面向高危場景的醫(yī)療救援型防暴車藝工融合設計研究

關鍵詞：高危場景；醫(yī)療救援；防暴車；藝工融合；汽車設計

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2024）18-0101-04

引言

隨著全球化進程的加速和城市化水平的提高，現代社會安全保障體系正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)[1]。近年來，為擴充應急資源、鞏固社會安全保障體系，軍、警各界對面向高危場景的多功能、快反應、高機動型防暴車輛設計開發(fā)工作的重視程度不斷提升。根據功能和應用場景的不同，防暴車輛可以細分為執(zhí)勤維和型、搶險救災型、醫(yī)療救援型和反恐作戰(zhàn)型等多種類型。其中，醫(yī)療救援型防暴車輛作為一種重要的應急資源，在各類公共安全事件中的應用較為廣泛，其設計優(yōu)化與功能升級成為現代應急管理研究的重點之一。文章將從造型與情感化設計（藝）、功能與交互設計（工）兩個角度探討面向高危場景的醫(yī)療救援型防暴車設計策略，以期為防暴車輛創(chuàng)新設計提供參考。

一、防暴車輛設計研究現狀

近年來，為滿足日益增長的公共安全需求，防暴車輛設計研究不斷涌現：造型設計方面，楊建明[2] 等廣泛搜集了多種工業(yè)設計方法與技術手段在軍用防暴車上的應用思路，探究了影響軍用防暴車造型設計的功能因素和技術因素，總結了該類車輛的設計與評價方法。包嘯君[3] 等提出了一種基于ANP 網絡分析法和情境理論的防暴車輛造型設計方法，有效指導了防暴車輛的造型設計和評價。陳珊珊[4] 等通過改進BP 神經網絡構建感性意象映射模型，提出了一種面向防暴車造型設計評價的感性意象計算方法。功能設計方面，齊和平[5] 等提出一種防暴車生化防護氣密性條件的分析和計算方法，完成了車輛氣密性設計和生化防護系統(tǒng)設計方案。Rudiger[6] 等開發(fā)了一種用于防暴車輛的座椅懸架系統(tǒng)，減輕了車輛行駛過程中的機械振動，提升了車輛駕駛的舒適性。姜維勝[7] 等基于Delmia 軟件對防暴車駕駛場景進行了人- 機仿真，提出了防暴車輛駕駛員的視域和上肢可達域仿真分析方法。陳和華[8] 等研究了D-S 理論在地圖匹配算法提高定位精度中的應用，提出了武警裝甲防暴車輛綜合信息系統(tǒng)的設計方法。

上述文獻分別從感性意象、機器學習、人機交互、結構設計等角度較為深入地研究了防暴車輛的設計方法。然而，現有研究對防暴車輛的細分類型、任務模式、使用場景等存在一定的忽視，雖然少數圍繞特定功能展開了研究，但仍較難全面指導特定類型防暴車輛的創(chuàng)新設計。鑒于此，文中以醫(yī)療救援型防暴車設計為例，在分析救援任務及用戶需求的基礎上提出一種藝工融合設計策略，以期為特定類型防暴車輛的創(chuàng)新設計提供新思路。

二、高危場景下的醫(yī)療救援任務與醫(yī)療救援型防暴車輛用戶需求分析

（一）高危場景下的醫(yī)療救援任務分析

高危場景包括自然災害、恐怖襲擊、暴力沖突等存在緊急危險情況的環(huán)境或情境。高危場景下，公眾面臨著極強的生命安全風險，軍、警及社會各界需要采取快速高效的醫(yī)療救援措施。為進一步分析高危場景下的醫(yī)療救援任務，通過文獻研究、用戶訪談、情境模擬等方式將高危場景下的醫(yī)療救援任務歸納為前往救援、現場救援和傷員轉移3 個階段，梳理各階段下的環(huán)境、任務和用戶行為特點，所得結果如圖1 所示。

