面向高危场景的医疗救援型防暴车艺工融合设计研究

关键词：高危场景；医疗救援；防暴车；艺工融合；汽车设计

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2024）18-0101-04

引言

随着全球化进程的加速和城市化水平的提高，现代社会安全保障体系正面临着前所未有的挑战[1]。近年来，为扩充应急资源、巩固社会安全保障体系，军、警各界对面向高危场景的多功能、快反应、高机动型防暴车辆设计开发工作的重视程度不断提升。根据功能和应用场景的不同，防暴车辆可以细分为执勤维和型、抢险救灾型、医疗救援型和反恐作战型等多种类型。其中，医疗救援型防暴车辆作为一种重要的应急资源，在各类公共安全事件中的应用较为广泛，其设计优化与功能升级成为现代应急管理研究的重点之一。文章将从造型与情感化设计（艺）、功能与交互设计（工）两个角度探讨面向高危场景的医疗救援型防暴车设计策略，以期为防暴车辆创新设计提供参考。

一、防暴车辆设计研究现状

近年来，为满足日益增长的公共安全需求，防暴车辆设计研究不断涌现：造型设计方面，杨建明[2] 等广泛搜集了多种工业设计方法与技术手段在军用防暴车上的应用思路，探究了影响军用防暴车造型设计的功能因素和技术因素，总结了该类车辆的设计与评价方法。包啸君[3] 等提出了一种基于ANP 网络分析法和情境理论的防暴车辆造型设计方法，有效指导了防暴车辆的造型设计和评价。陈珊珊[4] 等通过改进BP 神经网络构建感性意象映射模型，提出了一种面向防暴车造型设计评价的感性意象计算方法。功能设计方面，齐和平[5] 等提出一种防暴车生化防护气密性条件的分析和计算方法，完成了车辆气密性设计和生化防护系统设计方案。Rudiger[6] 等开发了一种用于防暴车辆的座椅悬架系统，减轻了车辆行驶过程中的机械振动，提升了车辆驾驶的舒适性。姜维胜[7] 等基于Delmia 软件对防暴车驾驶场景进行了人- 机仿真，提出了防暴车辆驾驶员的视域和上肢可达域仿真分析方法。陈和华[8] 等研究了D-S 理论在地图匹配算法提高定位精度中的应用，提出了武警装甲防暴车辆综合信息系统的设计方法。

上述文献分别从感性意象、机器学习、人机交互、结构设计等角度较为深入地研究了防暴车辆的设计方法。然而，现有研究对防暴车辆的细分类型、任务模式、使用场景等存在一定的忽视，虽然少数围绕特定功能展开了研究，但仍较难全面指导特定类型防暴车辆的创新设计。鉴于此，文中以医疗救援型防暴车设计为例，在分析救援任务及用户需求的基础上提出一种艺工融合设计策略，以期为特定类型防暴车辆的创新设计提供新思路。

二、高危场景下的医疗救援任务与医疗救援型防暴车辆用户需求分析

（一）高危场景下的医疗救援任务分析

高危场景包括自然灾害、恐怖袭击、暴力冲突等存在紧急危险情况的环境或情境。高危场景下，公众面临着极强的生命安全风险，军、警及社会各界需要采取快速高效的医疗救援措施。为进一步分析高危场景下的医疗救援任务，通过文献研究、用户访谈、情境模拟等方式将高危场景下的医疗救援任务归纳为前往救援、现场救援和伤员转移3 个阶段，梳理各阶段下的环境、任务和用户行为特点，所得结果如图1 所示。

前往救援阶段，救援人员需完成计划制订、人员组织等准备工作并迅速驾驶车辆前往救援现场；驾驶车辆过程中，救援人员需要高效、平稳通过颠簸路段，同时还需应对道路受损、敌人袭击等突发情况；抵达救援现场后，救援人员需立即侦查现场情况并围绕救援车辆建立可靠据点。

现场救援阶段，救援人员需要展开现场搜索，确定伤员位置并尝试接近伤员；接近伤员后，救援人员通过询问、观察等方式掌握伤员伤势，评估伤员情况并确定救援优先级，对重度伤员实施心肺复苏、止血、清理伤口等紧急救治措施。

伤员转移阶段，救援人员需要将伤员妥善安置在担架上并通过担架将伤员转移至车内；车内满员后，救援人员驾驶车辆将伤员转移至医疗机构或战地医院，转移过程中，救援人员需安抚伤员情绪并利用车内设备、药品等对伤员实施进一步救治。

