城際動(dòng)車組司機(jī)室工業(yè)設(shè)計(jì)

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摘要：文章主要介紹了CJ6型城際動(dòng)車組司機(jī)室工業(yè)設(shè)計(jì)情況，包括造型設(shè)計(jì)、色彩搭配、表面肌理、人機(jī)工程學(xué)等方面，并對(duì)借助新材料、新工藝提升設(shè)計(jì)品質(zhì)做了初步探討。

關(guān)鍵詞：操縱臺(tái)；空間設(shè)計(jì)；造型設(shè)計(jì)；色彩；肌理；新材料；人機(jī)工程

1概述

CJ6型城際動(dòng)車組是針對(duì)城市間捷運(yùn)特點(diǎn)的全新研制的列車，綜合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有類似車輛的設(shè)計(jì)及最新標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該列車的外觀、內(nèi)裝、司機(jī)室等各方面都進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，尤其司機(jī)室的設(shè)計(jì)，無論是造型、選材還是表面處理都有其獨(dú)到之處。

2造型設(shè)計(jì)

司機(jī)室造型分為內(nèi)裝造型和操縱臺(tái)造型。內(nèi)裝造型分為側(cè)墻、前墻、頂板等等幾大塊，造型特征集中在側(cè)墻和前墻；操縱臺(tái)分為邊柜、中控、腳踏等部分，由于腳踏位置的特殊，造型較弱弱，主要集中在中控和邊柜的造型設(shè)計(jì)，中控與邊柜采用水平布置，彰顯穩(wěn)定、親和。司機(jī)室造型設(shè)計(jì)應(yīng)用了“統(tǒng)一和變化”的美學(xué)法則，統(tǒng)一即產(chǎn)品的各造型部分之間，具有呼應(yīng)、關(guān)聯(lián)和秩序，具有一致趨勢(shì)的規(guī)律，使造型有寧靜、穩(wěn)定的親和；變化是產(chǎn)品各要素間的相互矛盾和差異，相同要素以一種變異的方法使之產(chǎn)生視覺上的差異感，使造型具有生動(dòng)活潑、動(dòng)感的吸引力。CJ6型城際動(dòng)車組的司機(jī)室內(nèi)裝和操縱臺(tái)造型，均采用匯聚的線條形成“飛翔”的造型感覺，相互呼應(yīng)協(xié)調(diào)，而又各具特色，營(yíng)造出舒適，并具設(shè)計(jì)感的整體空間。內(nèi)裝側(cè)窗深色區(qū)上下線條匯聚為飛翔的“翼”，側(cè)窗玻璃區(qū)內(nèi)墻與外墻相連的折線形成“翼”的筋骨。操縱臺(tái)中控是臺(tái)面與儀表座，平坦的臺(tái)面兩端斜上與儀表座相接形成中控端面，該端面與臺(tái)面構(gòu)成飛翔的“翼”；邊柜采用截面漸變的金屬鋁本色勾勒出飛翔的線條，左右邊柜造型完全對(duì)稱，邊柜面板設(shè)不同的按鈕。這些造型的線條各有不同，向上的、內(nèi)收的、匯聚的，但都體現(xiàn)出“飛”的感覺，每個(gè)造型又因不同的材料、色彩以及其功能需求而呈現(xiàn)出不一樣的視覺和觸覺效果。

3色彩搭配

色彩，是產(chǎn)品給人的第一視覺印象，在看的一瞬間呈現(xiàn)于人們眼前的東西是色彩搭配的效果，也就是說，在視覺效果上，色先于形，色比形更富有吸引力。色彩在造型藝術(shù)中，具有先聲奪人的魅力。CJ6型城際動(dòng)車組司機(jī)室依據(jù)色彩物理屬性和色彩心理學(xué)進(jìn)行色彩搭配設(shè)計(jì)，色彩物理屬性有溫度感、距離感、重量感和尺度感，這些物理屬性會(huì)引起人們不同的心理反應(yīng)，雖然人們往往對(duì)不同的色彩表現(xiàn)出不同的好惡，但色彩屬性的相對(duì)客觀性是一定的，如紅色、黃色，為暖色具擴(kuò)張感，藍(lán)色、綠色，為冷色具收縮感等等。該司機(jī)室內(nèi)裝采用大面積淺冰藍(lán)色，在有限的空間內(nèi)營(yíng)造出寬敞的感覺；操縱臺(tái)以沉穩(wěn)厚重的栗棕色為主色調(diào)、點(diǎn)綴胡桃木紋彰顯個(gè)性，并用瓦灰色和黑色等灰色調(diào)進(jìn)行調(diào)和，整個(gè)空間穩(wěn)重、大氣，而又不失靈動(dòng)。

