城市公共信息服務設計的探索＊
—— 以汽車為媒介的信息交互平臺設計

張茫茫ZHANG Mangmang1. 武漢理工大學，武漢 430070 （Wuhan University of Technology，430070Wuhan ）. 清華大學，北京 100084 （Tsinghua University，100084 Beijing）

城市公共信息服務設計的探索＊
—— 以汽車為媒介的信息交互平臺設計

張茫茫1,2ZHANG Mangmang
1. 武漢理工大學，武漢 430070 （Wuhan University of Technology，430070Wuhan ）
2. 清華大學，北京 100084 （Tsinghua University，100084 Beijing）

由于智慧城市和移動互聯網對人的影響越來越大，城市公共信息傳播方式也發生了極大變化。汽車作為人們日常信息獲取、加工與交換的一種特別處理終端，即車內的信息處理、設備操作、空間布局等，圍繞著人的需求構成了一個大的系統，成了重要的信息交互平臺，這一平臺是整個智慧城市的組成部分。探討了以汽車為媒介的車載信息系統的用戶界面設計，提出了建立新一代車載智能化信息交互平臺的設想，以及對車內智能空間設計的規劃。

交互設計；城市公共信息服務；汽車；用戶體驗

一、引言

城市公共信息服務的水平不僅是城市綜合實力和文明程度的具體表現之一，也是保持社會和諧穩定，增進人民福祉的重要要素?！俺浞掷盟薪裉炜捎玫幕ヂ摶畔?，可以更好地理解和控制城市運營，并優化有限資源的使用情況?！盵1]在新一代信息技術、媒體技術快速發展的背景下，很多城市的公共信息，例如路況、路線、空間指示、天氣、文化、商業、娛樂、醫療服務等場所的活動、人流量、停車等實時信息以及城市的消費指數，環境指數、人口密度、食品安全狀況等統計信息都可以進行數字化的管理和呈現，在有限的條件下為人們提供最大程度的便利。智能交通系統是智慧城市的一個組成部分，其中汽車則是智能交通系統重要的組成部分。汽車產業經過100多年的發展，已經成為一個非常成熟、專業化的產業集群，是現代社會規模最大的支柱產業之一，帶動了工業結構升級和相關產業的發展，其產業關聯度非常高，涉及各種綜合技術的整合，推動了傳統制造業和IT產業的發展。今天的汽車產業成了一個全世界產值超1.3萬億美元的產業[2]。但隨之而來的是城市承載能力受到日益嚴峻的考驗，交通及其衍生問題已經成為了各大城市的癥結。根據中科院《中國新型城市化報告2012》統計，以北京地區為例，上班平均用時超過52分鐘，而更多的人在實際生活中感受到的時間則更長；城市面積和人口的不斷擴張、空氣嚴重污染，以及公共交通換乘的滯后等因素，私家汽車出行的方式在現階段還是處于不可替代的地位。

由于移動互聯網和社交網對人的影響日趨增大，以及呆在車內時間的延長，在車內產生的信息處理行為，已經讓汽車成了另一個特殊的信息“終端”。車載信息娛樂系統（In-Vehicle Infotainment, IVI）是包含了一系列與駕駛、操控、娛樂有關的硬件和軟件的信息控制中心系統。IVI的普及和發展使汽車的影響力開始從傳統制造業向IT產業傳導，車載電子產品占整車價值已經超過了30%，汽車不再是單純的從A點到B點的工具，更多的是人機交互（HMI）界面出現在旅途之中，車內空間的舒適感和車載系統用戶界面（In-Vehicle User Interface, IVUI）極大地影響著駕駛體驗（Driving Experience）與駕駛安全，進而也影響到整個城市交通系統的運行效率[3]。

隨著汽車制造通過實現跨車型、跨級別的部件通用以降低開發及部件的成本，實現模塊化，汽車品牌設計家族化趨勢日益明顯，標志化的外觀元素傳承已經決定了同品牌外觀造型設計的趨同化。在這樣的背景之下，人們更關注于環保、安全以及良好的駕乘“愉悅”體驗，汽車設計也開始呈現非物質化的特征，從外觀實體造型設計開始轉向注重IVUI的體驗設計。因此，IVUI已經成為消費者選擇汽車的主要評價標準，設計以汽車為中心的智能空間與信息交互平臺將成為未來汽車設計所面臨的非常重要的課題。

