有轨电车造型设计发展趋势

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摘要：为响应绿色出行的理念，打造更好的市容风貌，使有轨电车造型设计集技术与美观于一体。文章通过研究有轨电车的发展历程，通过案例简要总结各阶段造型设计特点，并对有轨电车的造型要素进行分析和总结。畅想未来有轨电车造型设计的发展趋势未来有轨电车的造型设计将朝着人性化、科技化、美观化、信息化、智能化的方向发展。

关键词：结构设计;教学方法;学习迁移;创新实践

引言

随着工业文明的发展，电力牵引本身安全高效的优势日益凸显，原始的交通方式——马车、人力车逐渐被新兴的有轨电车取代。因此，有轨电车成为新型的公共交通工具，为客流运输提供着源源不断的支持。有轨电车，简单来说可以定义为采用电力驱动并借助轨道运行的一种车辆。因其体积大且需要城市提供轨道和电力，被归类为路面公共交通工具，简称电车。通常路面上行驶的电车最多不超过三节，并且因其驱动系统全靠电力供应，不会排放对环境造成污染的废气，属于绿色环保型公共交通工具，在现代受到大众的青睐。随着时代、技术和人类审美的发展，产品功能实现的同时，产品的外观造型也逐渐成为设计的重点。有轨电车从兴起到现在，其车身造型设计发生了较大的变化，对有轨电车车身造型设计的研究，能够让我们结合前人的经验，把握并发展这一便捷、环保的公共交通工具。产品造型设计，指的是对产品的结构外观进行的设计。而有轨电车的车身造型设计可以从造型和机械两部分考虑。文章主要针对有轨电车的造型部分进行研究与分析，包括：车头部分，车窗部分，车门部分，车厢部分和风挡等。希望通过对其外观造型的深入研究与分析，使有轨电车成为高新技术功能和优秀造型相结合的产物，为城市交通运输提供更大的运力，成为城市的一道风景。

一、有轨电车造型设计的发展历程

有轨电车的发展距今为止，大致可以分为三个发展时期：快速发展阶段、衰退消失阶段和变革复兴阶段。虽然有轨电车属于节能环保的公共交通工具，但是受限于其需要占有固定的路面面积、需要建立轨道体系等因素，使得其在各个城市的普及率并不高。而且，受汽车发展的影响，有轨电车的发展经历了一段衰退时期，这导致大部分城市废弃有轨电车，采用新型的汽车和公共汽车。不过，鉴于当前世界范围内对环境保护和节能减排的号召，有轨电车因依靠电力支持，其所具有的节能环保特点，使各国又开始对有轨电车进行重新规划与改革，发展其成为城市运力的重要组成部分。

（一）快速发展阶段（1890-1930）有轨马车可以说是有轨电车的前身，但因马车不能满足大众对公共交通的需求且马本身容易疲劳，因此1881年有轨电车应运而生，并最先在德国的柏林兴起。此后加拿大、意大利、俄国、美国等相继开始尝试有轨电车，推动其快速发展，使其承担了当时大部分的客流运输。我国也早在1906年建成有轨电车线路并开通运行。打败了马车、人力车的有轨电车，在这一阶段成为每一个大城市的主要交通出行方式。这一时期的设计，主要基于当时技术的支持，能够满足人们方便出行即可。追溯此阶段有轨电车的造型设计，从留存的图片中，我们可以发现，快速发展阶段前期的有轨电车（如图1）拥有敞开和封闭的两个空间，车的两头部分主要是敞开的空间，也是乘客上下车的必经空间。车厢是封闭的空间，并在其朝向轨道的方向装有车门，与车的两头进行隔离。而封闭车厢的四周均有车窗，其高度占车厢高度的二分之一左右，为乘客提供了开阔的视野。整车的车体长度较短，车身线条采用直线为主，整体看起来比较硬朗，造型相对简单。而此阶段的后期（如图2）有轨电车开始采用全封闭的形式。这种车头与车厢的融合为人们提供了更多遮风避雨的空间，也使有轨电车的整体性更强。全包围的车体，在车门的布局上，也改变到车的侧面，位于车头和车中间两个区域，相比之前，更便于人们上下车。而此阶段的车窗小而密集，却也保证了乘客的视野。同时，这一阶段整车的尺寸加大，车身体积也变大，载客量更多。车身的外在流线也具有圆滑的过渡，给人的感觉与之前相比更柔和。由此可见有轨电车在快速成为公共交通工具的同时，其外观造型也与时俱进，不断改进。