（二）面向高危场景的医疗救援型防暴车用户需求分析

综合分析高危场景下医疗救援任务的环境、任务和用户行为特点，提取各任务阶段对应的医疗救援型防暴车用户需求，所得结果如表1 所示。

将医疗救援型防暴车用户需求分为造型需求、情感需求、功能需求和交互需求4 种类型，对各类需求进行归纳和总结，所得结果如下：

1. 造型需求：车辆造型美观大气，能够被公众接受和认可，有效彰显军、警形象；车辆造型具有一定辨识度，在多种车辆共同作业过程中能被有效识别，不易造成公众及救援人员对车辆功能的误解。

2. 情感需求：车辆前脸表情亲和可靠，激发救援人员及伤员的正向情感，不易造成公众恐慌；车内环境温馨舒适，照明柔和，在前往救援及伤员转运过程中有效缓解乘员心理压力。

3. 功能需求：车辆内部储物空间充足，能够携带大量的医疗设备和急救药品；车辆需具备较强的通过性、机动性和减震性，能够高效、平稳通过受损路面；车辆须具备较强的防护性，以应对突发袭击和环境干扰；车内环境须保持相对封闭，能较好地隔绝外部噪音、粉尘等；车内照明充足，为搬运伤员、医疗操作等提供便利。

4. 交互需求：车辆出、入口设计合理，在伤员转运和设备装卸过程中便于人员进出；车辆座椅、床位等具有较强的舒适性，长时间乘坐不易产生疲劳感；车内操作空间充足，人机关系合理，各项医疗及转运操作能够高效完成；各医疗物资、设备布局合理，标识清晰，取放便捷。

三、面向高危场景的医疗救援型防暴车艺工融合设计策略

基于上述用户需求，从造型与情感化设计（艺）、功能与交互设计（工）两个角度提出了医疗救援型防暴车艺工融合设计策略，如图2所示。

（一）医疗救援型防暴车造型与情感化设计策略

1. 医疗救援型防暴车造型设计策略：凝练造型美感，提升车辆辨识度

（1）凝练造型美感：防暴车辆的美观度受到比例、姿态、形面关系等多种要素共同制约和影响[9]，通过对上述要素的细致推敲和打磨，设计师可以塑造出具有生动视觉观感的车辆造型，提升车辆的美学价值。防暴车辆比例的推敲基于设计师的直观感受完成，设计师需要反复观察、修改和调整车辆各部件之间的尺寸和位置关系，以此确保车辆比例在各视角下保持协调和美观。防暴车辆的姿态设计需要充分考虑线条走势、体量分布和重心位置等要素，同时还需要兼顾各功能部件的位置和造型，以使车辆姿态与实际功能相符。防暴车形面关系设计过程中，设计师需要综合考虑多个面的相交方式和不同体块间的组合方式，通过富有动感的形面特征弱化防暴车辆生硬突兀的外观，提升车辆的造型美感和视觉吸引力。

（2）提升车辆辨识度：良好的辨识度有利于塑造车辆形象、强化用户和公众对防暴车辆功能的理解。定义清晰明确的车辆形象是提升车辆辨识度的前提，设计师需要结合用户偏好和车辆使用场景对车辆形象进行分析、筛选和提取，以确保车辆形象符合用户偏好和期待。保持设计语言的一致性有助于强化车辆辨识度，设计师需要确保车辆各部件在造型、色彩和细节等方面传递相同的设计语言和视觉感受，保持车辆整体观感的和谐统一。此外，故事性和文化元素的融入能赋予车辆造型一定的内涵和深度，并提供更深层次的情感体验，有利于在精神和情感层面提高车辆的识别度和认可度。

2. 医疗救援型防暴车情感化设计策略：传递多层次正向情感，缓解用户生理及心理压力

（1）传递多层次正向情感：基于唐纳德·诺曼出版的《情感化设计》一书，情感化设计被划分为本能层、行为层和反思层3 个层次[10]。本能层的情感化设计应从用户感官（视觉、触觉、听觉等）出发，通过圆润的内饰造型、柔软的部件触感和柔和的照明环境等物理特征传递温馨舒适的情感，使用户在接触车辆的第一时间产生正向情感反馈；行为层的情感化设计需要充分挖掘用户使用需求，关注车辆各部件的可用性、易用性，使其易于理解和使用，提供流畅、舒适的使用体验；反思层的情感化设计中，设计师需要从精神层面加深用户对车辆的理解与认同，通过规避具有攻击性的设计语言、设计温和可靠的车辆前脸表情等方式，唤起具有亲和力和安全感的情感反馈，提升用户和公众对救援行动的信任感和合作意愿。

