基于模糊层次分析法的公共设施设计——以侗族旅游村为例

刘玲玲 魏旭泽

（桂林理工大学，广西 桂林 541006）

自国家实施西部大开发战略以来，西南地区的乡村经济获得了长足发展，但同时使得山乡侗寨的保护迫在眉睫。设计作为一种保护传承传统文化的重要手段，可以使不同地区在经济快速发展的同时也能够保持其特色地域文化的鲜明特性[1]，使地域文化与现代化进程共同发展。但是，地域文化特色产品设计决策过程往往感性，设计出的产品总是取决于设计者的个人选择，缺少科学理性的设计方法[2]。因此，如何将传统地域文化的“文化因子”进行提取和应用，实现设计科学化、合理化，是本文研究的主要问题。本文将从侗族旅游村的地域性特色文化入手，研究提取其设计因子并运用在公共设计中，展现侗族旅游村的地域文化特色，丰富公共设施的文化内涵，使侗族旅游村更加生活化、现代化[3]。

1 侗族旅游村特色工艺调研

侗族文化独具特色，别具匠心，侗族的建筑工艺与刺绣工艺水平极高。侗族风雨桥和侗族鼓楼作为侗族旅游村最重要且最具特色的公共性建筑，是研究侗族传统文化和技艺的重要切入点，也是侗族建筑保护和传承的一项重要内容。侗族风雨桥因其造型独特、装饰华丽、文化内涵丰富而深受人们的关注和喜爱。风雨桥有多种造型风格和样式，按结构特征来划分，可分为简易型、装饰型和庙宇型等。其中装饰型的风雨桥最具地域性特色，多用于侗族旅游村的建设。其造型主要体现在桥面建筑亭阁的斗拱上，主要有六角攒尖顶形和“阙”顶形[4]。侗族鼓楼是侗族独具特色的建筑物，其耸立于侗寨之中，其形态如同层层宝塔，气势磅礴。

侗族的绣染工艺历史悠久，世代相传，是侗族重要的物质文化组成部分。侗族服饰的绣染工艺独具审美，其多表现在衣襟、衣袖、围裙以及鞋面、鞋背上，在侗族旅游村处处都可以看到精湛的绣染工艺制成的服饰。其纹样构图十分严谨，主体突出，层次分明，常见的纹样有几何纹、龙凤纹、花草纹、鸟兽纹等，其色彩多用单纯色，偏于原色和重色，色彩鲜艳，对比鲜明[5]。

2 基于FAHP的侗族旅游村设计因子提取方法

模糊层次分析法（Fuzzy Analytic Hierarchy Process，FAHP）是由层次分析法[6]和模糊综合评价法结合而成的，其中层次分析法主要用于建立设计指标层级，并计算其中各项设计指标的权重，模糊综合评价法则是对方案进行客观综合的评价，得出评价结果和优化方向[7]。

近年来，FAHP在机械、工业设计、评估方案等方面有较多的应用。李静等人[8]使用层次分析法建立儿童早教机的判断矩阵，再使用模糊综合评价法对其设计出的3种设计方案进行决策。刘月林等人[9]使用Kano建立滑雪护腕设计需求模型，再使用FAHP对滑雪护腕需求点进行设计并评价。杨冬梅等人[10]使用模糊综合评价法对设计出的老年人购物车进行客观评价。可见，该方法在地域性文化因子的提取与应用方面运用不多。本文将从地域性设计的角度出发，使用模糊层次分析法筛选出最佳设计因子。侗族旅游村设计因子提取并实践的过程见图1。首先查阅资料总结出侗族旅游村特色文化因子，再使用层次分析法建立设计因子层级，构建判断矩阵并计算权重，根据权重指导方案设计，最后使用模糊综合评价法对设计方案进行客观评价，得到评价结果和优化方向。

图1 侗族旅游村设计因子提取过程

3 侗族旅游村特色建筑设计因子提取

3.1 建立设计因子层级

所谓旅游村公共设施，指的是能够满足游客及居民在游览或生活方面所需要的各种公共性的、服务性的设施[11]。公共设施作为旅游村景观不可或缺的组成部分，与地域特色文化有着紧密的联系，是地域文化的重要载体，也是旅游村重要的宣传媒介[12]。具有地域特色的公共设施在考虑其实用性的同时，也要更多地注重其文化性。在通过查阅大量资料和公共设施设计领域专家的指导下，综合各种公共设施的使用场景及不同功能，将侗族旅游村文化因子分为3个层级：目标层设为侗族旅游村的最佳设计因子S；准则层设结构形态A，装饰纹样B和色彩搭配C；根据准则层划分12个参考元素为次准则层，具体如下：

