汽車界面適老優化設計研究

摘要：為減輕老年人駕駛負擔，提出可用性大的汽車界面設計建議。本研究采用可用性測試方法，首先選取測試原型和設計任務，邀請6名老年駕駛人參與靜態測試。測試完成后，采用SUS量表和滿意度指標進行評價，以指出可用性問題。基于此，提出汽車界面適老化設計原則，對設計方案進行了適老優化設計，并驗證了優化效果。老年駕駛人對汽車界面的可用性、滿意度較小，需要進行優化設計。本項研究可以大大縮短老年駕駛人界面使用時間，提高老年駕駛人界面操作成功率。可用性測試可以作為汽車界面的優化設計的方法，設計師應注重對功能任務、頁面布局、色彩搭配、圖標認知度等方面的優化，提高可用性與滿意度。

關鍵詞：汽車；界面；優化設計；老年駕駛人；可用性測試

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2024）09-0056-04

Abstract：To alleviate the burden of elderly drivers，suggestions for highly usable car interface designs are proposed.This study adopted the method of usability testing. Firstly，by setting up testing prototypes and design tasks，six elderly drivers were invited to participate in static testing. After completing the test，the SUS scale and satisfaction index were used to evaluate and identify usability issues. Based on this，we proposed design principles for elderly-friendly automotive interfaces，optimized the design solutions，and validated the optimization effect.Older drivers have lower usability and satisfaction with car interfaces，requiring optimization in design. This study can greatly reduce the interface usage time for older drivers and increase the success rate of interface operations.Usability testing can be used as a method to optimize the design of car interfaces，which can help improve usability and satisfaction for older adults. Designers should focus on optimizing aspects such as icon recognition，color matching，streamlined function tasks，and reasonable interface layout.

Keywords：Vehicle；Interfaces；Optimized design；Older drivers；Usability testing

引言

汽車界面是用戶與車的交互媒介，是人機交互的重要領域。近些年，汽車不僅在硬件方面的競爭，在軟件功能上也進行了突破。自動駕駛技術更是依賴于智能化功能，對駕駛人接受能力有較高的要求。老年駕駛人引發的道路危險事故時常出現。當前汽車界面都是針對年輕用戶，老年駕駛人的界面設計需要進一步的考究。眾多學者對老年駕駛人的研究主要集中在傷害治理措施和影響駕駛安全的因素方面。對老年駕駛人的健康狀況評估發現，老年駕駛人存在生理心方面的不足，對駕駛行為會有影響[1]。研究發現，不同文化背景的人會影響中控界面的操作效果。其中，老年人的身體素質、時代背景、文化學識的差異對中控界面有不同的使用表現[2]。老年駕駛人交通事故的發生與老年駕駛人的視覺、認知和行動障礙之間的關系[3]。盡管對老年駕駛人的研究較多，但對車輛屬性適老優化的理論研究較少。

一、研究現狀

（一）汽車界面設計

由于汽車行業的商業滲透，現有量產汽車以消費能力較強的80、90后的年輕人為主。在系統技術、人機交互、設計方面取得較多的研究成果。汽車中控界面研究成果被應用于汽車的開發實踐階段，得到智能汽車量產效益。2019年12月特斯拉發布，而后出現蔚來、理想等品牌，量產車以科技智能配置為亮點獲得廣大用戶的青睞。德系、美系、日系等傳統汽車品牌的車機系統在智能化方面也進行了突破。

在中國，汽車界面設計研究已經形成了標準化設計要求。國家標準GB/T 34590-2017對汽車中控界面提出規范準則[4]。標準規定了汽車人機界面設計的基本原則、設計要求、評價方法等內容，旨在提高汽車人機界面的安全性、易用性和人性化程度。

