肖濤鱺

摘要：對(duì)適用于中小型山地旅游城市的跨座式單軌列車造型進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。以西昌為例，分析其城市交通旅游現(xiàn)狀;通過對(duì)車輛制式進(jìn)行比選，確定制式;總結(jié)歸納出跨座式單軌列車的造型設(shè)計(jì)要點(diǎn);將車輛造型與地域文化元素相結(jié)合，對(duì)軌道交通車輛外觀造型進(jìn)行設(shè)計(jì)。以城市特色及地域文化為設(shè)計(jì)題材，設(shè)計(jì)出一款具有地域特色，適合山地城市旅游觀光的跨座式單軌概念列車。得出跨座式單軌列車更適合中小山地旅游城市，并提出在城市內(nèi)建設(shè)一條環(huán)線跨座式單軌列車，將各個(gè)旅游景點(diǎn)串聯(lián)起來并與城市交通接駁，城景融合發(fā)展。

關(guān)鍵詞：車輛選型 城市軌道交通 跨坐式單軌列車 造型設(shè)計(jì) 地域文化

中圖分類號(hào)：U270.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2021）04-0136-04

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，我國中小城市的規(guī)模愈來愈大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也逐步提高，居民的汽車保有量逐年攀升，交通擁堵現(xiàn)象也向中小城市蔓延：同時(shí)對(duì)于旅游城市而言，每年的旅客量逐漸遞增，中小型旅游城市對(duì)于城市軌道交通的需求劇增。而對(duì)于中小型山地旅游城市而言，其地勢(shì)多變且高差大，城市所能獲得的發(fā)展空間有限，且多數(shù)山地城市依山傍水而建，整體落差大，道路彎急坡陡且路面寬度有限，故其對(duì)所采用的城市軌道交通制式的限制也較多;目前我國的城市軌道交通主要集中在地鐵、輕軌等大運(yùn)量、高投資、長周期、地形適應(yīng)性差、環(huán)境破壞性強(qiáng)的城市軌道交通系統(tǒng)制式，這類制式對(duì)于中小型城市而言會(huì)出現(xiàn)運(yùn)量浪費(fèi)，投資運(yùn)量比不合理等問題;而介于大運(yùn)量城市軌道交通系統(tǒng)和低運(yùn)量城市公共汽車之間的中低運(yùn)量城市軌道交通系統(tǒng)具有中低運(yùn)量、布設(shè)靈活、經(jīng)濟(jì)合理、建設(shè)周期短、地形適應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，其更適合運(yùn)量需求不高、地形復(fù)雜的中小型山地旅游城市，但其目前的外觀造型過于單一、不具代表性。故此針對(duì)中小山地旅游城市的地形特征、交通線路需求及城市旅游現(xiàn)狀，對(duì)比各類符合條件的中低運(yùn)量城市軌道交通制式，結(jié)合城市地域文化特色，提出一款適用于中小山地旅游城市的跨座式單軌列車，并進(jìn)行外觀造型設(shè)計(jì)。

一、中小型山地旅游城市交通旅游現(xiàn)狀分析一以西昌為例

西昌為我國較有特色的中小型山地旅游城市，其位于山地丘陵地區(qū)，是典型的河谷型山地城市。西昌傍邛海湖而建，城市核心功能區(qū)與湖區(qū)交融，形成特有的城景交融旅游城市發(fā)展模式，以城市發(fā)展促景區(qū)提升，傍景區(qū)提升促城市形象。近兩年城市的發(fā)展和景區(qū)的發(fā)展逐漸矛盾，城市和景區(qū)的發(fā)展交導(dǎo)致通壓力逐漸增加，且在排解交通壓力過程中需兼顧景區(qū)的生態(tài)環(huán)境和城市交通接駁。

（—）西昌氣候地形現(xiàn)狀分析

西昌市區(qū)及邛海風(fēng)景區(qū)地處川西高原;其整個(gè)市域地形以中山為主，河谷平坦地區(qū)為輔，約占五分之一，高山和低山較少。在西昌市域內(nèi)山地沿安寧河?xùn)|西兩側(cè)分布，對(duì)西昌市區(qū)形成環(huán)繞之勢(shì)。

利用Goolge map獲取西昌市域50KM2的衛(wèi)星圖和Google Earth高程數(shù)據(jù)。并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Global Mapper中分析，形成西昌市域三維地形圖如圖1以及地形坡度、坡向分析圖如圖2。如圖1西昌市域土地資源有限，地形多變且整體落差大，最大落差在1245m，高低起伏不定，交通方式較為局限，且交通路網(wǎng)的路面寬度也有所限制。同時(shí)根據(jù)圖2可知，西昌市域內(nèi)坡度總變幅為0～75.33°，變化較大，也再一次說明其地形的復(fù)雜程度和多變;故其交通道路不僅路面寬度收到一定限制且彎急坡陡。在選擇合適的交通制式來疏解交通壓力時(shí)，要選擇地形適應(yīng)能力強(qiáng)且占地面積小的交通制式。

