場景理論視域下地鐵列車旅客界面需求研究

曹淮，龔昕玥

【視覺傳達設計】

場景理論視域下地鐵列車旅客界面需求研究

曹淮，龔昕玥*

（華中科技大學，武漢 430074）

為了提高乘客在地鐵車廂內的乘車體驗，優化地鐵列車旅客界面的合理性與便捷性。以場景理論為基礎，采用問卷調查和用戶訪談等方法，收集現有地鐵乘客的用戶需求，提煉客觀場景。運用Kano模型明確地鐵旅客界面設計的用戶需求權重，基于對用戶需求權重的考量及QFD質量屋展開，功能需求被轉化為產品特征，用以分析用戶需求與產品特征之間的關系。歸納了典型地鐵乘車場景，構建地鐵列車乘客界面的用戶需求與產品特征之間的關聯矩陣，并以此為基礎分別從車廂布局、信號燈提示、扶握系統和導視系統四個方面，提出了地鐵列車旅客界面的配置策略。從場景分析的角度結合多重定量、定性分析方法，驗證場景理論對挖掘地鐵乘車需求具有一定指導作用，并提出地鐵列車旅客界面在提升旅客乘車體驗方面的初步建議。

地鐵列車；旅客界面；場景理論；Kano模型；質量功能展開（QFD）

隨著我國地鐵軌道交通的快速發展，地鐵出行已成為越來越多大眾的公共出行首選，但為了順應地鐵在各城市高速拓展的需要，不可避免地導致我國地鐵在列車內部設計較為單一的局限，僅能滿足大眾基本的搭乘需要，未能照顧到不同類型出行人群的地鐵乘車體驗，限制了部分人群的公共出行。為了改善這一現狀，研究符合當下不同用戶群體乘車場景的地鐵列車旅客界面是十分有意義的。

1 地鐵列車旅客界面概述

旅客界面（Passenger Interface，PI）是指出行中，在乘客與列車之間，存在一個可以相互作用的物理環境界面，由車內旅客界面和車外旅客界面構成[1]。本文的研究范圍限定在地鐵列車車內旅客界面，具體涉及乘客座椅、車輛扶手、LED/LCD屏幕及其他相關服務設施等[2]。旅客界面是近年在動車組的研制過程中[3-5]提出的一個新概念，目前尚未有文獻對其進行明確定義。在本文中，筆者對旅客界面的定義中借鑒了“高速列車駕駛界面”[6]和“機車駕駛界面”[7]的解釋。隨著國民經濟的不斷發展和人們生活品質的日益提高，人們開始越來越多地從舒適度和人性化的角度去關注出行搭乘的公共交通的旅客界面，旅客界面的設計水平逐漸成為衡量與評價各類交通工具出行體驗性價比的一項重要指標[8]。

與國內通用設計、體驗設計起步較晚相比，國外一些地鐵列車發展較快的國家已在研究地鐵列車與人的設計方面發展較為完善。在軌道交通列車車廂這類公共空間的無障礙設計領域，美國[9]、英國[10]等歐洲國家和日本[11]已將“無障礙標準”納入地鐵列車的整車設計中，在設計實踐及理論研究方面都有不少成果。如日本新干線、法國TGV、德國ICE和意大利ETR等全球聞名的列車品牌均已形成各自的品牌，設計語言和成熟的地鐵列車旅客界面設計的設計系統和方法。國外在地鐵旅客界面設計上通常都從通用設計出發，注重市場需求與實踐的結合，在設計實踐及理論研究方面都有不少成熟的成果。中國的地鐵列車在設計上遵循“引進、消化、吸收、再創新”的研究策略，自2004年起，我國與日本、法國、德國和加拿大的四家先進的高速列車制造公司開始展開合作，使我國的列車制造技術得到大幅提升。國內對地鐵旅客界面的設計研究主要有三個方面：第一是主要關注人機工程、車廂布局及列車內關鍵設施的標準化設計研究；第二是基于地鐵歷史發展的車廂內部設計演變的歸納整合[12]；第三是主要結合心理學、行為學等學科進行用戶體驗層面的研究，從而提升乘客體驗。

2 場景理論在地鐵列車旅客界面的應用

2.1 場景理論概述

通俗地說，使用場景就是對用戶需求進行分析與表述的簡單而明確的手段，它的主要結構是由時間（when）、地點（where）、周圍環境中出現的某一事物（what），以及生成所述場景的用戶（who）想要達到的目的和為了實現目標而采取的行動（action）。

