城市公共空間導(dǎo)示系統(tǒng)的通用性設(shè)計(jì)趨勢(shì)
——維度與載體多樣化

曹伊潔，蕭冰

（上海交通大學(xué)，上海 200240）

一、城市公共空間導(dǎo)示系統(tǒng)概述

（一）城市導(dǎo)示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究?jī)r(jià)值

導(dǎo)示系統(tǒng)是能引導(dǎo)城市居民和游客更快找到正確方向、到達(dá)目的地的空間信息載體。隨著公共空間的發(fā)展、交通系統(tǒng)的發(fā)展，環(huán)境結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，人民對(duì)于環(huán)境信息的獲取需求也越來(lái)越高，所以導(dǎo)向系統(tǒng)是城市必須要具備的基礎(chǔ)設(shè)施。

從社會(huì)價(jià)值上看，完善的導(dǎo)示系統(tǒng)更能反映城市的文明程度和科學(xué)有效的管理水平，提高城市空間利用率；而它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值在于提高人們尋路的效率，同時(shí)也提高了整座城市的流通和運(yùn)轉(zhuǎn)效率；導(dǎo)示系統(tǒng)中的視覺(jué)元素的運(yùn)用則能夠展現(xiàn)城市獨(dú)特的文化和特色，具有文化價(jià)值和美學(xué)價(jià)值?？梢哉f(shuō)一套完整的導(dǎo)示系統(tǒng)就是城市的無(wú)形資產(chǎn)，彰顯城市形象。

隨著技術(shù)發(fā)展，GPS技術(shù)在某種意義上取代了城市街道的導(dǎo)示，但是GPS無(wú)法精確地定位和識(shí)別公共空間里的小目的地，當(dāng)人們位于醫(yī)院、公園等公共空間內(nèi)部的時(shí)候，更習(xí)慣于利用導(dǎo)示系統(tǒng)而非GPS。所以導(dǎo)示系統(tǒng)有著GPS技術(shù)無(wú)可代替的性質(zhì)。而在未來(lái)，隨著人們居住、活動(dòng)的空間不斷擴(kuò)展，以及縱向的地下城市空間建設(shè)，對(duì)于導(dǎo)示系統(tǒng)的研究將會(huì)一直持續(xù)下去，以適應(yīng)新的空間環(huán)境和城市發(fā)展。

（二）通用性——導(dǎo)示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)趨勢(shì)

1.通用設(shè)計(jì)概念

通用性設(shè)計(jì)又稱(chēng)為全民設(shè)計(jì)，在國(guó)內(nèi)也稱(chēng)為無(wú)障礙設(shè)計(jì)，它的設(shè)計(jì)理念是：如何能被殘疾者所使用，也能被所有人使用。隨著城市基礎(chǔ)設(shè)置的逐漸完備，關(guān)于導(dǎo)示系統(tǒng)中圖形、文字、色彩的設(shè)計(jì)方法以及整個(gè)系統(tǒng)規(guī)劃的研究也已成熟，有許多優(yōu)秀的導(dǎo)示系統(tǒng)已經(jīng)被成功運(yùn)用在城市公共空間中，但在導(dǎo)示系統(tǒng)的通用性設(shè)計(jì)上更多的還停留在實(shí)驗(yàn)研究階段，實(shí)例運(yùn)用則較少。

2.通用性設(shè)計(jì)的普適性及重要性

據(jù)世界衛(wèi)生組織發(fā)布的世界殘疾報(bào)告中的數(shù)據(jù)顯示，全球估計(jì)有超過(guò)10億人或者15%的世界人口帶有某種形式的殘疾。這個(gè)數(shù)字在近些年有上升的趨勢(shì)，世界衛(wèi)生組織呼吁人們要加強(qiáng)對(duì)殘疾人的關(guān)注。

