城际动车组司机室工业设计

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摘要：文章主要介绍了CJ6型城际动车组司机室工业设计情况，包括造型设计、色彩搭配、表面肌理、人机工程学等方面，并对借助新材料、新工艺提升设计品质做了初步探讨。

关键词：操纵台；空间设计；造型设计；色彩；肌理；新材料；人机工程

1概述

CJ6型城际动车组是针对城市间捷运特点的全新研制的列车，综合国内外现有类似车辆的设计及最新标准，对该列车的外观、内装、司机室等各方面都进行了研究设计，尤其司机室的设计，无论是造型、选材还是表面处理都有其独到之处。

2造型设计

司机室造型分为内装造型和操纵台造型。内装造型分为侧墙、前墙、顶板等等几大块，造型特征集中在侧墙和前墙；操纵台分为边柜、中控、脚踏等部分，由于脚踏位置的特殊，造型较弱弱，主要集中在中控和边柜的造型设计，中控与边柜采用水平布置，彰显稳定、亲和。司机室造型设计应用了“统一和变化”的美学法则，统一即产品的各造型部分之间，具有呼应、关联和秩序，具有一致趋势的规律，使造型有宁静、稳定的亲和；变化是产品各要素间的相互矛盾和差异，相同要素以一种变异的方法使之产生视觉上的差异感，使造型具有生动活泼、动感的吸引力。CJ6型城际动车组的司机室内装和操纵台造型，均采用汇聚的线条形成“飞翔”的造型感觉，相互呼应协调，而又各具特色，营造出舒适，并具设计感的整体空间。内装侧窗深色区上下线条汇聚为飞翔的“翼”，侧窗玻璃区内墙与外墙相连的折线形成“翼”的筋骨。操纵台中控是台面与仪表座，平坦的台面两端斜上与仪表座相接形成中控端面，该端面与台面构成飞翔的“翼”；边柜采用截面渐变的金属铝本色勾勒出飞翔的线条，左右边柜造型完全对称，边柜面板设不同的按钮。这些造型的线条各有不同，向上的、内收的、汇聚的，但都体现出“飞”的感觉，每个造型又因不同的材料、色彩以及其功能需求而呈现出不一样的视觉和触觉效果。

3色彩搭配

色彩，是产品给人的第一视觉印象，在看的一瞬间呈现于人们眼前的东西是色彩搭配的效果，也就是说，在视觉效果上，色先于形，色比形更富有吸引力。色彩在造型艺术中，具有先声夺人的魅力。CJ6型城际动车组司机室依据色彩物理属性和色彩心理学进行色彩搭配设计，色彩物理属性有温度感、距离感、重量感和尺度感，这些物理属性会引起人们不同的心理反应，虽然人们往往对不同的色彩表现出不同的好恶，但色彩属性的相对客观性是一定的，如红色、黄色，为暖色具扩张感，蓝色、绿色，为冷色具收缩感等等。该司机室内装采用大面积浅冰蓝色，在有限的空间内营造出宽敞的感觉；操纵台以沉稳厚重的栗棕色为主色调、点缀胡桃木纹彰显个性，并用瓦灰色和黑色等灰色调进行调和，整个空间稳重、大气，而又不失灵动。

4材料及表面肌理

材料决定造型的强度、重量，表面肌理决定产品的视觉和触觉感受。材料运用的好，可以让产品更适用显档次。操纵台在有限的空间里集电子、机械、安保等诸多设备于一身，使得操纵台要具有足够的强度以承载这些部件并供司机操作，同时要足够轻以降低列车自重。通过对不同部位选用不同的材料来实现，作为主要承载的骨架应用铝合金框架结构，不需承重的面板等部件选用PUR自结皮软发泡板；由于该项目设计制造周期紧，中控没有设计承载骨架，台面和大帽檐既作为装饰面同时用作承载，均采用玻璃钢开模成型。操纵台是司机操控列车的平台，相对以往轨道车辆，该操纵台首次应用了仿皮纹。中控台面为栗棕色仿皮纹，中控大帽檐为瓦灰色细皮纹，左右边柜面板为水转印胡桃木纹并结合金属肌理。在玻璃钢材质上营造出真皮的视觉和触觉情感对用户情感产生微妙的影响。

