面向人体机能需求的寒地冰雪景观主题公园交互设计研究

张伟明

摘要：

以中国寒地城市的冰雪景观主题公园“哈尔滨冰雪大世界”为研究对象，利用人因功效学的理论，分析人在户外冰雪景观主题公园中的行为规律、体能消耗及其与冰雪景观互动过程中的持续机能需求。从激发人体抗寒潜能，促进寒地户外景观活动及合理规划冰雪主题公园的视觉、行为动線和活动设施出发，根据游人在冰雪景观主题公园持续的参与行为和人体体能的持续补充需求，提出面向满足人体寒地户外活动体能极限需求的“哈尔滨冰雪大世界”主题公园的景观规划策略和能量补充途径，力图为满足寒地户外冰雪景观主题公园的交互设计提供可供参考的科学依据和方法指导。

关键词：

寒地 人体机能需求 交互设计 冰雪景观 主题公园 哈尔滨冰雪大世界

中国分类号：TB18

文献标识码：A

文章编号：1003-0069 （2015） 02-0049 - 03

哈尔滨地处寒冷地区，是中国最北部的寒地中心城市，世界四大冰雪活动的举办地之一。自1963年创办中国首届冰灯游园会以来，冰雪文化始终是啥尔滨城市发展的重要文化内涵…。独特的地域条件不仅使冰雪成为哈尔滨冬季户外活动的主要媒介，还使人们利用冰雪创造的“冰景美境”成为了城市环境塑造的重要景观内容之一。现阶段，“哈尔滨冰雪大世界”作为传播哈尔滨城市冰雪文化主要的景观媒介，已经成为世界重要的冰雪景观主题公园之一。

然而，根据调查发现：哈尔滨冰雪大世界每年固定的开园时间是一年中室外平均温度最低的时段，即每年1月5日开园，至3月初结束，为期约80天。由于公园的面积和规模较大，因此完整的游园时间大约需要4个多小时（以公园内每项冰雪景观设施的游玩次数为1次计算），再加之这一时段夜晚的室外平均最低气温几乎均达到-30℃以下，因此对游览者机体的抗寒能力而言无疑带来了一种巨大的挑战。特别是对一些来自非寒冷地区的游人，寒冷更是制约他们在公园内进行景观活动的重要因素，不仅极大地缩短了游人在公园驻留、观赏和游玩的时间，也造成了绝大多数游玩者无法充分、全面体验和参与“哈尔滨冰雪大世界”主题公园景观活动的遗憾。

与以往研究不同，本文旨在借助人因功效学的理论，在调查、分析“哈尔滨冰雪大世界”主题公园内景观环境设施的体验和参与情况的基础上，深入挖掘寒地室外人体机能消耗、景观行和体能恢复为之间的关系，提出面向人体效能和抗寒潜能激发的哈尔滨冰雪大世界主题公园景观规划策略和能量补充方法，为寒地户外景观活动和交互设计的研究提供了一点新的理论依据和方法支撑。

1 研究对象及方法

1.1 研究对象

本文调研的对象是位于哈尔滨市松北区，中国，哈尔滨国际冰雪节活动组成部分之一的哈尔滨冰雪大世界。啥尔滨冰雪大世界肇始于1999年，每年的占地面积达75平方米以上，是集科技、艺术和文化为一体的、以冰雕雪雕景观和设施为主的大型冰雪景观主题公园，至今已成功举办了15届。此次调查的区域为哈尔滨冰雪大世界的观赏、游玩和休憩部分。

1.2 研究方法

（1）观测法

借助一定的仪器和工具对调查的对象进行状态的观察，包括：数据的动态测量、采集和记录等。在对冰雪景观环境、人的行为和实时户外气温变化及整体景观活动过程的观测中，观测法能够对多种外部因素影响下人体机能各种状态的动态变化进行数字化记录和数据积累。同时，借助观测工具还能够科学地采集到各种行为的持续时间。这种方法已经被用于各种与人体机能相关的人工环境和产品的设计研究中。

