摘要：本文從中國高速列車的發(fā)展背景出發(fā)，闡述了仿生設(shè)計(jì)的概念，分析了仿生符號(hào)在中國高速列車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及其對中國高速列車造型設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用。中國高速列車在外觀造型方面缺乏自主品牌意識(shí)和民族特色，基于仿生概念從中國固有生物種群的角度進(jìn)行深層次的挖掘，在仿生設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，探索人們的心理訴求及民族特色，試圖將具有識(shí)別性的中國元素應(yīng)用于中國特色的高速列車造型設(shè)計(jì)中。

關(guān)鍵詞：仿生概念設(shè)計(jì) 高速列車造型設(shè)計(jì) 中國特色

中圖分類號(hào)：U292.91+4 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A 文章編號(hào)：1003—0069（2014）09—0057—02

1 引言

中國高速鐵路的建設(shè)始于1999年所興建的秦沈客運(yùn)專線。經(jīng)過10多年的高速鐵路建設(shè)和對既有鐵路的高速化改造，中國目前已經(jīng)擁有全世界最大規(guī)模以及最高運(yùn)營速度的高速鐵路網(wǎng)。然而，在高速發(fā)展的鐵路網(wǎng)背后，自主設(shè)計(jì)的列車造型與國外相比還有很大的差距。主要表現(xiàn)在缺少中國設(shè)計(jì)特色、缺少明顯的造型差異化特征、高速列車造型語意上缺乏連續(xù)性、長期模仿國外車型，這些不足已成為民族高速列車發(fā)展的軟肋。

為了汲取設(shè)計(jì)靈感，發(fā)掘有利于撫慰人們心靈的自然元素，國外的高速列車在造型設(shè)計(jì)上大量應(yīng)用仿生設(shè)計(jì)，其最大的益處在于符合空氣動(dòng)力學(xué)。我國高速列車設(shè)計(jì)在未來應(yīng)具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)，特別是在外觀造型設(shè)計(jì)上應(yīng)具有中國傳統(tǒng)文脈的識(shí)別性。這就要求我們在設(shè)計(jì)過程中，在仿生設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對中國固有生物種群進(jìn)行深層次的挖掘，不僅具有中國特色，更應(yīng)符合高速列車對空氣動(dòng)力學(xué)的需求。

2 仿生設(shè)計(jì)的概述

2.1 仿生設(shè)計(jì)的概念

仿生學(xué)是上世紀(jì)中期出現(xiàn)的一門新型邊緣學(xué)科，是人類通過模仿生物的結(jié)構(gòu)、功能等借助模仿對象的形態(tài)特征對其進(jìn)行分析、歸納，實(shí)現(xiàn)某種目的或者是解決某種問題，不僅在功能上，更是精神上追求人與物、人與自然、物與自然的和諧共生。歸根到底，仿生設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是一種人造物的過程。

2.2 仿生的形式

德國著名大師聲吉，科拉尼曾說：“設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)應(yīng)來自誕生于大自然的生命所呈現(xiàn)的真理之中?！边@句話道出了大自然中蘊(yùn)含了無盡的設(shè)計(jì)機(jī)遇，歸納當(dāng)代工業(yè)設(shè)計(jì)中的仿生，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）形態(tài)的仿生，可分為具象仿生和抽象仿生，主要是研究生物體和自然界的其他物質(zhì)存在的外部形態(tài)及其象征寓意，并通過相應(yīng)的藝術(shù)處理手法將之應(yīng)用于設(shè)計(jì)之中。

（2）功能的仿生，主要研究生物體和自然界物質(zhì)存在的功能原理，并用這些原理去改進(jìn)現(xiàn)有或建造新的技術(shù)體系，以促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代活新產(chǎn)品的開發(fā)。

（3）結(jié)構(gòu)與材料的仿生，主要研究生物體和自然界物質(zhì)存在的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用問題。

