪椅區(qū)

圖12 輪椅區(qū)解決

案例六:輪椅區(qū)。很多公交車都沒有專門的輪椅或者嬰兒車固定區(qū)域，備有輪椅或者嬰兒車固定區(qū)域的公交車，在沒有殘疾人或者嬰兒車情況下，浪費了兩排乘坐空間。(圖11)

解決方案:參考火車上回彈式座椅，合理利用了輪椅固定區(qū)的空間，在沒有輪椅或者嬰兒車的時候，其他乘客可打開回彈式座椅使用。(圖12)

優(yōu)點:在擁有輪椅或者嬰兒車固定區(qū)的同時，在沒有使用的情況下，還可以供給其他乘客休息。

缺點:輕微的浪費空間。

材料:不銹鋼以及聚乙烯塑料。

圖13 視線遮擋問題

圖14 視線遮擋問題解決

案例七:對其他路面車輛支持。很多小車司機都有如此經(jīng)歷:等紅燈或堵車情況下，尾隨公交車。高大的公交車擋住了小車司機的視線，導致小車司機無法知曉前方路況 (如堵車、紅燈等)。(圖13)

解決方案:增加了車頭最高處攝像頭，并在車尾增設了一個液晶屏幕，能為后方車輛提供前方實時路況。與此同時，還增設一個帶有無線接收信號的交通燈，用來提示后方車輛前方交通燈情況(現(xiàn)在交通燈基本使用無線電控制)。(圖14)

優(yōu)點:方便路面其他車輛。

缺點:成本增加以及易損性。

材料:車頭攝像頭以及車尾屏幕需滿足IP67級別防護標準。

案例八:轉彎車距。在公交車轉彎或者是在路面擁堵時，由于公交車長度問題，很多路面其他車輛都無法保持正確的車距，導致了很多擦掛事故出現(xiàn)。(圖15)

解決方案:在公交車兩側各增加了一條長條形視距提示鏡，讓靠近車輛了解與公交的距離，避免事故。(圖16)

圖15 轉彎車距

圖16 轉彎車距解決

優(yōu)點:方便靠近車輛了解車距，避免事故。

缺點:稍稍增加車體寬度。

材料:亞克力鏡面、塑料鏡背。

圖17 示寬燈問題

圖18 示寬燈解決

案例九:示寬燈。很多公交車的轉向燈與示寬燈大小不足，導致識別率低。(圖17)

解決方案:轉向燈與示寬燈融合，擴大面積，從車頭向車輛側面延展。(圖18)

優(yōu)點:更加安全，方便路面上其他車輛更加直觀了解公交車轉向以及寬度信息。

缺點:增加成本。

材質:尾燈反射(反光碗)，PC、ABS、PC+ABS 合金等。尾燈底座:PPF3、PC+ABS、ABS 等。

圖19 攜帶自行車

圖20 攜帶自行車改進

案例十:能否攜帶自行車。公交+短途交通工具深受大眾喜愛，方便大眾，應該是公交宗旨。(圖19)

解決方案:在車頭增加自行車托放架。(圖20)

優(yōu)點:方便乘客。

缺點:駕駛難度加大，裝載自行車數(shù)量不多。

解決方案總結

1.一次良好的乘坐體驗，從上車開始。在公交車靠車站處的后視鏡上，增設一個LED線路指示牌。停靠車站時后視鏡是延伸出車體之外，LED路線指示牌不會被前方的車輛擋住;在公交車上設計外開式滑動車門，并加大車門面積，減輕上車擁堵，更加安全可靠。

2.科學的車內(nèi)布局，是美好旅途的必備。公交車中后部區(qū)域，通過改良踏步方式，同時改良扶手布置來充分利用中后部空間;改進座位后部扶手，大大增加了扶手可用面積，同時可以為幾個站立的乘客提供抓握面積;保留語音報站的同時，在車頂增設360度LED顯示屏報站器以及各個座位后方小型LED報站器。

3.處處體現(xiàn)“以人為本”的服務宗旨。參考了火車回彈式座椅，合理利用了輪椅固定區(qū)。在沒有輪椅或者嬰兒車情況下，其他乘客可以打開回彈式座椅使用;增加了車頭最高處攝像頭，并在車尾增設了一個液晶屏幕為后方車輛提供前方實時路況。與此同時，還增設了一個帶有無線接收信號交通燈，用來提示后方車輛前方交通燈情況 (現(xiàn)在的交通燈都使用無線電控制);在公交車兩側各增設了一條長條形視距提示鏡，讓靠近的車輛了解與公交的距離，避免事故;將轉向燈與示寬燈融合，加大面積;車頭增加自行車托放架。

通過研究現(xiàn)有公交車的各個特點再分析其共同點，總結出其公交車設計的總趨勢，從而確定了公交客車的改良:在美觀同時增加亮點，特別針對線路名稱辨識率提低，上下車便利度提低，擁擠情況下的舒適度提低，對路面其他車輛的友好支持提低等問題，提出十個解決方案(線路名稱、開門方式、站立空間、扶手面積、報站方式、輪椅固定區(qū)、堵車時對后車的支持、轉彎示寬、視距、自行車托架)，基本解決了車內(nèi)外存在的各種問題。改良設計的特點就是改良內(nèi)部與外部不合理的細節(jié)，使乘客以及其他路面車輛司機有安全溫馨的乘坐與駕駛體驗。

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