公交站候车亭人机学设计报告

安全人机工程学

课程设计

题目：公交站人机设计

班级：

学生：

指导教师：胡汉华

教研室主任：

评阅人：

2013年1月17日

《安全人机工程》课程设计任务书课程编号：02030243 学时：2周学分：2

题目__ __ 学生姓名_____ _______ _____ 指导教师_ __ _ ______ ____ 学院__资源与安全工程学院_______ ____ 专业名称安全工程

班级学号 10级_ 1001_ 班 _ __ _号_ _ 设计时间 2013年1月7日至2013年1月18日

学生成绩评定：

指导教师（签名）：___________ 时间：______

所长（签名）：___________ 时间：______

一、课程性质和目的

安全人机工程设计是为工程技术提供人的各种参数和要求，建立合理可行的人-机-环境系统，创造舒适和安全的环境条件，从而提高工作效率和减少事故发生。目的是培养学生进行人机系统设计、人机系统分析与评价的基本能力和创新能力。本课程设计的主要目的是：

（1）通过课程专题设计，使学生掌握人-机系统的设计方法，具备基本的人-机系统设计能力和素质；

（2）通过课程专题设计，使学生学会综合运用所学知识和理论去解决某一实际问题，提高学生综合分析和解决问题的能力；

（3）在设计过程中，学生通过全面复习所学课程，可使学生进一步巩固、加深所学知识和理论的理解。

二、课程设计的一般要求

为了达到课程设计的目标，以及使所设计的系统具备工程实用性，学生在设计中必须做到如下要求：

（1）所设计的系统必须符合安全、经济、技术上可行、运行可靠的设计原则。

（2）所设计的系统必须符合实际工程的规范，系统方案的选择、设备的选择计算、设计说明书的编制、图件的绘制等都必须符合实际要求，使设计的系统具备工程实用性。

（3）学生一定严格按照实际工程设计的要求认真设计。设计中有关参数的选择、计算公式、设备的选择都必须有可靠的资料来源，不能凭空随意取。如果属于实际经验数据，在选用时也必须注明。

（4）学生必须根据指导老师所给的设计题目，严格按照设计内容提纲的要求进行设计。设计原始资料的收集与分析，系统方案的确定，系统参数和系统设备的选择计算，设计说明书的编制等都必须独立完成。

三、课程设计的步骤和内容

1.课程设计内容和要求

（1）围绕选定的设计题目开展文献、信息的检索、阅读和分析，并写出不少于1500字的文献综述。综述需要标注参考文献，格式要求规范（参考杂志上的引文格式）。

（2）根据自己掌握的知识和完成的文献综述，对选定的设计题目的原有“物”进行分析评价，尽可能地指出其缺点和不足，以便为自己新的设计或发明找到切入点。本部分至少写500字。

（3）根据你掌握的知识，发挥你的创造性思维和想象力，提出解决（2）中

指出的问题的新思路、方法和手段。本部分至少写500字。

（4）在工作（3）的基础上，开展有关具体的创新设计和发明。包括计算、建模、画图（也可以是示意图）等。此部分至少要求有8页A4纸的版面，含有两张以上计算机画的图纸（A4）。

（5）对（4）的设计进行技术说明和评价。本部分至少写500字。

（6）反复修改、提高上述完成的工作。

（7）将整个设计或发明汇总成规范的课程设计报告，A4纸加封面。报告的题目编号用：1 1.1 1.1.1 1.1.2。报告的编排顺序如下：

①封面及目录。

②前言：简述设计目的、任务、要求；介绍所给设计条件；设计过程概况及大致内容。

③设计主体内容包括图纸、动画（电子文件）和说明书等。

④参考资料及文献。

⑤说明书要求论点明确，结构严谨，层次清楚，语言简练，抄写工整（或打印），图表、符号规范。

⑥设计要求有新意，没有明显错误。

（8）将课程设计做成Powerpoint演讲稿，准备演讲和答辩。

（9）答辩，所有同学参与评分。

2.课程设计题目和内容提要

题目：公交车站的人机学设计

内容提要：公交车站候车亭的人机学设计

3.课程设计进度安排

公交候车亭作为城市公交系统的重要组成部分，在我们的日常生活中扮演着重要角色。它不仅满足人们出行乘车的需求，从深层意义上来讲，它还是展示城市形象的窗口和平台，体现了城市文明进程。优秀的公交站候车亭设计应该以人为本，充分考虑人的生理和心理需求，在实现其基本功能的基础上，尽量做到考虑到多方面，满足更多人的需求。人性化设计的候车亭，可以在功能上为广大市民乘车出行提供更多便利;在外观造型上美观大方，可以提高整个城市的形象。公共设施设计是处理公共空间、城市环境、人三者之间的关系。好的公共设施设计应该能够使得公共空间融入城市环境，并能够提高城市环境质量;能够与人和谐相处，提供给人特定的生理或心理功能。所以，安全、方便、舒适、美观是人性化公共设施设计的目标。公交候车亭作为城市公共设施的重要环节，其人性化设计要求更不能放松。