場景可以被分為三種不同類型：客觀場景、目標場景和實際場景。客觀場景：描述了用戶最真實的使用環境。通過分析和洞察客觀場景，設計師能夠調研和分析產品的現狀和目標用戶，以了解用戶的最真實需求。構建和分析客觀場景的目的是找到問題點，通過用戶調研獲取前期用戶資料，以構建用戶畫像并準確理解及傳達用戶需求，為設計提供幫助。目標場景：基于客觀場景需求的洞察，設計師期望實現一個能夠滿足相關需求的用戶場景。在客觀場景的基礎上，設計師可以結合相關設計理論和設計指南，通過可用性和場景實驗等方式，分析和研究客觀場景，設計并規范化出能滿足用戶要求的目標場景。實際場景：在實際產品交互設計階段，就會出現多種用戶目標場景，不同的設計師根據對商業的了解后，還設計了不同目標場景。為了驗證和評估不同設計師給出的目標場景的優勢和劣勢，就需要引入實際場景。

2.2 地鐵列車旅客界面設計的場景理論應用

受場景思維驅動的場景理論，是通過設計場景來進行產品創新的設計方法。場景理論介入旅客界面設計具有重要意義。能夠通過解構場景要素構建目標場景，并從場景出發向目標產品轉化。場景理論與地鐵列車旅客界面設計具有擬合性，能夠更好地引導解決設計過程中遇到的挑戰。

2.3 基于場景理論的地鐵列車旅客界面設計流程構建

地鐵旅客界面作為車廂內能直接被旅客感知到的內部各系統，包括車廂布局、座椅系統、扶握系統、導視系統、照明系統及內飾材質與色彩等諸多設施，是一個較為復雜的人-機-環境系統，設計過程中不僅需要考量地鐵列車的內部結構，還需要兼顧旅客的舒適性需求。基于場景理論的地鐵旅客界面設計流程，見圖1。本文以地鐵列車旅客界面需求研究為重點，因此對場景理論的應用聚焦于從客觀場景到目標場景的轉化，首先在客觀場景分析階段引入Kano分析模型，得出地鐵旅客界面的客觀需求權重；其次在目標場景構建階段引入QFD質量屋，得出地鐵旅客界面的產品特征權重；最后基于需求權重和產品特征權重轉化最終的設計要素，并提出提升旅客乘車體驗方面的初步建議。

圖1 基于場景理論的地鐵列車旅客界面設計流程構建

3 基于Kano模型的客觀場景分析

3.1 用戶需求要素提取

KJ法可以將非專業化的語言文字依照彼此之間的關聯性進行分組，再將各小組從更宏觀的角度進行對比，將相似的小組組成大組并擬定合適的標題[13]。筆者通過用戶訪談，并收集了用戶的原始數據的基礎上，通過KJ分類法對訪談中的重要關鍵詞進行分類梳理，結合正在運行中的地鐵列車和過往研究，對地鐵列車旅客界面的需求進行梳理。結合德爾菲法，邀請相關產業的產品經理和技術工程師提出修改意見，總結出車廂布局、座椅系統、扶握系統、導視系統、照明系統、智能模塊和內飾材質與色彩共計7個類型、28種需求的地鐵旅客界面指標體系，見圖2。

3.2 地鐵列車旅客界面Kano問卷

根據Kano問卷的調查結果，可將計算得出的數據歸納為興奮型需求（）、期望型需求（）、必備型需求（）、無差異型需求（）、反向型需求（）、可疑型需求（）[14]，見表1。本研究共回收問卷205份，篩除無效問卷后，得到有效問卷201份，問卷回收率為98.05%。通過SPSS對問卷進行信度和效度檢測。在信度檢測中，本次問卷回收結果的Cronbach's alpha 值為0.960（正向問題：0.970，反向問題：0.949），研究數據信度均大于0.8，表明本問卷有較強可信度。在效度檢測中，KMO值為0.855，大于0.8，Bartlett球體檢驗顯著性為0.000，小于0.01，說明本問卷效度較好。

