智慧城市公共设施造型设计的研究与实践

虞建中

智慧城市公共设施造型设计的研究与实践

虞建中

通过对智慧城市及其公共设施特点的阐述，探索智慧城市公共设施造型设计的智能性、通识性、人机性、环境性以及文化性与艺术性等设计理念与方法，提出公共设施造型设计研究多元共融思想，并且通过作者对部分公共设施的设计实践与研究予以深化，以期对智慧城市建设这个新事物起到添砖加瓦的作用。

智慧城市；公共设施；造型设计；研究；实践

随着“中国制造2025”和“互联网＋”时代的逐步到来,基于人性化、大数据、云计算和物联网的智慧城市探索与研究正在不断深入,智慧城市背景下的各项规划、产品研究、设计与制造已经初露端倪。本文通过作者长期工业设计实践与研究,结合智慧城市特点和自己在智慧城市公共设施设计方面的心得,提出智慧城市公共设施造型设计的一些想法,以期对智慧城市规划与建设和公共设施设计师有所参考。

一、智慧城市公共设施造型设计的概述

智慧城市是基于全面透彻的感知、宽带泛在的互联和智能融合的应用,实现以人为本的管理和服务以及绿色环保等可持续创新的城市发展模式。

智慧城市的公共设施包括智慧公共交通与道路设施、智慧公共信息与环境设施、智慧体育与文化设施、智慧休闲与旅游设施,智慧公共卫生和智慧社区设施等。这些设施是基于感应器与数字化基础数据、互联网、大数据计算等技术与工具,对人员、设备和基础设施进行统筹与协同和实时信息化管理与控制的公共服务系统。

智慧城市的公共设施造型设计在具有艺术性和人文性的同时,必须具有高度信息化、智能化特征并且具有良好的人机交互性,能够融于环境、改善环境,能够实现个性化定制与服务。

二、智慧城市公共设施造型设计多元共融的研究

智慧城市公众设施的造型应该具有高度信息采集与发布性、良好的功能实现性、表现性与人机交互性以及一定的人文性、艺术性和环境协调性等多种特性,并且能够将上述特性以“统筹兼顾、有所侧重”的原则进行融合。下图是智能城市的公共设施造型设计多元融合示意图:

1.公共设施造型设计的信息化与智能性

随着4G网络的普及和5G时代的即将到来,智慧城市的主要公共场所将100%地覆盖高效无线网络,借助这些网络个人移动终端设备可以方便、快捷地查阅、登记和使用医疗、道路、车位、交通、图书资料、就餐、购物甚至公共厕所等公共设施和商业设施。相应的公共场所主要设备、设施普遍安装有与大数据中心、云平台联网的感应器,使这些设备融入智慧城市信息体系。人们也可以通过扫描公共场所主要设备的二维码或通过指纹、人脸验证达到人机连接和实现授权使用,甚至实现因人而异的个性化套餐服务。

2.公共设施造型设计的通识性和人机交互性

智慧城市公共设施产品的造型设计应该具有良好的通识性和人机交互性,满足各层次公众快速认识、了解和方便使用,缩短这些先进的智能型公共设施与普通公众认知能力之间的差距。

为满足通识性要求,产品造型的语意必须明确,也就是说产品的形状、色彩或符号等产品的形式具有强烈的暗示,能够使广大民众普遍理解产品特定的功能或特征意义。

笔者设计团队在城市和乡村对不同年龄人群就目前常见男厕与女厕标识的语意做了调查,其正确认辩率统计数据如下表:

智能城市的公共设施造型设计多元融合示意图

城乡不同年龄段符号语意正确认辩率（单位：%）

上述结果表明厕所标识的语意认知存在很大的城乡差别和年龄差别,作为面向全体城乡公众的设施形态语意设计需要通俗化。

目前公共设施造型设计通俗化较好的案例是部分特征色彩的应用,例绿色作为邮电与环保标志色、红色作为消防标志色、白色作为医疗卫生标志色。许多国家已经成功地将火车、公交车、出租车等公共交通设施统一规定使用绿色系并且在绿色系中用不同的色差将他们予以区分,并将禁用绿色系的私家车与公共交通车辆进行区分。

公共设施的人机交互界面主要分为开关、操纵杆、旋钮、按钮(包括触屏式按钮与触摸屏)、鼠标与键盘、麦克风(语音控制系统)等操纵系统和现场观察(窗)、扬声器、数据与图像图像显示屏等显示系统两部分。良好的人机交互界面能够使公众方便地将自己的需求准确地告诉设施或系统,而设施或系统同时能够将自己的状态或执行指令情况清晰地告诉公众,实现人机对话。

