轨道车辆外观的继承性设计表达研究

季曦冉 黄硕 姚健

摘要：为探究我国现有轨道车辆外观的继承性设计表达方式，分析其对轨道车辆产品形象的塑造作用。文章将中国具有代表性的高铁列车及城市轨道交通列车作为研究对象，从设计基因的角度，对轨道车辆外观设计要素进行显性和隐性要素的划分，通过显性要素分析轨道车辆外观设计迭代中的演变规律，通过隐性要素分析继承性设计所塑造出的产品形象及文化内涵。对比发现，高铁列车和城市轨道车辆的继承性设计主要围绕造型和涂装两方面展开。结合时代特点、产品定位和文化特色，轨道车辆外观的继承性设计塑造出了统一而又富有变化的产品形象特征，形成了谱系化的产品家族。

关键词：继承性设计；轨道车辆；外观设计；产品形象；设计表达

中图分类号：TB47 文献标识码：A文章编号：1003-0069（2024）11-0091-03

Abstract：The work aims to explore the inheritance expression of the exterior design of Chinas existing rail vehicles and analyze its effect on shaping the rail vehicles image. This paper takes Chinas representative high-speed trains and urban rail transit trains as research objects. From the perspective of design genes，the explicit and implicit elements of the exterior design of rail vehicles are divided. Therefore，the evolutionary patterns in exterior design of rail vehicles was analyzed from explicit features，and the product image and cultural connotation was analyzed from implicit features. By comparison，it is found that the inheritance design of high-speed trains and urban rail transit trains mainly revolves around two aspects：modeling and coating. Combined with the characteristics of the times，product positioning，and cultural characteristics，a unified and variable product image feature is shaped，forming a genealogical product family.

Keywords：Inheritance design；Rail vehicles；Exterior design；Product image；Design expression

引言

在交通强国战略的推动下，从绿皮车到高铁动车，从城市公交到城市地铁，中国历经了几代轨道客车的变迁，高铁、动车、城市地铁等轨道车辆成为人们日常出行必不可少的交通工具。在轨道车辆的设计迭代中，每一代轨道车辆的设计都蕴含着独特的时代特征，从学习国外先进技术到拥有自主知识产权的设计制造，一路走来无不在展现着独特的文化形象和大国工匠精神。基于此，文章将轨道车辆设计中充满视觉表现力的车辆外观作为切入点，选取当代中国具有代表性的“和谐号”动车组、“复兴号”动车组、部分城市地铁线路列车作为研究对象，探究代系产品之间的继承性设计表达方式。

一、轨道车辆外观的设计基因分析

基因是生物学中生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子，携带有遗传信息，具有复制、转录、翻译等功能。[1]在设计领域，在同品类产品的创意和创造活动中，设计师往往需要依据现有的设计作品，对既有的设计元素进行重组和再创造，对设计产品进行更新和迭代。[2]因此，引用生物学中基因的概念，在产品的遗传和变异中引入基因的相似性和继承性思想，形成产品所特有的“设计基因”，通过挖掘设计基因来探讨产品形态和风格对品牌形象的促进作用。[3]

与生物学概念中的基因相对应，轨道车辆外观的设计基因可分为显性基因和隐性基因两类。[4]如图1，基于轨道车辆的设计体系，对轨道车辆的外观设计基因进行了划分。显性基因指轨道车辆与人相关的人机界面，如车辆造型、涂装、材质等，是可见、可接触的，可以通过观察和接触直观地了解轨道车辆的外观设计特点。隐性基因则指基于特定的文化特色或设计元素，传达出的轨道车辆的设计形象，如产品的识别理念、用户的乘车感受等，是不可见的，需要借助显性基因中的各要素去感受和总结归纳。

生物学概念中，基因携带遗传信息，具有复制、转录、翻译等功能，设计基因也具有类似的功能和特点，如同生物的成长发育受基因主导一样，设计基因决定了产品的形象和个性，其所传递出的产品设计信息具有复制和借鉴的意义，并成为产品的标准化特征，具有更强的品类识别性。[5][6]因此，轨道车辆的外观设计具有产品家族的标准化特征，在车辆外观的设计迭代中，保留前代外观设计中的某一特点，形成标志化的形象信息，成为产品家族的标志化特征。

二、轨道车辆外观的继承性设计表达

文章选取了轨道交通产品体系中具有代表性的两个品类，将跨城市出行的高铁列车、跨区出行的城市轨道交通列车作为研究对象，通过车辆外观的代系对比，探究其设计的继承性表达特征。

