基于感性工学与层次分析法的高速列车盥洗间设计

高天保

关键词：感性工学;层次分析法;高速列车;盥洗间设计

随着科学与技术的发展，高速列车的诸多优点成为人们中短途出行的首选交通工具。乘客对高速列车服务设施设计的要求也不断上升，乘客们对服务设施上升的需求成为影响高速列车设计和保障客运市场的重要因素。作为高速列车服务设施设计中的重要设施之一[1]，盥洗间使用频率颇高，但是现有的盥洗间设计并不能满足乘客不断上升的需求。因此，本文基于感性工学与层次分析法，围绕高速列车服务设施中的盥洗间展开研究。

1 相关概念解析

1.1 感性工学

感性工学最早诞生于20 世纪70 年代，是以感性与工学相结合的理论[2]。感性工学运用理性的方法分析探讨“人的感性”和“物体”之间的关联性，从而获得人的感性需求与物的设计要素。简单来说感性工学以定性和定量的方法來量化用户对产品模糊的感性评价，并将量化的结果转化成设计要素，从而指导设计出符合用户期望的产品[3]。

1.2 层次分析法

层次分析法[4]，简称AHP，是一种利用定性和定量相结合的数学分析方法，在解决复杂的决策问题上具有很强的实用性，所以在很多领域得到了广泛应用。层次分析法是通过将复杂决策问题分解成目标层、准则层、方案层等若干层次，通过对各层次之间的两两判断和比较，建立判断矩阵。

2 基于感性工学的高速列车盥洗间设计调研

目前高速列车的盥洗间内设施主要包括梳洗台及其搭配的组件[5]，如出水龙头、梳妆镜面、洗手池、插座、照明设施等;梳洗台下方垃圾箱及其组件;其他组件，包括安全扶手、提示标识等。为了客观的寻找盥洗间设计存在的问题，首先以调查问卷的方式，运用列举法、情景分析法来对盥洗间使用过程进行调研。为了得到准确数据，本次问卷测试者都是具有使用过高速列车盥洗间的旅客。

从统计结果可以发现存在的主要问题有：（1） 服务设施不够完善，如在使用方面水池太浅容易滴溅，缺少洗手液等基本卫生用品;（2） 盥洗室空间色彩单调;（3） 即使是无障碍车厢的盥洗间，有障碍人群也使用困难，因为梳洗台下方空间没有进深区域，阻挡了轮椅使用者;（4） 梳洗台下方的垃圾箱需要手动开启，给乘客带来不便。

从感性工学角度对以上问题整合得到乘客对盥洗间存在的感性需求偏向：

1） 人性化设计。即强调以人为本的设计，然而现有的盥洗间设计，忽略了乘客、心理、行为等因素的影响，因此，在设计过程中应牢牢把旅客的使用习惯进行设计，使设计既满足乘客的生理需求，又符合其心理需求;

2） 情感化设计。乘客对情感化的需求可能体现在很多方面，比如产品的造型流畅和色彩和谐等，情感化设计使乘客得到情感和精神上的舒适;

3） 实用性设计。突出该设施最基本的功能与操作需求，使设施的功能性和实用性达到统一;

4） 模块化设计。将现有功能进行分区提升设备的扩展性与兼容性，为乘客在使用过程中提供更多的服务。

经过对盥洗间内设施组件的调研以及设计偏向分析，总结出以下四点设计改进方案：（1） 增加便捷性，如使用者无接触出水等;（2） 提高安全性，一般除了无障碍卫生间有安全扶手，普通盥洗间并没有安全扶手，所以设计中应该考虑到特殊人群使用盥洗间;（3） 增加可视化设计，可视化可以提高盥洗间使用效率;（4）提高美观性，盥洗间美观性也是影响乘客情感的重要因素。

3 基于层次分析法的高速列车盥洗间设计流程

3.1 构建层次结构模型

通过对高速列车盥洗间的分析，总结出影响设计的因素。就乘客情感需求而言，主要考虑将人性化、情感化、实用化和模块化这4 个需求要素作为准则层的影响因素。对盥洗间设计要素的分解可以获得4个设计偏向因素，构成方案层。最终得到的层次结构模型如图1 所示。

3.2 构建各层级判断矩阵及权重

层次分析法通过专家打分的形式，确定各元素之间比较的标度值，建立判断模型矩阵，采用“九级标度法”，构成相对比较判断矩阵，即比较第i 个元素与第j 个元素相对上一层某个因素的重要性时，使用数量化的相对权重aij 来描述，其具体重要程度如图2 所示。

为了使盥洗间设施设计方案得到较为客观的评价结果，在结构模型中，数值的打分由6 位产品设计师、6 名高校设计专业教师和16 名高速列车乘客共28 人同完成。其中男性20 人，女性8 人。本文利用MATLAB 软件实现层次分析法的计算。层次分析法各层次的判断矩阵及权重如表1 ～表6 所示：

3.3 一致性检验以及权重总排序

根据层次分析法公式计算一致性指标检测CI ：CI（其中最大特征值，为矩阵阶数）通过查找RI 平均随机一致性指标（见表7），可计算一致性比例CR，当CR < 0.1 时，则判定成对比较矩阵具有满意的一致性，如表8 所示。

用MATLAB 软件计算各层因素对目标层的合成权重并进行总权重排序，如表9 所示。

3.4 实验结果

最终得到合成权重排列顺序依次为：C1 增加便捷性设计>C3 增加可视性设计> C2 增加安全性设计> C4 增加美观性设计。从总排序权重值可以看到旅客最偏向在盥洗间内增加便捷性设计，其次是可视性设计和安全性设计，最后才是美观性设计，所以在设计高速列车盥洗间时优先要考虑到提升设施的使用便捷性，使乘客得到便捷的操作体验感。

4 结语

感性工学旨在探讨人与物的之间的感性关系，并将其转化为具体设计要素。本文利用层次分析法和感性工学结合的方法，通过乘客需求寻找高速列车盥洗间设施设计中的感性关系，利用层次分析法实现数据指标的定量化处理，计算出各层次指标的权重值，根据权重排序得出优先设计倾向。总体而言，层次分析法和感性工学相结合的方法能降低主观因素带来的影响，也为今后高速列车的盥洗间设计研究提供参考。