（二）西昌交通旅游現(xiàn)狀分析

如圖3所示，西昌市區(qū)與邛海瀘山風(fēng)景區(qū)高度交融，景區(qū)內(nèi)主道路只有一條邛海湖沿線建設(shè)的環(huán)湖公路，即整個(gè)景區(qū)的交通線為單一環(huán)狀線路，出入景區(qū)均需進(jìn)入城市核心區(qū)域，因此道路體系在車流與人流的外散能力上具有局限性;且在景區(qū)環(huán)湖公路入口處堆積了高校、城市過渡區(qū)、沿湖景點(diǎn)等多個(gè)功能區(qū)，使得人流更加的密集，再加之景區(qū)街道規(guī)劃為保證濕地景區(qū)的生態(tài)良好狀態(tài)，預(yù)留路面較窄，也進(jìn)一步導(dǎo)致交通擁堵。景區(qū)內(nèi)的各主要景點(diǎn)沿邛海湖沿線均布，各個(gè)景點(diǎn)之間的距離都在十公里以上;旅客在各個(gè)幾個(gè)點(diǎn)之間的輾轉(zhuǎn)多數(shù)依靠自行駕車或者乘坐公共線路，但是西昌市屬于中小型城市，公共交通運(yùn)力有限，再加上景區(qū)為保護(hù)現(xiàn)有生態(tài)濕地以及景區(qū)原有樣貌，以及景區(qū)內(nèi)散布聚居村落，環(huán)湖交通線路的多車道通行能力較差，極易出現(xiàn)擁堵狀態(tài)。故此導(dǎo)致旅客在景區(qū)觀光游覽時(shí)，加大交通負(fù)荷的同時(shí)，時(shí)間消耗也多;研究分析后規(guī)劃出一條具有邛海瀘山景區(qū)特色的觀光線，使游客在景點(diǎn)之間通勤轉(zhuǎn)換的同時(shí)，可以在一個(gè)特殊的角度感受不一樣的風(fēng)光;同時(shí)也對(duì)城市功能疊加區(qū)域的交通壓力進(jìn)行疏解，提升當(dāng)?shù)鼐用竦某鲂行?在對(duì)線路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)融入地域文化和民族特色，使軌道交通觀光線路與景區(qū)特色融為一體，城景一體化融合發(fā)展。

二、中低運(yùn)量城市軌道交通車輛制式比選

中低運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)具有中低運(yùn)量、布設(shè)靈活、經(jīng)濟(jì)合理、建設(shè)周期短的優(yōu)勢(shì)，適合承擔(dān)中小城市的公共交通任務(wù)，并逐步提升優(yōu)化城市發(fā)展形象;同時(shí)，中低運(yùn)量城市軌道交通在中小城市和旅游景區(qū)具有廣泛的應(yīng)用前景;

（一）適用車輛選型基本原則

在制式比選中更應(yīng)該討論何種制式更加符合哪個(gè)城市的實(shí)際需求，所以在車輛制式比選中，應(yīng)該根據(jù)所在城市運(yùn)營線路的特點(diǎn)和需求，從運(yùn)力、線路條件、投入回報(bào)比、運(yùn)維成本、環(huán)境影響、車輛適應(yīng)性等方面進(jìn)行綜合比選。此外還應(yīng)結(jié)合中小型山地城市特有的地形地貌、獨(dú)特的氣候特征以及其自然生態(tài)旅游資源的保護(hù)等實(shí)際情況，從適用性、安全性、生態(tài)效益與社會(huì)效益等四個(gè)方面綜合評(píng)價(jià)選型。

（二）適用車輛制式比選

如表1、2。車輛制式評(píng)價(jià)指標(biāo)，從城市實(shí)際需求出發(fā)，將不同城市的需求側(cè)重點(diǎn)納入評(píng)價(jià)指標(biāo)。西昌一類中小型山地旅游城市，因?yàn)槌鞘斜旧戆?，擁有國家?jí)生態(tài)濕地保護(hù)區(qū)，且具有巨大的旅游需求;故比較側(cè)重環(huán)境效益及旅游觀賞功能。