在高铁列车车型的选择上，国内现有“和谐号”动车组、“复兴号”动车组两大产品体系，“和谐号”动车组作为早期中国与国外先进技术学习制造的产物，基于不同的研发平台，产品型号众多，但设计风格相似，因此，仅选择具有代表性的CRH380系车型作为研究对象。“复兴号”动车组作为中国自主研制且具有完全自主知识产权的高铁产品，依据两大生产主机厂的产品设计风格及速度等级定位，选择CR400系、CR300系、CR200系车型作为研究对象（见图2）。在城市轨道车辆车型的选择上，由于各地市地域文化不同，且不同线路的列车往往由不同主机厂生产制造，整体风格较难做到鲜明的统一性，因此，选取地域文化特色相对突出、地铁线路开发较多的福州地铁、石家庄地铁作为研究对象（见图3）。

（一）车辆造型的继承性设计表达

速度等级不同，轨道车辆的车头造型特征各异。高铁车辆行驶速度在时速100公里以上，其车头造型偏重流线型设计，车头狭长，且时速等级越高，车头流线型越突出；而地铁车辆时速在60-80公里，车头造型多为扁平化或弧形设计。现有轨道车辆外观造型的继承性设计分为两类，1.产品设计初期以进口产品为参照，在此基础上进行技术提升和美学优化，常见于高铁产品的迭代设计；2.基于地域文化特色等设计元素，将文化符号转译为车辆外观的基础造型，并在此基础上进行代系产品的设计，常见于城市地铁多条线路列车的外观设计。

1.从学习到创新，追求高速流线型特征

高铁列车的造型设计，经历着从学习模仿到自主创新的演变过程。“和谐号”动车组作为中国第一代高速列车，早期经过中外合作等多个研发平台的多次设计迭代，发展为以CRH380A系、CRH380B系为主的两种基本造型形态，其造型特征均保留有国外高速列车的设计风格。CRH380A系的造型设计传承于日本新干线E2系列以及国内的CRH2系列车型，改变了前代笨重、塌陷狭长的车头造型风格，形成车身流线饱满，车头狭长似“子弹头”的造型风格；CRH380B系的造型则传承于德国西门子ICE 3系列车型，车头与车身衔接自然，视觉上较CRH380A系车头更加圆润饱满，且车头较短。

为满足高速列车高时速的空气动力学要求，国家加快自主创新的步伐，从早期的车头造型向过渡更加自然流畅的流线型设计转变。从“复兴号”CR400AF、CR400BF系列可以看出，较前代产品车头造型突出了更加硬朗的线条风格，车头整体拉长向前延展，形成低阻力的流线型造型；发展到智能动车组系列时，车头流线更加硬朗简洁，车头与车身的流线过渡更加自然顺滑，流线型的设计使整个车辆造型看起来更加优雅，更具有速度感和视觉冲击力。

2.撷取本土特色，延续初代特色造型

在城市地铁外观设计方面，依据市政划分的地铁线路，设计师多基于本土的地域文化进行外观设计。对城市轨道车辆而言，因速度等级的技术限制，车头造型不需要非常明确的流线型风格，因此在设计初期，需要重点挖掘城市的文化特色，形成特色化的基础造型后，通过复制标志性设计基因、挖掘城市区域文化特色等方式，来优化后续线路车辆的造型。

福州地铁1号线列车作为福州市第一条线路列车，车头造型以福州的市树“榕树”为原型，通过线条提炼形成独特的曲线造型，具有强烈的地域文化色彩，在后续2号线、4号线、5号线列车的设计上，成为主要的设计基因延续使用。石家庄地铁1号线在设计之初，为了实现大载量的空间需求，采用A型地铁的设计标准，车身两侧呈鼓形设计，车头造型则提炼了石家庄现代建筑中的特色折线，实现了刚硬与柔美相结合的线条特征；车灯造型则参考了古体的“石”字，与造型线条及银灰色车身相配，形成强烈的科技感，与石家庄“科技名城”的定位相呼应。在石家庄地铁2号线、3号线的造型设计中，均延续使用了1号线列车车身和车灯造型特征。

（二）车辆涂装的继承性设计表达

轨道车辆的涂装包含色彩体系和装饰图案两部分，在系列化的产品设计中，涂装设计具有标准化特征，即以车辆主体颜色搭配车身色带为主，车头、车门、车窗做适当图案装饰或颜色变化。涂装在继承性设计表达中，主要将前代产品中的标志性涂装元素、代表城市特色的装饰图案作为沿用的设计基因，以更换主体色、使用线路色的方式，突出产品定位、区分各条线路列车。

1.突出产品定位，保留标志性涂装元素

按照速度等级的划分，复兴号系列动车组分为时速350公里、时速250公里和时速160公里等级，对应高速和中低速客车。[7]和谐号和复兴号系列动车组的设计迭代均保持统一的涂装风格，即以纯色车体搭配亮色腰线为主，车窗区域统一使用连续的黑色色带，黑色带下方使用亮色腰线，在车头结合司机室窗做特色图案装饰。为了对产品进行有效区分，突出速度等级，其涂装以变换主体色和色带样式为主。