（4）界面的仿生，可分為功能性界面仿生和情感性界面仿生，既服從自然界的個(gè)體表現(xiàn)形式，又服從自然界的總體生存理念的仿生設(shè)計(jì)。

3 高速列車仿生概念認(rèn)知

高速列車在一定程度上代表了企業(yè)的形象、地區(qū)的形象甚至國家的形象，如同日本的高速列車飛馳在富士山下的畫面已經(jīng)成為日本新干線的代表。

隨著中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，21世紀(jì)是設(shè)計(jì)的世紀(jì)，民族的才是世界的，探尋傳統(tǒng)設(shè)計(jì)文脈，發(fā)掘利于撫慰人們心靈的自然元素，無疑是一種有效的設(shè)計(jì)探索手段。

設(shè)計(jì)也是人的精神性活動(dòng)，是人運(yùn)用符號(hào)創(chuàng)造文化的一種過程（仿生符號(hào)在高速列車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用），具有中國特色的仿生符號(hào)的應(yīng)用有利于解決我國高速列車造型語意不明確的弊端，同時(shí)能夠在設(shè)計(jì)活動(dòng)中傾注國人的情感與精神，特別是在當(dāng)代設(shè)計(jì)對精神性傳達(dá)越來越重視的前提下，將仿生設(shè)計(jì)符號(hào)與中國傳統(tǒng)文化結(jié)合應(yīng)用于高速列車的造型設(shè)計(jì)中有利于構(gòu)建具有中國特色的高速列車造型設(shè)計(jì)語言。

中華文化源遠(yuǎn)流長，在歷史長河中，在自然選擇及適者生存的規(guī)律下，一批與眾不同具有中國特色的生物種群適應(yīng)了我國特有的環(huán)境，并在復(fù)雜的環(huán)境中生存了下來。這些生物經(jīng)過大自然的“選擇”，具有很多獨(dú)特的形態(tài)或結(jié)構(gòu)，特別是本土特有物種，對我國的高速列車造型設(shè)計(jì)研究具有重要的指導(dǎo)意義。

自然界的生物可分為水、陸、空三種，在高速列車造型原型設(shè)計(jì)中可以以此為依據(jù)，分析它們的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)劣等，通過對比在高速列車的造型設(shè)計(jì)中尋找最優(yōu)選擇。

4 高速列車仿生設(shè)計(jì)案例

4.1 設(shè)計(jì)定位

此次設(shè)計(jì)中根據(jù)項(xiàng)目的具體要求和委托方的建議，開展具有中國民族特色的高速列車造型設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中著重考慮高速列車造型中形態(tài)的語義和寓意，選擇具有中國本土化特征的仿生元素，開展具有中國特色識(shí)別性的高速列車造型設(shè)計(jì)。

4.2 設(shè)計(jì)程序與方法

在制定設(shè)計(jì)程序和方法時(shí)主要從以下幾個(gè)角度進(jìn)行考慮，全面了解高速列車的發(fā)展歷程和市場現(xiàn)狀。分析高速列車的發(fā)展趨勢注重系統(tǒng)性，分析掌握高速列車的性能、結(jié)構(gòu)、造型、涂裝及先進(jìn)技術(shù)，有效地實(shí)現(xiàn)和拓展中國文化，借鑒先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)，大膽嘗試高速列車設(shè)計(jì)的新概念，打造行業(yè)地域領(lǐng)先地位，強(qiáng)化自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，樹立國家形象，注重創(chuàng)造性。

4.3 國內(nèi)外高速列車對比分析

通過分析日本、德國、法國現(xiàn)有高速列車的特點(diǎn)，及其不足，結(jié)合我國高速列車的基本情況和詳細(xì)參數(shù)，與日本、德國、法國高速列車對比，總結(jié)國外高速列車造型設(shè)計(jì)對我國的借鑒意義，進(jìn)而提煉出設(shè)計(jì)點(diǎn)。