圖2 地鐵列車旅客界面指標體系

表1 Kano問卷設計樣表

除通過Kano模型劃分用戶需求的屬性外，利用Berger等[15]提出的計算Better（）-Worse（）系數可以反映某項功能有無改善/減少用戶滿意度的能力。

Better（）-Worse（）系數計算公式如下：

增加某一功能時，用戶滿意系數：

減少某一功能時，用戶不滿意系數：

按照式（1）～（2），對KANO問卷進行計算得出所示的用戶需求評價結果，見表2～3。

3.3 地鐵列車旅客界面的客觀場景構建

筆者創建了三種典型地鐵旅客的客觀場景如下。

第一種客觀場景：高曉蘭是一個每天固定時間乘坐地鐵通勤的上班族。早上上班高峰期，通常在在車廂邊緣倚墻休息。臨近到站會因車廂人過多無法準確判斷哪一側車門即將打開看不清車門上方屏幕顯示的是哪一側車門將打開。晚上下班時間較晚，人流相對較少便能坐下閉眼休息，但車廂內的燈光較為刺眼亮，并經常因太累而坐過站。

第二類客觀場景：白敬亭是一個每周末都會和朋友出去玩的大學生，出行乘坐路線不固定，出發前都會用導航確認出行線路和換乘點。途中會和朋友聊天打發時間并不時留意站點信息。在換乘站會因路線不熟悉而走錯出口。晚餐時間，在地鐵上臨時決定中途下車，但出站后室外突然開始下雨，便回到地鐵站的便利店買了傘再出站。

第三類客觀場景：李大海是一個需要每周去醫院復診的輪椅老人，每天乘車由老伴陪同。老伴通常會推著輪椅向車廂角落停靠。但角落離報站屏較遠，經常看不清報站屏上的信息。去程人流較多，老伴只能全程站立，下車時將輪椅推出也很不方便。返程回家時，人流較少老伴坐在最靠邊的座椅上方便輪椅停靠在自己旁邊。地鐵的座椅坐太硬太滑，且車廂內冷氣較足，讓老伴感到不適。

表2 用戶需求評價結果

Tab.2 Results of user needs assessment

表3 用戶需求類型

Tab.3 Type of user needs

4 基于QFD的目標場景構建

4.1 用戶旅程圖

通過分析不同類型旅客的需求特點和偏好，結合用戶體驗理論設計了基于情境感知的產品使用場景。從筆者設想的產品使用場景來看，畫出用戶旅程圖，以直觀的方式重現了用戶使用時的各要素。基于客觀場景的用戶需求總結，構建了三類典型用戶的預期目標場景，見圖3～5。

4.2 技術特征提取

通過用戶旅程圖，可以清晰地理解典型用戶在預期目標場景中的行為、乘車流程和產品使用邏輯，從而發現乘客和列車內相關產品設施之間的交互細節和存在的問題。筆者整理了客觀場景發掘的用戶需求，并通過構建和分析預期目標場景，總結出不同典型用戶的解決方案。這有助于構建輔助QFD質量屋和指導產出產品原型的過程，同時也需要將高重要度的用戶需求轉化為開發設計過程中的技術特征。

圖3 上班族的預期用戶旅程圖

圖4 大學生的預期用戶旅程圖

圖5 輪椅老人的預期用戶旅程圖

技術特征指設計開發團隊將設計技術語言運用于產品規劃階段，概括總結產品質量特性的過程，一般用競品分析、市場分析與案例研究相結合的定性方法進行抽取。從設計的專業視角出發，結合相關設計理論知識和國內外案例，筆者提取了地鐵列車旅客界面的技術特征，并在提取過程中充分考慮前期調研結果中的用戶需求和B型列車空間的自身特點，得出地鐵列車旅客界面設計相關的技術特征共13項（外觀造型A1、尺寸設置A2、材料防滑性A3、使用方便A4、立席空間A5、坐立舒適性A6、可調節性A7、照明環境A8、安全保護性A9、耐久性A10、依靠設施A11、空間色彩A12、可折疊收納A13）。

4.3 用戶需求重要度計算方法

Tontini[16]在研究中基于李克特量表提出了一種修正Kano模型的問卷，用以分析用戶對某一需求持滿意或不滿意的具體程度。根據用戶滿意度系數SI（）和DSI（），筆者將下述調整因子T引入QFD質量屋矩陣的重要程度分析中，見式（1）。