前往救援階段，救援人員需完成計劃制訂、人員組織等準備工作并迅速駕駛車輛前往救援現場；駕駛車輛過程中，救援人員需要高效、平穩(wěn)通過顛簸路段，同時還需應對道路受損、敵人襲擊等突發(fā)情況；抵達救援現場后，救援人員需立即偵查現場情況并圍繞救援車輛建立可靠據點。

現場救援階段，救援人員需要展開現場搜索，確定傷員位置并嘗試接近傷員；接近傷員后，救援人員通過詢問、觀察等方式掌握傷員傷勢，評估傷員情況并確定救援優(yōu)先級，對重度傷員實施心肺復蘇、止血、清理傷口等緊急救治措施。

傷員轉移階段，救援人員需要將傷員妥善安置在擔架上并通過擔架將傷員轉移至車內；車內滿員后，救援人員駕駛車輛將傷員轉移至醫(yī)療機構或戰(zhàn)地醫(yī)院，轉移過程中，救援人員需安撫傷員情緒并利用車內設備、藥品等對傷員實施進一步救治。

（二）面向高危場景的醫(yī)療救援型防暴車用戶需求分析

綜合分析高危場景下醫(yī)療救援任務的環(huán)境、任務和用戶行為特點，提取各任務階段對應的醫(yī)療救援型防暴車用戶需求，所得結果如表1 所示。

將醫(yī)療救援型防暴車用戶需求分為造型需求、情感需求、功能需求和交互需求4 種類型，對各類需求進行歸納和總結，所得結果如下：

1. 造型需求：車輛造型美觀大氣，能夠被公眾接受和認可，有效彰顯軍、警形象；車輛造型具有一定辨識度，在多種車輛共同作業(yè)過程中能被有效識別，不易造成公眾及救援人員對車輛功能的誤解。

2. 情感需求：車輛前臉表情親和可靠，激發(fā)救援人員及傷員的正向情感，不易造成公眾恐慌；車內環(huán)境溫馨舒適，照明柔和，在前往救援及傷員轉運過程中有效緩解乘員心理壓力。

3. 功能需求：車輛內部儲物空間充足，能夠攜帶大量的醫(yī)療設備和急救藥品；車輛需具備較強的通過性、機動性和減震性，能夠高效、平穩(wěn)通過受損路面；車輛須具備較強的防護性，以應對突發(fā)襲擊和環(huán)境干擾；車內環(huán)境須保持相對封閉，能較好地隔絕外部噪音、粉塵等；車內照明充足，為搬運傷員、醫(yī)療操作等提供便利。

4. 交互需求：車輛出、入口設計合理，在傷員轉運和設備裝卸過程中便于人員進出；車輛座椅、床位等具有較強的舒適性，長時間乘坐不易產生疲勞感；車內操作空間充足，人機關系合理，各項醫(yī)療及轉運操作能夠高效完成；各醫(yī)療物資、設備布局合理，標識清晰，取放便捷。

三、面向高危場景的醫(yī)療救援型防暴車藝工融合設計策略

基于上述用戶需求，從造型與情感化設計（藝）、功能與交互設計（工）兩個角度提出了醫(yī)療救援型防暴車藝工融合設計策略，如圖2所示。

（一）醫(yī)療救援型防暴車造型與情感化設計策略

1. 醫(yī)療救援型防暴車造型設計策略：凝練造型美感，提升車輛辨識度

（1）凝練造型美感：防暴車輛的美觀度受到比例、姿態(tài)、形面關系等多種要素共同制約和影響[9]，通過對上述要素的細致推敲和打磨，設計師可以塑造出具有生動視覺觀感的車輛造型，提升車輛的美學價值。防暴車輛比例的推敲基于設計師的直觀感受完成，設計師需要反復觀察、修改和調整車輛各部件之間的尺寸和位置關系，以此確保車輛比例在各視角下保持協調和美觀。防暴車輛的姿態(tài)設計需要充分考慮線條走勢、體量分布和重心位置等要素，同時還需要兼顧各功能部件的位置和造型，以使車輛姿態(tài)與實際功能相符。防暴車形面關系設計過程中，設計師需要綜合考慮多個面的相交方式和不同體塊間的組合方式，通過富有動感的形面特征弱化防暴車輛生硬突兀的外觀，提升車輛的造型美感和視覺吸引力。