（2）缓解用户生理及心理压力：医疗救援型防暴车的情感化设计过程中，设计师需要综合考虑救援人员的工作压力和被救援者的生理、心理需求，创造有利于缓解用户压力的车内环境。从生理需求角度出发，设计师可通过合理规划车内布局、设计可调节的座椅及操作面板等方式减轻伤员及救援人员的身体负担，确保救援人员能够在紧急情况下快速、舒适地完成任务。从心理需求角度出发，设计师需注重车内氛围设计，通过适宜的照明、色彩和材质选择，营造出温馨、舒缓的车内氛围，缓解用户心理压力。

（二）医疗救援型防暴车功能与交互设计策略

1. 医疗救援型防暴车功能设计策略：采用多功能空间布局，引入模块化设计理念

（1）采用多功能空间布局：多功能空间布局策略的应用有助于缓解医疗救援型防暴车辆内部空间不足的问题。为实现多功能空间布局，可将座椅、床铺和工作台等设计为可折叠或可转换部件，在不使用时将其折叠收纳或转换为其他部件，以释放空间或用于其他功能。此外，可考虑采用集成式设计，在同一部件中集成多种功能，如将医疗设备和储物空间集成到座椅设计中、在车门内侧设置控制面板和医疗工具箱等，以此节省独立元件所需的空间，提升车辆内部环境的简洁性，便于救援人员迅速调用所需功能和部件。

（2）引入模块化设计理念：模块化设计理念的引入能有效提升医疗救援型防暴车的多任务适应性和功能灵活性，帮助车辆适应更加广泛的救援场景。针对车辆内部功能，设计师需要面向不同的救援任务和环境条件设计可替换的标准化功能模块，包括动力单元、储物空间模块、医疗设备模块等，各模块须配备通用接口和快速锁定、解锁结构，以实现快速安装和更换。针对车辆外部功能，设计师可考虑开发不同厚度和材质的模块化装甲，便于救援人员根据威胁级别和任务需求快速调整车辆防护性能。

2. 医疗救援型防暴车交互设计策略：拓展交互通道，注重人机交互效率

（1）拓展交互通道：拓展交互通道是提升车辆交互信息传递效率的重要手段，设计师需要梳理救援任务所包含的各类交互信息并引入与其相适配的交互通道，例如，通过语音交互的方式开关车门、通过手势交互调节车内照明等，以此实现多通道交互。此外，设计师还需合理分配各通道的信息载荷，避免在使用过程中出现认知过载现象，确保整体交互的流畅性和便捷性。

（2）注重人机交互效率：医疗救援型防暴车的人机交互效率直接关系到救援任务的执行效率，在交互设计过程中应予以充分重视。空间布局的优化设计是提升交互效率的重要手段，设计师需要基于目标用户的人体尺寸定义座椅、把手等功能部件的尺寸和位置，并在此基础上通过用户研究和原型测试[11] 等方式评估和优化空间布局。此外，设计师还需关注人机交互界面设计，合理定义各界面尺寸并为其设计清晰的标识系统，提升交互界面简洁性和直观性，减少操作失误。

四、面向高危场景的医疗救援型防暴车设计实践

基于文章提出的艺工融合设计策略，完成了某型号医疗救援型防暴车的设计实践。最终设计方案如图3 ～图11 所示。

（一）外饰设计方案

1. 外饰造型设计

车辆外饰造型设计如图3 所示，该方案以安全可靠和灵活迅捷为感性意象，通过计算机辅助推敲整体比例，增强了轮廓的平衡感和比例的和谐感；通过前引擎盖两侧和中部的下陷处理，减轻了车头的体量感，增强了形面的立体感和生动性；通过两侧上扬的车头防护架和车灯轮廓的配合，减弱了前脸表情的攻击性，增加了安全感；通过车身侧面的大尺寸切面减轻了车辆的厚重感，将观者视觉中心更好地集中于车辆中部的标识区域。

2. 外饰功能设计：

（1）牵引式中转站设计：为解决医院与救援现场距离较远、伤员转运困难的问题，设计了可放置于救援现场周边位置的牵引式中转站。该中转站4 个方向均可与防暴车对接，顶部和侧面具有可拓展功能。中转站需要撤离或转移时，可以通过一辆防暴车牵引进行移动（如图4）。

