基于地域文化的有軌電車造型設計研究

摘要：旨在探究地域文化在現代有軌電車整車造型設計中的應用流程和方法。闡述了現代有軌電車造型設計的研究內容和原則，通過對地域文化和形態模擬概念的論述，分析了地域文化和形態模擬與有軌電車造型設計相結合的意義與作用，提出了結合地域文化和形態模擬的有軌電車造型設計流程和方法，并將該方法應用到設計實踐中。以天水市有軌電車車輛設計項目為例，運用該方法進行造型設計并輸出了設計方案。天水市有軌電車造型設計方案獲得了業主認可并成功量產運營，表明其設計流程和方法具有可行性，能為我國有軌電車相關設計提供新思路。

關鍵詞：有軌電車；造型設計；地域文化；形態模擬；天水市

中圖分類號：U2702 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2024）13-0134-04

引言

近年來，作為軌道交通車輛之一的現代有軌電車以其綠色環保、準點高效、造價低、運行和維護成本低等優勢，逐漸成了我國大城市地鐵的補充線以及中小城市的骨干線，這種新型的公共交通工具為客流運輸提供著源源不斷的支持[1]。有軌電車線路多為地面敷設，使得有軌電車車輛成為展現城市文化特色的良好載體。當地文化元素在軌道交通車輛設計中的體現與表達已逐漸成了發展趨勢[2]，如何將地域文化與軌道交通車輛造型設計進行有機結合成為現在研究的重點。例如，張榆等通過設計實例分析了民族文化與軌道車輛造型設計元素的關聯性，提出了面向民族文化的軌道車輛造型設計方法，并應用在呼和浩特地鐵設計中[3]。秦凱琦對文化元素和符號提煉等進行了分析和總結，并將其應用在鄭州輕軌車輛設計實踐中[4]。任陸軍將徽州地域文化融入軌道交通工具設計中，體現了傳統地域文化元素與現代元素的融合共生[5]。劉辰等對內蒙古地區的地域文化載體進行了挖掘，采用形態仿生設計方法形成了融合內蒙古馬文化的有軌電車外觀設計方案[6]。目前，地域文化元素在有軌電車造型設計中的應用研究側重于車輛的外觀造型設計，而對于地域文化元素在有軌電車整車造型設計中的應用研究較少。因此，本文對地域文化和形態模擬概念進行了闡述，以及分析了地域文化和形態模擬與有軌電車相結合的意義和作用，提出了一種結合地域文化和形態模擬的有軌電車整車造型設計流程和方法，通過運用該方法對天水市有軌電車造型設計項目進行設計實踐，為往后相關的有軌電車造型設計提供了參考。

一、現代有軌電車造型設計

（一）現代有軌電車造型設計研究內容：現代有軌電車是集機械制造、自動控制、電氣技術、電子技術和工業設計等多種學科知識為一體的高科技工業產品[7]。有軌電車造型設計作為有軌電車工業設計的重要組成部分，同樣需要對“人－機－環境”系統進行研究分析。人，指的是有軌電車車輛使用者，包括乘客、生產者、維修者、操作者、所有者等；機，指的是有軌電車車輛本身，包括結構、材料、工藝、人機交互界面、內外飾造型、色彩涂裝等；環境，指的是有軌電車的使用環境以及對車輛產生影響的社會、文化和市場環境等[8]。在對有軌電車進行造型設計時，除了需要分別研究人、機、環境這3 個子系統包含的因素外，還需要研究它們作為整個系統時，相互影響、相互作用的關系。

（二）現代有軌電車造型設計分類：有軌電車造型設計分為外觀造型設計和內飾造型設計兩部分。外觀造型設計包括車頭造型設計、車身造型設計以及涂裝設計。其中，車頭集成的部件較多，是外觀造型設計的重點；車身多與車頭連接，在設計時應注意車輛設計風格的整體性，避免出現割裂感；涂裝設計包含對車體色塊區域的劃分、車體配色以及裝飾性圖案的設計。內飾造型設計包括司機室造型設計和客室造型設計?？褪以煨驮O計的重點在于座椅、貫通道、內墻等部位，司機室造型設計的重點在于司控臺區域。