（2）提升車輛辨識度：良好的辨識度有利于塑造車輛形象、強化用戶和公眾對防暴車輛功能的理解。定義清晰明確的車輛形象是提升車輛辨識度的前提，設計師需要結合用戶偏好和車輛使用場景對車輛形象進行分析、篩選和提取，以確保車輛形象符合用戶偏好和期待。保持設計語言的一致性有助于強化車輛辨識度，設計師需要確保車輛各部件在造型、色彩和細節(jié)等方面?zhèn)鬟f相同的設計語言和視覺感受，保持車輛整體觀感的和諧統(tǒng)一。此外，故事性和文化元素的融入能賦予車輛造型一定的內涵和深度，并提供更深層次的情感體驗，有利于在精神和情感層面提高車輛的識別度和認可度。

2. 醫(yī)療救援型防暴車情感化設計策略：傳遞多層次正向情感，緩解用戶生理及心理壓力

（1）傳遞多層次正向情感：基于唐納德·諾曼出版的《情感化設計》一書，情感化設計被劃分為本能層、行為層和反思層3 個層次[10]。本能層的情感化設計應從用戶感官（視覺、觸覺、聽覺等）出發(fā)，通過圓潤的內飾造型、柔軟的部件觸感和柔和的照明環(huán)境等物理特征傳遞溫馨舒適的情感，使用戶在接觸車輛的第一時間產生正向情感反饋；行為層的情感化設計需要充分挖掘用戶使用需求，關注車輛各部件的可用性、易用性，使其易于理解和使用，提供流暢、舒適的使用體驗；反思層的情感化設計中，設計師需要從精神層面加深用戶對車輛的理解與認同，通過規(guī)避具有攻擊性的設計語言、設計溫和可靠的車輛前臉表情等方式，喚起具有親和力和安全感的情感反饋，提升用戶和公眾對救援行動的信任感和合作意愿。

（2）緩解用戶生理及心理壓力：醫(yī)療救援型防暴車的情感化設計過程中，設計師需要綜合考慮救援人員的工作壓力和被救援者的生理、心理需求，創(chuàng)造有利于緩解用戶壓力的車內環(huán)境。從生理需求角度出發(fā)，設計師可通過合理規(guī)劃車內布局、設計可調節(jié)的座椅及操作面板等方式減輕傷員及救援人員的身體負擔，確保救援人員能夠在緊急情況下快速、舒適地完成任務。從心理需求角度出發(fā)，設計師需注重車內氛圍設計，通過適宜的照明、色彩和材質選擇，營造出溫馨、舒緩的車內氛圍，緩解用戶心理壓力。

（二）醫(yī)療救援型防暴車功能與交互設計策略

1. 醫(yī)療救援型防暴車功能設計策略：采用多功能空間布局，引入模塊化設計理念

（1）采用多功能空間布局：多功能空間布局策略的應用有助于緩解醫(yī)療救援型防暴車輛內部空間不足的問題。為實現多功能空間布局，可將座椅、床鋪和工作臺等設計為可折疊或可轉換部件，在不使用時將其折疊收納或轉換為其他部件，以釋放空間或用于其他功能。此外，可考慮采用集成式設計，在同一部件中集成多種功能，如將醫(yī)療設備和儲物空間集成到座椅設計中、在車門內側設置控制面板和醫(yī)療工具箱等，以此節(jié)省獨立元件所需的空間，提升車輛內部環(huán)境的簡潔性，便于救援人員迅速調用所需功能和部件。