对于操作系统的造型设计,应该满足大部分公众对操作元器件“或扳或按或旋或说”的认知习惯,体现产品特点的例如刚毅、亲和、舒适等理性要素。操作元器件的大小、运动距离和阻力应该满足大部分公众的肢体尺寸、肢体力度、肢体持握方式与动作习惯等能力。对于有大量按键或指示图标的界面,以色彩或字形(键形式)将功能相近的按键或指示图标归类分区,以便迅速认知与操作,而将重要或常用的按键或指示图标置于醒目或顺手的位置,操作界面设计的逻辑关系应该符合相应人群的思维与操作习惯、图形形式的设计满足相应人群认知能力。

对于显示系统的造型设计,外形美观大方且与整体风格一致,显示内容清晰度高容易明确判断,显示对象的“符号”造型设计形态直观、简洁、与物的“联想程度”高。同时尽量避免视觉或听觉疲劳,减少其它视觉或听觉信号的干扰。

3.智慧城市公共设施造型设计的环境性

智慧城市公共设施的造型应该与所处环境有很好的协调性。对于处于自然环境的公共设施,例如路灯、候车厅、路旁垃圾桶的形态、色彩应该与周围绿色植物、黑色或白色的“刚性”道路相呼应。其中,候车厅、路旁垃圾桶的色彩方案与自然呼应的同时,也应该与公共交通系统、环境卫生系统相对应。而对于处于室内公共设施的造型应该与内墙风格与色彩、室内其他设施的风格与色彩相协调。

当然,对于消防栓、交通信号指示、路牌信息、工程车辆、道路清扫工的衣物等提示性元素的造型和色彩设计一定要简单、明确、突出,达到一目了然的效果。而对于交通信号壳体、道路监控、交通指示系统辅助支架等非提示性元素的设计造型,以不过分醒目、不干扰视线为好,以深色或与天空色、树木色接近的色彩让其与环境融为一体,或用树木等予以遮挡,称之为隐性。

4、智慧城市公共设施造型设计的文化性与艺术性

智慧城市公共设施造型设计离不开城市的历史与文化,寻找城市历史与文化象征性的物品作为城市名片溶于公共设施的造型设计之中。例如乌篷船、乌毡帽可以作为绍兴文化的象征,而“三潭印月”、“断桥”可以作为杭州文化的象征。以写实、模仿的手法,将这些元素进行抽象、升华后运用到智慧城市公共设施的造型设计之中。

乌篷船造型元素的应用

“断桥”造型元素的应用于G20会议

而对于绿色环保类或置于大自然中的公共设施,其造型设计应该更多地借鉴动物、植物的形态和运用绿色、蓝色作为主色调。

智慧城市公共设施造型设计的艺术性在融入城市历史与文化等艺术元素的同时,应该重视融入信息技术和现代制造技术带来的现代艺术形式,有时两种艺术形式可以融合一体。用音乐、色光与激光、图形变幻、字符图案、现代材质与机理的情感运用等造型元素来体现智慧城市的形象与特点。

5.“统筹兼顾、有所侧重”的多元融合

以上各项特性在公共设施造型设计时应该从实现设施、设备的基本功能的原则上,根据设施、设备特点、目的和使用人群认知性与技能有所侧重、统一考虑。逐步实现从造物以满足功能实现、造景以满足舒适使用、造意以满足人文情怀、造境以达到“心想事成”之目的。

三、智慧城市公共设施造型设计探索与实践

下面以实际案例进一步对智慧城市公共设施造型设计进行分析与探索。

1.景点导视系统设计

下图是笔者参与的江南某智慧城市景点导视系统设计方案。整体形象借用中华传统庭院建筑造型元素抽象变化而成,冰裂纹花纹、香槟金配色既显贵气又不失时尚,亭亭玉立、玉树凌风,在景区中既能够吸引眼球、又能够与环境融合。

产品与智慧城市大数据库的云平台连接,游客可以通过简单人机对话分别在四个液晶屏上分别查阅公园地图与游人拥堵状态、公共交通与周边餐饮服务、发布寻人启事与告示和在触摸式液晶屏上书写“到此一游”等题词。该产品上部安装有摄像头,具备拍照、游客人流量检测功能。也可以通过二维码扫描与个人手机微信、微博相连接,进一步满足部分游客“雁过留名”的心理。

2.高清晰摄像头的造型设计

智慧城市建设也包括智慧城市管理等内容,车位、厕位、道路等公共资源使用情况应该通过各种传感器、计数器、摄像头等数据采集设备及时反馈到智慧城市大数据处理中心进行处理。