（三）現代有軌電車造型設計原則：《車輛設計參考手冊》中提出了車輛設計原則：實用、經濟、美觀[9]。對于軌道交通車輛造型設計來說，還需在此設計原則基礎上增加“創新”。①實用是對現代有軌電車造型設計的基本要求。具體體現在功能范圍、工作性能、使用性能3 個方面。完善合理的功能范圍有利于有軌電車的設計、施工、檢修與維護；先進優良的工作性能可以提高增加有軌電車安全性、穩定性和耐久性等，便于減少不必要的維修維護成本；舒適宜人的工作性能可以保證車輛使用者獲得較好的交互體驗。②經濟是現代有軌電車設計者和制造者的出發點和落腳點。有軌電車作為商品，其市場價格與銷售業績密切相關，所以應該平衡好設計與成本之間的關系，在通過設計為有軌電車賦能的同時，還需通過使用新技術、新工藝、新材料來降低生產成本，以增加產品的市場綜合競爭力。③美觀是指車輛美感的綜合體現。有軌電車車輛通過設計后，需體現產品的形式美、結構美、工藝美和材質美[8]。形式美包括車輛呈現出來的姿態美以及色彩美，是有軌電車造型設計美的外在表現；結構美是指車輛的結構設計符合人們的視覺邏輯；工藝美是指車輛生產時所使用的加工工藝能實現相應的設計效果；材質美指的是合理選擇的材料展現出的質地美感。④創新是有軌電車發展的動力。在設計時，既要保留車輛原本的特性，又要從多個角度展開聯想，積極尋找創意點。一切工業產品都是遵守實用、經濟、美觀和創新來進行造型設計的，現代有軌電車同樣也不例外。

綜上所述，現代有軌電車造型設計的對象是車輛，但人作為車輛的實際使用者，應把人作為設計的出發點，在研究“人—機—環境”系統關系的基礎上，以設計原則作為指導，綜合運用設計理論和方法，設計出既美觀又具有特色的現代有軌電車造型。

二、地域文化

（一）概念闡述：地域文化是指一定的地理區域范圍內，經過長期的歷史積淀所形成的，獨具特色并傳承至今，仍發揮作用的文化傳統、遺存、習俗等產物[10]。地域文化元素是地域文化的最小組成單位，具有典型代表性。地域文化元素按照存在形式可分為物質文化元素和非物質文化元素[11]。物質文化元素是地域文化的外在體現，一般是指有形的、不能被量化的實體元素，包括自然風光、動植物、氣候等天然元素以及生活用品、當地特產、基礎設施、地標建筑等人造元素；非物質文化元素是地域文化的核心和內在體現，一般是指無形的、無法被量化的非實體元素，包括行為特征、民風民俗、方言文字、傳統藝能等行為元素以及神話傳說、精神品格、宗教信仰等精神元素。

（二）地域文化與現代有軌電車造型設計：生活在不同地理區域范圍內的人們具有不同的思維模式和行為模式，從而導致了地域文化的差異性[12]?，F代有軌電車作為往返于城市區域間輸送乘客的交通工具，在滿足人們基本的出行需求以外，還應展現區別于其他城市的獨特文化風貌。因此，在進行有軌電車造型設計時，除了追求車輛功能和技術創新以外，還需充分考慮當地文化元素的應用。地域文化元素中的物質文化元素在有軌電車造型設計中的應用多以元素本身的圖案、色彩、肌理等形式體現，而非物質文化元素與有軌電車相結合，則能夠賦予車輛象征意義，有利于傳承和弘揚當地特色文化?，F代有軌電車造型設計應融入當地地域文化元素，結合形式美學的構成規律[13]，以賦予車輛文化內涵，增強人民的文化認同感和歸屬感。

三、形態模擬

（一）概念闡述：形態模擬是指對自然事物或人造事物的外在形態進行模擬，包括造型、色彩、肌理等特征[14]。形態模擬法是在模擬事物形態的基礎上，通過分析、理解、構思和應用4 個階段，最終產出創新設計方案的過程。形態模擬法分為具象形態模擬法和抽象形態模擬法。具象形態模擬法以形似為目的，通過選擇事物的整體或局部形態，經過簡單加工后應用到產品外觀設計中；抽象形態模擬法以神似為目的，先選擇事物的整體或局部形態，再通過簡化、概括、提煉和變形等手段處理后應用到產品外觀設計中。

（二）形態模擬與現代有軌電車造型設計：在有軌電車造型設計過程中加入對事物形態的模仿應用，不僅能豐富有軌電車的造型設計語言，還能在車輛和人之間使人建立起新的聯系，使人產生聯想與共鳴?，F代有軌電車車輛需考慮空氣動力學等因素，大部分的有軌電車車頭圓潤，型面銜接順暢，外觀造型整體性較強，若在有軌電車外觀造型設計中運用具象形態模擬的方法，車輛造型易出現瑣碎感和生硬感。同理，雖然有軌電車內飾的組成部件較多且分散，但這些部件共同構成了車輛的內部空間，各部件設計風格需保持一致，也不宜設計成太具象的造型。因此，在設計時應結合車輛的部件結構，把握設計的尺度，以達到神形具備的效果，使車輛造型設計方案既有形象感又不缺乏深度。