二、智慧城市視角下的IVUI設計理念

智慧城市（Smart City）最早出現于1990年5月在美國舊金山舉行的一次國際會議。大會主題是探討城市通過信息通信技術的創新，網絡化的跨國聯系、多元文化、人力資本要素優勢等宏觀和微觀條件，聚合“智慧”以形成可持續的城市競爭力的成功經驗。不久，IBM于2008年提出了“智慧地球（Smarter Planet）”概念，同時衍生出新的“智慧城市（The Smarter City）”概念，并且提出了一系列的IT解決方案，在各國引發了城市建設理念的變革與創新。因此，新加坡提出了IN2015計劃，日本提出了i-Japan戰略2015[4]，韓國提出了UCITY智慧城市大綱。在中國，截至2011年底，有154個城市計劃投入1.5萬億元建設智慧城市，建立全方位的物聯網（The Internet of Things）和數字化信息平臺。瑞典首都斯德哥爾摩2006年開始試用智能交通系統，到2009年交通堵塞率降低了25%，交通排隊所需時間降低了50%，城市污染下降了15%[5]。

未來智慧城市的網絡一體化建設概念，改變了城市中人們的生活狀態，汽車不再是獨立的產品，而成為整個交通動態信息體系的一個組成部分，是移動的信息節點，成為城市智慧交通的神經延伸。城市交通是一個復雜的體系，宏觀方面包括實時采集和持續分析路面數據：出租車、公交車、私家車、貨運車等行駛數據，合理制定道路通行規則，聯網智能化信息燈系統，并設立更多的實時變道自動調節系統，以分流車流；從微觀方面來看，各大主機廠都在把IVI向智能化、云服務化發展，以適應與用戶以及城市系統的數據聯動及共享。

交通是智慧城市中的一個子系統，而汽車又是這個子系統中的組成元素。汽車與個人電腦、手持設備、3/4G網絡、城市WIFI無縫銜接形成信息聯動的網絡。IVI可以自動接入交通管理信息，幫助駕駛者判斷路況，實時了解周邊狀況、設施分布以及車輛狀態，選擇最優化的線路行駛，從而提升整個城市交通的運行效率。新的IVUI設計理念的產生，不但會改變人與汽車的交互方式，也能改變車與車、車與道路、車與城市之間的交互方式。

三、車內智能空間與信息交互平臺設計概念

隨著汽車消費的理性化，在日益趨同的外觀設計之下，大眾的焦點逐漸轉向與消費者最直接接觸的精致和個性化IVUI的追求。針對安全駕駛這一核心功能，在車內空間發生的一系列用戶操作都與駕駛行為緊密相關，設計一個智能化、高效的車內操作環境，需要利用圖形、動畫、語音、色彩、溫度、材料質感等多通道的手段對人機信息交互進行整合設計，這個過程涵蓋了交互設計、視覺傳達設計、產品造型設計，以及人機工學、符號語意、心理學等不同學科的知識，因此IVUI的設計是一門跨學科、跨領域的綜合應用研究。

1.車內智能空間設計

所謂“智能空間（Smart Space）”是研究一系列特定空間內的智能化、信息化解決方案。對于汽車來說，一般車內空間可以簡單地分為駕駛者空間、乘員空間和儲物空間，不同的車型又有著不同功能的空間分布，有時候為了特定的需求，還允許使用者自行進行空間調整。車內空間直接關系到用戶的舒適性和功能性需求。所謂“車內智能空間（In-Vehicle Smart Space）”設計，就是在物理空間功能得到基本滿足之后，賦予車內空間及所屬物智能化，以形成與人更好的人機互動關系，探討人與車載設備、車內環境交互操作的設計過程。其中IVUI設計主要涉及圖形用戶界面（Graphic User Interface ，GUI）、實體用戶界面（Tangible User Interface，TUI）[6]和自然用戶界面（Natural User Interface，NUI）三個方面的交互方式。

2.車內信息交互平臺設計

如果說車內智能空間是關注于車內設備的智能化與人機互動，那么車內信息交互平臺就是關注于更廣泛的信息交換應用。遍布傳感器和嵌入式CPU的車身，攝像頭與GPS對接，實時捕捉車內信息及車輛之間的信息，生成海量數據，源源不斷地傳輸至智能交通網絡，從而對整個交通流進行低能耗、高效率的調度；另一方面，數據傳輸至汽車生產商總部，制造者通過對大數據（Big Data）的收集、分析及決策，制造出更聰明的汽車，為消費者創造更安全、更舒適的駕駛體驗。