4材料及表面肌理

材料決定造型的強(qiáng)度、重量，表面肌理決定產(chǎn)品的視覺和觸覺感受。材料運(yùn)用的好，可以讓產(chǎn)品更適用顯檔次。操縱臺(tái)在有限的空間里集電子、機(jī)械、安保等諸多設(shè)備于一身，使得操縱臺(tái)要具有足夠的強(qiáng)度以承載這些部件并供司機(jī)操作，同時(shí)要足夠輕以降低列車自重。通過對(duì)不同部位選用不同的材料來實(shí)現(xiàn)，作為主要承載的骨架應(yīng)用鋁合金框架結(jié)構(gòu)，不需承重的面板等部件選用PUR自結(jié)皮軟發(fā)泡板；由于該項(xiàng)目設(shè)計(jì)制造周期緊，中控沒有設(shè)計(jì)承載骨架，臺(tái)面和大帽檐既作為裝飾面同時(shí)用作承載，均采用玻璃鋼開模成型。操縱臺(tái)是司機(jī)操控列車的平臺(tái)，相對(duì)以往軌道車輛，該操縱臺(tái)首次應(yīng)用了仿皮紋。中控臺(tái)面為栗棕色仿皮紋，中控大帽檐為瓦灰色細(xì)皮紋，左右邊柜面板為水轉(zhuǎn)印胡桃木紋并結(jié)合金屬肌理。在玻璃鋼材質(zhì)上營(yíng)造出真皮的視覺和觸覺情感對(duì)用戶情感產(chǎn)生微妙的影響。

5人機(jī)界面設(shè)計(jì)

操縱臺(tái)是司乘人員作業(yè)最為頻繁的區(qū)域，是人-機(jī)對(duì)話的窗口，是司機(jī)室人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。操縱臺(tái)的設(shè)計(jì)是同時(shí)考慮多方因素的設(shè)計(jì)過程，也是不斷反復(fù)遞進(jìn)尋求最優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)過程。操縱臺(tái)上各區(qū)域?qū)λ緳C(jī)而言分為可控區(qū)、可達(dá)區(qū)、可視區(qū)等，同時(shí)需考慮在司機(jī)正前方的臺(tái)面上留出供司機(jī)記錄臺(tái)賬的區(qū)域。在造型設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)將頻繁操控的司控器、搬鍵開關(guān)、門控等設(shè)備放置在主臺(tái)面司機(jī)最適宜接近的半徑范圍內(nèi)；將偶爾操作的或不重要的操控件放置在邊柜面板或指尖能夠到的區(qū)域。見圖2。為便于司機(jī)觀看，將各類信號(hào)顯示屏放置在中控前半包圍的傾斜20°左右的立面上，見圖1，該傾斜角度最利于防止太陽炫光并便于司機(jī)查看。根據(jù)司機(jī)垂直望視野分析，中控上司機(jī)正前方部分的大帽檐需降低，不然司機(jī)無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求距離內(nèi)低信號(hào)的望，于是調(diào)整大帽檐造型，最終得到目前的中間低兩側(cè)高的型態(tài)，既符合視野要求又能放下尺寸大的顯示屏，還得到了層級(jí)豐富的造型。

6操縱臺(tái)品質(zhì)提升初探

根據(jù)CJ6型城際動(dòng)車組操縱臺(tái)的制造、安裝及使用情況，操縱臺(tái)品質(zhì)可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行提升：

6.1材料選擇

6.1.1根據(jù)是否承載選擇合適材料。對(duì)承載部件，采用高強(qiáng)度高密度的材料成型；對(duì)于不需承重的部件，諸如蓋板、帽檐、柜面，可采用芳綸蜂窩板，比重在0.2-0.3g/cm3左右，約玻璃鋼的九分之一。目前操縱臺(tái)大帽檐采用的是聚酯玻璃鋼，安裝需要4~5人/次；后續(xù)優(yōu)化：中控增加金屬骨架，中控臺(tái)面可采用PUR自結(jié)皮軟發(fā)泡板（比重在0.7g/cm3左右），大帽檐可使用芳綸蜂窩板。6.1.2根據(jù)造型特點(diǎn)和設(shè)計(jì)意圖選擇材料。陶土、皮革、紡織面料等傳統(tǒng)材料帶來復(fù)古感；玻璃、金屬、塑料等伴隨工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展壯大的“新”材料具有未來感、科技感，透明而結(jié)實(shí)的材料尤甚。直線、銳角、有機(jī)曲面等未來感的造型，其實(shí)體面采用如大面積玻璃、亞克力板等具有“空”感的透明材料來進(jìn)行具有很強(qiáng)實(shí)體感的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，將給用戶情感上帶來極大的沖擊。

6.2制造工藝

對(duì)于批量制造，建議用鋼模，能最大限度保證造型細(xì)節(jié)及尺寸精度，并可在模具上刻制特有的表面紋飾。

6.3表面處理

傳統(tǒng)的表面處理一般有噴漆、電鍍，能解決基本的防護(hù)需求，表面肌理單一；新興的處理技術(shù)（有些在民用產(chǎn)品中已得到較多應(yīng)用但在軌道交通領(lǐng)域尚無應(yīng)用）如：水轉(zhuǎn)印、皮包覆、滾涂、仿皮紋漆等技術(shù)，這些處理方式能形成多樣的表面效果和肌理，能給顧客提供更高品質(zhì)的視覺和觸覺情感體驗(yàn)。結(jié)束語CJ6型城際動(dòng)車組操縱臺(tái)，為公司搭建了一個(gè)高檔的動(dòng)車組操縱臺(tái)平臺(tái)，得到業(yè)主高度肯定，并已推廣應(yīng)用于雙層動(dòng)車組、歐洲TSI標(biāo)準(zhǔn)的300動(dòng)車組等項(xiàng)目，大大降低了設(shè)計(jì)與制造成本，也為后續(xù)新操縱臺(tái)的工業(yè)設(shè)計(jì)工作提供了借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)

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作者:易瓊 李鵬飛 呂晶 單位:中車株洲電力機(jī)車有限公司