城市公交改良设计思考

●郑哲清

一、课题背景

公共汽车，指在城市道路上循固定路线，有或者无固定班次时刻，承载旅客出行的机动车辆。一般外形为方型，有横向长窗，设置坐位，又称为公交车、公汽或巴士，其中“公交”是公共交通的简称，台湾地区又称为公车、客运或巴士;在香港和澳门，则多称为巴士(英语中Bus的音译)。总体来说，公共汽车是最为普遍的一种大众运输工具。随着城市化和机动化的发展，使城市人口和地域不断增加，对公共交通的需求也相应快速增长，这就要求公共交通企业投入更多的客车。按照城镇人口每万人拥有0.6辆车统计，现有的城市客车约26.4万辆，到2010年至少要达到63万辆，平均每年至少要增加3～4万辆，加上报废更新，平均每年增加5.5万辆。

在政策支持力度加大和外部环境趋好等积极因素影响下，公交客车市场出现了很大的增长，同时也被视为是代表城市的一道流动的风景线，展示城市新风采的一个重要窗口。现代化的城市融合了各种现代要素，如建筑、道路、车辆、商店、行人等，如果说建筑是凝固的音乐，那么城市客车则是现代城市流动的音符。中国汽车工业协会数据显示，2010年1到11月我国客车产销量分别为32.01万辆、32.18万辆，同比分别增长29.38%、33.16%。在如此高的增幅下，2011年客车市场走势如何，客车行业人士给予了高度关注。同时伴随着公共交通网络不断向个性化、智能化、人性化的方向发展，其在造型、环保节能、智能化等方面出现了相应的问题，具体如下:

1.外观设计。形状是激发人类本能情感的首要因素，早在公元前6世纪毕达哥拉斯学派就对形状进行了研究，认为最美的形状为圆形，与自然界的日月星球的形状相呼应，具有统一的和谐美;18世纪画家霍嘉兹则认为最美的线性是蛇形曲线，有曲线而无突出的棱角，显得轻盈、安详而圆润。自汽车问世以来，汽车设计中的形态发生着一系列的演变，主要有:早期的类似于马车造型的厢式汽车;为减小行使过程中空气阻力的流线型汽车;采用仿生造型的甲壳虫汽车及鱼型汽车;后期造型简洁、动感十足的楔型汽车;以及现时代形式上追求尽善尽美、美观造型与流体力学完美统一的子弹头型汽车等等。

目前各大城市使用的公交车造型单一，整体设计风格以棱角线条为主，随着我国城市居民生活节奏的快速发展，公交车成为了大多数外出市民的代步工具。因此，造型简洁时尚、充满设计色彩的公交车具有很大的市场潜力和发展空间。

2.环保设计。我国针对目前的能源结构不够优化、能耗水平较高的现状，制定和实施了一系列节约能源的法规和政策。在推进能源节约的工作中，一方面推进产业结构和产品结构调整，推进环保节能，加快发展城市公共交通，减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，对那些能耗高、尾气排放不达标的机动车要加快淘汰速度。另一方面，进一步提高电、天然气等优质能源和风能、太阳能等可再生能源在能源消费总量中的比重。

进入21世纪，人类社会的可持续发展成为一项紧迫的课题，环保节能型设计必然会在重建人类良性的生态家园的过程中发挥关键性的作用。在目前环保车型日益受到车厂追捧的背景下，环保节能型交通工具的形态创新设计与研究具有一定的市场开发潜力与实际应用价值。

3.创新设计。创新设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科技成果进行创新构思，设计出具有科学性、创造性、新颖性及实用性产品的一种实践活动。创新设计已经成为公共交通系统发展的一个重要方向，创新化公交设计可以有效提高交通效率，也可以体现出其中的人性化设计。随着现代城市交通的快速发展，创新性已成为其中不可或缺的元素。

