轨道交通车辆造型基因研究与应用

张国庆　叶超

摘要：城市轨道交通车辆的造型设计受到企业的关注，对车辆造型进行合理的控制，并将车辆的特征延续、打造企业的轨道交通车辆品牌是企业研究的新课题。对此，在本次研究中，对城市轨道交通车辆造型基因特点展开研究，并提出车辆造型基因提取及应用办法，推动城市轨道交通车辆造型设计的创新发展。

关键词：轨道交通;车辆;造型基因

城市轨道交通事业飞速发展，对我国经济发展起到带动作用。现阶段，城市轨道交通已经成为我国城市居民的主要出行模式，对人们的生活质量产生一定程度的影响。现阶段，我国构建起城市轨道交通为主干的多种交通模式，在轨道交通工具的设计及应用上取得一定的成果，在轨道交通车辆外形设计上主要采取仿生设计理念及地域文化设计理念等，此类设计方法已经形成一定的体系，使城市轨道交通车辆在外形上深入人心。对此，在车辆造型设计上为避免发生品牌混淆，本次研究中，将车辆造型基因理念应用，为车辆未来的造型设计提供依据。

1.车辆造型基因特点

生物基因特点对产品的基因特點起到决定作用，对此，在研究中观察到产品基因的特点，在本次研究中命名为车辆造型基因特点。首先，遗传性特点。生物基因的遗传性是保证生物特性进行复制的一种方式，能对车辆造型及风格进行引导，保证车辆的外形形象，并保障车辆在塑造过程中形象被衍化，保存品牌特性及历史信息。这种形象是树立在消费者心中的形象，比如，地铁形象深入人心，在设计过程中应当保证车辆的造型特征能延续。其次，变异性特征。该特征是生物衍化的必备条件，也是基因进化的模式，车辆在变异过程中会不断增加全新的功能，除保持基本的基因特性外，还伴随外部环境的改变而发生变化，基因的变异性是保证产品生命力的关键，决定产品的创新性。再次，适应性特点。遗传基因能赋予生物适应自然的能力，生物适应性决定是否能满足环境要求。因此，城市轨道交通企业在发展中应当针对外部环境情况，满足消费者的需求，保持产品的基本印象，将产品特色体现，在产品开发过程中，根据人群对科技及材料的需求，展开差异性的划分，从而留取适应性较强的基因，完成产品的创新造型目标。最后，多样化特点。遗传多样化使生物种群变得更加丰富，根据多样化特点，企业根据层次不同及需求不同的群体，设计车辆造型，满足不同层次的群众需求。

2.轨道交通车辆造型基因提取及应用

2.1造型基因提取

将常见的城市轨道交通车辆作为观察对象，在网络上搜索城市轨道交通车辆的图片，对图片进行整理及分类，比如，轻轨车、地铁、有轨电车。利用计算机软件对城市轨道列车的形态进行分析，在具体的应用过程中，将图片加入到CoreDraw软件中，对线条进行勾勒，设计轮廓宽度为0.5mm，并利用贝塞尔曲线勾画车头造型，其中包括立柱及前窗、车辆大灯及面罩等，对形态分析后能获得车辆造型特征。

对三种轨道交通车辆造型提取后，对车辆造型展开设计研究，其结构中包括两端司机室及转向驾车体、浮车车体等，可编制三节编组及五节编组。在车身造型设计过程中，限制性条件包括外轮廓及车体部分尺寸。在车体外部尺寸设计上对每节车厢的长度及宽度、高度展开研究，车辆外形局部设计上需要注重前窗及车门、侧窗。根据我国城市轨道交通车辆设计相关规定，可设计标准参数，见表1.

根据形态分析方法，将城市轨道交通车辆的显性基因作为初始状态，对尺寸及限制条件明确后，通过计算机及设计软件对形状进行分析，在软件中将造型利用贝塞尔曲线呈现，并根据规则进行推演，获得贝塞尔曲线的关键点，从而生成全新的形状。在推演过程中，采取缩放及拉伸、平移、错切、旋转等方法，完成造型基因提取，并获得推演后全新形状。

2.2造型基因应用

推演后的造型在选择后，进行组合，并利用计算机软件绘制平面图，在造型基因的提取过程中根据列车的造型适当进行调整。比如，选择平移联合缩放生成前脸造型，利用拉伸完成车灯造型，利用拉伸方法完成前脸组合造型（见图1）。并将侧窗基因在平移后获得造型形态，将其应用到设计方案中。在车辆造型设计过程中，根据平移及拉伸原则构建前脸造型，其中含有车灯及车窗。在车辆造型设计过程中，利用不同的基因模式能获得不同的车辆造型组合模式。将设计后的图形导入到Rhino软件中进行模型构建，并利用VR工具进行渲染，获得车辆造型效果图。

城市轨道交通车辆基因造型在设计后，还需展开评价，主要是评价车辆设计方案的创新性，观察是否能够将城市轨道交通车辆的基因延续。对从事列车造型设计人员及非产品设计的人员进行调查，将城市轨道交通车辆设计的效果图放映在计算机上，参与调查的人员能清晰的对设计方案进行观看，并制造相关的调查问卷，要求参与者填写。在调查过程中，讲解问卷的填写方法，并利用计算机进行图像展示，认为车辆形态类似的部分可以进行圈画，通过这种调查方式能观察城市轨道交通车辆的造型设计质量，观察设计方案是否具有延续性。

结束语

随着城市轨道交通行业的不断发展，车辆外形的美观性及功能性需求日益提升，在车辆产品开发过程中要求产品具有创新性。传统的车辆设计模式无法满足城市轨道车辆的造型设计需求，对此，通过造型基因的研究方法，对城市轨道交通车辆的特点进行分析，在明确基因特点后，对车辆造型设计展开探究，明确造型设计的方法及关键点，保证基因的延续性，并为人们的出行提供更加丰富的体验。

参考文献

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