學術界對中控界面設計研究主要是以人為本，關注安全性、可用性的原則基礎上進行研究。從用戶心理體驗角度優化設計，提高人們對車載中控界面的交互體驗。李夢潔等[5]認為，優化汽車中控界面的可用性來提高駕駛安全性。從感官、審美、安全、情感體驗等角度出發，對面向女性的車載中控界面交互設計研究，讓女性獲得較好的交互體驗。江小浦等[6]認為汽車中控臺應可用、可視、可感知，從人機操控、體驗角度優化，提高汽車駕駛的安全性。耿言等[7]從人因工程角度探索界面的人性化與高適配性體驗。從舒適性、操控性入手，以人為本為理念，探索安全性高的中控臺人機交互。李奇涵等[8]以人為基點，探究了家用轎車的設計應從功能、安全、情感角度進行優化。所以，我們應針對目標人群的人因學特征，結合汽車使用需求，進行汽車中控界面可用性、體驗性的研究，以提高道路交通的安全。

（二）汽車適老化界面設計

汽車界面適老化設計還處于理論研究階段，未取得汽車適老化設計相關的研究成果。中國相關期刊論文發表較少，未探索出具有理論依據的設計方案。可以看出，中國對老年駕駛汽車界面研究較少，但是也開始提出對老年駕駛汽車的人機界面設計研究的概念。部分學位論文已經開始對老年駕駛人的人機系統進行研究，對人機界面適老化設計提出研究理論模型，主要是對老年駕駛行為情景下的人機交互研究。眾多學者研究了不同年齡、文化背景的用戶對汽車界面設計有不同的表現，發現會影響成功的操作。其中，老年人是由于其身體素質、時代背景、文化學識的差異對中控界面有不同的使用表現，有必要在現有研究的基礎上做適老化優化設計。

在國外，由于老齡化進程比較早，對老年人的汽車界面相關研究較成熟。一般是從老年人的身體機能、視覺特征、交互方式等角度分析，從界面設計各個要素總結出適老化的界面形象。駕駛過程中駕駛員視覺注意力特征，為觸屏交互提供非視覺反饋，可以提高多任務處理能力[9]。開車過程中，老年駕駛人的視覺注意力差，會對駕駛安全性產生影響。車載設備、信息娛樂會導致駕駛分心，多點觸控界面可以更快地幫助用戶識別周圍的潛在危險，在識別危險比控制條件方面更快提高駕駛員的表現。此外，老年人需要更簡單、更清晰的界面，同時還需要更多的反饋和提示，以便更好地掌握車輛操作。總之，老年人更傾向于使用簡單的界面、聲音和觸摸操控方式，設計師需要更多的定制化選項來滿足老年駕駛人的個性化需求，同時需要更多的反饋和提示來提高駕駛安全性。

二、可用性測試

（一）介紹

界面可用性測試是一種用于評估應用程序、網站或其他軟件界面易用性的測試方法。可用性測試旨在檢驗用戶與軟件界面的交互，以確定其是否符合老年駕駛人的期望。用于衡量用戶滿意度的研究手段，可以定期對產品進行評估、調整、然后再次評估，可以用于形成或設計產品的整個過程中，及時發現其中的缺點，提供修改建議，然后再重新評估，直到產出最佳方案[10]。本部分將運用可用性測試的方法，從完成率、效率、滿意度3個方面評估，對主流汽車中控界面進行可用性實驗，了解老年駕駛人對中控界面使用的可用性情況。以下是進行界面可用性測試的一般方法：

（1）設計測試計劃：明確測試的目的、測試內容和測試方法。（2）招募測試參與者：招募具有代表性的用戶，根據預先設定的標準進行篩選。（3）準備測試場景：創建測試環境和任務，以模擬用戶在實際使用軟件時的情境。（4）進行測試：讓參與者完成測試任務，同時記錄老年駕駛人在測試過程中的行為、反應和意見。（5）分析數據：根據測試結果，對軟件界面進行評估，并提出改進建議。

（二）測試參與者

6-10名參與者通常可以在一次測試中找到85%的問題。當提出超過12個問題時，新問題再次出現的概率急劇下降[11]。老年駕駛人使用中控界面的痛點較多，不同用戶面臨類似的問題。測試結果與從用戶研究中得出的結論相似。共邀請了6名老年駕駛人參加測試（2名女性，4名男性，年齡均超過60歲）。每位老年駕駛人都有駕駛證，駕駛年限超過8年（平均值=10.3年，標準偏差=1.2，范圍=8～13年）。被測人員均有良好的記憶力、判斷力、反應力。部分老年駕駛人存在高血壓、高血脂的輕微慢性病，但無重大疾病。被測人員在開始前24小時內不飲酒，睡眠充足，以正常的精神狀態進入測試環節。