以西昌市為例，根據(jù)上述軌道車輛參數(shù)以及評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合中小型山地生態(tài)旅游城市的特殊環(huán)境及需求，對(duì)車輛制式進(jìn)行比選，遴選出最適合的軌道車輛制式，為設(shè)計(jì)實(shí)踐做好準(zhǔn)備。

單軌列車與現(xiàn)代有軌電車對(duì)比;現(xiàn)代有軌電車主要行走于城市地面專用軌道，對(duì)路面要求較高，在運(yùn)行時(shí)與路面交通工具共同使用城市地面交通網(wǎng)線，且其爬坡能力里較差;對(duì)于在西昌等中小型山地城市內(nèi)運(yùn)營，一是對(duì)市內(nèi)的將現(xiàn)有交通網(wǎng)線要求較高，需要較大規(guī)模的改擴(kuò)建;其二，現(xiàn)代有軌電車在后期的改擴(kuò)網(wǎng)線有較大的難度，會(huì)對(duì)其擁有的生態(tài)濕地等造成一定破壞。其三，現(xiàn)代有軌電車均為地面運(yùn)營，視平面單一，觀景角度差，難以滿足城景融合的旅游城市的觀景需求。故其在地形適應(yīng)性、路網(wǎng)規(guī)劃靈活性以及生態(tài)效益和觀景需求上均差于單軌列車。

單軌列車與中低速磁浮列車對(duì)比：中低速磁浮列車與單軌列車在各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)與評(píng)價(jià)指標(biāo)上都不盡相同，均具有較突出的優(yōu)勢(shì);但其在建設(shè)過程中的預(yù)留空間較小，后期的改擴(kuò)建難度大，線網(wǎng)規(guī)劃的靈活性不及單軌列車。中小山地城市還在不斷發(fā)展，其軌道線路會(huì)鏈接自然生態(tài)景區(qū)內(nèi)的景點(diǎn);在后期的城市發(fā)展過程以及景區(qū)運(yùn)營過程中可能較大概率出現(xiàn)改擴(kuò)建需求。故此中低速磁浮較單軌列車，后期改擴(kuò)建的靈活性較差。

單軌列車與自動(dòng)導(dǎo)向軌道車輛對(duì)比：自動(dòng)導(dǎo)向軌道車輛是一種主要開行于兩點(diǎn)間的小型運(yùn)力工具，運(yùn)營線路較為單一，為半閉環(huán)狀態(tài)，不適用于城市交通的開放性運(yùn)營。

對(duì)于單軌列車自身;單軌列車包含了跨座式單軌與懸掛式單軌兩種不同的制式，因此在選擇比選時(shí)，需根據(jù)西昌的氣候、地形特征，選擇合適的單軌制式，由前文知，西昌屬于河谷型山地城市，且位于攀西高原，全年大風(fēng)天數(shù)多;因此在考慮單軌的車輛制式時(shí)，應(yīng)該考量其氣候適應(yīng)性，尤其是抗風(fēng)能力，在適應(yīng)性評(píng)價(jià)表中，如圖4，懸掛式單軌的抗風(fēng)能力弱，因此不適用于西昌以及具有相同氣候環(huán)境條件的山地城市。

綜上所述，對(duì)于中小山地旅游城市而言，中低運(yùn)量城市軌道交通制式能力如圖五，跨座式單軌列車為更適合中小型山地旅游城市的軌道交通制式，其具有良好的地形適應(yīng)性、氣候適應(yīng)性、環(huán)境保護(hù)性以及景觀游覽性;且其在運(yùn)力以及投入回報(bào)比上也更加適合中小型山地旅游城市。

三、跨坐式單軌列車造型

跨座式單軌交通系統(tǒng)是一種優(yōu)良的中低運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)，跨坐式單軌具有舒適視野開闊，環(huán)保低噪節(jié)能，占地面積小，生態(tài)保護(hù)性好，適應(yīng)復(fù)雜地形與特殊地質(zhì)，可拆卸可移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。

（一）跨座式單軌列車造型特點(diǎn)

跨座式單軌列車是一種騎跨運(yùn)行在單根高架軌道之上，并只通過這根軌道來獲取支撐、穩(wěn)定和導(dǎo)向的運(yùn)輸車輛。由于其特有的車輛構(gòu)造和運(yùn)行方式，使其具有獨(dú)特的外觀造型如圖5。而整車的造型設(shè)計(jì)，也不再拘泥于單一直線條構(gòu)成的幾何型面，更多的是根據(jù)運(yùn)營環(huán)境以及地域文化特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，表現(xiàn)為簡約、規(guī)律且流暢的形體，或是運(yùn)用擬態(tài)手法對(duì)具象形體的提取與再設(shè)計(jì)。