對(duì)于殘疾人來(lái)說(shuō)，四肢殘疾的人可以通過(guò)工具來(lái)輔助移動(dòng)，在獲取導(dǎo)示信息方面與正常人水平相同，而對(duì)于有視覺(jué)以及認(rèn)知障礙的人來(lái)說(shuō)，他們無(wú)法像正常人一樣閱讀或理解導(dǎo)示信息，這種情況導(dǎo)致他們無(wú)法進(jìn)入許多公共空間，無(wú)法使用公共交通，難以融入當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)，缺乏與社會(huì)的交流，往往還會(huì)導(dǎo)致心理上的疾病。在許多關(guān)于通用設(shè)計(jì)的研究中都提到了這一問(wèn)題，比如弗拉基米爾等學(xué)者在關(guān)于通用性設(shè)計(jì)的研究背景中就對(duì)這一窘境進(jìn)行了闡述，他認(rèn)為無(wú)法獲得平等信息對(duì)視障人群來(lái)說(shuō)是問(wèn)題關(guān)鍵，馬斯頓·詹姆斯·R和雷金納德·G·高雷奇調(diào)查發(fā)現(xiàn)視障人士在進(jìn)行活動(dòng)和旅行時(shí)對(duì)于導(dǎo)示系統(tǒng)有著強(qiáng)烈的需求，而這種需求也需要得到尊重。在目前的研究中，主要是針對(duì)有視覺(jué)以及認(rèn)知障礙的兩類(lèi)人群進(jìn)行設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)他們獨(dú)立尋路的能力。

對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)，情緒波動(dòng)、壓力以及疲勞都會(huì)影響我們的認(rèn)知能力，沒(méi)戴眼鏡的近視人群難以辨認(rèn)導(dǎo)向標(biāo)識(shí)，年紀(jì)大了以后視力和認(rèn)知也會(huì)下降。許多人的一生中總會(huì)遇到一些身體上的損傷，而通用性設(shè)計(jì)也是為了滿足更大的群體和情境的需求，其研究的重要性不言而喻。

>圖1 盲文導(dǎo)向標(biāo)識(shí)

>圖2 低視覺(jué)模擬目鏡（visual impairment goggles）佩戴效果

二、導(dǎo)示系統(tǒng)的通用性設(shè)計(jì)研究趨勢(shì)

（一）針對(duì)視覺(jué)障礙人群的導(dǎo)示系統(tǒng)研究

視覺(jué)障礙包括色弱、色盲、白內(nèi)障等等有視覺(jué)缺陷的人，對(duì)于沒(méi)有完全喪失視覺(jué)的人，通過(guò)導(dǎo)示標(biāo)識(shí)的圖形、顏色對(duì)比等方面的特殊設(shè)計(jì)就可以幫助他們識(shí)別環(huán)境中的標(biāo)識(shí)。而盲人的尋路問(wèn)題無(wú)法通過(guò)視覺(jué)上的設(shè)計(jì)來(lái)解決。盲人尋路問(wèn)題往往可以分成避障和尋路，避障指的是在不撞到物體或絆倒的情況下移動(dòng)，往往是通過(guò)手杖或者導(dǎo)盲犬進(jìn)行輔助；而尋路是指在對(duì)當(dāng)前位置和航向保持實(shí)時(shí)了解的同時(shí)，從一個(gè)地方到另一個(gè)地方路線規(guī)劃的全局問(wèn)題，與避障相比，盲人對(duì)于方向的感知和判斷比較困難，尋路的容錯(cuò)率更低，所以導(dǎo)示系統(tǒng)必須是可靠的，才能發(fā)揮作用。

最開(kāi)始被提出的導(dǎo)視系統(tǒng)方式是運(yùn)用觸覺(jué)感知的盲道以及盲文標(biāo)志（圖1），但是部分視障者并未學(xué)習(xí)過(guò)盲文，即使是能夠閱讀盲文的人也很難在空曠的公共空間中自己通過(guò)摸索找到盲文標(biāo)志的位置，而盲道只能讓盲人避免障礙物或走出人行道，無(wú)法提供更多空間信息。如何讓視覺(jué)障礙人群能夠更及時(shí)詳細(xì)地獲取周?chē)目臻g信息，更自由地選擇自己的步行路線和目的地成為了該領(lǐng)域研究的主要方向，即延長(zhǎng)使用者的感知范圍，所以研究者紛紛將目光投向了無(wú)線技術(shù)。