（三）測試設備

測試是在真實的汽車中進行，在副駕駛位置放置錄音設備訊飛智能錄音筆SR502，在后排駕駛座中間位置固定一臺iPhone11作為攝像機。車型Y中控中控界面作為測試原型，車型Y滿足如下測試選型要求：滿足老駕駛人對理想界面的需求，實用性和便捷性高；主流品牌下的車型，銷量高，確保研究的普適性；車型歷史悠久，符合老年人群定位。

（四）測試準備

測試準備是為了明確使用場景，確定測試的任務。根據測試場景和老年駕駛人的需求準備材料，包括功能點的選擇、任務的創建、測試腳本的編寫、測試參與者的招募。任務創建是根據測試環境的支持以及功能使用需求分配任務，連接多個任務組合讓用戶完成。通過調查分析可知，老年駕駛人使用音樂、收音機、系統設置等功能的頻率較高。因此，本研究的任務設定涉及到音樂、收音機、系統設置三個功能。任務設置如表1所示。

SUS最初由Brooke在1986年編譯，用于衡量系統的可用性。SUS可以科學量化用戶體驗，用于衡量產品或系統在完成一系列任務場景后的整體宏觀感知可用性[12]。為了評估系統的可用性和學習性，調查中的受訪者使用SUS系統的數量進行評估。由于老年人對量表的了解較少，量表數據采用訪談的方式收集。在用戶滿意度評價方面，采用里克特量表法對界面的可見性、美觀性、信息的可理解性、操作的方便性進行評價。1分表示“非常不同意”，2分表示“不同意”，3分表示“尚可”，4分表示“同意”，5分表示“非常同意”。

（五）測試流程

為了保證測試過程的順利進行和研究結果的可靠性，邀請一位老人進行預預測。預測試是在駕駛狀態下進行，老年駕駛人表示對該車型的界面不熟悉，且操作成功率很低，收集到的信息極少，不利于結果的分析。所以，在測試階段，規定老年駕駛人先自由熟悉界面5分鐘，再進行靜止狀態的任務測試。任務測試結束后，又請求老年駕駛人在駕駛狀態下自由體驗，后續填寫SUS量表。

（六）測試結果分析

通過測試發現，老年駕駛人使用汽車中控界面的可用性較低，具體使用痛點如表2所示。老年駕駛人的行為慢、反應時間較長、認知水平差等方面與年輕人存在較大差異，主要存在如下問題：（1）視覺搜索信息困難，不能快速捕捉信息；（2）部分功能的層級過深，不能準確找到功能；（3）色彩對比度過低，不能感知信息狀態的反饋；（3）符號圖標、英文不能被老年人認知，需要經過思考或嘗試。

三、適老優化設計原則

（一）精簡功能任務，簡化交互邏輯

1.精簡界面功能：當前汽車界面功能復雜，設計師應剔除冗余功能任務。常用功能與次要輔助功能需依據老年駕駛人使用頻率與需求分類。移除不必要功能，優化常用功能的人性化設計。適老化中控界面應著重于關鍵功能，取消或隱藏較低使用頻率的功能，如車載游戲、車載KTV、冥想模式、天氣和視頻。

2.簡化信息層級邏輯：老年人對信息層級的邏輯要求較高，設計師需關注信息層級的邏輯性，并將高頻任務置于淺層級位置。汽車人機交互界面層級應降低切換成本、縮短選擇時長、提升操作效率，同時增強界面辨識性。汽車界面的邏輯層級不宜過多，以免導致用戶迷失。

（二）頁面布局合理，功能模塊化

1.縮減頁面信息面積：設計師應將信息呈現的區域設計得小而精準，以便迅速吸引老年駕駛人的注意力，而避免信息在頁面上過于分散。老年駕駛人的視線關注點主要集中在水平視線的中心，視角的擴大會增加獲取信息的難度。

2.減少布局方式多樣性：當前界面設計中采用多種頁面布局組合，如宮格、卡片、菜單、列表和分段式等。這會增加老年人使用界面的難度，應降低頁面信息的復雜程度。簡潔、易于理解的布局有助于老年人快速反應，并掌握界面操作邏輯和功能關系。