（二）跨座式單軌列車造型原則

跨座式單軌列車由前后車頭和中間段的車廂組成，其包含著多種形態(tài)、功能各異的部件、材質(zhì)與色彩，但其外在視覺形象被視為一個(gè)整體。無論造型還是色彩都有其特有的造型原則及方式。

1.造型特征的塑造：列車的造型特征主要取決于列車頭車的造型特征，頭車外觀造型既要符合流線型，又要滿足大眾的審美情感;故多通過仿生設(shè)計(jì)法或耦合仿生法，將動(dòng)植物形象擬合到了頭車造型設(shè)計(jì)之中，從而既符合了審美情感需求，又使車輛具備優(yōu)良的氣動(dòng)性能。跨座式單軌列車的頭車造型特征還應(yīng)該從地域文化切入;地域文化特色可以提升車輛造型的設(shè)計(jì)價(jià)值，彰顯地區(qū)的特色，提升運(yùn)營城市的城市形象同時(shí)也滿足了人們的精神和情感的需求，如圖6。

2.視覺色彩的設(shè)計(jì)：軌道交通車輛的視覺色彩設(shè)計(jì)除豐富外觀表現(xiàn)力外，要強(qiáng)調(diào)車輛的整體感。因此，色彩設(shè)計(jì)的整體感塑造主要通過以下方面進(jìn)行;一是列車的貫穿色帶有益于營造整體感;二是車廂重復(fù)出現(xiàn)的形狀及組合形成新的圖形，給人帶來視覺上的強(qiáng)烈整體感;三是將車輛頂部納入色彩設(shè)計(jì)的范圍，車廂頂部的色彩形成周圍環(huán)境的邊界線，也有助于將車輛形成獨(dú)立的整體;四是車輛色彩也應(yīng)該具有地域特色或是一定的代表性，車輛的整體形象會(huì)更加完善和符合人們的精神情感需求，如圖了。

（三）跨座式單軌列車造型現(xiàn)狀

目前國外的跨座式單軌則運(yùn)用較多，各國均有在營線路，無論是外觀造型還是色彩設(shè)計(jì)運(yùn)用上，均具有較好的地域特色或是城市文化，較好地提升了城市形象，也滿足了人們的精神文化需求;而國內(nèi)的發(fā)展卻剛起步，在地域文化表達(dá)以及城市形象展示上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，亟需進(jìn)一步發(fā)展。國內(nèi)外單軌現(xiàn)狀見表3。

四、設(shè)計(jì)實(shí)例

目前，西昌市區(qū)域內(nèi)規(guī)劃設(shè)計(jì)的觀光車以及通勤方式公共汽車、游覽路面公共擺渡車、環(huán)湖觀光巴士的狀態(tài)，觀景維度也只限于地面觀賞;在空中、快速高效地通勤及游覽景區(qū)方式還未出現(xiàn);這樣的方式在滿足游覽的同時(shí)，又有一定緩解交通壓力的能力，還有助于提升城市形象，這樣的城景融合發(fā)展模式值得嘗試。而在國內(nèi)針對(duì)某一城市特色設(shè)計(jì)的軌道交通列車造型較少，目前的大多數(shù)城市軌道交通列車都是統(tǒng)一的制式涂裝，喪失了自己城市文化和地域特色，缺乏與所在地地域文化、民族文化、地域特色的聯(lián)系融合。以西昌市區(qū)與邛海濕地景區(qū)為例，對(duì)其特有的文化元素進(jìn)行提取探討，并設(shè)計(jì)一款能夠體現(xiàn)西昌市特色的跨坐式單軌列車。

（一）設(shè)計(jì)文化元素來源

1.造型核心元素來源：首先，西昌市為涼山彝族自治州的州府，其具有濃厚彝文化地域特色。彝族崇拜老鷹、老虎、火等不同的部落圖騰;其中鷹，主要源于彝族民間神話中的英雄人物支格阿龍，其的誕生與鷹有聯(lián)系，而神話和傳說能反映某個(gè)特定族群的生命觀、價(jià)值觀及其原始信仰，彝族人民對(duì)于鷹的原始信仰源于此，當(dāng)代彝族人也習(xí)慣用鷹之子來表述身份;現(xiàn)代彝族也多以崇拜鷹為主。鷹在彝文化中占有重要地位，也極具代表性，故此選取鷹為列車造型的核心意象來源。

