軌道交通車輛造型基因研究與應用

張國慶　葉超

摘要：城市軌道交通車輛的造型設計受到企業的關注，對車輛造型進行合理的控制，并將車輛的特征延續、打造企業的軌道交通車輛品牌是企業研究的新課題。對此，在本次研究中，對城市軌道交通車輛造型基因特點展開研究，并提出車輛造型基因提取及應用辦法，推動城市軌道交通車輛造型設計的創新發展。

關鍵詞：軌道交通;車輛;造型基因

城市軌道交通事業飛速發展，對我國經濟發展起到帶動作用?，F階段，城市軌道交通已經成為我國城市居民的主要出行模式，對人們的生活質量產生一定程度的影響?，F階段，我國構建起城市軌道交通為主干的多種交通模式，在軌道交通工具的設計及應用上取得一定的成果，在軌道交通車輛外形設計上主要采取仿生設計理念及地域文化設計理念等，此類設計方法已經形成一定的體系，使城市軌道交通車輛在外形上深入人心。對此，在車輛造型設計上為避免發生品牌混淆，本次研究中，將車輛造型基因理念應用，為車輛未來的造型設計提供依據。

1.車輛造型基因特點

生物基因特點對產品的基因特點起到決定作用，對此，在研究中觀察到產品基因的特點，在本次研究中命名為車輛造型基因特點。首先，遺傳性特點。生物基因的遺傳性是保證生物特性進行復制的一種方式，能對車輛造型及風格進行引導，保證車輛的外形形象，并保障車輛在塑造過程中形象被衍化，保存品牌特性及歷史信息。這種形象是樹立在消費者心中的形象，比如，地鐵形象深入人心，在設計過程中應當保證車輛的造型特征能延續。其次，變異性特征。該特征是生物衍化的必備條件，也是基因進化的模式，車輛在變異過程中會不斷增加全新的功能，除保持基本的基因特性外，還伴隨外部環境的改變而發生變化，基因的變異性是保證產品生命力的關鍵，決定產品的創新性。再次，適應性特點。遺傳基因能賦予生物適應自然的能力，生物適應性決定是否能滿足環境要求。因此，城市軌道交通企業在發展中應當針對外部環境情況，滿足消費者的需求，保持產品的基本印象，將產品特色體現，在產品開發過程中，根據人群對科技及材料的需求，展開差異性的劃分，從而留取適應性較強的基因，完成產品的創新造型目標。最后，多樣化特點。遺傳多樣化使生物種群變得更加豐富，根據多樣化特點，企業根據層次不同及需求不同的群體，設計車輛造型，滿足不同層次的群眾需求。

2.軌道交通車輛造型基因提取及應用

2.1造型基因提取

將常見的城市軌道交通車輛作為觀察對象，在網絡上搜索城市軌道交通車輛的圖片，對圖片進行整理及分類，比如，輕軌車、地鐵、有軌電車。利用計算機軟件對城市軌道列車的形態進行分析，在具體的應用過程中，將圖片加入到CoreDraw軟件中，對線條進行勾勒，設計輪廓寬度為0.5mm，并利用貝塞爾曲線勾畫車頭造型，其中包括立柱及前窗、車輛大燈及面罩等，對形態分析后能獲得車輛造型特征。

對三種軌道交通車輛造型提取后，對車輛造型展開設計研究，其結構中包括兩端司機室及轉向駕車體、浮車車體等，可編制三節編組及五節編組。在車身造型設計過程中，限制性條件包括外輪廓及車體部分尺寸。在車體外部尺寸設計上對每節車廂的長度及寬度、高度展開研究，車輛外形局部設計上需要注重前窗及車門、側窗。根據我國城市軌道交通車輛設計相關規定，可設計標準參數，見表1.

根據形態分析方法，將城市軌道交通車輛的顯性基因作為初始狀態，對尺寸及限制條件明確后，通過計算機及設計軟件對形狀進行分析，在軟件中將造型利用貝塞爾曲線呈現，并根據規則進行推演，獲得貝塞爾曲線的關鍵點，從而生成全新的形狀。在推演過程中，采取縮放及拉伸、平移、錯切、旋轉等方法，完成造型基因提取，并獲得推演后全新形狀。

2.2造型基因應用

推演后的造型在選擇后，進行組合，并利用計算機軟件繪制平面圖，在造型基因的提取過程中根據列車的造型適當進行調整。比如，選擇平移聯合縮放生成前臉造型，利用拉伸完成車燈造型，利用拉伸方法完成前臉組合造型（見圖1）。并將側窗基因在平移后獲得造型形態，將其應用到設計方案中。在車輛造型設計過程中，根據平移及拉伸原則構建前臉造型，其中含有車燈及車窗。在車輛造型設計過程中，利用不同的基因模式能獲得不同的車輛造型組合模式。將設計后的圖形導入到Rhino軟件中進行模型構建，并利用VR工具進行渲染，獲得車輛造型效果圖。

城市軌道交通車輛基因造型在設計后，還需展開評價，主要是評價車輛設計方案的創新性，觀察是否能夠將城市軌道交通車輛的基因延續。對從事列車造型設計人員及非產品設計的人員進行調查，將城市軌道交通車輛設計的效果圖放映在計算機上，參與調查的人員能清晰的對設計方案進行觀看，并制造相關的調查問卷，要求參與者填寫。在調查過程中，講解問卷的填寫方法，并利用計算機進行圖像展示，認為車輛形態類似的部分可以進行圈畫，通過這種調查方式能觀察城市軌道交通車輛的造型設計質量，觀察設計方案是否具有延續性。

結束語

隨著城市軌道交通行業的不斷發展，車輛外形的美觀性及功能性需求日益提升，在車輛產品開發過程中要求產品具有創新性。傳統的車輛設計模式無法滿足城市軌道車輛的造型設計需求，對此，通過造型基因的研究方法，對城市軌道交通車輛的特點進行分析，在明確基因特點后，對車輛造型設計展開探究，明確造型設計的方法及關鍵點，保證基因的延續性，并為人們的出行提供更加豐富的體驗。

參考文獻

[1]陳威，董石羽，向澤銳.基于形狀文法的現代有軌電車造型譜系化設計研究[J].包裝工程，2018，39（22）：157-163.

[2]謝玄暉.城市軌道交通車輛車頭造型設計中的表情認知研究[J].設計藝術研究，2018，8（04）：106-111.

[3]謝玄暉.城市軌道交通車輛造型設計的演進歷程研究[J].設計，2018，（10）：121-123.