4.人文设计。当今时代正在从工业时代跨入信息时代，新技术革命的迅速发展给社会经济结构，人们的价值观念、生活方式、文化习俗等带来了十分巨大的变化，也带来了人们审美趣味的变化。在信息时代中文脉设计标准也有了与以往工业时代不同的特征，因此，要想使设计具有活力，具有历史感和地方性，就必须对人文设计标准加以分析研究。设计人性化作为产品设计中一个重要组成部分，越来越受到重视。宜人的整体操作界面和造型设计以及安全性和易维护性设计是公交车人性化设计中的重要方向。

由于我国经济快速发展，现代公共交通系统的需求量也不断增加，创造出潜力巨大的市场。随着城市生活中人们的生活节奏不断加快，公共交通网络也必将不断向个性化、智能化、人性化的方向发展。在这种时代背景下本课题研究具有重大意义。

二、国内公交车设计缺陷分析

1.车内高度太低。内部高度不足1500mm，除了副驾驶位置，普通成年人乘车时需要弯腰进入，不能直立，不利于乘客有序、快速地上下车，也不能设立站立席，无法疏导乘客，不能有效满足高峰客流时段的乘车需求。

2.座位排布不合理。在实际使用中，除最后一排保持原状外，车内其他座位需要调整为车窗两排侧向座位。根据国家标准《QC/T 633－2000》中对于座椅深(不含座椅背厚度)的要求，公交客车的座椅深度不小于350mm，一名身高为1700mm的成年人，正常坐姿从膝盖到臀部至少需要600mm，也就是说，两名面对面乘坐的乘客占用掉1200mm的宽度，本车车身宽度只有1690mm，除去结构和内饰物的厚度，过道只能剩下不足400mm的宽度，显然将影响后排乘客的上下车。

3.座位数有限。除最后一排保持原状外，车内座位需要重新设置安装。根据国家标准《GB13094－1997客车结构安全要求》中“客车成员数核定”的“座垫宽按每1人不小于400mm”，车身两侧座位宽度每人应不小于400mm，按照上述国家标准，车内只能设置12个乘客座位。

4.车门设计不适合城市公交使用。公交客车的自动门由司机或者乘务员控制，可以在保证乘客安全的情况下由机械控制启闭，车门边包有不低于100mm厚的橡胶软垫，除了具有防风防雨的功能外，还能防止乘客手足被挤伤。采用手动无包边车门，密闭性很好，但是没有防止挤伤乘客手足的功能;另外，这种车门很宽，并且可以自由的前后移动，在车辆加速、减速的时候，如果门没有锁好，则会出现突然打开或者锁闭的情况，有可能导致门口乘客不慎摔落或者夹伤手足，引发意外。另外，受到这种车门结构强度的影响，门通常很重，如果作为公交车辆频繁开闭，车门寿命将会明显缩短。

5.车型不适合长期重载。设计理念为轻型商务客车，前悬挂双横臂独立悬架，后悬挂纵置板簧，其避震效果较好，但长期重载使用之后，其避震性能明显下降，弹簧、板簧断裂故障将会频繁发生;车辆设计为2轴4胎承重结构，若乘坐12名平均体重为60kg的乘客，整车重量将达到7200kg+1700/1600kg，平均每胎承载2200kg－2225kg，这样的重量对与只有14寸直径的轮胎来说，显然过于沉重，长期重载，轮胎寿命大大缩短，不利于安全营运。以上两种因素不利于车辆的低成本保养和运行，容易加重运输企业的负担。

6.无法进行“双燃料”环保改造。市民对车辆的环保要求越来越高，虽然采用了先进的汽油电喷发动机，环保性能优于普通汽油发动机，但是这种发动机无法进行天然气双燃料改造。如果选用可以改造双燃料系统的发动机，则不能安放天然气压缩钢瓶，因为此车离去角只有12度，后轮部位距地面只有不足600mm，载重后下沉幅度将更大。除了环保因素，成本因素也应当重点考虑，在国际原油价格日渐高涨的今天，天然气汽车的低成本让公交企业减轻了不少负担，加上政府机构的财政补贴，可以保证公交车做到保本运行，但是普通的企业对抗运行成本变化的能力相对较弱，如果使用汽油车，将不能有效规避国际油价变动带来的成本变化，企业的成本风险将会成倍增加。