1）结构形态A：为了提高所设计的公共设施与侗族旅游村的契合程度，选用侗族旅游村的特色建筑作为参考元素。侗族旅游村的鼓楼与风雨桥因其丰富独特的造型、巧妙的衔接工艺与结构，是丰富的结构与外观设计的资源宝库，也是作为公共设施结构形态设计参考的最佳选择。所以设结构形态A包含鼓楼外观结构A1、六角攒顶形亭阁结构A2和阙顶形亭阁结构A3。

2）装饰纹样B：侗族绣染是侗族重要的文化遗产，其纹样众多、色彩丰富、工艺精湛，是能够代表侗族特色的物质遗产之一。从绣染中提取出的设计因子可以用在侗族旅游村的公共设施的设计中，丰富公共设施的侗族风韵。选取多种特点鲜明的侗族绣染作为装饰纹样B的设计参考，其主要有几何纹样B1、龙凤纹样B2、花草纹样B3、鸟兽纹样B4。

3）色彩搭配C：色彩搭配是侗族特色建筑和绣染工艺的特征之一，其色彩搭配具有一定的审美性、艺术性，是地域性产品设计的重要参考。故公共设施的色彩选择主要参考侗族特色建筑及绣染工艺的色彩搭配，主要有建筑色彩C1、几何纹色彩C2、龙凤纹色彩C3、花草纹色彩C4、鸟兽纹色彩C5。

在对结构形态A即侗族旅游村特色建筑的特征进行提取时，因其不同建筑的建筑材质和建筑装饰大体相同，同时也为了表现不同建筑的特征，所以应着重提取不同建筑的结构，并用简洁的图案表达；在对装饰纹样B即侗族刺绣的纹样提取时，将参考图做黑白处理，提取出的纹样要做到主次分明、特征明显；在对色彩搭配C进行提取时，为了方便专家打分和方案设计，应限制提取颜色的数量，用尽可能少的颜色表现出侗族建筑和刺绣的特点。根据以上原则对设计参考进行特征提取，由此得到侗族旅游村设计因子层级（图2）。

图2 侗族旅游村设计因子层级

3.2 构建判断矩阵

构建判断矩阵是层次分析法中不可或缺的一步，根据设计因子层次模型，对各个层级构建两两比较的判断矩阵,即在层级X中，设计因子yi相对于设计因子yj的重要程度为yij，n表示设计因子总数。为了使定性的问题进行量化分析，在判断矩阵中一般使用1-9级比例标度法来对各个因子进行两两比较[13]，为yij赋值，确定每个设计因子的重要程度。在本文中，构建判断矩阵的目的是选出最佳设计因子，即在两个设计因子之间相比，哪个设计因子更适合用在公共设施设计上。因此建立适合程度标度表，适合程度1-9级比例标度见表1。

表1 适合程度1-9级比例标度

构建好判断矩阵后，邀请10位公共设施设计师和5位侗族研究学者按照合适程度1-9级比例标度表进行打分，选取最适合用于公共设施上的设计因子，根据打分结果使用几何平均法[14]进行权重计算。同时为确保判断矩阵中权重值的有效性，一致性检验是必不可少的步骤。在检验过程中，判断矩阵的一致性指标用CI表示：

其中，λmax为最大特征值，XWi表示矩阵X与矩阵Wi的乘积，m为矩阵阶数。

通常，是否通过一致性检验的判断标准是通过一致性比率值CR的大小来进行判断的，即CR=CI/RI，其中RI为随机一致性指标，不同阶数矩阵的RI取值见表2。当CR＜0.1时，则认为该判断矩阵的一致性检验合格，若CR≥0.1，则应该再次邀请专家打分，修改该判断矩阵并进行二次检验，直到符合一致性检验条件为止。

表2 不同阶数矩阵所对应RI值

根据以上方法，使用SPSS数据分析软件对最佳设计因子S、形态结构A、装饰纹样B以及色彩搭配C的权重以及CR值进行分析计算。各层级打分结果、权重及CR值见表3-6。

表3 最佳设计因子判断矩阵

由表可见各个层级的一致性比率CR均小于0.1，所有判断矩阵数据检验合格，表中不同设计因子的权重大小可以指导方案设计。

4 设计实践

根据以上的权重计算结果，可见在准则层中，形态结构的权重最高，在各个次准则层中，六角攒顶形亭阁结构A2、几何纹样B1、建筑色彩C1的权重最高。根据调研结果指导设计原则，选用以上3种设计因子进行公共设施设计。本研究选取公共照明设施和公共休闲座椅作为设计对象，选用的设计因子不可以直接使用，应根据公共设施设计的实用性、审美性、可持续性和文化传承性来进行适当的变化。

