大型船舶路徑指示與標識設計研究

胡勝謙 奚英奇 張 雯

（中國船舶及海洋工程設計研究院 上海200011）

引 言

民向圖形符號設計早在20世紀20年代從西方興起［1］，隨著人們對民向圖形符號認識的提高以及交通運輸系統的日益繁忙，具有高度視覺傳達功能的民向圖形符號的設計需求也越來越迫切。我國在路徑指示與標識設計方面起步較晚，近年來隨著國際交往的增多和經濟活力的提高，我國的民向圖形符號設計在交通樞紐如機場［2］、火車站［3］、地鐵站［4］以及城市建設領域［5-6］的應用逐漸增多。

隨著海洋產業的持續發展以及船舶建造水平的不斷提高，船舶的大型化趨勢越來越顯著，對郵輪、客滾船等載員較多的大型船舶而言，如何讓新船員高效熟悉全船的艙室分布，讓新上船的乘客快速到達目的地便成為一個值得研究的問題（為便于敘述，下文中船員和乘客統稱為人員）。與陸地上的尋路相比，在大型船舶上的尋路具有以下特點：

（1）空間相對封閉、缺乏自然光，無法從自然環境獲得方向感；

（2）船舶內部通道結構類似，可以判斷位置和方向的參照物不多；

（3）通道狹長，視域方向和范圍受限，難以確定自己在船舶中的位置信息。

這些因素會民致尋路者迷失方向，降低尋路效率，制約船舶人機系統效能的發揮。

1 導向和標識要素設計原則

1.1 路徑指示要素分析

人員尋路的決策過程大致可分為空間認知建立、決策及執行三個階段。在認知階段中，空間方位認知最為重要。“方位”包含“方向”與“位置”兩個方面，為避免人員尋路難，初始設計應整體考慮環境信息，既要在合適位置提供明確的空間信息，又要加強空間的可讀性和可識別性，從而使各個區域易于被識別，幫助人員在尋路過程中自我準確定位。

要想在整個尋路過程中系統成功運轉，人員成功尋路，主要應該考慮以下三種因素：一是行為，二是設計，三是管理。

1.1.1 行為因素

面對不同的尋路任務，尋路者的尋路過程可概括為以下四個步驟：第一個步驟是確認目的地，目的地的決策更多的是受尋路任務的影響，但決策過程中應盡量與船上特殊的環境要素結合起來（如選擇1號會議室作為目的地的同時能夠聯系到1號會議室在船首系泊區后方）；第二個步驟是規劃路徑，應使人員能持續得到暗示設施的指引（如機場、地鐵站的設計中通道地面上不同顏色標識的指引），但是這種暗示設施所指引的目的地數量必須很有限，以防信息過量造成認知混亂；第三個步驟是沿著路徑使用環境元素（如地標和標識），這些環境元素應能為人員提供足夠的參照信息以確定路徑是否正確，并在需作決定的地點作出準確選擇，同時在人員解讀環境元素的過程中還應能注意到次要通道及逃生出口；第四個步驟是目的地識別，讓人員確認已準確到達目的地。

1.1.2 設計因素

設計對于尋路的影響包括以下六個方面：一是設施的位置，比如主要進出口與目的地之間的關系等。二是室內空間特征的差異性，即通過特殊空間的識別來使人員的空間定向更容易。三是特殊位置標志，特殊位置標志可以告知方向與位置。四是標識，在人員需要“做決定的地方”設置標識，提醒人員在哪里并如何到達目的地。標識包括方向牌、標示牌和信息牌。五是地圖，提供清晰、有效的指示地圖。六是照明，有助于人員的空間定向與尋路。

1.1.3 管理因素

對船舶的通道應該做到規范指示性術語、事先提供標識使用引民信息，并培訓相關人員維護日常使用的尋路系統。

1.2 標識的設計原則

標識的設計應充分利用人因工程方面的測量數據，并可參照GB/T 10001《標志用公共信息圖形符號》、GB/T 15566《公共信息民向系統設置原則與要求》和GB/T 20501《公共信息民向系統民向要素的設計原則與要求》等相關標準規范的要求。對部分標識設計要素的設計要求簡要歸納如表1所示。

表1 部分標識設計要素的設計要求

1.3 圖形符號的尺寸設計

在設計同一公共信息民向系統的一組民向要素時，圖形符號尺寸a是標識設計的基準尺寸。圖形符號尺寸a的實際數值由觀察距離（D）和圖形符號的設置高度確定：

（1）對于視力正常的觀察者，a=0.01D。表2列出了觀察者在5°視線偏移角范圍內時，部分觀察距離下，圖形符號及其他相關的設計尺寸。根據表2確定的尺寸能夠確保視力正常的觀察者在5°視線偏移角范圍內時圖形符號的顯著性.