四、結合地域文化和形態模擬的有軌電車造型設計方法

（一）設計流程：目前，傳統的基于地域文化的有軌電車造型設計流程大致可分為3 個步驟：地域文化調研及分類、地域文化元素提取和地域文化元素應用。其中，地域文化元素的提取和應用是此設計流程的重點步驟，而提取出的地域文化元素作為物質或非物質形態，需要運用設計方法對其進行處理，才能與有軌電車的造型進行有機融合?；诖?，在傳統設計流程中引入形態模擬的概念和方法，能為地域文化元素在車輛造型設計中的提取和應用提供新的方法論指導。結合地域文化和形態模擬的有軌電車造型設計流程如圖1 所示。

（二）地域文化調研及分類：地域文化的調研及分類是車輛形態模擬設計的基礎。對地域文化進行充分的調研能為有軌電車的造型設計提供豐富的形態模擬素材，將地域文化元素進行分類能便于車輛造型設計時選擇合適的形態模擬對象。

地域文化調研可分為一手調研和二手調研兩種方式。一手調研是指自己獲取信息的方式，二手調研指的是基于他人的成果獲得信息的方式，對有軌電車造型設計通常將兩種方式相結合，以達到對當地地域文化全面細致的調研，具體方法為：通過網絡搜索、文獻報道等方式對項目所在地的地域文化進行初步了解，再結合問卷調查、拍攝、實驗論證等方式收集和獲取相關信息和資料，并按照物質文化元素和非物質文化元素兩方面進行分類。

（三）形態模擬對象選擇及特征提?。河熊夒娷囆螒B模擬對象的選擇及特征的提取是車輛形態模擬設計的前提。形態模擬對象的選擇關系著車輛造型所呈現的文化意象，在有軌電車造型設計時分析形態模擬對象的語義內涵，選擇合適的對象并準確提取其形態特征進行模擬，有利于向人們傳達所選對象的象征意義，具體方法為：對收集整理后的地域文化資料進行討論，選擇具有典型代表性的地域文化并分析構成此類地域文化所包含的元素，從中選擇最具代表性的地域文化元素作為車輛的形態模擬對象，通過分析車輛模擬對象的造型、色彩和肌理等形態特征并結合有軌電車造型特點，提取出模擬對象的關鍵特征。

（四）模擬對象特征轉化及應用：形態模擬對象特征的轉化及應用是車輛形態模擬設計的核心環節。從形態模擬對象中提取的特征通常不能直接使用，而是需要對提取的特征進行處理，以轉化成可以被人們感知的樣式再應用到整車造型設計中，具體方法為：先對提取的特征進行特征線描繪，并選擇合適的形態模擬方法對特征線進行簡化、變形、抽象、夸張等處理，再與有軌電車造型設計相結合，從而輸出相應的外觀和內飾造型設計方案。

五、地域文化和形態模擬在天水有軌電車中的應用

（一）天水市地域文化調研及分類：天水市因“天河注水”的傳說而得名，位于甘肅省東南部，自然環境優越，氣候宜人，景色秀麗，被稱為“隴上江南”，是古代絲綢之路重要的節點城市。天水擁有悠久的歷史底蘊和豐富的文化資源，作為人文始祖伏羲的誕生地，甘肅天水是華夏文明之源，中華民族的發祥地之一，同時聚集了伏羲文化、大地灣文化、石窟文化、先秦文化、三國文化這五大代表性文化。在設計工作開始前，通號軌道車輛有限公司工業設計團隊赴天水市開展實地調研，充分體驗當地文化，并結合互聯網搜索等方式將獲取的調研信息和資料按照地域文化元素分類進行了收集和整理。天水市地域文化元素分類見圖2。