（2）可拓展车身设计：车辆顶部和侧部均设有可拓展结构，在车辆与中转站对接时可迅速展开，提供更大的内部空间（如图5），可拓展结构下方设有液压支撑杆，可有效增强车身拓展后的稳定性。

（3）多车协同的装甲医疗中转站设计：以牵引式中转站为中枢可建立多车协同的装甲中转医疗站点（如图6）。装甲中转医疗站点通常布置在救援现场及周边区域，救援车辆到达中转站后，可立即完成对接并展开可拓展结构，多救援车辆共享中转站点内的设备、人员和药品，使危重伤员在第一时间得到有效救助。

（4）其他细节功能设计：车辆外部配备有高位进气管道、绞盘、可调节探照灯、两段可调节后视镜、发动机散热口、大灯防护架、前部防撞杠、前后底盘护板等，前后车轮接近角和离去角均大于45°，能够适应多种复杂地形。

（二）内饰设计方案

1. 内饰造型设计

车辆内饰造型设计如图7 所示，设计方案以洁净明亮、温暖柔和为感性意象，通过部件造型的圆角化、简洁化处理，为救援人员和伤员提供安全、柔和的观感；通过柔软材质与高明度、高饱和度、暖色调配色的组合，渲染车身内部明亮、温暖的氛围。

2. 内饰功能设计

（1）模块化医疗箱：车载医疗箱采用模块化设计，在左侧和前侧墙壁设计了标准化接口，可搭载大、中、小型不同功能的医疗箱（如图8），以满足不同任务环境下的多样化功能需求；需要补给或调整车辆功能时，模块化医疗箱可通过整体替换的方式完成更换，具有较高的工作效率。

（2）可拆卸担架：内饰左侧的卧姿伤员位置由可拆卸担架和固定架组成（如图9），通过担架将伤员运送上车后，可直接将担架及伤员一同放置于固定架上，无需二次移动伤员，减少伤员转移过程中的受伤概率。卧姿位置无需使用时可移除担架并向上翻折收纳固定架，将空间空出供下方座椅使用，实现坐姿和卧姿搭乘的转换。

（3）其他细节功能设计：车辆采用集成式天花板设计，集成了进气风扇、可调节顶灯、扶手等功能；车内座椅在不用时可折叠收纳，为医疗操作、人员转移等提供空间。

（三）尺寸及人机布局设计方案

车辆尺寸如图10所示，该尺寸以某型号防暴车的底盘总成为基准进行定义，轴距、轮距、前后悬尺寸等与市面现有产品一致，车长、车宽及车高等符合民用及军用标准，接近角、离去角及最小离地间隙均满足越野防暴车的技术要求，能够为车辆提供较强的地形能力和通过性。

车辆人机布局图设计如图11所示，选取95 百分位的中国男性的生理数据作为最大尺寸参考、5 百分位的中国女性的生理数据作为最小尺寸参考对各内饰部件尺寸及位置进行定义，以确保内饰布局符合多数用户的使用需求，增强使用舒适性和便捷性；基于人体尺寸及头部位置定义车门、车窗等外饰要素的尺寸及位置，以提供更加开阔的驾驶视野和更高的进出便捷度。

（四）设计评价

邀请29名设计专业师生参与设计评价，采用李克特5级量表对方案在“功能与交互设计”和“造型与情感化设计”指标上的表现进行评分。经统计，方案在两项指标上的得分分别为4.1 分和4.4 分。随机选取10种医疗救援型防暴车样本作为对照组进行评分，经统计，各样本在“功能与交互设计”和“造型与情感化设计”指标上的得分均未超过设计方案，且对照组在两项指标上的得分均值分别为3.6分和3.3分。方案在“功能与交互设计”和“造型与情感化设计”指标上的得分均高于对照组得分，证明了医疗救援型防暴车艺工融合设计策略的实用性和有效性。

结论

面向高危场景的医疗救援型防暴车设计中，艺工融合设计策略不仅体现了对车辆功能性和交互性的追求，更融入了情感化设计理念和美学思考。通过对艺工融合设计策略的研究和实践，文章证明了其实用性和有效性。受限于篇幅，文章仅从造型与情感化设计、功能与交互设计的角度分别探讨了具体设计策略，进一步探讨二者的相互制约作用，并从整体的角度研究其整合设计方法，是后续完善防暴车辆艺工融合设计策略的重要方向。