个人空间入侵对飞机经济舱舒适性设计的影响

王龙,余隋怀,初建杰

(西北工业大学 工业设计与人机工效工业和信息化部重点实验室, 西安 710072)

研制和发展大型飞机是我国航空工业未来发展的重要战略之一,我国民用航空工业迎来了从“民航大国”向“民航强国”的伟大转型时期。提高乘坐舒适性是增强国产民用飞机市场竞争力的重要手段之一。飞机客舱舒适性设计涉及工效学、生理学、心理学等多个领域,是一个复杂的综合设计指标体系[1-5]。而现有相关研究大多倾向于工效学和生理学方向。Vink等[6]对客机座椅舒适性进行了生理学方向的研究。汪洋等[7]将质量功能展开方法与层次分析法结合计算飞机客舱人机工效需求重要度。刘敬等[8]采用混合模糊决策试验与评价实验室(Fuzzy-decision making trial and evaluation laboratory,Fuzzy-DEMATEL)方法识别和分析影响飞机客舱舒适性的关键因素。随着国内外学者对于飞机客舱舒适性研究的不断深入,多数涉及工效学和生理学的舒适性问题相继被解决。然而,涉及乘客心理学方面的舒适性问题逐渐成为了影响客舱整体乘坐舒适性的“短板”。以往研究中鲜有学者将乘客乘坐飞机时的心理学特征作为研究对象进行分析,直到2016年Ahmadpour等[9]才探讨了飞机乘客间的空间关系学和社会互动问题,强调了飞机乘客个人空间和隐私的重要性。Lewis等[10]通过问卷调查的方式对飞机乘客在个人空间遭受入侵时的感知特征进行了研究,证明了个人空间入侵(Personal space invasion,PSI)是造成飞机乘客感到不舒适的重要因素。

个人空间的概念是源自环境心理学(Environmental psychology)领域,环境心理学产生于20世纪60年代,旨在研究环境与人的心理和行为之间的关系[11]。个人空间(Personal space)概念是1959年由心理学家Sommer在大量观察的基础上提出的[12]。个人空间是人们心理上所需要的最小空间范围,对这一范围的侵犯和干扰会引起人们的焦虑、不安和不适感。环境心理学密度(Density)根据环境开放性分为内部密度和外部密度。私密性(Privacy)是个体能够有选择地控制接近自己的人或物[11,13]。

飞机的经济舱是客座率最高的舱位等级,与头等舱和商务舱相比,经济舱的乘坐空间十分有限,因而经济舱乘客个人空间遭受入侵的问题尤为突出。故将环境心理学个人空间理论引入飞机经济舱舒适性研究中具有重要意义。本文首先针对乘客常见的个人空间遭到入侵的现象进行调查,得到个人空间入侵对经济舱乘坐舒适性的影响因素;然后建立个人空间入侵因素与客舱设计指标的对应体系;再运用DEMATEL方法对影响因素进行分析,确定各影响因素对飞机经济舱舒适性设计的综合影响关系;最后依据综合影响关系找到飞机客舱设计的优化方向。

1 个人空间

1.1 个人空间边界

构成个人空间的边界受到许多因素的影响(图1),包括人口学因素、心理因素和情境因素[11,14-15]。

图1 个人空间边界的影响因素

以往研究中发现两个人之间的舒适互动距离会因为两人之间的人际关系不同而不同[14],如陌生人或亲友。Bailenson等[16]的研究结果表明相比于人而言,人们更容易习惯跟某种物品处于较近的距离。个人空间的范围会随情境变化而改变,且变化呈现一定的规律性,因此对个人空间的测量具有研究意义[17]。常用测量方法有实验室止步距离法、投射法和自然观察法[11]。一些学者[18-21]在他们的研究中,利用实验记录当个人空间被入侵时人们所表现出的心理压力变化和逃避行为。Evans及Sommer等[14, 22-23]对当个人空间被入侵时的可观察行为进行了一定程度的探讨,但均不是在飞机客舱环境中。

学者普遍认为,个人空间像一个围绕着人体不可见的气泡(图2),自腰部以上为圆柱形,腰部以下为圆锥形,脚部最细。该气泡跟随人体移动,会根据不同情境缩胀[8]。

图2 个人空间气泡模型

1.2 经济舱乘客个人空间

人们彼此之间舒适互动的距离会受到个人和环境因素的影响,使他们的个人空间边界范围发生变化。许多研究[19-21]已使一般环境条件下人们处理个人空间入侵的方式已经广为人知。然而,与一般公共环境相比,飞机经济舱是一个较为特殊的公共空间(表1)。