7.乘客安全不易保障。《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条规定:机动车行驶时，驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。但是，在实际使用中，副驾驶座位上的乘客不使用安全带的现象十分突出，同时由于车内空间狭小，不能安装扶手、拉环，这使得乘客安全得不到保障。

8.不能有效发挥车辆的综合性能。作为城市公交客车，单位面积运送的乘客数量是重要的参数，根据国内众多城市的实际情况，10米客车占地面积约为25平方米，载客数量约为70－80人;7米客车占地面积约16平方米，载客数量约50－60人;6米客车占地面积约13.5平方米，载客数量约为35－40人;5米客车占地面积约为8.5平方米，但载客数量只有13－14人，如果要保证充足的运力，车辆数量就必须增加，这不利于控制城市中的车辆增长。

三、课题设计

1.方案功能定位。本次公交车的功能设计意在改良，致力让城市居民拥有高效、快捷、舒适的外出环境，使公交车不仅成为市民的代步工具，而且融入生活，让市民能在公交车上放松紧绷的神经。

2.方案消费群体定位。再没有任何一种产品比城市公交更具有全面的消费群体了，我们这次公交车的设计理念就是为大众服务。

3.方案使用环境定位。区别于国外的有轨电车和无轨电车，针对于国内公交环境情况所设计的方案是可以适用于广泛交通路段的。

4.方案造型风格定位。中国客车设计要从模仿逐渐转向突出民族文化特色，中国客车将在世界舞台上扮演越来越重要的角色，这点已经毋庸置疑。但是外界对于中国客车外形设计却一直充满争议，这不仅包括对于中国客车外形不够国际化的批评，也包括对于中国客车外形设计与欧洲客车外形相似化的指责。但是究竟什么样的客车设计才能获得国际认可?才能称得上优秀作品?本人认为浓厚的中国文化和强烈的中国元素应是中国优秀客车设计师作品应考虑渗入的要素。

5.方案色彩定位。色彩是产品设计中的重要组成部分，与产品的结构、形态、材料等成为不可缺少的设计要素。在产品设计中，色彩通常作为产品与消费相互联系沟通的一个重要要素。成功的色彩设计，使产品达到和谐统一的效果，还可为产品品牌营造出一个现代时尚的视觉形象。

此次方案设计色彩以北欧简约设计风格为主，同时融入现代、时尚元素。为使公交车能呈献给市民耳目一新的感觉，所以在配色上采取了多种元素。在结合新技术、新材料的同时，为消费者提供良好的视觉审美效果。

四、解决方案

本次对公交车的改良设计，基于生活中乘坐公交车时的发现并由此改良而来。同时，也不忘吸取外国公交的优秀设计经验，以及一些地铁的优秀细节综合而成。本次设计的理念是:舒适、自由、安全、方便、关怀、大空间。同时希望达到的目的是将公交车设计成为:更加快捷的上下车、更大的空间、为他人服务之车。

案例一:线路名称。在大公交车站，时常出现几辆公交车同时进站的情况出现，前一辆公交车易遮挡后一辆公交车线路名称。(图1)

图1 线路名称问题

图2 线路名称解决

解决方案:在公交车靠车站处的后视镜上，增设一个LED线路指示牌。因为停靠车站时后视镜延伸出车体之外，不易挡住前方车辆。(图2)