3.功能模塊化布局：汽車中控界面的功能應具有明顯的類別屬性，如娛樂類、車輛控制類、智能輔助類和系統設置類等。設計師可以根據功能類別進行頁面劃分，使得老年駕駛人能夠更容易記憶控件位置，從而提高操作效率。

（三）色彩搭配適老，情感體驗舒適

1.調整主題色：盡管藍色在許多界面中被廣泛使用，但對于老年人來說，并不易于識別，不適合作為主題色。設計師應重點對主題色進行調整，選擇柔和且易于識別的顏色，如綠色和黃色，避免使用冷色調。設計師應充分考慮老年人的喜好，橙色和黃色對老年人來說更為友好，易于識別且色彩柔和，有助于增強老年駕駛人的自信心和心理體驗。

2.調整明度、飽和度、透明度：汽車界面的色彩一般通過不同的明度、飽和度、透明度來搭配，便于用戶快速識別信息。但是老年人對色彩的識別能力差，需更高的視覺對比度。設計師應降低背景色對比度，增加主題色和透明度對比度，便于信息獲取。應調低紅、綠亮度避免干擾，還應調低明度背景色提供舒適感。適老化界面設計增加透明度對比度，突出顯示狀態顏色，降低不可顯示色彩透明度。

（四）選用熟悉圖標，認知負擔小

1.選用老年人認知度高的符號圖標：汽車界面設計融合了線性、面性、抽象和具體等多樣圖標。考慮到老年駕駛人認知能力低于年輕人，圖標不易識別導致操作路徑延長和操作完成率降低。設計師應遵循簡潔、直觀和易理解的原則，以快速傳達功能或信息。確保老年駕駛人正確識別圖標，設計師可選用老年人熟悉且廣泛接受的常見圖標。

2.盡量避免使用獨立的英文圖標：主流汽車中控界面圖標常包含英文字母/單詞。老年人受教育程度限制可能導致英文識別困難，降低系統可用性，如“MENU”（菜單）。為提高界面可用性，設計師應考慮將英文字母/單詞替換為中文表達。

3.可考慮圖形與中文標注相結合設計組合圖標：汽車中控界面中的圖標大多已有文字標注，有助于老年駕駛人識別。然而，部分圖標無文字說明，老年人辨識困難。設計師可考慮采用圖形與中文標注的組合圖標設計，以提高識別度和理解度，滿足老年人使用需求。

四、設計實踐與驗證

（一）設計實踐

本次設計實踐嚴格遵循設計原則中對信息布局、層級邏輯、色彩、圖文的優化建議，在測試版本的基礎上進行優化，原型圖設計如圖2所示。在首頁中，減少了單個頁面的應用個數，一個頁面放置3個應用。將藍牙、網絡的入口放置在較淺層級（狀態欄），用戶可以直接點擊進入相應應用。此外，為簡化交互邏輯，還減少功能頁面的層級，只有兩個層級。還考慮到老年人對圖文的認知度低，將部分不可用的圖標替換成認知度高的圖標或標注中文。為控制頁面信息數量，刪去了刷新列表、音樂圖譜等使用頻次少的信息。

為更好呈現老年汽車中控界面設計，在交互原型的基礎上進行了視覺設計。顏色設計遵循了“色彩搭配適老，情感體驗舒適”的設計原則，采用柔和的橙黃色為主題色。老年駕駛人顏色感知力差，還對明度、飽和度、透明度進行了調整。增加了明暗度、飽和度的對比度，用于框架層級間的區分，顏色越淺，層級越淺，反之則越深。對音樂、收音機、地圖等主要功能做了視覺設計，界面設計展示如圖2所示。

（二）設計驗證

為了更全面地評估設計的效果，設置了相同的任務進行可用性測試，并比較了優化前后的設計效果。測試結果表明，多數任務的完成率都有所提高，而所花費的時間相對于原來減少，如圖3所示。這表明，本研究的汽車界面設計方案能有效地為老年駕駛人的安全性提供保障。