（2）访谈法

在对游人的行为和机能进行观测的基础上，通过与寒地冰雪景观主题公园中的游人进行交谈和问询，了解景观使用者真实的心理感受和知觉体验，亦能够为本课题的研究提供客观、真实的参考。这一方法是社会科学研究常用的方法之一。在对哈尔滨冰雪大世界主题公园的研究中，由于室外环境较为寒冷，因此访谈法是最为直接、便捷和可操作的主观感受调查方法之一。

（3）调查分析法

除观测法和访谈询问法外，本研究还借用问卷调查分析的方法。以调查问卷的形式获取景观使用者的需求和愿望，并通过统计学软件将调查结果进行比较分析，为本次研究提供科学、客观的原始的资料。并且，通过对结果的综合分析，为设计服务，还是促进公众参与交互设计和设计创新的有效手段之一。

2 研究调查和结果分析

2.1 研究调查

哈尔滨位于东经125。42-130。10、北纬44。04-46。40之间，属于中温带大陆性季风气候，四季分明，冬季漫长寒冷，夏季短暂凉爽。自然的地理气候条件使得哈尔滨冰雪大世界主题公园每年都要进行“重新”规划设计，尽管基址不变，但每年一次的调查周期，即每年1月至3月，也为研究增加了难度。在调查和研究的过程中，为了避免只针对某一年啥尔滨冰雪大世界的游人进行调查可能出现的随机误差和气候特例，研究者将调查的时间以3个自然年为3个调查周期，即2012年至2014年，将具体的调研时间确定为北京时间晚上18时至21时。将被调查者限定在调查时间内出现在调查区域内游憩的游客，共发放问卷2040份。在发放问卷的过程中，对参与此次调查的被调查的年龄和性别进行了限定，其中被调查者的年龄限定在表达能力相对稳定的15至55岁的人群，以每10岁为一个年龄区间，将每个年龄区间的被调查者设定为510人。其中，男性255人，女性255人。调查共收回有效问卷1932份，有效率为94.7%，符合数据统计分析的标准，能够进入深入的调查结果统计分析。

2.2 结果分析

通过对1932份有效问卷的统计分析，得到游客人数与驻留时间的分布情况如图1所示。

结果显示：1932份有效问卷中，在园内驻留时间为1.5小时以下的为332人；1.5—2小时的为1355人；驻留时间为2小时以上的仅为245人。但是，根据调研，针对对占地面积达75万平方米的大型冰雪主题公园，全部参与、游览完整体园区仅2小时是不能实现的。因而，其中1687人的行为是：不足2小时就出园离开一定存在迫使其离开的原因。对问卷中这一问题的统计结果，见表1。

结果显示：影响游客驻留时间排名前7位的因素。根据结果进一步分析发现：虽然是以冰雪为特色的主题公园，但寒冷的气温依旧是影响人们能否全面进行景观参与活动的主要因素。同时还发现：其中，无论是直接表述天气寒冷的因素，还是表述排队、迷路等原因导致的游览时间延迟因素，均反映出这些原因造成了游客抗寒能力消耗的加剧。在与调查同时进行的访谈中还发现：大多数游客表示如果身体还能抵抗寒冷的气温，他们仍然希望能够和愿意继续驻留景区游玩。因此能够判定上述影响因素是造成游览不充分的重要原因。

从上述调研得到的结果发现：排除无法预期的自然气候条件因素影响，其中6方面的因素均与冰雪大世界主题公园内的人工冰雪景观规划和设计的科学性、合理性和有效性有关。因此，对哈尔滨冰雪大世界主题公园内的娱乐性景观及其对游客抗寒能力的消耗和补充问题进行访谈和调查发现：①设计者在对哈尔滨冰雪大世界主题公园的规划和设计过程中，不仅考虑到冰雪文化和冰雪运动的传承，亦对游客抗寒能力的消耗和补充问题有所思考；②主题公园内单体娱乐性景观能够增加游客（主要指参与到娱乐性景观活动项目中的游客）的运动量，因而具有增强或补充游客抗寒能力的功能；⑧参与娱乐性景观活动的游客的抗寒能力增强和补充的效果并不显著。对调查结果分析后发现，主要的问题集中在3个主要的方面，如图2所示。