無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)是近幾年被提議以及研究最多的，并且已經(jīng)有所應(yīng)用。RFID技術(shù)無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸，而是通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，在醫(yī)療環(huán)境、圖書(shū)館、供應(yīng)鏈等產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有所應(yīng)用，但是在導(dǎo)示系統(tǒng)的研究中無(wú)疑還是新穎、沒(méi)有被完全開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的。近年來(lái)，大部分研究都將目光放在了穿戴型設(shè)備上，大衛(wèi)·帕里、黑茲爾·詹寧斯四位學(xué)者就在論文中提出可以將RFID技術(shù)與衣物相結(jié)合，將導(dǎo)示信息快速地反饋給視障人士。威利斯·S和埃拉爾·S則在他們的研究中提出了一種基于RFID的信息網(wǎng)格系統(tǒng)——在用戶(hù)周?chē)沫h(huán)境中加入發(fā)射器作為導(dǎo)向提示，并在鞋子上安裝RFID接收器，再通過(guò)手杖中的藍(lán)牙作為中介，將導(dǎo)示內(nèi)容通過(guò)語(yǔ)音形式反饋到手機(jī)中。位于意大利北部的蒙貝洛就將該技術(shù)應(yīng)用在了廣場(chǎng)步行道的導(dǎo)示系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)者在步行道上植入了數(shù)千枚標(biāo)簽，通過(guò)手杖頂部的天線激活RFID芯片后，芯片就會(huì)通過(guò)無(wú)線射頻將信號(hào)反饋給智能手機(jī)，再通過(guò)與手機(jī)連接的藍(lán)牙耳機(jī)將位置與環(huán)境信息傳遞給視障人士。同樣的，椎津百合子及其他三位日本學(xué)者則研發(fā)一種可以幫助視障人士的白色手杖，他們的設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)練，將信息接收和反饋機(jī)制都濃縮在了手杖中，這個(gè)智能手杖能夠感知步行線路上的彩色導(dǎo)航線，通過(guò)振動(dòng)，引導(dǎo)用戶(hù)沿著導(dǎo)航線走，也能感知地標(biāo)點(diǎn)上的RFID標(biāo)簽并發(fā)出語(yǔ)音提示用戶(hù)。相較于穿戴型設(shè)備，手杖的好處在于大部分的殘障人士已經(jīng)熟悉它的使用方法，能夠更迅速地掌握。

隨著人工智能的發(fā)展，有學(xué)者選擇將智能機(jī)器人作為載體，弗拉基米爾與他的研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為有一些研究中的穿戴型設(shè)備會(huì)增加用戶(hù)的物理負(fù)載，于是他們將RFID接收器安裝在移動(dòng)機(jī)器人上，這個(gè)叫RG的機(jī)器人能夠感知環(huán)境中的RFID傳感器，并且通過(guò)語(yǔ)音告知用戶(hù)，但是學(xué)者大衛(wèi)·帕里認(rèn)為機(jī)器人系統(tǒng)過(guò)于昂貴并且在應(yīng)用上受到限制，而外放的聲音的音量難以掌控，容易受環(huán)境噪音影響，或者本身變成一種噪音。所以入耳式的聲音信息傳遞或許更適用于多種環(huán)境。

數(shù)字簽名系統(tǒng)（DSS）也在許多研究中被提到，DSS是可以使用機(jī)器視覺(jué)來(lái)檢測(cè)和識(shí)別距離約3米內(nèi)的特定標(biāo)簽，搭配IGS（室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)）提供的建筑布局和物理特性信息的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)一個(gè)裝有紅外發(fā)射器、紅外探測(cè)器和攝像機(jī)的產(chǎn)品就能夠探測(cè)到DSS標(biāo)簽并反饋給使用者。在戈登·E·萊格的研究以及B·S·詹的研究報(bào)告中都運(yùn)用到了這一技術(shù)，但是DSS的局限性在于它適用于較小的室內(nèi)環(huán)境。

還有的研究中選擇利用手機(jī)以及其自帶的攝像功能進(jìn)行導(dǎo)示，因?yàn)槭謾C(jī)作為一種主流消費(fèi)品，具有技術(shù)成熟、便宜、便攜、多功能的特點(diǎn)，也不需要進(jìn)行產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)。詹姆斯·考夫蘭和羅伯特設(shè)計(jì)了能夠被手機(jī)攝像頭捕捉到的色彩標(biāo)簽系統(tǒng)，并進(jìn)行了評(píng)估，但是他們發(fā)現(xiàn)由于用戶(hù)持有手機(jī)時(shí)會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊以及角度偏差，這些問(wèn)題影響了機(jī)器的讀取和翻譯速度，所以他們的設(shè)計(jì)目前并不能提高視障人士尋路的效率，尤其對(duì)于完全失去視覺(jué)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。