但通过对国内城市公交候车亭的调查，笔者发现我国城市公交候车亭设计理念的落后，较缺少对人的关怀。随着长沙经济的快速发展，人们对候车亭等公共设施的要求也日益提高。而长沙公交候车亭功能不够完善，外观造型也不够美观，难以满足人们的需求。因此，对长沙公交候车亭的进行人机学设计十分有必要。

笔者通过实地调查研究，从人机学角度对长沙的公交候车亭进行了设计和改善，能更好地满足人们候车的需求。同时，因为时间和笔者能力有限，该设计还存在不足之处，尚待改进完善。

1基于长沙市范围内公交车站候车亭的人机学设计文献综述

1.1公交站候车亭研究现状

随着科学技术的发展与进步，公交站候车亭的设计与现代科技的联系也越来越紧密，围绕人们的需求，公交站候车亭的设计也逐渐得到了改进。随着设计理念的更新，国内也有越来越多的学者参与公交站候车亭的人机设计，更多关注人的需求，出现了部分比较人性化的设计案例，如杭州出现了智能公交候车亭，可实现自动报站提醒和电子显示等功能。国内的有关设计专利也逐渐增多，除了实现公交站候车亭的基本功能外，部分还将“低碳、环保”的理念与公交站候车亭的设计相结合，出现了将太阳能技术、数字化多媒体技术等技术应用于公交站候车亭的设计专利。但这些设计专利还处在理论研究分析阶段，真正推广应用的较少，因此公交站候车亭的人机设计还待继续研究，需从经济、技术上同时完善。

1.2现有的公交站候车亭的人机设计归类

1.2.1公交站候车亭的功能设计

从笔者收集的资料来看，公交站候车亭的功能设计主要集中在以下几个方面：

1)候车功能：公交车站台最基本的功能，需要合理的空间设置，根据具体环境设置站台的大小，保证车站能够容纳适当的人数和车辆，使得车站能够发挥最大的作用，方便人们出行。

2)站牌：站牌是公交车站台的必备功能之一，合理的公交车站牌设计能够使人们跟容易更快捷地找到自己需要乘坐的车辆。在设计公交车站牌时，通常要考虑到站牌上字体的颜色以及大小、站牌上拥有的车次数量、车次方向、站牌的夜间照明等。

3)遮挡：在多雨或者过于炎热的城市，公交车站台拥有遮挡顶棚是必要的。在设计顶棚时我们通常要考虑到顶棚的高度以及覆盖面积、所能容纳的人数、遮挡所采用的方式（封闭式或开放式）、遮挡所用材质的透明度等问题。

4)休息场所：公交车站台的休息场所一般是指座椅休息区，合理的安排座椅的数量以及摆放位置，能够使人们能够更加充分的利用这些资源，同时我们也可以寻找座椅的替代品，使得这站能够变得更加有趣味性和美观性。

5)照明系统：合理的灯光布置能够使人们清楚地了解路况以及车次信息，保证人们的夜间活动，同时好的灯光设计能够将城市装扮的更加美观，美化城市形象。

6)安全疏导：安全问题是公交车站台设计的重中之重，合理的疏导人流，保证乘客安全，设计师在设计时要考虑到考虑突发情况以及应对办法。

7)方便排队：合理的设置上下车的位置，可以采用护栏、标牌、符号等方式提醒大家排队上下车，不要拥挤。

8)垃圾箱设置：将垃圾箱与公交车站台设置到一起可以使人们更方便的找到垃圾箱。公交车站台作为一个等候场所，人流量也会比较大，产生的垃圾同样会

比较多，设置垃圾箱可以保证城市卫生。

9)兑零钱功能：人们很多时候会因为上公交车没有零钱而为难，设置找零机器会使得人们的出行更加方便。

10)公用电话功能：设置公用电话可以使人们能够方便地进行求助以及咨询，为了方便使用最好采用投币的方式

1.2.2公交站候车亭的外观设计

在笔者收集的资料中，公交站候车亭的外观设计主要集中在以下几个方面：

1)结构：在设计公交车站台的结构时，我们需要保证一眼望去人们能够明白这是一个公交车站，同时公交车站的造型需要与当地文化相结合，具有独特的风格。合理的结构要保证公交车站的功能一应俱全，最重要的是必须保证安全。

2)风格：公交车站的设计应该尽可能独特，最好能够具有与众不同之处，可以采用不同的材料进行搭配，适当的加入艺术元素。

3)颜色：公交车站台的颜色尽量不要过于刺眼，但要做到足够醒目，可以采用比较中性化的色彩，能够被更多的人所接受。提示信息的颜色必须与建筑颜色分开，使人能够更加容易注意到。

4)材料：选择材料的最基本原则是首先必须保证安全，其次是成本。只有尽量的降低成本，才能保证方案能够顺利实施。再设计公交车站时最好应用不同的材料进行搭配，突出不同的质感和视觉享受。