3 讨论

3.1 人体抗寒能力与潜能激发

通常情况下，低温环境中人体为了维持体热平衡、防止身体温度急速下降、保持机体各项生理功能正常，往往会使自身的热能代谢活动大为增加。因为，对普通人来讲，抗寒的方式有两种，一是多产热，二是少散失。因此，在寒冷的气候条件下，人们夜间前往平均气温达到-30℃以下的啥尔滨冰雪大世界主题公园，普遍都会因感到寒冷而引起不适的情况下，增加进食和进行运动是提高产热率、补充抗寒能力的主要方式。其中，增加运动是提高游客抗寒能力和潜能激发的首要条件，而运动产热的方式主要体现在以下几个方面：

（1）增加熱能代谢

在寒冷环境中进行活动的情况下，机体的能量代谢有一小部分转化为外部的功，其他大量的功则以热能的形式保留在体内，以维持机体的热平衡。运动起来的机体除了增加肌肉的代谢产热外，还通过内分泌系统增加了内脏和组织的代谢功能。

（2）减少寒战

在触寒冷时，人体为了减少体热的大量散失，往往通过神经反射，或是汗腺闭塞、皮肤血管收缩、肌肉紧张度增加，不断地出现寒战。然而，在运动时，通过生理调节，使内脏代谢活动增强来增加产热，不必通过寒战的途径去产热，就可以维持机体的热平衡。因而，通过运用尽量使寒战减少或推迟，机体感到寒冷的程度也会减轻，人体的抗寒能力也会随之增强。具体的运动和寒战出现时间的关系，如表2所示。

（3）改善局部血液循环

受到寒冷刺激后，人体突出的表现是皮肤血管强烈收缩、血液流动显著减慢、皮肤温度急剧下降。这种情况如果不得到及时改善，就会发生冻伤。运动后，这种情况不仅将会被避免，还可以使皮肤血管的功能得以改善，使血管的收缩程度得以减轻，更重要的是局部血液循环能够保持在正常水平，使冷痛感减轻或消失，从而提高抗寒能力。具体的运动前后，人体各部分感到寒冷的时间为如表3所示。

由此得到：在进行冰雪景观主题公园的设计时，人体抗寒潜能的激发能够通过交互设计的方式，尽量使游客全身得以充分运用来实现。在具体的规划和设计表现为：在设计和建设的阶段就尽量多地设置游客能够进行互动的节目和活动，增强游客游览过程中的参与性，使游客尽量多地运动起来。在体验运动的乐趣中，不知不觉地增加激发体能，产生对中国，啥尔滨国际冰雪节“零度以下的沸腾”的体验。

3.2 完善规划合理布局

冰雪景观主题公园的整体规划和布局，往往需要交互设计先行，即需在确定园区的主题后，将人因功效学的理念融入总体规划设计之中。然而，在整体布局的规划过程中，引起游客对景区产生浓厚的兴趣亦是不容忽视的。因此，在注重人体机能和行为规律的前提下，通过合理的布局，积极调动游客主观参与冰雪景观的热情，也是激发人体抗寒潜能，补充体能的有效途径，而交互设计是最好的实践方法。以游览路径为例，游览路径的优化对于减少游客人体机能的消耗来说尤为重要，其不仅能够缩短游客寻找目的地的时间，还能够使游客的参与活动充满猎奇和趣味性，更重要的是合理的游览路径，能够避免游客由于经由重复的路线，而产生不必要的体能消耗。对于在寒冷气候条件下的哈尔滨冰雪大世界来说，合理布局和完善的规划还肩负着使游客更大限度地参与互动、完整观赏的责任。