（二）衰退消失阶段（1930-1960）进入20世纪30年代，汽车工业的迅速发展对有轨电车产生了不小的冲击。人们开始追求更舒适更快速的交通方式——汽车，无论是私家车还是公共汽车，此时都成为了国家发展的重点产业。相比之下，占据路面大部分面积的有轨电车，在与其他车辆混合行驶中，凸显了行驶速度缓慢、噪声大等缺陷，导致政府和大众更倾向于拥有高技术的汽车。因此，在1930-1960年间有轨电车遭到了淘汰，其所需要的路面电车网络相应被拆除，迫使其本身逐渐消失在大众视野中。但在瑞士、意大利、荷兰、东欧等国家，路面电车网络仍被保留或以缓慢的步伐继续发展，所以，有轨电车并没有被彻底淘汰，而是朝着更加现代化的方向前进。1930-1960年间有轨电车虽处于衰退和消失的阶段，但在保留它的地方，仍对它进行不断的改进和优化。如图3所示，这一时期的有轨电车，在外形设计上采用较多的曲线和圆角进行过度，使车身造型更具亲和力。车头造型更为圆润，车身侧面的车窗与车厢设计趋于同一平面，原本露出的车轮也更多的被包裹进车身，使整车看起来整体性更强。在车窗部分的造型上，也开始更多变，不仅只用方形分割。并且对于有轨电车的驾驶区、车门、车窗等功能区在车身上的呈现，再结合色彩和材质的搭配后，达到视觉上整齐统一不凌乱，有利于乘车人进行区分。总的来说这一阶段的有轨电车，在前一阶段的基础上，应用新技术结合新的设计思想，在其造型设计方面较之前更加美观和人性化。

（三）变革复兴阶段（70年代至今）经历了一段时期的发展低潮，到了70年代，伴随着汽车发展带来的交通拥堵、噪声及环境污染等问题，欧美发达国家意识到公共交通的重要性，从而将有轨电车再次开通运营，以此改善城市的交通环境和生活环境。基于现有技术的全面改革与提升，有轨电车在走行性能、结构、材质和舒适性等方面均得到较大改进。改进后的有轨电车，具备运行速度快、低噪音、运载量大，便捷换乘、乘坐舒适等优点。同时这一阶段，在技术的支持下，有轨电车得到了突破的发展，可以被分为高地板和低地板两种类型，其中高地板需要建设高站台，影响市容且投资耗费大；低地板更利于城市建设和乘客上下车，但技术实现比较复杂。不论是高地板还是低地板，技术提高带来的改变，同样影响到现代有轨电车的造型设计，使其外观造型更多变。在变革复兴阶段，有轨电车依靠成熟的技术结合现代设计审美理念，其外观造型愈发简洁大方，如图4所示。从上图中可以看出，现代有轨电车的车身体积变大，单节车厢长度加长，车厢节数也有所增加，单次运载能力得到提升。在整体造型中，车头的设计较为多变，运用更多的曲线和圆角增加其流线性，整体风格倾向简洁。同时，车头驾驶区的车窗也被放大，占据了车头前面和侧面大部分的面积，有利于驾驶员掌握车身周围环境，保证行驶过程的安全。车厢的设计上仍保持直线型，这与有轨电车本身长度和路面轨道系统有关。但车厢区域的车窗、车门和车厢间的连接等相比于前两个阶段，在空间分布和占据上，都得到了巨大的优化，同时借助色彩、材质和明确的线条进行分割，使车体看起来整齐有序易于分辨。其中，车厢侧面的视窗也被放大，扩大人们视野的同时增大外部光线的摄入，车窗、车门及车厢间的连接结合材质和线条的搭配，对车厢的外观呈现也起到了重要的装饰作用，使有轨电车更加时尚。在有轨电车的色彩选择上，其色彩倾向于更为明亮，饱和度较高的颜色，给人感觉科技、时尚、有活力。综和以上分析，可以发现变革复兴阶段的有轨电车，人们对其外观造型设计越来越重视，对车体各部分的设计也更加深入。纵观有轨电车的发展历程及其车体造型设计的变化，可以发现有轨电车的造型设计离不开技术的支持，技术水平越高，推动造型设计越多样，最终实现程度越高，效果越好，越受大众喜欢。同时，受各时期环境的影响，发现其设计风格也在不断进步，并逐渐趋向于简洁有序，美观大方的发展方向，对产品细节的考虑也更为具体和深入。基于技术与设计的深度融合，未来将促使有轨电车进一步发展成为城市中重要的出行工具，方便人们的出行。