表1 环境特征对比

通过与已有的个人空间气泡模型概念进行类比,得到经济舱乘客个人空间气泡模型(图3)。既像一个围绕在坐姿人体周围不可见的气泡,由于受到客舱座椅、靠背、扶手或舱壁等设施限制,整体宽度大致等于座椅扶手间距,前后范围约等于座椅排距,前部空间较大,背部空间局限于靠背倾斜范围。上下范围约等于客舱地板到PSU面板间的垂直距离。且两侧边界会根据周围情境小幅度缩胀。

图3 经济舱乘客个人空间气泡模型

2 个人空间入侵调查

2.1 调查对象与方式

本次调查的问卷将定向发放至旅行社会员、航空公司会员及社区志愿者。要求参与调查的对象经常或在近期(1个月内)乘坐飞机旅行,且最近一次飞行时间不低于1.5 h,舱位等级为经济舱。依据乘机经验完成调查研究的有效性已被Van等[24]证明。调查方式为网络问卷形式,通过手机App或电子邮件的方式发放问卷。共发出问卷240份,回收后经过筛选共得到有效问卷193份。经过统计,193名调查对象中男性117人,女性76人,平均年龄为40.2(±17.5),年龄范围16～75岁。

2.2 调查问卷设计

调查问卷设计是在Lewis等[10]的客舱个人空间入侵问卷的基础上,针对入侵类型、乘客感受和对舒适性的影响程度进行的改进。问卷第一部分包含参与者的性别、年龄、受教育程度(高中及以下、专科、本科、硕士及以上)和飞行频率信息,用于问卷的回收分类筛选;问卷第二部分包含以下5个问题:

1) 请您对在经济舱飞行中所遇到过的个人空间入侵现象进行简单描述。

2) 您认为应当改进经济舱内哪些设计指标可以改善乘客人空间被入侵的现象?(多项选择)

3) 经济舱乘客在飞行途中常会面临什么类型的个人空间入侵?(多项选择)

A乘客物理空间、B乘客触觉感受、C乘客其它感官、D乘客间交互

4) 当您面临分别来自陌生人和亲友、同性和异性的个人空间入侵行为时的感受是怎样的?

A不介意、B感到烦恼、C感到不适、D受到刺激、E气恼、F愤怒

5) 请根据您以往的经济舱飞行经验,为个人空间入侵现象对舒适性的影响程度进行打分。

选择1～5分:1无影响,2轻微,3一般,4较强,5强烈)。

为保证上述调查问卷的有效性,依据问卷特征选用重测信度(Test-retest reliability)方法测量该问卷的信度,得到该问卷的重测信度r=0.857,r>0.8说明该问卷具有较高的信度。对问卷的选择题部分进行内容效度(Content validity)分析,结果表明各选择题的CVI(Content validity index)指数均大于0.78,说明问卷的效度较好。

2.3 调查结果分析

2.3.1 入侵形式

问题1和2要求参与者对经济舱飞行中所遇到过的个人空间入侵现象进行简单描述,并指出希望改进的飞机客舱设计指标,归纳整理后的结果如表2。

表2 经济舱乘客个人空间入侵形式与对应的客舱设计指标

问题3的答案统计后结果如图4所示。从入侵类型角度看,乘客周围的物理空间与乘客的触觉是被选中最多的两种入侵类型。考虑性别差异,女性乘客与男性乘客相比对于个人空间入侵更为敏感,且女性更为偏重于感官方面的入侵。

图4 不同性别对个人空间入侵类型的感知率

2.3.2 入侵感受

问题4的调查数据按照不同的人际关系和性别分组进行统计,结果如图5所示。

图5 乘客个人空间被入侵的感受

由图5可知,当入侵者是乘客的亲友时,多数乘客会选择不介意,少部分乘客会感到烦恼或不适,且同性间比异性间表现出更高的容忍度。当入侵者是陌生人时,多数乘客会选择感到烦恼,部分乘客会感到不适,且异性间比同性间表现出更高敏感度。总的来说,乘客对于来自陌生人的入侵感受要比来自亲友的入侵感受更加消极。