优点:乘客可以更快识别线路名称，提高大型站台效率。

缺点:提高成本，需要高强度外壳材料保护后视镜中LED报站器。

材料:聚碳酸、PC材料，玻璃钢，玻璃钢、PC材料等轻质材料作为保护外壳。执行国家GA422－2003标准。

图3 开门方式

图4 开门方式解决

案例二:开门方式。在乘坐公交时，车门过小，时常出现过度拥挤现象，易发生危险。车前门与车头部分空间需要重新改良。同时，车门向内开浪费空间，也非常不安全。在几起大公交车事故中，车门在紧急时刻都无法通过紧急开关打开，导致很多乘客都从窗口逃生，从而踩伤坐在窗边的乘客。 (在危急时刻，在人类求生本能的驱使下，乘客只能选择夺窗而逃。)(图3)

解决方案:在公交车上设计外开式滑动车门(参考大巴)。并加大车门面积，减轻上车拥堵，更加安全可靠。(图4)

优点:乘客可以更加方便地上下车，也可保证紧急状况下迅速开关。

缺点:成本增加，对车身A柱结构以及选用材料要求更高，同时给车身增加重量。

材料:需要在两个车门处各增加一台液压机，以及紧急气体储备罐。

图5 站立空间

图6 站立空间解决

案例三:站立空间浪费。二级或三级踏步公交车上，车前部乘客过多，导致公交车中后部站立空间浪费。(图5)

解决方案:在公交车中后部区域改良踏步、扶手利用中后部空间。(图6)

优点:更加优秀的内部结构，降低不安全因素，更好地利用车后部空间。

缺点:需要更小的发动机以及变速箱。

图7 乘客站立

图8 乘客站立解决

案例四:乘客站立时，座位后方供站立乘客使用的扶手的抓握面积太小，导致很多乘客无法低角度抓握到扶手。(图7)

解决方案:改进座位后部扶手，大大增加了扶手可用面积，同时可为几个站立乘客提供抓面积。(图8)

优点:更加舒适的抓握座椅扶手，更符合人机工程学。

缺点:增加成本。

材料:不锈钢以及聚乙烯塑料。

图9 报站方式问题

图10 报站方式解决

案例五:报站方式单一。在公交车基本满员的情况下，很多坐着的乘客无法听到报站提示。(图9)

解决方案:保留语音报站的同时，车顶增设360度LED显示屏报站器及各个座位后方的小型LED报站器。(图10)

优点:多种报站方式相结合，保持良好车内秩序。

缺点:增加成本，车内布线更加复杂。

材料:聚乙烯复合材料(SEPC)

图11 轮椅区

图12 轮椅区解决

案例六:轮椅区。很多公交车都没有专门的轮椅或者婴儿车固定区域，备有轮椅或者婴儿车固定区域的公交车，在没有残疾人或者婴儿车情况下，浪费了两排乘坐空间。(图11)

解决方案:参考火车上回弹式座椅，合理利用了轮椅固定区的空间，在没有轮椅或者婴儿车的时候，其他乘客可打开回弹式座椅使用。(图12)

优点:在拥有轮椅或者婴儿车固定区的同时，在没有使用的情况下，还可以供给其他乘客休息。

缺点:轻微的浪费空间。

材料:不锈钢以及聚乙烯塑料。

图13 视线遮挡问题

图14 视线遮挡问题解决

案例七:对其他路面车辆支持。很多小车司机都有如此经历:等红灯或堵车情况下，尾随公交车。高大的公交车挡住了小车司机的视线，导致小车司机无法知晓前方路况 (如堵车、红灯等)。(图13)

解决方案:增加了车头最高处摄像头，并在车尾增设了一个液晶屏幕，能为后方车辆提供前方实时路况。与此同时，还增设一个带有无线接收信号的交通灯，用来提示后方车辆前方交通灯情况(现在交通灯基本使用无线电控制)。(图14)

优点:方便路面其他车辆。

缺点:成本增加以及易损性。

材料:车头摄像头以及车尾屏幕需满足IP67级别防护标准。

案例八:转弯车距。在公交车转弯或者是在路面拥堵时，由于公交车长度问题，很多路面其他车辆都无法保持正确的车距，导致了很多擦挂事故出现。(图15)