Chaudha[17]在研究中，提出了用Kano理論的兩個重要參數來調節傳統改善率的方法。該方法是基于需求分類來對需求的改進程度做出判斷并將其作為調節因素，然后再通過調節系數進行修正，從而得到最終結果。其中，變量的值按照每個要求的Kano類別進行設置，這些類型中，無差異型，必備型、期望型和興奮型需求的取值分別為0、0.5、1和1.5。利用公式可計算出需求調整的改善率M，見式（2）。

需求改善率0是用戶對需求滿意度這一目標提高的預期比例，它由目標滿意度S和當前滿意度0之比計算出來。一般采用問卷調查，并對市場上已有競品作競爭性分析，以測定S，0等指標，見式（3）。

基于所述需求調整改善率M與所述用戶需求重要度H，可計算調整后的所述終端用戶需求重要度Q。在對用戶進行需求重要度評分時，使用了5階李克特量表，用戶可對各需求進行評分，分值在1～5，其中5代表最重要，1代表最不重要。初始用戶需求重要度H的值是通過計算各需求的平均分得到的。最終用戶需求重要度Q，見式（4）。

4.4 設計要素最終權重計算方法

在質量屋中，可以使用多種符號來表示各個用戶需求與產品特征之間的相互關系。通過重要度評價可以確定每個產品特征對用戶需求的影響程度，評分范圍為0、1、3、5、7，其中數字7代表重要程度最高，數字5表示重要度較強，3表示重要程度一般，1表示重要度低，0表示重要度最低。產品特征獲得較高的評分，表明其具有更高的設計價值[18]。通過對各指標重要性進行分析得到了各指標的關鍵影響因子，并給出了各指標在工程上的具體應用方法。各技術特征最終權重的計算見式（5）。

式中：W表示第個設計要求的絕對重要度；Q表示第個用戶需求的最終重要性；R表示第個用戶需求與第個設計要求之間的相關程度系數。

4.5 用戶需求質量功能展開

首先對Kano模型總結出的用戶需求進行權重排序（見表4），將整理后的需求依次填入質量屋的左墻。將上文整理出的用戶需求填入質量屋左墻，將輸入的數據依照前文提到的式（1）～（5）計算出各個用戶需求的重要度。

4.6 QFD質量屋

將前期數據分析得出的地鐵旅客界面的設計需求和歸納總結的產品技術特征，分別填入QFD質量屋中。同時，邀請7位參與前期用戶訪談，評價地鐵旅客界面用戶需求與產品功能特征之間關聯性，在質量屋房間中填充所計算出來的用戶需求與產品功能特征之間相互關系的評價結果。其中0表示產品功能特征與對應的用戶需求無相關性，1分表示用戶需求與產品功能特征關聯性較弱；3分則表示用戶需求和產品功能特征之間具備一定相關性；5分則表示用戶需求和產品功能特征的相關性較強；7分則表示用戶需求和產品功能特征之間的關聯性極強，見圖 6。

4.7 小結

基于地鐵列車乘客界面的用戶需求與產品特征之間的關聯矩陣，可得，在對地鐵旅客界面進行優化設計時，外觀造型、大小設定，使用便捷、可調節性及其他因素對地鐵乘客界面的用戶需求具有很大的關聯性，有關設施便利、舒適性與靈活性占主導地位。通過對乘客體驗滿意度調查數據結果分析發現，影響地鐵旅客界面用戶滿意程度最高的是乘坐舒適度，其次為操作便捷性、使用環境安全性及信息交互性。所以在對目標場景進行后續方案可視化設計時，可考慮結合上述相對權重較大的地鐵乘客界面功能特征，優先考慮排序在前列的用戶需求。

表4 用戶需求最終重要度

Tab.4 Ultimate importance of user needs

圖6 質量屋模型圖

5 研究結果

5.1 結果分析

本研究以B型地鐵列車為對象進行旅客界面設計，因此在實施設計時以現有車輛的內部空間尺寸作為設計依據，官方發布的B型列車客室內部主要設計參數（見表6）。截至2022年1月，各城市的B型地鐵列車主要采用兩種布置方式，一種是非等距車門，全列各車廂內門間距均為4 580 mm，頭車與下一車廂間的門距為4 880 mm，其余各車廂之間的門距為5 780 mm[19]；另一種是全等距門，即全列車門間距均為4 880 mm。