2.3.3 舒适性影响程度

统计问题5的结果,对影响程度进行2(性别:男、女)×4(年龄段:未成年、青年、中年、老年)×4(受教育程度:高中及以下、专科、本科、硕士及以上)的混合方差分析。结果显示性别的主效应显著,F(1,172)=3.78,p=0.04,T检验可知影响程度得分女性(3.12±0.84)显著大于男性(2.80±0.99),sig=0.02。年龄段的主效应显著,F(3,172)=25.27,p<0.001,事后比较可知,4个年龄段的样本除青年与老年人间差异不显著(p=0.998)以外其余年龄段两两比较都存在显著差异,ps<0.05。绘制年龄段均值图发现乘客对于个人空间对于舒适性的影响呈现出随年龄的增长先上升后下降的变化趋势(图6)。

图6 各年龄段影响程度得分

受教育程度的主效应显著,F(3,172)=7.36,p<0.001,事后比较可知专科组(3.01±0.89)显著高于高中及以下组(2.49±0.91),p=0.002;本科组(3.35±0.71)高于专科组,p=0.228,差异不显著;硕士及以上组(4.20±0.45)高于本科组,p=0.196,差异不显著;其余各组间两两比较都存在显著差异,ps<0.05。4种受教育程度的样本得分呈现出随受教育程度升高而递增的趋势。3种因素的交互作用中只有性别与受教育程度具有显著性,F(3,172)=4.89,p=0.003。简单效应分析发现高中及以下组存在显著的性别主效应,F(1,185)=8.70,p=0.004,表现为高中及以下组的女性(2.89±0.17)影响程度得分显著高于男性(2.28±0.12),而其它受教育程度组的性别主效应不显著,Fs(1,185)<1.02,ps>0.05。

3 影响因素分析

DEMATEL方法是1976年由日内瓦Bottlelle研究所提出的一种基于矩阵理论和图论思想的系统要素分析方法[26]。通过系统中各要素之间的逻辑关系,构建直接影响矩阵进行计算,确定各要素对其它要素的影响度与被影响度,及中心度与原因度[27],进而确定系统要素的综合影响关系。问卷调查结果说明经济舱乘客在个人空间遭到入侵时会感到不舒适。为获得不同入侵因素对于飞机乘坐舒适性的综合影响关系,选用DEMATEL方法对入侵乘客个人空间的不同影响因素进行分析。

3.1 建立因素体系

依据表3将不同的影响因素按照入侵类型分成物理空间、触觉感受、其它感官和乘客间交互4个维度,得到个人空间入侵对飞机乘坐舒适性影响因素体系(表3)。

表3 个人空间入侵对飞机乘坐舒适性影响因素体系

3.2 构建分析模型

1) 设个人空间入侵对飞机乘坐舒适性影响因素为S1,S2,…,S14。

2) 分析各要素之间影响关系的有无及其强弱,采用5级标度表示因素Si对因素Sj的影响程度,对应标度为分别:0 无影响、1 影响较弱、2 影响一般、3 影响较强、4 影响很强。各因素间相互影响图示意图如图7所示。

图7 个人空间入侵对舒适性影响因素的相互关系

3) 编制影响因素两两对比关系调查表,通过邮件发放给受邀的30位设计领域的专业人士,包括飞机内饰设计师(6名)、工业设计专业研究生(含硕、博共20名)和工效学专家(4名)进行打分。依据打分结果建立直接影响矩阵。设此n阶矩阵S=(Sij)n×n,即

(1)

式中:Sij(i=1,2,…,n;j=1,2,…,n)表示因素Si对因素Sj的直接影响程度。且当i=j时表示同一影响因素自我比较,此时对应的Sij=0。将专家打分后的结果进行统计求均值后输入到直接影响矩阵中,结果如表4所示。

表4 个人空间入侵因素直接影响矩阵

4) 通过归一化直接影响矩阵得到规范化直接影响矩阵G=[gij]n×n,0≤gij≤1,公式为

(2)

5) 为分析各因素间的间接影响关系,计算综合影响矩阵T=[tij]n×n，即

T=G(I-G)-1

(3)

式中I为单位矩阵。

6) 进一步对影响因素进行分析,根据综合影响矩阵T中的元素tij,计算出各因素的影响度Di、被影响度Ci、中心度Mi和原因度Ri。相应计算公式如下:

(4)

(5)

Mi=Di+Ci

(6)

Ri=Di-Ci

(7)