下图为道路道路状态实时监控用的某高清四灯红外枪摄像头产品。该产品安装于道路上部,镜头对准行驶车辆的前部。该产品总体造型主要由圆润大方的长方体和抽象的“树叶”状的两片装饰性铁壳组成,外形形态分别与道路和行道树呼应。主色彩为深灰色和奶白色,以大明度差异形成对比,又以同一色系和纯度接近而调和,深灰色和奶白色还与常见黑色柏油马路或白色水泥道路呼应。而黑色部分采用喷砂机理,表现更加亲和,并且可以减少由于壳体的反光(杂光)而影响摄像头的拍摄质量。由于该产品相对于行车司机视野属于“隐性”产品,所以针对司机的视野主要呈现产品深灰色的前端,以减少对驾驶员注意力的干扰。

某智慧城市景点导视系统

某高清四灯红外枪摄像头

3.公共自行车系统设计

智慧城市建设离不开“绿色环保”的建设理念,其中公共自行车也是重要内容。

目前,国内城市的公共自行车主要采用单柱、双柱、横梁三种“有桩式”定点借用形式,如下图所示为单柱“有桩式”公共自行车租赁系统照片。

单柱式公共自行车租赁系统

这三种形式一般采用“桩”点刷卡借用与归还,由于站点有限加上无法预计骑行目的地公共自行车租赁系统是否有空余“桩”点可还,对于大多数市民来说并不是很方便。

为此,笔者设计团队正在设计一种基于互联网的智慧型“随借随还”式“无桩型”公共自行车。市民只要用微信登陆并且成功注册公共自行车租赁系统,就可以在全国联网城市用手机扫描自行车灯上的二维码,开启借用程序打开自动车锁。归还时,只要找到特定标记的具有专用频率wifa信号发射能力的“公共自行车借用杆”附近一定区域内就可以有效按键锁车还车。由于“公共自行车借用杆”形式简单、成本低、归还场地限制小,借用点可以明显增加,也不用担心传统租赁“桩位已满”而还不了车的尴尬情况。加上各借用点信息能够及时反馈到租用系统“云平台”,市民意欲借用公共自行车可以通过手机查阅租用系统及时了解各站点车辆库存信息,有效提高市民的方便性和公共自行车的利用率。

该智能型公共自行车与普通自行车的最大的区别是在车把手中部增加一只具有专用频率wifa信号接收功能、贴有二维码并且能够控制车锁的“车灯”和摩擦发电、蓄电的装置。其车把手部分如下图:

该公共自行车“车灯”内部包含照明系统和控制系统两部分。照明系统主要解决照明、散热、防水等问题,有灯珠、反光瓦、透镜、开关、密封圈等组成。控制系统由wifa信号接收器及车锁控制线路板组成。外型呈现抽象的大肚鱼类生物,与生命、绿色环保等理念吻合。外形主色彩、辅助色彩与整车主色彩、辅助色彩完全一致,符合产品造型设计“统一为主、变化为辅”的设计理念。

公共自行车车把手部分

4.公交车照顾专座设计

公交车照顾专座为照顾老、幼、孕、疾等特殊乘客专门设置,但是实际上被普通人群专用不在少数,影响特殊乘客的享用。笔者设计团队曾经设计一种智能翻转式照顾专座,该照顾专座平时“凳板”竖置,以满足车厢容纳更多乘客。当有特殊乘客上车时,利用老年卡或其他特别权限媒介“刷卡”,就能够启动照顾专座,使“凳板”平放而达到乘坐目的,如下图所示。

公交车照顾专座

该产品由结构部分、驱动部分和身份验证等组成。其中,结构部分包括带旋转机构的刚性支架和与人体接触的柔性座垫与靠垫等,高度、角度尺寸符合绝大部分人乘坐的舒适度要求。整个设计以橘皮纹作为表面机理,主色调与整车内饰一致。

四、结 语

随着智慧城市建设的逐步到来,未来的每一件产品都有自己的身份名片,射频识别技术、3S (GIS、GPS、RS)等技术将进一步完善数据采集,数据计算技术发展进一步提升大数据处理水平。诸如手环式智能“手机”、“眼镜式”阅读系统、机器人等智能移动设备的发展,智慧工作、智慧生活的普及,要求推动公共设施使用更加方便快捷、人机对话更加“随心所欲”,公共设施的造型设计将同步迈入智能型、个性化、人性化的智慧时代。

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（责任编辑：李宁）

Research on and Practice of Model Design for Public Facilities of Wisdom City

YU Jianzhong

Based on the elaborating of the characteristics of the wisdom city and its public facilities,the intelligence,general recognition,man-machine friendly,environmental characteristics,cultural and artistic quality of the model design for wisdom city public facilities are explored.The idea of multi-element integration for the research on public facilities model design is brought forward and deepen through the practice on the design of some public facilities which is expected to make a little contribution to the construction of wisdom city.

wisdom city；public facilities；model design；research；practice

TU984

A

2016-07-28

虞建中(1958— ),男,浙江杭州人,浙江机电职业技术学院副教授、高级工程师、高级工业设计师,主要从事工业设计研究。(杭州310053)