四、智能化汽車設計的現狀

一套完整的汽車人機交互系統包括車載信息系統、車載娛樂系統、車載導航系統、車身管理系統、自然（語音、手勢等）交互系統、在線信息系統和車輛安全系統等。為了對應日趨復雜的各種功能，主機廠都有各自獨立的汽車操作系統（VehicleOperating System），同時傳統的IT廠商也希望將自己的操作系統植入汽車之中（見表1）。

特斯拉（Tesla）的成功，讓人們在看到電動汽車的未來之外，對駕乘體驗也有了一個全新的認識：巨大的17寸中控平臺更加模糊了汽車和電腦的界限，所有的控制都可以通過視覺化的界面來實現，而且所有功能都可以通過網絡進行升級。目前接入互聯網應用已經成為新一代IVI的主流，更多廠商在IVI中導入互聯網資源，并采用更直觀、更友善的界面，如語音控制、全觸控數字化儀表、生物指數識別、3D顯示、RV合成等，這一系列技術手段促使汽車操作系統與云應用、大數據相結合，打破了本地與在線的限制，第三方應用也使傳統封閉系統更加開放。車內智能空間與信息交互平臺的應用與整合正在改變人們對車的認識，重新定義出行的行為，“人-車-城市”間的交互關系也會更加密切。車載系統可以將駕駛者的身體狀況、駕駛習慣等信息搜集起來，可以實時監測駕駛者的生理指數，以保證安全駕駛，同時可以搜集到用戶的真實駕駛偏好，讓企業基于全面的大數據，對車輛進行改進升級。對于電動車來說，遠程監控電池狀態，收集衰減信息，及時提示續航里程及最近的充電站信息，并通知充電站提前做好準備。

表1 目前主流的IVI以及交互方式

五、近未來IVUI的設計趨勢

1.封閉系統的擴展與開放的系統

面對規模達到2 115億美元的車載信息系統市場，巨大的市場空間和關聯效應吸引了如谷歌、微軟、英特爾、三星、蘋果等IT界第三方企業，他們也希望把自身的生態圈布局在汽車產業之中。谷歌開發的無人駕駛汽車，最初是從一個解決送皮薩餅的小需求而發展到一個影響整個產業的革命，來自IT企業的不斷侵蝕與同化，迫使傳統汽車企業開始IT化，在車載系統方面的進步雖然沒有手機產業激進，但未來信息化的趨勢卻是不可阻擋的。

2.汽車與各個系統間的聯動

第一個層面，與智慧城市交通系統的聯動。交通子系統的數據量巨大而且復雜，包括行政區域道路更新數據、施工數據、路面狀況數據（如山城與平原城市的區別，新舊道路的區別）、停車數據、事件數據（如違章、車禍引起的局部擁堵等）、政策因素數據（國事，限行等）、天氣數據、預測數據（如上下班高峰，節假日預案），等等，如何利用先進的信息技術、數據通信傳輸技術、傳感程控技術進行數據分析和應用，使整個交通數據聯動，在更大范圍內全方位發揮作用，實時、準確、高效的進行交通運輸的管理是今后智慧城市面臨的重要問題。

第二個層面，與其他車輛、設施間的聯動。車與車之間（Vehicle-to-Vehicle，V2V）的通信是一項借助車輛與車輛之間的無線通信，通過在視野不佳的十字路口彼此告知位置等方式，降低事故發生的概率。隨著物聯網的深入，道路上各種交通傳感器數量和范圍都在不斷地擴大，例如地磁、線圈、RFID、視頻監控等，通過車與路側單元（Vehicle-to-Roadside，V2R）之間的專屬短距通訊，而實現更多的便利功能。

第三個層面，與個人設備間的聯動。更多的汽車可以允許用戶把個人移動設備通過有線或無線的方式與汽車進行數據共享，進而實現個性化數據的備份與轉移，并實現個人數據的無縫鏈接。