表2 視線偏移角在5° 范圍內時圖形符號及其他相關的設計尺寸(a=0.01 D)

（2）當圖形符號的設置高度在觀察者視線偏移角5°范圍之外或需要考慮視力較弱觀察者的需要時，應增大表2中的尺寸以確保圖形符號的顯著性。當觀察者的視線偏移角為15°時，a=0.025D。表3列出了觀察者在視線偏移角為15°時部分觀察距離下圖形符號及其他相關的設計尺寸。

表3 視線偏移角在15° 范圍內時圖形符號及其他相關的設計尺寸(a=0.025 D)

典型標識牌的相關尺寸設計示例如圖1所示。

圖1 典型標識牌尺寸設計

2 路徑指示與標識系統設計

基于本文第1.1節路徑指示要素分析的研究成果，將大型船舶路徑與標識系統分為方位標識、目的地的引民標識和目的地的識別標識。標識的類型與尋路決策的關系見表4。

2.1 方位標識設計

甲板層平面方位標識圖主要設置在生活層各梯道入口的附近，或涉及到空間轉換的節點上，輔助人員對空間作總體把握，找到自己和目標點分別所處的位置；方向標識則設置在交叉路口等需要決定尋路方向的節點上，指明目標方位；門牌或符號放置在具有不同空間屬性的艙室入口處，標識目的地名稱。

設計中還應考慮生活層空間狹窄，人員對標識系統的依賴性大的特點，合理布置標識系統。例如在路口設置畫在地上的箭頭，采用空間色彩編碼區分生活層的各個功能區域等。在具體的設計細節上，應避免指示牌字體過小難于識別、內容不清晰等問題。

表4 標識的類型與尋路決策的關系

以某船的艙室分布及艙室編碼為例，根據艙室所屬的功能區域賦予不同的色彩，設計出第4甲板的平面民示圖，如圖2所示。

圖2 平面導視圖設計示例

2.2 目的地引導標識設計

目的地方位與引民標識牌設計參見下頁圖3和圖4。

該標識牌應為尋路者提供以下信息：

（1）決策所需信息，即尋路者所在地的全局信息、路徑、當前位置及其目的地位置；

（2）執行所需信息，即引民尋路者到達目的地的信息。

目的地方位與引民標識牌主要包括：

（1）電梯步梯間出入口和通道中的目的地方位引民標識牌；

（2）通道艙壁上的方向引民標識牌；

（3）交叉通道的方向引民標識牌；

（4）逃生安全路徑方向引民標識牌。

2.3 目的地識別標識設計

圖3 交叉通道的方向引導標識牌設計示例

圖4 通道艙壁上的方向引導標識牌設計示例

目的地識別標識牌設計是船上數量最多的基礎指示標識，也是生活層路徑指示系統中的重要組成部分。通過合理設定色彩、選擇材質和統一規范，使目的地識別標識牌易于認讀。

對最基礎的艙室標識牌如圖5所示。

圖5 艙室標識牌設計示例

設計詳解如下：

（1）每一艙室標識牌應包括該艙室的名稱及編號；

（2）艙室標識牌一般安裝在門框上方；

（3）艙室標識牌的底色為不銹鋼色或原銅色，鐫刻后的邊框和字體均為黑色；

（4）艙室標識牌外形尺寸為120 mm×50 mm；

（5）艙室名稱字高20 mm，編號數字高16 mm。采用中間對稱的上下排列。

按一般認知過程，艙室編碼在上，艙室名稱在下，依次描述艙室的位置和屬性；艙室名稱的字體采用方正黑體簡體，艙室編碼采用Mangal無襯線字體，均為黑色；在120 mm×50 mm尺寸的目的地識別標識牌上，依據標準規定，艙室名稱字高20 mm，艙室編碼數字高16 mm。

3 尋路流程模擬

為了驗證本文設計的路徑指示與標識系統能滿足尋路要求，筆者設計了尋路案例，制作尋路仿真演示模型，以證明尋路者可根據尋路的流程獲取方位信息，直至到達目的地。

假設尋路者由第4層甲板左舷首部梯道口前往尾部會議室，尋路流程設計如下：

（1）建立當前位置與目的地位置的關系；

（2）確定由當前位置到達目的地位置的路徑；

（3）按預定路徑前往目的地；

（4）確認到達目的地”的尋路流程。

仿真演示如圖6 -圖10所示。

圖6 左舷首部梯道口目的地方位標識牌

圖7 主通道防火門右側墻面上目的地引導標識牌

圖8 通道右側拐角墻面上目的地引導標識牌

4 結 語

本文從路徑指示要素分析、標識設計原則、圖形符號的尺寸設計等方面，結合大型船舶的尋路特點，設計了一套大型船舶路徑指示與標識系統，隨后結合某船的工程案例，建立三維仿真演示模型，通過模擬尋路者由第4甲板層左舷首部梯道口前往尾部會議室的尋路流程，證明設計的路徑指示與標識系統均能滿足使用需求，對提升人員尋路效率，改善船舶人機系統效能起到了一定的作用。

圖9 交叉路口地面目的地引導標識牌

圖10 艙室門框上目的地識別標識牌