（二）形態模擬對象選擇及特征提取：為保證設計方案的創新性，設計團隊邀請了天水市文聯、書法家協會、博物館等各類專家共同參與了天水市地域文化研討會。經過對天水地域文化的深入探討和分析，最終選擇了以伏羲文化、石窟文化和大地灣文化三大典型地域文化作為設計切入點，從中選取不同的地域文化元素作為車輛造型設計的形態模擬對象。天水市地域文化元素形態如圖3 所示。①伏羲文化：伏羲文化是華夏文明的源泉，開拓了中華民族的文化歷史。伏羲創造的八卦文化，以其玄妙的內涵深刻影響著華夏民族的精神內核。伏羲故有“龍的傳人”之說，龍的形象極具威嚴，充滿力量感，被看作恩澤萬物的神明的化身，象征著至高無上的地位，直至現在都是中華民族的代表形象。設計師選取龍作為車輛造型的形態模擬對象，提取了龍角和龍須作為重點模擬的特征部位。②石窟文化：以中國四大石窟之一——麥積山石窟為代表的石窟文化，距今有著1600 多年歷史。麥積山石窟位于天水市麥積區，石窟內保存大量早期泥塑，素有“東方雕塑館”之美譽，在中國洞窟史上占有輝煌的地位。石窟的數量之多、藝術水平之高，在國內眾多石窟中無出其右者。這些佛教雕塑傾注了古代無數名匠對于現實生活的認識和對美好愿望的追求，淡化了宗教的神秘色彩和恐怖氣氛，充滿濃郁的生活氣息。設計師選取佛像作為車輛形態模擬的對象，從中提取出了頭部輪廓、色彩等特征。③大地灣文化：大地灣出土過中國最早的文字、彩陶、繪畫、樂器、宮殿式建筑，是華夏民族歷史長河中眾多藝術文化的源泉與雛形，經過重重演化成為現今世界各式各樣的文化瑰寶，尤其是大地灣出現的各種彩陶，其形態、色彩、紋路的豐富程度，不僅在人類文明考古中極為罕見，在藝術史上也是極具意義，頗為經典。設計師選取陶器作為車輛形態模擬的對象，并從中提取了器型輪廓、色彩以及紋理等特征。

（三）模擬對象特征轉化及應用：設計團隊將提取的形態特征分別與有軌電車造型設計相結合，經過繪制創意草圖、手繪效果圖、3 維建模、效果圖渲染等步驟，輸出了外觀和內飾造型設計方案各三套，天水有軌電車造型設計方案匯總見圖4。經過專家評審，最終選定外觀造型設計方案一、內飾造型設計方案二進入到后續的詳細設計階段，并對方案提出了修改意見。下文主要對選定方案的形態特征轉化及應用過程進行分析和描述。

1. 天水有軌電車外觀造型設計：外觀造型設計方案如圖5 所示，此方案的設計元素主要取自于伏羲文化，車輛外觀造型通過模擬神龍形態所呈現出的姿態、色彩以及燈光效果，好似真龍降臨天地間，既承載著天水過去厚重的歷史，又傳遞著天水人民對未來的美好期盼。①車頭造型設計：設計團隊通過對龍形態的觀察，發現龍的造型特征大多集中在頭部，所以選擇了龍角和龍須作為重點模擬的特征部位并對其進行了特征線提取，再運用抽象形態模擬法，對提取的特征線進行抽象、簡化、重組后，應用到有軌電車車頭造型設計中。天水有軌電車車頭造型演變過程如圖6 所示。向上伸展的龍角通過轉化變形，勾勒出了車頭前立柱的造型輪廓；舒展的貫穿式車燈象征著飛揚的龍須，以傳達出磅礴的氣勢；車頭接近角上翹的造型取自龍頭下顎的特征，模擬了神龍抬首的霸氣姿態。②車身造型設計：“伏羲一畫開天地，太昊大道貫古今?！笔侵袊糯囊痪渲V語，意思是——伏羲當初畫下的一筆，劃分了天與地，開創了世界；太昊伏羲的偉大思想，穿越了古今，貫通了萬物。天水有軌電車的貫穿式車燈模擬這一概念，從車頭處向車體兩側延伸，將車身上下部分劃分開來，分別象征著天空與大地。③涂裝設計：以黑色作為車輛的色彩主基調，使得人對車輛視覺感受更為整體的同時，凸顯了車輛的側面輪廓和姿態。頂部采用銀色鏡面材質，車輛行駛過程中可以反射天空的倒影，與天水市的環境相交融。底部選用金黃色，意在模擬神龍出沒時的金光流動。點綴于車體兩側的圖形來自伏羲八卦，側窗區域上的龍紋圖案取自于天水伏羲廟的標識。通過對上述兩種紋樣的運用，將伏羲畫八卦、創立龍圖騰、乾坤定位以及天人合一的和合思想與車輛有機地融為一體，直觀而不失美感。