在進行優化前，SUS量表的可用性主觀評價平均分為50.8分，而在進行了優化后，該分數提高至76.2分。根據以往的研究，SUS傳統等級評定從“F”級提升到 “C”級水平，觸及“ACCEPTABLE”的范圍。用戶主觀評價從“POOR（差）”提升到 “GOOD（好）”范圍。可見，本研究的汽車界面設計方案有較好的優化效果，能提高老年駕駛人的可用性需求。

圖4展示了6位老年駕駛人對設計方案的界面可視性、界面美觀性、信息易懂性和操作便捷性的主觀評價打分。研究發現，在優化前，老年駕駛人對汽車界面的可視性和美觀性的滿意度較高，但對操作便捷性和信息易懂性的滿意度較低。在優化后，各項指標均有良好的改善，在操作便捷性和信息易懂性方面的改善效果更為明顯。

結論

眾多知名汽車品牌已經按照設計規范設計，但是，中國對老年駕駛人的汽車中控界面設計少，且市場中沒有老年駕駛人的車型。而國外，在這方面的研究相對較多，一般都是以用戶體驗為設計方法論，研究老年駕駛人的特征、需求、注意力，從界面交互方式、圖文信息、操作反饋、信息提示等方面進行研究。老年駕駛人需要簡單、清晰、易于理解的界面設計，汽車界面設計需要進一步適老優化探究。

通過可用性測試發現，老年駕駛人對汽車中控界面的可用性較小，主要是圖標認知度低、文字表述理解困難的原因，還有布局、功能信息等問題。建議設計師遵循以下設計原則：（1）精簡功能任務，簡化交互邏輯：精簡界面功能、簡化信息層級邏輯；（2）頁面布局合理，功能模塊化：縮小頁面信息面積、減少布局方式種類、按功能模塊化布局；（3）色彩搭配適老，情感體驗舒適：重點調整主題色色相、調整明度、飽和度、透明度；（4）選用熟悉圖標，認知負擔小：選用老年人認知度高的符號圖標、盡量避免使用獨立的英文圖標、可考慮圖標與中文標注相結合設計組合圖標。

本研究結合自動駕駛技術的發展背景，可以為自動駕駛技術在老年駕駛智能汽車中的應用掃除障礙。本文研究不足之處是沒有使用精確的實驗儀器，實驗數據只能通過大量的測試、用戶觀察、主觀評分來分析老年駕駛人的使用痛點。

參考文獻

[1]Mohammaddokht S，Saadati M，Kashefimehr B，et al. Assessing and Improving Fitness to Drive in the Elderly People：A Scoping Review of Policies and Guidelines[J]. Iran J Public Health. 2022，51（11）：2404-2416.

[2]Wang Y，Mehler B，Reimer B，et al. The validity of driving simulation for assessing differences between in-vehicle informational interfaces：A comparison with field testing[J]. Ergonomics，2010，53（3）：404-20.

[3]林雨婷. 基于FBM模型的汽車中控人機界面適老化設計研究[D].華南理工大學，2020.

[4]GB/T 34590《道路車輛 功能安全》國家標準[J].中國質量與標準導報，2017（11）：48.

[5]李夢潔.面向女性用戶的車載中控界面交互設計研究[J].時代汽車，2021（19）：133-134.

[6]江小浦，幸翔，胡書可.汽車中控臺設計中的安全性原則研究[J].包裝工程，2020，41（12）：38-43.

[7]耿言.基于安全原則的汽車中控臺人機交互設計研究[J].機械工程與自動化，2022，230（01）：223-226.

[8]李奇涵，王飛，汪曉光.家用轎車中控面板宜人性設計分析[J].現代商貿工業，2018，39（01）：185-186.

[9]Suh Y，Ferris TK. On-Road Evaluation of In-vehicle Interface Characteristics and Their Effects on Performance of Visual Detection on the Road and Manual Entry. Hum Factors. 2019 Feb；61（1）：105-118.

[10]劉孚平.基于康復軟件界面設計的可用性評估研究[J].設計，2017（01）：116-117.

[11]樽本徹也. 用戶體驗與可用性測試[M]. 北京：人民郵電出版社，2015.

[12]劉雨佳，王建民，王文娟，張小龍.基于駕駛模擬器的HMI可用性測試實驗環境研究[J].北京理工大學學報，2020，40（09）：949-955.