遠(yuǎn)程紅外語(yǔ)音信號(hào)系統(tǒng)（RIAS），如威廉·克蘭德?tīng)柤捌溲芯繄F(tuán)隊(duì)就提供了基于遠(yuǎn)程紅外音響信號(hào)的交通信號(hào)系統(tǒng)，馬斯頓·詹姆斯·R通過(guò)研究認(rèn)為RIAS可以為視覺(jué)障礙者提供更快、更安全、更自信和更獨(dú)立的旅行。以O(shè)CR（光學(xué)字符識(shí)別）等技術(shù)進(jìn)行的設(shè)計(jì)研究，并且都通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究確定其在技術(shù)上的可實(shí)現(xiàn)性。但是比起目前成熟研究和應(yīng)用實(shí)例的RFID技術(shù)，還需要經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)久的研究過(guò)程才能確定其在場(chǎng)景中的適用性。

（二）老年人及認(rèn)知障礙人群相關(guān)研究

世界正在進(jìn)入老齡化階段，而中國(guó)人口老齡化進(jìn)程要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于很多中低收入和高收入國(guó)家，在未來(lái)的25年里，中國(guó)60歲及以上老年人在全人口中的構(gòu)成比預(yù)計(jì)將增加一倍以上，將從2010年的12.4%增長(zhǎng)到2040年的28%。多篇研究都表明，隨著人們年齡的增長(zhǎng)，尋路變得更加困難，與年齡相關(guān)的視力、運(yùn)動(dòng)，尤其是認(rèn)知能力的降低可能會(huì)影響個(gè)人尋路的能力，阿爾茨海默病（AD）大部分發(fā)生在老年人身上，超過(guò)三分之一的患有阿爾茨海默?。ˋD）的人在之前的研究中被發(fā)現(xiàn)同時(shí)患有視覺(jué)空間定向障礙，這直接抑制了他們到達(dá)目的地的能力，即使在熟悉的環(huán)境下也有這種情況。

菲利普斯、沃爾福德、霍基等學(xué)者在研究中呼吁人們關(guān)注老年人尋路困難的問(wèn)題，大量相關(guān)文獻(xiàn)已經(jīng)開(kāi)始探索在智能家居中為患有認(rèn)知缺陷如阿爾茨海默氏癥、創(chuàng)傷性腦損傷、腦癱、智力遲鈍和精神分裂癥等認(rèn)知障礙的人提供與生活相關(guān)的技術(shù)支持。

除了在家居環(huán)境中，在社區(qū)及城市公共空間中也應(yīng)該得到關(guān)注，增加認(rèn)知障礙的患者生活的獨(dú)立性，同時(shí)也可以降低家庭、社會(huì)的壓力。

目前收集的文獻(xiàn)中主要研究運(yùn)用兩種方式對(duì)導(dǎo)示系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)以針對(duì)認(rèn)知障礙人群，一種是針對(duì)導(dǎo)示系統(tǒng)中的符號(hào)、圖形、色彩進(jìn)行改進(jìn)，學(xué)者巴特希恩在研究中發(fā)現(xiàn)認(rèn)知障礙患者在尋找途徑時(shí)也會(huì)有意識(shí)關(guān)注標(biāo)志，尤其是導(dǎo)向中的顏色和圖形信息，但他們的記憶力較差，無(wú)法依賴(lài)記憶進(jìn)行尋路，這更體現(xiàn)了導(dǎo)示系統(tǒng)的存在對(duì)于認(rèn)知障礙患者尋路的重要性，加強(qiáng)符號(hào)以及圖形的可見(jiàn)性，能讓患者快速?gòu)沫h(huán)境中獲取導(dǎo)示信息無(wú)疑是研究重點(diǎn)，盧卡·奇安與另外兩位學(xué)者發(fā)現(xiàn)具有動(dòng)勢(shì)效果的符號(hào)、圖形能讓人更容易注意到，而強(qiáng)烈的色彩對(duì)比也能夠起到同樣的效果。戴維·馬爾克斯等五位學(xué)者經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)要幫助老年人在社區(qū)中尋路，除了強(qiáng)化地標(biāo)性建筑，清晰、系統(tǒng)和持續(xù)有效的導(dǎo)示系統(tǒng)設(shè)計(jì)也非常重要。Gharaveis等人發(fā)現(xiàn)，采光是支持老年人尋路活動(dòng)的重要環(huán)境因素，可以考慮利用燈光設(shè)計(jì)進(jìn)行導(dǎo)示。納馬齊則發(fā)現(xiàn)老年人在尋路時(shí)傾向于俯視地面，路標(biāo)應(yīng)放在老年人的視野范圍內(nèi)。