3.全面的感知系統

（1）生物指數識別。生物指數識別技術主要是指通過人類生物特征進行身份認證的一種技術，這里的生物特征通常具有唯一的、可以測量或可以自動識別和驗證、遺傳性或終身不變等特點。通過讀取用戶的面部特征、指紋來判斷用戶ID，自動調整最佳坐姿和車輛預設值。通過實時監測駕駛者的心跳、血壓和呼吸來判斷駕駛者的生理狀態，如突然發病，酒后駕駛，從而進行主動地介入干預，并給予自動地緊急聯絡。

（2）圖像識別。汽車內部識別：利用在方向盤、后視鏡等附近的攝像頭來識別、判斷駕駛員的面部朝向及講話時的注視向等，從而判定駕駛者的注意力是否集中；汽車外部識別：通過識別建筑物、道路標志、路面狀況、車輛以及行人來輔助駕駛（如速度控制、自動剎車、障礙物避讓等）或自動駕駛，以及自動泊車的功能。

六、結論

可穿戴的設備和智能空間的興起在“后手機時代”重新定義了人機交互設計的概念，公共信息的發布以及個人信息的獲取不僅是雙向的而且是多項的，人機交互也不再是個體與一個產品間的交互，而是與城市系統、與系統中人的交互。交互的主體從個人發展為群體，并形成一種“交互網絡”。汽車作為一個移動空間，和其他產品一樣作為媒介鏈接人與信息，是一個更廣泛意義上的“移動終端”。筆者認為：在移動互聯網、大數據時代，IVUI設計成為一個跨學科、跨領域的聯合創新設計，需要從人性化的細節設計和智慧城市的公共信息服務宏觀規劃這兩個方面來考慮。在以汽車為中心的移動終端的概念框架下，駕駛者與汽車間、駕駛者與乘客間、不同駕駛者間、車與車之間的交互共筑了一個多維的交互空間，這個空間模型影響著從個人安全到整個城市的交通體系。因此，汽車主機廠、部件提供商、管理部門、設計者需要聯合起來，從更廣闊的視角來詮釋汽車的交互設計，進而能從公共信息服務的層面上，針對城市信息環境構建，探索人與汽車之間的關系，以及交互設計在城市公共信息服務中的價值與作用。

[1] IBM.智慧的城市[EB/OL].(2013-01-01)[2013-10-12] http://www.ibm.com/developerworks/cn/ industry/smartercities/.

[2] 彼得?馬什，克里斯?布賴恩特，理查德?米爾恩.2013年中國汽車產量將首超歐洲,《金融時報》[EB/OL]. (2013-01-04)[2013-10-14] http://www.ftchinese.com/story/001048284.

[3]張茫茫，傅江.近未來移動計算與汽車信息交互界面設計展望[C]//第三屆藝術與科學國際作品展暨學術研討會論文集.北京：中國建筑工業出版社，2012: 255-259.

[4]i-Japan 戦略2015，日本國首相官邸[EB/OL].( 2009-07-16)[2013-09-20] http://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/ kongo/digital/dai9/9siryou2.pdf.

[5] 中共廣州市越秀區委宣傳部，智慧城市相關觀點和實踐情況選編[R]. 廣州：越秀區委宣傳部，2012.

[6] Hiroshi Ishii,Brygg Ullmer.Tangible Bits: Towards Seamless Interfacesbetween People, Bits and Atoms [C]//Proceedings of the ACM CHI 97 Human Factors in Computing Systems Conference,Atlanta,Georgia:ACM Press, 1997:234-241.

Urban Public Information Services Design: Information Interaction Platform Designwith a Medium of Vehicles

With the growing impact of the Smarter City and the mobile internet on human beings, urban public information dissemination has undergone tremendous changes. As a special terminal of daily information acquisition, processing and exchanges, inner-vehicle information processing, equipment operation and spatial arrangement have constituted a giant system based on the requirement of human beings, which have become an important information platform and also a constituent of the whole Smart City. This paper describes the user interface design of vehicle-mounted information system with the medium of vehicles and proposes a design thinking on the establishment of interactive information platform for the new generation smart vehicles as well as a planning on the design of inner-vehicle smart space.

interactive design; urban public information services; vehicles; user experience

J0-03

A

10.3963/j.issn.2095-0705.2013.06.011（0058-05）

2013-11-15

2013年北京市哲學社會科學規劃項目（13WYC046）。

張茫茫，武漢理工大學藝術與設計學院博士生，清華大學美術學院副教授。