5人机界面设计

操纵台是司乘人员作业最为频繁的区域，是人-机对话的窗口，是司机室人机系统设计的关键。操纵台的设计是同时考虑多方因素的设计过程，也是不断反复递进寻求最优化方案的设计过程。操纵台上各区域对司机而言分为可控区、可达区、可视区等，同时需考虑在司机正前方的台面上留出供司机记录台账的区域。在造型设计时，会将频繁操控的司控器、搬键开关、门控等设备放置在主台面司机最适宜接近的半径范围内；将偶尔操作的或不重要的操控件放置在边柜面板或指尖能够到的区域。见图2。为便于司机观看，将各类信号显示屏放置在中控前半包围的倾斜20°左右的立面上，见图1，该倾斜角度最利于防止太阳炫光并便于司机查看。根据司机垂直望视野分析，中控上司机正前方部分的大帽檐需降低，不然司机无法满足标准要求距离内低信号的望，于是调整大帽檐造型，最终得到目前的中间低两侧高的型态，既符合视野要求又能放下尺寸大的显示屏，还得到了层级丰富的造型。

6操纵台品质提升初探

根据CJ6型城际动车组操纵台的制造、安装及使用情况，操纵台品质可从以下几个方面进行提升：

6.1材料选择

6.1.1根据是否承载选择合适材料。对承载部件，采用高强度高密度的材料成型；对于不需承重的部件，诸如盖板、帽檐、柜面，可采用芳纶蜂窝板，比重在0.2-0.3g/cm3左右，约玻璃钢的九分之一。目前操纵台大帽檐采用的是聚酯玻璃钢，安装需要4~5人/次；后续优化：中控增加金属骨架，中控台面可采用PUR自结皮软发泡板（比重在0.7g/cm3左右），大帽檐可使用芳纶蜂窝板。6.1.2根据造型特点和设计意图选择材料。陶土、皮革、纺织面料等传统材料带来复古感；玻璃、金属、塑料等伴随工业化生产发展壮大的“新”材料具有未来感、科技感，透明而结实的材料尤甚。直线、锐角、有机曲面等未来感的造型，其实体面采用如大面积玻璃、亚克力板等具有“空”感的透明材料来进行具有很强实体感的产品设计，将给用户情感上带来极大的冲击。

6.2制造工艺

对于批量制造，建议用钢模，能最大限度保证造型细节及尺寸精度，并可在模具上刻制特有的表面纹饰。

6.3表面处理

传统的表面处理一般有喷漆、电镀，能解决基本的防护需求，表面肌理单一；新兴的处理技术（有些在民用产品中已得到较多应用但在轨道交通领域尚无应用）如：水转印、皮包覆、滚涂、仿皮纹漆等技术，这些处理方式能形成多样的表面效果和肌理，能给顾客提供更高品质的视觉和触觉情感体验。结束语CJ6型城际动车组操纵台，为公司搭建了一个高档的动车组操纵台平台，得到业主高度肯定，并已推广应用于双层动车组、欧洲TSI标准的300动车组等项目，大大降低了设计与制造成本，也为后续新操纵台的工业设计工作提供了借鉴和参考。

参考文献

[1]罗琳，材料情感及其在工业设计中的应用方法[J].设计，2014（3）.

[2]李鹏飞，浅谈机车造型中的视觉规律[J].中国水运，2008（4）.

[3]孙远波，人因工程基础与设计[M]，北京：北京理工大学出版社，2010.[4]UIC651：2002，机车、动车、动车组和大司机室客车的司机室布置[S].

作者:易琼 李鹏飞 吕晶 单位:中车株洲电力机车有限公司