4.1 侗族旅游村景观灯设计

根据权重结果，该景观灯在形态结构上参考六角攒顶形亭阁结构A2，并在路灯顶部安装太阳能板，满足可持续性设计要求；路灯的灯罩参考几何纹样B1，在保证其结构合理的前提下进行变化并做镂空处理；色彩搭配上选用建筑色彩搭配C1，并在灯罩装饰设计中采用侗族建筑中常见的杉木材料。路灯整体设计棱角分明，配色简约，与侗族特色建筑相呼应，提高路灯与侗族建筑的融合度；灯罩设计精致美观，彰显出侗族物质文化遗产的高超工艺水平；同时太阳能发电功能为这款具有地域特色的路灯赋予现代感。景观灯渲染图见图3。

图3 景观灯渲染图

4.2 侗族旅游村草地灯设计

草地灯作为公共照明设施的一种，其设计更应注重装饰性，具有装饰功能的草地灯对环境氛围的营造起着重要的作用。为了不破坏整套侗族旅游村公共设施设计整体性，草地灯的设计应参照景观灯的设计。草地灯的外观形态参考六角攒顶形亭阁结构A2的顶部和几何纹样B1，配色选用和景观灯一样的方案，即建筑色彩搭配C1，草地灯的底部需要专门设计底座，从而做到防水防潮。草地灯的外观形态也具有侗族建筑设计风格，其与景观灯共同营造了侗族传统文化之美。草地灯渲染图见图4。

表4 结构形态判断矩阵

表5 装饰纹样判断矩阵

表6 色彩搭配判断矩阵

图4 草地灯渲染图

4.3 侗族旅游村休闲座椅设计

公共休闲座椅是供游客和村民做短暂休息的地方，是旅游村必不可少的公共设施，相比于公共照明设施，其安置地点多，质量要求高。因为局限于座椅的人机工程结构，其结构上不能做过多的设计，所以公共休闲座椅的设计点更多地体现在座椅腿和坐面的形态与材质上。坐面的形态设计参考侗族旅游村传统建筑屋顶的形态，材质选用侗族建筑中常用的杉木材质，座椅腿部参考侗族绣染中的几何纹样B1，提取其主要特征并用在座椅腿的结构上。坐面采用不锈钢条进行固定，同时还为侗族风格休闲座椅增添一分现代简约之美。公共休闲座椅渲染图见图5。为了更直观地对该套设计方案进行评价，将观景灯、草地灯、休闲座椅放在同一场景中进行效果图渲染（图6）。

图5 公共休闲座椅渲染图

图6 场景渲染图

4.4 设计评价

根据侗族旅游村设计因子层级模型，从形态结构、装饰纹样、色彩搭配3个方面对该套设计方案进行评价。依然邀请以上打分的10位公共设施设计师和5位侗族研究学者对该套设计方案进行评价，同时为了更好地量化每个设计因子的满意度，使用李克特量表[15]设定评语集并为各个评价等级进行赋值，T=(e1，e2，e3，e4，e5)={非常满意，满意，一般，不满意，非常不满意}=(90 70 50 30 10)。经过汇总后得到路灯方案设计的模糊评价矩阵G。

根据表3可得各个评价方面的权重值为Ws=[0.163 0.540 0.297],由此可以得出评价向量E：

该方案的最终评分M为：

该方案的最终得分为65.92分，介于一般和满意之间，证明该方案基本达到设计预期，但还有优化设计的空间。为了得出具体的优化方向，根据模糊评价矩阵G，设该套设计方案的形态结构打分为G1、装饰纹样打分为G2、色彩搭配打分为G3。则形态结构的具体分数M1为：

装饰纹样具体分数M2为：

色彩搭配具体分数M3为：

由此可见该套设计方案在色彩搭配方面得分较低，在装饰纹样方面得分较高，结构形态方面得分一般，说明该套方案的优化设计应着重在色彩搭配上，同时也应对设计方案的结构形态进行优化。

5 结语

具有侗族特色地域文化的公共设施设计不仅可以方便当地居民和游客，还可以极大程度保留当地的文化特色，使公共设施成为传承侗族文化的一大载体。为了科学合理地设计出符合侗族旅游村特色的公共设施，从侗族旅游村的独特工艺入手，总结出侗族风雨桥、侗族鼓楼、侗族刺绣等具有代表性的物质文化遗产，再使用模糊层次分析法建立设计因子层级，提取特征元素，并根据权重结果进行路灯的设计，最终使用模糊综合评价法对方案进行客观量化的评价。侗族旅游村公共设施设计在传承保护侗族传统文化的同时，也为具有地域特色的公共设施设计提供了科学有效的方法。