4.4 選取仿生對象及可行性分析

基于高速列車調(diào)研及仿生設(shè)計(jì)理論資料總結(jié)，首先利用發(fā)散性思維想象與高速列車有某種象征關(guān)聯(lián)的自然物。從空氣動(dòng)力學(xué)考慮，水生動(dòng)物在水中行動(dòng)時(shí)比空氣中行動(dòng)的動(dòng)物會(huì)遇到更大的阻力，然而，很多水生動(dòng)物的游速都較快，相比大部分飛行與陸行動(dòng)物更快。

水生動(dòng)物不僅需要克服水的阻力，而且必須躲避天敵的攻擊進(jìn)而才能在水中生存下來，為此大多數(shù)水生動(dòng)物都具有光滑圓潤的外表，在高速列車空氣動(dòng)力學(xué)方面具有深遠(yuǎn)的借鑒意義。因此可以以水生動(dòng)物為原型進(jìn)行高速列車的仿生概念設(shè)計(jì)。

我國特有的水生動(dòng)物有中華鱘、白鰭豚、揚(yáng)子鱷、鱷蜥、大鯢（娃娃魚）、白鱘等，其中大鯢（娃娃魚）號(hào)稱華夏文明的活化石，能夠體現(xiàn)中華民族厚蓄、博發(fā)的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的民族符號(hào)特征。

綜上所述運(yùn)用中國本土水生動(dòng)物大鯢（娃娃魚）為例進(jìn)行高速列車造型設(shè)計(jì)符合仿生概念要求、中國民族符號(hào)識(shí)別性及象征性意義、空氣動(dòng)力學(xué)的可行性要求。

4.5 特征元素提取及整車造型設(shè)計(jì)

以大鯢（娃娃魚）為例對中國特有動(dòng)物進(jìn)行造型元素提取及設(shè)計(jì)。它具有的形態(tài)特征有：扁圓的額、闊大的嘴、內(nèi)收的腮、粗平的身，在形態(tài)上憨態(tài)可掬、巧捷萬端。精神品格有：忍辱負(fù)重、能伸能屈、舐犢情深。文化寓意有：添福加喜、松柏之壽、源遠(yuǎn)流長、活化石、名貴中藥等。

通過對大鯢（娃娃魚）的形態(tài)特征、精神品格、文化寓意進(jìn)行歸納分析，基于仿生概念進(jìn)行具有中國特色的整車造型的設(shè)計(jì)。

通過對“娃娃魚”的造型分析，提取“娃娃魚”前臉的造型元素進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)，車頭如大鯢高額般機(jī)靈，車身如大鯢扁身般流暢，突出巧捷萬端的靈敏態(tài)勢，體現(xiàn)厚蓄博發(fā)的大將之風(fēng)范，列車整體造型簡潔大氣，給人以親近感。

造型上新穎、個(gè)性突出，充分利用益線在空間內(nèi)的線型變化進(jìn)行車體造型設(shè)計(jì)，以形式語言突出中國高速列車造型特征。涂裝上用具有較好識(shí)別性的白、中性灰色系為基色，局部輔以中國紅、科技藍(lán)，用以強(qiáng)化中國列車形象。文化上將精神文化內(nèi)涵融入列車形象的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，致力打造具有中國文化特征和國際化風(fēng)范的新型列車形象。

在后期的空氣阻力系數(shù)計(jì)算中，阻力系數(shù)為0.113，因其造型簡潔流暢，用作高速列車車體的設(shè)計(jì)，具有良好的空氣阻力系數(shù)，說明大鯢的形態(tài)適宜作為車體設(shè)計(jì)的靈感來源。

5 結(jié)束語

仿生設(shè)計(jì)在高速列車造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，極大地滿足了感性時(shí)代的人們渴望回歸自然的迫切需求和對列車產(chǎn)品的情感化需求，同時(shí)也極大地拓展了高速列車產(chǎn)品造型的設(shè)計(jì)思路。從中國特有的生物種群中提取物種的造型特征，有利于加快中國高速列車設(shè)計(jì)并形成自身特色，對創(chuàng)造并打造中國本土、自主品牌文化具有重要意義。