解决方案:在公交车两侧各增加了一条长条形视距提示镜，让靠近车辆了解与公交的距离，避免事故。(图16)

图15 转弯车距

图16 转弯车距解决

优点:方便靠近车辆了解车距，避免事故。

缺点:稍稍增加车体宽度。

材料:亚克力镜面、塑料镜背。

图17 示宽灯问题

图18 示宽灯解决

案例九:示宽灯。很多公交车的转向灯与示宽灯大小不足，导致识别率低。(图17)

解决方案:转向灯与示宽灯融合，扩大面积，从车头向车辆侧面延展。(图18)

优点:更加安全，方便路面上其他车辆更加直观了解公交车转向以及宽度信息。

缺点:增加成本。

材质:尾灯反射(反光碗)，PC、ABS、PC+ABS 合金等。尾灯底座:PPF3、PC+ABS、ABS 等。

图19 携带自行车

图20 携带自行车改进

案例十:能否携带自行车。公交+短途交通工具深受大众喜爱，方便大众，应该是公交宗旨。(图19)

解决方案:在车头增加自行车托放架。(图20)

优点:方便乘客。

缺点:驾驶难度加大，装载自行车数量不多。

解决方案总结

1.一次良好的乘坐体验，从上车开始。在公交车靠车站处的后视镜上，增设一个LED线路指示牌。停靠车站时后视镜是延伸出车体之外，LED路线指示牌不会被前方的车辆挡住;在公交车上设计外开式滑动车门，并加大车门面积，减轻上车拥堵，更加安全可靠。

2.科学的车内布局，是美好旅途的必备。公交车中后部区域，通过改良踏步方式，同时改良扶手布置来充分利用中后部空间;改进座位后部扶手，大大增加了扶手可用面积，同时可以为几个站立的乘客提供抓握面积;保留语音报站的同时，在车顶增设360度LED显示屏报站器以及各个座位后方小型LED报站器。

3.处处体现“以人为本”的服务宗旨。参考了火车回弹式座椅，合理利用了轮椅固定区。在没有轮椅或者婴儿车情况下，其他乘客可以打开回弹式座椅使用;增加了车头最高处摄像头，并在车尾增设了一个液晶屏幕为后方车辆提供前方实时路况。与此同时，还增设了一个带有无线接收信号交通灯，用来提示后方车辆前方交通灯情况 (现在的交通灯都使用无线电控制);在公交车两侧各增设了一条长条形视距提示镜，让靠近的车辆了解与公交的距离，避免事故;将转向灯与示宽灯融合，加大面积;车头增加自行车托放架。

通过研究现有公交车的各个特点再分析其共同点，总结出其公交车设计的总趋势，从而确定了公交客车的改良:在美观同时增加亮点，特别针对线路名称辨识率提低，上下车便利度提低，拥挤情况下的舒适度提低，对路面其他车辆的友好支持提低等问题，提出十个解决方案(线路名称、开门方式、站立空间、扶手面积、报站方式、轮椅固定区、堵车时对后车的支持、转弯示宽、视距、自行车托架)，基本解决了车内外存在的各种问题。改良设计的特点就是改良内部与外部不合理的细节，使乘客以及其他路面车辆司机有安全温馨的乘坐与驾驶体验。

[1]刘焱，陆长德，黄婷.基于人机工程学的城市公交车设计方法研究[J].机械设计与制造，2006.[2]姚干勤.现代城市公交客车人性化设计与研究 [M].江南大学，2006.[3]王引.我国无障碍公交车设计探讨[J].大众科技，2010.[4]张君丽，王红英.公交车内部空间设施设计与乘客行为[J].美术大观，2007.[5]乐天.上海公交市场调研分析[J].商用汽车，2010.[6]客车篇之城市与公交 [J].运输经理世界，2008.[7]任国强.产品设计中的人性化设计 [J].中国科技信息，2006.