二、有轨车辆造型的要素

经过漫长的发展，有轨电车的车体结构可以被分成底架模块、侧墙模块、端部模块、车顶模块、牵引梁模块以及枕梁模块等六个模块，如图5所示。在有轨电车的车体造型设计上，需要了解并结合以上6个模块，并且在以车辆的长度、车辆的宽度以及车辆的高度的基础上，把握基本的造型要求。同时，经研究，车体一般采用顾鹏型的断面形状（如图6所示），这样的造型设计可以使轻轨车在隧道内获得最大的空间面积，并且可以提高车辆在圆隧道内的“活塞”效应，从而加强隧道的自然通风能力。因此，基于有轨电车的车体结构要求，在实际环境及有轨电车自身等因素的限制下，对车体的造型可以从两方面展开：车头和车身。其中，在车头的设计中，主要考虑的内容包括：顶盖、车前窗、车灯、前立柱、面罩等；在车身的设计中，主要考虑的内容包括：车身的长度、车辆的宽度和高度、车门、车窗以及车辆编组形式等。而且车头的设计相比于车身在造型上更多变，是展现有轨电车整车风格的重点。因此对车头造型的考虑将是重中之重。而其车身造型虽然难以百变，但对各部分的功能分割也需要同样的重视。除了对以上车体结构、路况限制的分析和考虑，作为人们出行的重要公共交通工具，其人机交互同样需要着重研究。在有轨电车外观造型设计中，车门和车窗的设计需要重点考虑其人机尺寸，符合基本的人机尺寸关系，使人们乘车时更自然和舒服。同时鉴于有轨电车造型设计同车辆造型设计有着相似之处，也需要考虑车辆的动气动力学，制造加工技术、材料选择等，从而更科学地研究流线型的车辆造型设计，使未来车辆拥有较强的流线性，造型更具活力。

三、未来趋势畅想

随着现代科学技术的发展与政府政策的支持，绿色环保的有轨电车成为越来越多城市绿色交通运输的重要交通工具。而未来有轨电车的造型设计已经不仅是单纯以美学为基础的交通工具造型设计。而是需要以先进技术作为基础，结合城市交通环境及人机工程学等内容。设计出更加人性化、科技化、信息化、智能化、符合当前环境及大众审美的公共交通工具——有轨电车。

（一）人性化未来有轨电车的设计需要体现出以人为本的设计理念。作为大众出行的重要交通工具，其面临着大量的用户。而且，车体的造型带给人们的心理感受以及人与车交互过程的自然和流畅，都将影响用户对出行工具的选择。因此，如何提供较好的运输服务，使人们乘坐有轨电车拥有便捷、安全及舒适的感受极为重要。所以，人性化的有轨电车设计将会成为未来的趋势。

（二）科技化有轨电车的发展离不开技术的支持，先进技术的出现对其造型设计有着重要的影响。同时，基于创新技术和愈加成熟的制造工艺，未来有轨电车的造型设计及改进也拥有较高的发展空间。而一款科技感较强的有轨电车不仅象征着技术的进步，更是城市发展的另一种体现。在大众出行上，高科技性也意味着其更加信息化、智能化，使人们出行更为便捷。

（三）美观化随着设计行业的日渐兴起，大众的审美得到了较大的提高，人们对产品的外观呈现越发重视，开始热衷于追求美的事物。有轨电车的造型设计在满足基本造型要求的基础上，需要朝着美观时尚的方向前进。而且，作为城市形象的代表之一，其外观造型的美观度会成为人们最初的印象。

（四）信息化现代有轨电车在通行效率上，需要结合城市道路状况进一步得到提升。未来，有轨电车在如：路口优先控制、正岔道控制以及车辆检测上，结合先进的控制系统，可以实时获取更多的路况消息，提高其通行效率，从而扩大每日的运载量。因此有轨电车更加信息化的发展，对交通运输效率将有着重要的意义。

（五）智能化拥有了科技感的造型和信息化的控制系统。对有轨电车的要求将逐渐上升至智能化。通过对其行驶过程中遇到的情况进行收集与分析，有轨电车可以在人工智能技术的支持下，逐渐朝着自我分析及自我决策的智能化方向发展。不仅可以节省人力，针对不同时间段人流量的不同，做到高峰多运行低峰多节能，逐步提高其运行效率。总结交通工具作为公众出行的重要媒介，其面临的用户需求和交通环境日益复杂。兼具节能环保、运行速度快、运力大和方便换乘等优点的有轨电车，在国家和政府的推动下，将具有广阔的发展空间。同时，作为城市交通形象之一，有轨电车的造型设计也需要符合当下大众的审美与所处环境的融合度。因此，对有轨电车造型设计的深入研究具有重要意义。综合有轨电车发展历程的总结及车体造型要素的分析，发现未来有轨电车的造型设计发展将会朝着人性化、科技化、美观化、信息化、智能化的方向发展，为我国城市绿色公共交通工具注入新的色彩。

参考文献

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作者：闫重绿 单位：大连理工大学建筑与艺术学院