（2）引入模塊化設計理念：模塊化設計理念的引入能有效提升醫(yī)療救援型防暴車的多任務適應性和功能靈活性，幫助車輛適應更加廣泛的救援場景。針對車輛內部功能，設計師需要面向不同的救援任務和環(huán)境條件設計可替換的標準化功能模塊，包括動力單元、儲物空間模塊、醫(yī)療設備模塊等，各模塊須配備通用接口和快速鎖定、解鎖結構，以實現快速安裝和更換。針對車輛外部功能，設計師可考慮開發(fā)不同厚度和材質的模塊化裝甲，便于救援人員根據威脅級別和任務需求快速調整車輛防護性能。

2. 醫(yī)療救援型防暴車交互設計策略：拓展交互通道，注重人機交互效率

（1）拓展交互通道：拓展交互通道是提升車輛交互信息傳遞效率的重要手段，設計師需要梳理救援任務所包含的各類交互信息并引入與其相適配的交互通道，例如，通過語音交互的方式開關車門、通過手勢交互調節(jié)車內照明等，以此實現多通道交互。此外，設計師還需合理分配各通道的信息載荷，避免在使用過程中出現認知過載現象，確保整體交互的流暢性和便捷性。

（2）注重人機交互效率：醫(yī)療救援型防暴車的人機交互效率直接關系到救援任務的執(zhí)行效率，在交互設計過程中應予以充分重視?？臻g布局的優(yōu)化設計是提升交互效率的重要手段，設計師需要基于目標用戶的人體尺寸定義座椅、把手等功能部件的尺寸和位置，并在此基礎上通過用戶研究和原型測試[11] 等方式評估和優(yōu)化空間布局。此外，設計師還需關注人機交互界面設計，合理定義各界面尺寸并為其設計清晰的標識系統(tǒng)，提升交互界面簡潔性和直觀性，減少操作失誤。

四、面向高危場景的醫(yī)療救援型防暴車設計實踐

基于文章提出的藝工融合設計策略，完成了某型號醫(yī)療救援型防暴車的設計實踐。最終設計方案如圖3 ～圖11 所示。

（一）外飾設計方案

1. 外飾造型設計

車輛外飾造型設計如圖3 所示，該方案以安全可靠和靈活迅捷為感性意象，通過計算機輔助推敲整體比例，增強了輪廓的平衡感和比例的和諧感；通過前引擎蓋兩側和中部的下陷處理，減輕了車頭的體量感，增強了形面的立體感和生動性；通過兩側上揚的車頭防護架和車燈輪廓的配合，減弱了前臉表情的攻擊性，增加了安全感；通過車身側面的大尺寸切面減輕了車輛的厚重感，將觀者視覺中心更好地集中于車輛中部的標識區(qū)域。

2. 外飾功能設計：

（1）牽引式中轉站設計：為解決醫(yī)院與救援現場距離較遠、傷員轉運困難的問題，設計了可放置于救援現場周邊位置的牽引式中轉站。該中轉站4 個方向均可與防暴車對接，頂部和側面具有可拓展功能。中轉站需要撤離或轉移時，可以通過一輛防暴車牽引進行移動（如圖4）。

（2）可拓展車身設計：車輛頂部和側部均設有可拓展結構，在車輛與中轉站對接時可迅速展開，提供更大的內部空間（如圖5），可拓展結構下方設有液壓支撐桿，可有效增強車身拓展后的穩(wěn)定性。

（3）多車協同的裝甲醫(yī)療中轉站設計：以牽引式中轉站為中樞可建立多車協同的裝甲中轉醫(yī)療站點（如圖6）。裝甲中轉醫(yī)療站點通常布置在救援現場及周邊區(qū)域，救援車輛到達中轉站后，可立即完成對接并展開可拓展結構，多救援車輛共享中轉站點內的設備、人員和藥品，使危重傷員在第一時間得到有效救助。