鉴于篇幅控制规范化影响矩和综合影响矩阵在此省略,计算结果如表5所示。

表5 影响因素的综合影响关系

为直观地反映各影响因素相互关系,绘制出各影响因素中心度-原因度分布图(图8)。

图8 影响因素中心度-原因度分布图

根据表5的结果分别对4个维度中各影响因素的影响度、中心度和原因度进行求解,得到结果如表6所示。

根据表6绘制出各影响维度中心度-原因度分布图(图9)。

图9 影响维度中心度-原因度分布图

4 讨论

个人入侵类型的调查结果分析发现,4种类型的选择百分比女性乘客均高于男性乘客,且女性对来自感观方面的入侵表现的更加敏感,这表明在面对个人入侵现象时存在性别差异。受到入侵时的感受调查结果发现,乘客在面对个人空间被入侵时同性间比异性间表现出更高的容忍度,而异性间比同性间表现出更高敏感度,且对于来自陌生人的入侵感受要比来自亲友的入侵感受更加消极,这与Lewis等[10]的研究发现相一致。

分析影响程度调查结果发现,女性乘客的影响程度得分显著大于男性乘客,存在显著的性别差异。这与Fisher等[28]的研究发现相符,女性对来自身体侧面的入侵敏感,而男性则是对来自正面的入侵敏感。由于飞机座位的特殊性,乘客所面临的大多数个人空间入侵都来自两侧,因此调查结果呈现出显著的性别差异。从不同年龄段影响程度得分的均值图(图6)可以看出,影响程度得分呈现出先随乘客的年龄的增长而上升,接近老年时开始随之下降的变化趋势。这与Aiellotyar等[29-30]的研究发现具有一致性,即个人空间范围先随人们的年龄上升而增大,但会在老年阶段逐渐缩小。4种受教育程度乘客的影响程度得分呈现出随乘客受教育程度升高,影响程度得分也随之上升的趋势。这与杨治良等[17]1988年的研究发现具有一致性,不同文化层次的人对个人空间的范围要求有所不同。

DEMATEL方法计算结果中,原因度大于0的因素称为原因因素,表示该因素对其它因素的影响程度较大且较稳定,原因度小于0的称为结果因素,表示该因素易受到来自其它因素的影响。如图9所示4种影响维度中只有乘客的触觉感受维度是结果因素,且原因度绝对值最大。说明乘客在受到来自触觉维度的入侵时对其舒适性的影响最大,并且这种影响容易随其它3种影响维度的变化而改变。乘客其它感官是原因因素中绝对值最大的影响维度。说明乘客受到除触觉以外其它感官的入侵时对其舒适性影响较大,并且这类入侵会影响到其它3个维度的感受,其自身却难以受其它3个维度变化的影响。从对应的客舱设计指标来看,与乘客触觉维度入侵相关的飞机客舱设计指标均存在于其它3个维度所对应的指标当中,因此该维度容易受到其它维度的影响;而与乘客其它感官维度入侵相关的设计指标除客舱服务外均是该维度独有的,因而难以受到其它维度的影响。

中心度分析发现,乘客物理空间与触觉感受维度的中心度值远大于其它2个影响维度。说明来自乘客物理空间与触觉感受维度的个人空间入侵是影响舒适性关键因素。从对应的客舱设计指标来看,两个影响维度对应的设计指标存在相互包含关系,说明对这些飞机客舱设计指标进行优化设计将会有效降低个人空间入侵对经济舱乘客舒适性的影响。

5 结论

1) 个人空间入侵会影响飞机经济舱乘客的舒适性体验。乘客在面对个人入侵现象时的感受存在性别差异,个人空间入侵对女性乘客的乘坐舒适感影响更强。

2) 个人空间入侵对舒适性的影响程度会因乘客的性别、年龄及受教育程度的不同呈现出显著差异。

3) 通过优化客舱座椅布局、扶手间距、扶手宽度、座椅排距、座椅靠背设计、通道宽度、小桌板的设计和增加物理隔断,有助于改善来自乘客物理空间与触觉感受维度的入侵对舒适性的影响。

4) 通过优化客舱内隔音、吸声、服务、空气循环系统、舷窗遮光板、照明系统的设计,有助于改善来自乘客其它感官入侵对舒适性的影响。

希望本文能够为今后民用飞机客舱及内饰设计提供一定的理论依据和参考,为研究和设计更加舒适的民用飞机开拓思路。