在和谐号系列的动车产品中，车辆多以白色车体搭配蓝色色带为主，蓝色色带与车体窗户黑色色带统一呈箭头发射状，象征科技感和速度感。到了复兴号时期，随着国家高铁事业的飞速发展，CR400AF采用了银色车身搭配红色腰线的设计，车头流线型线条感增强，强化高速出行的速度感；CR400BF的则采用白色车身搭配金色腰线的设计，车头两侧增加了“金眼睛”图案装饰，给人以辉煌发展的视觉想象。后续定位于时速250公里的CR300系列延续了CR400系列的流线型车头和涂装图案，车体由白色改为蓝灰色，明度降低的蓝色搭配金色“眼睛”装饰和车身色带，减少了速度感的视觉冲击力，突出了中低速列车的视觉观感。在定位时速160公里的CR200J系列中，由于该系列车型速度等级最低，以大铁路客车25型车的配色为原型进行涂装升级，延续了大众认知中的绿皮车的色彩风格，车身使用了明度更高的绿色，搭配黄色腰带，车头黄色箭头较高速列车的腰线设计突出钝感，与车窗黑色色带搭配突出中低速、宽厚稳重的视觉感受。

2.突出线路特色，巧用线路标志色

在地铁列车的设计中，根据不同地铁线路规划，每条地铁线路具有不同的线路识别色，在列车涂装的设计上，多以线路识别色为主体色，结合城市特色文化进行涂装设计，如福州地铁、天津地铁、石家庄地铁各线路均在车身或门区设计有线路色的色带。

以福州地铁为例，各条线路列车均以白色车体为主，1号线线路色为红色，列车车身使用红色波浪形色带装饰，造型源于闽江的水波，呈现出一种流动的韵律感，车灯之间设计微笑形弧线，[8]与车灯形成一个“笑脸”的造型，寓意欢迎八方来客。到福州2号线列车的设计上，涂装色带使用绿色线路色，以福州市花茉莉花为涂装元素，延续使用波浪形色带，点缀茉莉花的花瓣图案，车头延续使用1号线的“笑脸”设计，突出绿色自然的特点。到福州5号线，使用紫色线路色为涂装色带，水波纹更改为环绕车窗的圆角矩形色带，延续“笑脸”形车头设计。在石家庄地铁列车外观的设计上，石家庄地铁1号线列车车身采用银色搭配黑色车窗色带的形式，在车门处增加黑色涂装，使用线路色作为门缝色带装饰，并沿用在2号线和3号线列车上。从福州地铁和石家庄地铁各线路列车的外观来看，福州地铁列车中的“笑脸”和水波纹、石家庄地铁列车中的车身涂装图案，都是各条线路列车外观沿用的设计基因，搭配线路色形成有变化涂装风格。

（三）车辆材质与人机的继承性表达

车辆材质设计上，依据相关技术要求，高铁车辆使用铝合金车体，地铁车辆使用不锈钢车体，在同类产品中，依据不同速度等级均使用统一的车体标准和油漆标准。车辆人机设计上，车辆外观重点考虑到乘客进出车辆的人机要求，均按照统一的车辆标准进行设计。因此，在车辆材质、人机的继承性设计表达方面，不存在较大的差异性，文章不做过多阐述。

三、轨道车辆外观继承性设计对产品形象的塑造

产品形象，即每个车辆产品的识别特征，是大众对车辆的认知和感受。[9]轨道车辆产品以品类划分，每个品类中有代系的更迭，每一代新产品的出现，都延续有前代或初代产品的某种设计基因，轨道车辆外观继承性设计下的产品形象，在产品的迭代过程中，形成了系统的、谱系化的产品家族，具有统一而富有变化的形象特征。

（一）整体形象：紧扣时代主题，瞄准城市定位

高铁车辆的外观设计中，产品形象整体风格统一。“和谐号”时期，作为国内早期的高铁产品，国家高铁事业刚刚起步，其外观设计参照早期引进的国外同类产品，外观以白色车身搭配蓝色腰线为主，车头造型仍具有国外高铁车辆的设计特征。随着国家高铁事业的飞速发展，自主研发能力提升，到“复兴号”时期，两大研发平台推出了各自的明星产品，即CR400AF和CR400BF系列，外观设计以红色、金色为装饰色，搭配银色和白色的车身，车头造型也由早先的圆钝感的车头改为更具有流线型、速度感的长车头，象征高铁事业发展蒸蒸日上，寓意辉煌发展的国铁事业。