（4）其他細節(jié)功能設計：車輛外部配備有高位進氣管道、絞盤、可調節(jié)探照燈、兩段可調節(jié)后視鏡、發(fā)動機散熱口、大燈防護架、前部防撞杠、前后底盤護板等，前后車輪接近角和離去角均大于45°，能夠適應多種復雜地形。

（二）內飾設計方案

1. 內飾造型設計

車輛內飾造型設計如圖7 所示，設計方案以潔凈明亮、溫暖柔和為感性意象，通過部件造型的圓角化、簡潔化處理，為救援人員和傷員提供安全、柔和的觀感；通過柔軟材質與高明度、高飽和度、暖色調配色的組合，渲染車身內部明亮、溫暖的氛圍。

2. 內飾功能設計

（1）模塊化醫(yī)療箱：車載醫(yī)療箱采用模塊化設計，在左側和前側墻壁設計了標準化接口，可搭載大、中、小型不同功能的醫(yī)療箱（如圖8），以滿足不同任務環(huán)境下的多樣化功能需求；需要補給或調整車輛功能時，模塊化醫(yī)療箱可通過整體替換的方式完成更換，具有較高的工作效率。

（2）可拆卸擔架：內飾左側的臥姿傷員位置由可拆卸擔架和固定架組成（如圖9），通過擔架將傷員運送上車后，可直接將擔架及傷員一同放置于固定架上，無需二次移動傷員，減少傷員轉移過程中的受傷概率。臥姿位置無需使用時可移除擔架并向上翻折收納固定架，將空間空出供下方座椅使用，實現坐姿和臥姿搭乘的轉換。

（3）其他細節(jié)功能設計：車輛采用集成式天花板設計，集成了進氣風扇、可調節(jié)頂燈、扶手等功能；車內座椅在不用時可折疊收納，為醫(yī)療操作、人員轉移等提供空間。

（三）尺寸及人機布局設計方案

車輛尺寸如圖10所示，該尺寸以某型號防暴車的底盤總成為基準進行定義，軸距、輪距、前后懸尺寸等與市面現有產品一致，車長、車寬及車高等符合民用及軍用標準，接近角、離去角及最小離地間隙均滿足越野防暴車的技術要求，能夠為車輛提供較強的地形能力和通過性。

車輛人機布局圖設計如圖11所示，選取95 百分位的中國男性的生理數據作為最大尺寸參考、5 百分位的中國女性的生理數據作為最小尺寸參考對各內飾部件尺寸及位置進行定義，以確保內飾布局符合多數用戶的使用需求，增強使用舒適性和便捷性；基于人體尺寸及頭部位置定義車門、車窗等外飾要素的尺寸及位置，以提供更加開闊的駕駛視野和更高的進出便捷度。

（四）設計評價

邀請29名設計專業(yè)師生參與設計評價，采用李克特5級量表對方案在“功能與交互設計”和“造型與情感化設計”指標上的表現進行評分。經統(tǒng)計，方案在兩項指標上的得分分別為4.1 分和4.4 分。隨機選取10種醫(yī)療救援型防暴車樣本作為對照組進行評分，經統(tǒng)計，各樣本在“功能與交互設計”和“造型與情感化設計”指標上的得分均未超過設計方案，且對照組在兩項指標上的得分均值分別為3.6分和3.3分。方案在“功能與交互設計”和“造型與情感化設計”指標上的得分均高于對照組得分，證明了醫(yī)療救援型防暴車藝工融合設計策略的實用性和有效性。

結論

面向高危場景的醫(yī)療救援型防暴車設計中，藝工融合設計策略不僅體現了對車輛功能性和交互性的追求，更融入了情感化設計理念和美學思考。通過對藝工融合設計策略的研究和實踐，文章證明了其實用性和有效性。受限于篇幅，文章僅從造型與情感化設計、功能與交互設計的角度分別探討了具體設計策略，進一步探討二者的相互制約作用，并從整體的角度研究其整合設計方法，是后續(xù)完善防暴車輛藝工融合設計策略的重要方向。