RFID技術(shù)同樣也被運(yùn)用到了這類(lèi)研究中，研究學(xué)者認(rèn)為形成視覺(jué)以外的反饋機(jī)制能夠更好地喚醒認(rèn)知缺陷者的感知能力，研究結(jié)果也表明RFID網(wǎng)絡(luò)能夠提高認(rèn)知障礙人群尋路的準(zhǔn)確度，同時(shí)成本也較低。

三、虛擬實(shí)驗(yàn)趨勢(shì)

相較于傳統(tǒng)的視覺(jué)導(dǎo)示系統(tǒng)，針對(duì)殘障人士的導(dǎo)示裝置在分布和規(guī)劃設(shè)計(jì)上要考慮更多，由于受眾人群較為特殊的原因，對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，尋路的容錯(cuò)率比普通人更低，所以相關(guān)研究需要經(jīng)過(guò)更多的調(diào)查和實(shí)驗(yàn)。

為了提高實(shí)驗(yàn)效率，有的研究者開(kāi)始將虛擬現(xiàn)實(shí)、視覺(jué)模擬等技術(shù)手段運(yùn)用在導(dǎo)示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和評(píng)估中，如學(xué)者JB Rousek和MS Hallbeck讓被試者佩戴低視覺(jué)模擬目鏡（圖2）模擬視覺(jué)障礙人士進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，分析醫(yī)院導(dǎo)示系統(tǒng)中通用性設(shè)計(jì)的缺陷；Christian 貝克爾等四位學(xué)者開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于游戲引擎Unity 4的多主體系統(tǒng)，來(lái)模擬人尋路時(shí)對(duì)標(biāo)志的感知；維拉爾·E則運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以在有限空間內(nèi)模擬更大的場(chǎng)景，評(píng)估兩種不同形態(tài)的導(dǎo)示標(biāo)志對(duì)人尋路認(rèn)知的影響。

虛擬實(shí)驗(yàn)的方式可以更大程度提高研究效率，節(jié)約成本，在未來(lái)或?qū)⒊蔀橹匾膶?shí)驗(yàn)研究方式，但是虛擬實(shí)驗(yàn)是否能夠達(dá)到與實(shí)地一樣的研究效果，還有待進(jìn)一步考證。

結(jié)論

未來(lái)導(dǎo)示系統(tǒng)的反饋機(jī)制將不再僅僅停留在對(duì)文字、色彩、標(biāo)志的視覺(jué)感知上，研究者開(kāi)始利用以RFID為代表的無(wú)線技術(shù)，讓導(dǎo)示系統(tǒng)脫離單純的視覺(jué)感知，向多維度感知——如聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)方向發(fā)展，以適應(yīng)不同需求的人群。這也意味著導(dǎo)示系統(tǒng)的載體可以脫離平面形態(tài)，與更多設(shè)備結(jié)合，呈現(xiàn)多樣化形態(tài)?；跀?shù)字化生態(tài)系統(tǒng)的平面導(dǎo)示、智能穿戴與智能家居相結(jié)合的方式或許將成為未來(lái)空間導(dǎo)示設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢(shì)。無(wú)需視覺(jué)接觸，也能感知到空間信息。這樣的結(jié)合不僅能夠?yàn)樘厥馊巳禾峁└煽康膶?dǎo)向，也能在一定程度上提高普通人的尋路效率。