5.2 研究結果啟示

地鐵列車旅客界面配置的基本策略如下。

1）車廂布局：車廂內座椅由聯排獨立的折疊座椅和可自動調節的座椅區構成。其中首尾兩節車廂左右兩列均為聯排折疊座椅，且在首尾墻壁各設有兩個腰靠設施和一個可觸摸大屏。其余車廂內一列為折疊座椅區，一列為自動調節座椅區。折疊座椅區座椅數量固定8座，自動調節座椅區座椅數量也為8座，但兩端靠門側均設有腰靠供站立乘客使用。在乘車高峰期，自動調節座椅區內部座椅呈收起狀態，留有4個折疊座椅可供使用，這樣可為更多乘客提供站立空間，攜帶有小件行李的乘客還可將物品放置在臺面上，減少負重。在非乘車高峰期，自動調節座椅區內部座椅呈展開狀態，提供另外4個座椅。該布局設計在不減少列車固定座椅的情況下，既能在高峰時段提升列車的載客能力，也能在非高峰時段為更多乘客提供更舒適的座椅體驗。同時該布局也能很好地滿足有輪椅、嬰兒車甚至自行車乘客的乘車需要，為他們提供更舒適的乘車空間和更便利的上下車路徑，見圖 7～8。

2）增加信號燈提示：在車門的上方增設LED紅綠燈條，用來在即將到站時提示乘客開門側方向，見圖9。

3）握點更多的扶握系統：建議在車廂的門前立席區增設中央立柱，該立柱為四桿立柱，可為區域內不同角度的站立乘客提供扶握抓手，保持平衡。在車門兩側增設小型扶桿，供靠近車門倚靠的乘客使用，并在座前立席區增加3組吊環扶手，每組6個吊環，方便區域內站立的乘客使用。為照顧不同身高的乘客在區域內都能有扶手抓握，身高較矮的乘客可選擇吊環，身高較高的乘客可抓握吊環間空隙的金屬扶桿來保持平衡，見圖10。

表5 B型列車主要設計參數

Tab.5 Main design parameters of train type B

圖7 車廂布局圖

圖8 坐席區

圖9 車門提示燈

4）實時信息顯示屏：每節車廂都在頂部居中設有LCD報站屏，前后均可查看信息，同時保留兩側車門上方的屏幕，滿足車廂內乘客從不同角度查看信息的訴求。屏幕上除了展示具體的路線信息外，通過線性地圖來顯示相應的站點換乘選項、預計到站時間，在即將到站時屏幕會切換站點的出口分布，讓乘客在上車后獲得有關站點的全部相關信息，便于進行預期管理，見圖11。

圖10 扶握系統

圖11 報站屏

6 結語

本文基于場景理論，擬通過對目前地鐵列車旅客界面進行優化來滿足用戶的乘車需求。以地鐵乘客的乘車需求為研究對象，通過用戶調查與分析，將地鐵乘客的用戶需求與車廂內的設施功能對應，通過量化分析和需求層級，總結了地鐵列車乘客界面的用戶需求與產品特征之間的關聯矩陣，從車廂布局和車內硬件設施的角度配置建議方案，希望通過提出的設計建議能滿足地鐵乘客的用戶需求，為地鐵列車旅客界面優化提供解決方案。

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Passenger Interface Needs for Metro Trains from the Perspective of Scene Theory

CAO Huai, GONG Xinyue*

(Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)

The work aims to improve the passenger experience in the metro carriage and optimize the rationality and convenience of the metro train passenger interface. Based on the scene theory, a questionnaire survey and user interviews were used to collect the user needs of existing metro passengers and refine objective scenes. The Kano model was used to clarify the user need weights for the design of the metro passenger interface. Based on the consideration of the user need weights and the QFD quality house development, the functional needs were transformed into product features and used to analyze the relationship between user needs and product features. A typical metro ride scene was summarized, a correlation matrix between user needs and product features of the metro train passenger interface was constructed, and a configuration strategy for the metro train passenger interface was proposed based on this. In conclusion, from the perspective of scenario analysis combined with multiple quantitative and qualitative analysis methods, the scene theory is verified to be useful for guiding the exploration of metro passenger needs, and preliminary suggestions are made for the metro train passenger interface to improve passenger experience.

metro trains; passenger interface; scene theory; Kano model; quality function deployment (QFD)

TB472

A

1001-3563(2024)02-0200-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.02.021

2023-08-19