2. 天水有軌電車內飾造型設計：內飾造型設計方案如圖7 所示，此方案的設計元素主要取自于大地灣文化，車內各種地域文化元素的運用形成了舒適且充滿文化氛圍的現代化乘車空間。①客室造型設計：橫排座椅側面輪廓提取自大地灣出土的人頭型器口彩陶瓶流暢飽滿的形態特征，通過對特征進行簡潔化和幾何化處理，使座椅更貼合乘客的乘坐姿態。天水有軌電車座椅造型演變過程如圖8 所示。中間車廂的折疊座椅為乘客提供了多種乘坐方式，充分利用了車內空間，可以滿足不同客流量及不同人群的需求。座椅采用雙色設計，顏色參考了陶器的暖棕色和銀灰色。中央扶手以及側墻扶手造型模擬了天水市市樹國槐的形態，向上舒展的姿態象征著天水市的蓬勃發展，在視覺上拉長了縱向空間，與車內整體的曲線設計風格相呼應，和諧而富有韻律。內墻選用米白色，搭配上頂部貫穿車廂的長條形頂燈，使得車內空間通透明亮。地板選用藍色地板布，降低了乘客的視覺重心，增加了乘客的安全感。②司機室造型設計：司控臺造型采用環繞形設計，拉長了橫向的視覺空間，中間高兩側低的造型象征著天水市內數量眾多的山峰，既滿足了顯示設備所需的空間要求，又保證了司機良好的行車視野。司控臺操控面板、斜立面以及頂部分別采用了黑白灰3 種顏色，與乘客座椅和內墻配色保持一致，增強了內飾設計風格的整體性，如圖9。

上述設計方案根據專家評審意見修改優化后再次進行了評審。評審通過后，設計團隊將設計方案按照1：10 的比例制作了實物模型，赴天水市向天水市市長、市委書記等領導進行最終匯報。根據市領導意見，將車身的金黃色改為香檳金色，八卦圖案替換成大地灣彩陶上的魚形二方連續紋。2019 年3 月，中國通號旗下通號軌道車輛有限公司為甘肅省天水市制造的100% 低地板五模塊有軌電車，在中國通號長沙產業園正式量產下線。天水市有軌電車樣車見圖10 所示。2020 年5 月1 日，天水有軌電車示范線工程（一期）正式通車運營，標志著甘肅省天水市成為西北地區首個開通有軌電車線路的城市。

結論

本文提出了一種結合地域文化和形態模擬的有軌電車造型設計流程和方法，該方法將形態模擬法引入到傳統的基于地域文化的車輛造型設計流程中，為地域文化元素的提取和應用提供了新的方法論指導，使設計方案具有更多的可能性和自由度。通過在天水市有軌電車造型設計中運用此方法，輸出了展現天水市獨特地域文化的有軌電車造型設計方案，并成功量產運營，證明了該方法的可行性，為以后基于地域文化的有軌電車造型設計提供了新思路。

參考文獻

[1]閆重綠.有軌電車造型設計的發展及趨勢[J].設計，2020，33（05）：117-119.

[2]張力丹.地域文化符號視角下的有軌電車外觀設計研究[D].西南交通大學，2020.

[3]張榆，李洋，徐伯初.面向民族文化的軌道車輛造型設計[J].現代制造工程，2016（01）：143-146.

[4]秦凱琦.輕軌車輛造型設計中的地域文化淺析[J].設計，2017（02）：120-121.

[5]任陸軍.徽州地域文化在軌道交通工具造型設計中的應用研究[J].工業設計，2019（08）：66-67.

[6]劉辰，徐笑非，謝云慧.融合內蒙古文化特色的有軌電車外觀設計研究[J].設計，2022，35（13）：20-23.

[7]向澤銳，徐伯初，支錦亦.中國高速列車工業設計研究綜述與展望[J].鐵道學報，2013，35（12）：9-18.

[8]向澤銳. 現代有軌電車車身造型設計研究[D].西南交通大學，2009.

[9]成建民，姚金山，尤文婭.車輛設計參考手冊（車輛總體及車體）[M].北京：北京中國鐵道出版社，1988.

[10]梁軍.淺析地域文化的主要特征[J].赤峰學院學報（漢文哲學社會科學版），2012，33（09）：124-125.

[11]趙秦琨，許永生.地域文化元素在現代有軌電車造型設計中的應用研究[J].工業設計，2019（10）：36-38.

[12]張鳳琦.“地域文化”概念及其研究路徑探析[J].浙江社會科學，2008（04）：63-66+50+127.

[13]亢凈.現代有軌電車造型設計的視覺認知分析[J].設計，2018（04）：118-119.

[14]周兵，張書鴻.形態模擬在兒童居室設計中的應用研究[J].家具與室內裝飾，2016（02）：94-95.