3.3 设施设置安全体验

通常情况下，游览设施是游玩活动正常、有效进行的必要保障，良好的游览设施不仅能够保障游览活动顺利、有效地进行，还能够提高游客的满意程度。根据调查发现，游客对啥尔滨冰雪大世界提供的游览服务及设施评价相对较低。并且，通过对3个自然年的调查研究发现：园内的导引系统尚无系统完善的设计，且其直接影响和制约着游客对冰雪景观主题公园的观赏和游览。在调查中，部分游客反映由于入园后看不到明确的参观路线指引，因而无法确定自己的游览路线，特别是当游览了一段时间后，身体已经感到寒冷，想通过运动来缓解寒冷的时候。由于无法很快找到目的地，部分游客由于在寒冷的环境中身体愈发难以抵抗寒冷的侵袭，只好被迫出园。此外，还有一部分游览者在无明确导引系统帮助的情况下，无法控制对某一景点的游玩时间，因而在寒冷和时间的制约下，亦只好被迫出园，当其查询后往往遗憾地发现很多“好景、好玩”的区域还没有游览，因而感到非常地遗憾。

此外，部分娱乐性冰雪景观项目，如240m的速降大滑梯，虽然得到了大家一致的喜爱，但由于在高峰期排队等待的时间过长，在调查过程中最长的等待时间达2个小时，因而人无谓地消耗了大量的体能。诚然，比起玩普通冰滑梯一瞬间的刺激和兴奋，漫长的等待往往更增加了人们对它的好奇和渴望。但是，在-30℃以下的寒冷环境中，仅仅是排队就要用上快2个小时，对人体机能来说无疑是极大的挑战，而且是毫无意义的消耗。

经过调查后的研究发现：这些问题完全是可以通过改善园区内的设施设置来解决的。完善的设施系统使游客能够根据自己的时间和体能，合理地安排自己的游览路线。同时，通过对户外冰雪运动的参与，调整自己的体能储备，以最好的状态、最多地游玩到自己喜欢的游玩项目，如通过电子显示系统，规避一些娱乐项目排队的高峰期，使人流合理疏散和分配，避免人为地造成游客人体机能的消耗与浪费。此时，游客能够在良好的体能状态下进行有效、安全的冰雪体验，在寒冷的环境中最尽兴地游览。

4 结论

寒冷地区的自然气候条件是无法改变的，但是通过对人体机能的研究，建立冰雪景观主题公园交互设计的模式能够使外部影响因素作用于人体内部机能，使人体机能的消耗得以合理利用和补充，本文在研究中得到以下结论：

（1）通过对调查区域总体布局进行分析，计算游人在园区内游览需要的总时间，同时借助对人体机能的观测发现：游客人园后1.5 -1.8小时需要增加能量，有效的途径是以高热量的餐饮实时补充人体需求的卡路里；游客入园后0.75—1小时即需要参与交互运动进行自我体能恢复，因而冰雪景观的设计要尽量设置互动性强的项目，以激发人体自身的抗寒潜能。

（2）根据调查结果，研究得出：人体能够通过与冰雪景观互动的方式来产生热量，运动所产生的热能能够为人体抵御寒冷。此外，在寒冷的游览环境中，通过研究景观设施与游览者之间的互动，得到的运动前后机体各部分感知寒冷的时间，能够指导相应运动设施的设置及游客运动方式的合理设计。

（3）对啥尔滨冰雪大世界主题公园的规划研究，包括：全方位的园区视觉流程设计，以醒目的视觉传达展现园区整体布局；准确地制订行程与参与活动的路线，实现游客活动时间的全程自我控制；主动地调整自我体能的状态，从而激发游客自身的抗寒潜能等。此三方面的规划是力图通过在冰雪景观与人之间建立有效的互动来充分论证开发人体机能是最终实现游客以最佳状态，更全面、更深入地体验宏大而壮观的冰雪美景的有效途径。