其次，车辆速度等级定位不同，车头造型特征不一。CR400系列定位为高速列车，其车头造型均采用长流线型的风格，速度冲击感强；CR300系列则定位中低速列车，车头造型则增加了一定的“钝感”，使车头整体看起来更“胖”，弱化了流线型车头带来的速度感和冲击力。从初代和谐号到现今复兴号高铁的设计迭代，可以发现其外观设计紧跟时代与科技的发展，强化对速度感的形象表达。

在城市轨道交通车辆的设计中，地铁列车的设计与地域文化、轨道交通线路特色、轨道交通标识等紧密相关。从福州地铁、石家庄地铁列车的设计可以发现，每条线路列车的外观主色调均与线路色相同，且在初代地铁造型确定后，后续线路列车的设计均沿用初代车辆造型，由此形成了造型一致的城市轨道交通风格，强化了城市形象认知，如福州地铁2号线、4号线和5号线均延续使用了1号线的车辆造型和车头涂装风格，仅在涂装设计上做了区分。

（二）强化认知：推出拟人化形象，彰显传统文化

高铁车辆产品的外观设计，视觉上突出了国家的文化特色。色彩主题上，将中国红、凤凰金等象征国家传统文化的色彩作为主要装饰色，搭配不同的车身颜色，形成风格多样的高铁产品。例如，CR400AF系列车型以中国红为装饰色，在银色车身的基础上，使用红色线条搭配黑色车窗色带的涂装，车身使用大波浪形装饰色带，形态似龙，寓意“红神龙”。CR400BF系列车型则以金色为装饰色，在白色车身基础上，车头侧窗设计“金眼睛”装饰图案，车身使用长线条金色装饰色带，形态似凤凰，寓意“金凤凰”。到了智能动车组系列，车辆均采用银色车身，CR400AF-Z系列使用红橙黄三色“飘带”造型贯穿全列，突出“瑞龙智行”的主题；CR400BF-Z系列则使用红黄波浪形腰带，突出“龙凤呈祥”，相似的配色传递出熟知的传统文化特色。

其次，基于不同速度等级定位的高铁车辆，国家给每一个系列的高铁车辆冠以昵称，成为文化传播的“代号”，如高速度等级的明星高铁产品“红神龙”（CR400AF系列）、“金凤凰”（CR400BF系列）；中低速等级的高铁“蓝暖男”（CR300BF系列）、“蓝妹妹”（CR300AF系列）“绿巨人”（CR200J系列）等。卡通的形象设计、可爱俏皮的昵称，拉近了人们与高铁车辆之前的距离，打破了大众对机械车辆的固有认知观念。

结语

文章将中国当代轨道交通车辆的外观设计作为研究对象，从设计基因的角度对轨道车辆外观设计要素进行了显性要素和隐性要素的划分，其分别对应轨道车辆外观的设计特征和形象识别。后续以“和谐号”动车组、“复兴号”动车组、福州地铁、石家庄地铁为例，从车辆造型、车辆涂装等显性要素分析了轨道车辆外观的继承性设计表达方式。最后，基于产品形象识别的隐性要素，从轨道车辆的时代背景、造型特征、色彩体系等方面分析了继承性设计表达对产品整体形象的塑造作用，从而打破大众对轨道车辆的固有观念，强化了文化认知。

参考文献

[1]李博，同淑荣，马飞.产品设计过程的基因模型[J].机械设计，2010，27（04）：9-13.

[2]李正军，艾婷婷，王浩鑫.基于基因理论的产品设计创新模型[J].机械设计，2016，33（02）：109-113.

[3]刘国玲，李鹏飞，卢艳玲，等. 轨道交通车辆品牌造型基因研究[J]. 电力机车与城轨车辆，2020，43（2）：20-23.

[4]荣歆. 基于设计基因理论的城市轨道车辆外观设计研究[D]. 西南交通大学，2020.

[5]卢兆麟，张悦. 面向工业设计的产品设计DNA理论研究[J]. 包装工程，2009，30（1）：133-136.

[6]卢兆麟，李升波，张悦等.面向工业设计的产品设计DNA研究现状与进展[J].机械设计，2014，31（12）：1-7.

[7]毕春阳. 中车唐山公司动车组市场营销战略研究[D].西南交通大学，2019.

[8]唐珊.地域文化视域下的徐州地铁造型设计研究[J].包装工程，2019，40（22）：136-141.

[9]易军，骆阳毅.基于产品形象的工程机械品牌造型识别设计[J].包装工程，2021，42（10）：191-199.

图1来源：作者自绘

图2来源：作者自绘，图中使用的图片均来源于网络

图3来源：作者自绘，图中使用的图片均来源于网络