2.色彩核心元素來源：其次，在其視覺文化特色上，主要從色彩的角度入手，主要從彝族特有的漆器上入手;彝族的漆器主要以紅黃黑三色為主;且從歷史資料和民俗民風(fēng)來看，彝族漆器有久遠(yuǎn)的歷史和獨(dú)特的地方民族特色。如圖8彝族漆器中的紋樣構(gòu)成亦有規(guī)律可循，其以黑色為底色，紅、黃兩色繪制圖案，色相對(duì)比具有強(qiáng)大的視覺沖擊力，色彩構(gòu)成具有獨(dú)特的美學(xué)形式。

由此，對(duì)比分析西昌市既是涼山彝族自治州州府，需體現(xiàn)其特有的地域文化特色，同時(shí)也是川西南旅游重鎮(zhèn)也需展現(xiàn)代旅游城市的特色。故選取，鷹為視覺造型核心元素來源，以紅、黃、黑為主的漆器為視覺色彩核心元素來源。

（二）核心設(shè)計(jì)元素提取

1.造型特征提?。喝藗兊膶徝浪讲粩嗵岣?，更加追求產(chǎn)品所帶來的意象感受和情感體驗(yàn)。而產(chǎn)品造型特征在表達(dá)產(chǎn)品意向和情感時(shí)有著至關(guān)重要的作用;它表達(dá)著產(chǎn)品最為突出的意象和情感。而不是所有的產(chǎn)品造型因素都是其特征，其特征需要在設(shè)計(jì)過程打散重構(gòu)，逐步逐次的提取、進(jìn)化得到產(chǎn)品特征。

本次設(shè)計(jì)也主要從這兩個(gè)維度出發(fā)，通過在前期對(duì)比分析選取的造型意象元素不斷分析推敲，并應(yīng)用抽象仿生法，如圖9通過將鷹的正是側(cè)視圖，灰度處理，并提取特征線，并進(jìn)一步抽象轉(zhuǎn)化，形成列車造型的特征輪廓線。

2。視覺色彩提?。翰煌纳示哂胁煌囊曈X特征，能夠引起人們不同的情緒和心理變化;同時(shí)色彩也具有象征意義，這種象征是人們?cè)诼L社會(huì)生活中積累形成，象征著人們的精神世界或者某一地區(qū)的精神文化。而在彝族漆器中紅色象征熱情，黃色象征豐收和興旺，黑色則是莊重，表征了彝族的傳統(tǒng)文化內(nèi)涵。

如圖10將彝族漆器圖案紋樣提取出來，并使用Photoshop使其平面化，使用拾色工具提取原始的紅、黑、黃三色。同時(shí)如圖11這三色也代表著當(dāng)?shù)夭煌娘L(fēng)物;黑色代表著起伏的山脈與彝族的傳統(tǒng)服飾、黃色代表攀西高原的陽光與金色的蕎麥、紅色則代表著彝族崇拜的火，利用歸納法取色，得到提純進(jìn)化后的紅黃黑三色，用于列車涂裝。

（三）方案設(shè)計(jì)

首先以草圖方案設(shè)計(jì)為前期演化階段，這一階段主要根據(jù)前期提取特征線為基礎(chǔ)，并以手繪形式繪制草圖方案如圖12，來進(jìn)行方案的推敲演化，不斷修改完善草圖方案，得出列車外觀造型方案。

（四）計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)

以前期確定的手繪設(shè)計(jì)方案為參考，進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)。在三維建模軟件Alias2019中進(jìn)行建模如圖13，然后使用專業(yè)渲染軟件Keyshot 8對(duì)模型進(jìn)行渲染，經(jīng)過后期處理并獲得了設(shè)計(jì)方案的效果圖如圖14、15。

結(jié)語

結(jié)合現(xiàn)目前城市軌道交通發(fā)展的趨勢(shì)，以西昌為例，對(duì)中小型山地旅游城市的旅游現(xiàn)狀以及景區(qū)內(nèi)的交通網(wǎng)線狀況進(jìn)行了分析，并對(duì)部分軌道交通車輛的類型進(jìn)行了比較，提出了中小旅游城市軌道交通車輛的選型原則以及四個(gè)方面的評(píng)價(jià)指標(biāo);經(jīng)過比選，得出跨坐式單軌車更加適合地處復(fù)雜地勢(shì)的中小型山地旅游城市。以西昌為例，從民族文化、地域文化以及城市特色入手，以能夠反映地域文化特色的鷹和漆器的紅黃黑三色特色為主題元素，設(shè)計(jì)了一款跨坐式單軌列車。對(duì)整個(gè)方案的構(gòu)思、核心造型特征的來源等進(jìn)行了介紹，并給出了前期設(shè)計(jì)方案草圖、建模模型以及后期效果圖，為中小型山地旅游城市軌道交通車輛的選型與造型設(shè)計(jì)提供了參考。