5)文化背景：公交车站的设计要体现出当地文化，融入当地的一些文化元素，与当地建筑风格相统一。

6)车站大小：公交车站的大小应该与当地的交通状况密切相关，根据每个车站的车流量决定车站的大小，尽量避免资源浪费。

7)灯光：灯光出了基本的照明作用外，还应该具有相应的装饰功能，与车站建筑本身的结构与风格相搭配。

8)广告：广告的位置与大小也是公交车站设计的一部分。

1.2.3公交站候车亭的辅助设施设计

候车亭的基本结构主要包括：顶棚、框架和广告灯箱。附属设备主要有：站牌、座椅、靠栏、垃圾箱、照明设施。

为了更好地实现候车亭的多功能，满足人的各种需求，国内外还出现了部分公交站候车亭辅助设施涉设计。如车辆到站提前预报系统、BRT智能候车亭；有的候车亭可称体重，可防雨防冻，有的还设有自动取款机，方便人们兑换零钱，有的设有可移动的座椅，方便安装和管理。

1.3现有的设计评价

1.3.1功能设计评价

现有的公交站候车亭人机设计功能部分已考虑较完善，但实际应用性较差。因此要考首先要对其经济性进行分析和改善。其次要虑地域性差异，根据我国各地区的实际情况完善设计。

1.3.2外观设计评价

候车亭是一个文化信息载体，通过不同的造型、材料、色彩等给人以标志性的视觉信息传达，是具有特定意义的构筑物。《深圳市公交中途站设置规范》中提出公交候车亭应与其周边的绿化隔离带、电话亭、垃圾桶等各种设施进行一体化设计，并鼓励提供有吸引力的造型和色彩，形成城市特色景观。候车亭的形式非常多样化，有的带有地域文化色彩，有的是现代时尚风格，有的追求趣味性，有的注重环保节能等等，对这些类型笔者将其简单分为三类：

1）传统样式

这一类样式汲取了传统文化中的地域建筑特色，采用本土地域风格的建筑形式来塑造出与城市文化底蕴相协调的造型。以苏州的公交停靠站为例，它的设计采用了亭与廊的组合，作为古典园林建筑的常用元素，很容易引导人联想到苏州古典园林如图1-1，其景观形象也就被赋予了强烈的城市文化特征。

图1-1 图1-2

2）现代风格

北京、上海、深圳、重庆等大城市的公交停靠站的设计风格相比之下较为相似，都倾向于现代风格。其中工业化生产式的千篇一律的现代主义风格的设计手法，由于无法满足多元化时代人们的审美需求，已越来越受到质疑。在强调追求个性、倡导文化可持续性的今天，这种在设计上由工业化带来的同质化可以说是对地域文化的漠视，也是对城市个性、特点的抹杀。但在这一类型中，也有将抽象的地域文化或传统建筑中的设计元素运用到设计作品中的案例，这种采用现代的建筑材料解析传统文化语汇的方式就是一个很好的发展方向（图1-2），因为现代工艺和材料的使用而表现出对传统文化的隐喻。

图1-3 图1-4

3)其他

还有很多其他类型的候车亭，如趣味型，将候车厅设计成果实等卡通造型（图1-4）；娱乐型，在候车亭上添加娱乐设施（图1-3）；绿色环保型，采用种植屋

面或是太阳能板屋面（图1-6，图1-5）；雕塑型，将候车亭设计成一个标志性雕塑……。多样化的设计从不同的角度表现出设计师对候车亭的理解，也赋予城市景观文化不一样的解读，使城市的景观内容更加丰富。

图1-5 图1-6

1.4问题提出和讨论

1.4.1长沙市内的公交站候车亭现况评价

根据笔者的调研，长沙市内的公交站候车亭功能设计简单，外观设计单一，没有充分考虑到人的需求。具体可分为三类：

1）由候车亭、座椅和站牌组成。但座椅是由两根钢管或没有靠背的木椅构成，坐着不方便（图1-7）。

图1-7 图1-8 2）由候车亭、站牌和垃圾桶组成，但是站牌离候车亭太远，不方便查找公交线路。且人流量大的车站候车亭前部分没有护栏，存在严重的安全隐患。没有座椅，不方便乘客小憩（图1-8）。

3）只有站牌。这类在客流量少的站经常可见（图1-9图1-10）。

图1-9 图1-10

1.4.2问题与讨论

笔者总结收集的文献、图片等资料发现，结合长沙现有的公交车站候车亭具体情况，其人机学设计还存在如下问题：

1）候车亭的功能设计不完善，已具备的部分功能不够人性化。因此此次人机设计的方向可从如何完善候车亭的功能入手，将现有的设计融合统一，如采用防雨防冻的三面环绕型设计、将车辆到站提前预报功能和站牌电子显示融合，并根据长沙市的实际情况合理选用，使之更符合人的需要。

2）候车亭的外观设计太过简单僵硬，没有鲜明感和创意，特别是在外形和色彩上太过单调。因此，因此此次人机设计可从此方面着手，提高公交站候车亭外观的辨识度和美观性。

2解决方案

2.1长沙市具体情况分析

长沙，古时称为“潭州”，是著名的楚汉名城、山水洲城和快乐之都。长沙作为我国首批历史文化古城，具有三千年灿烂的古城文明史，是楚汉文明和湖湘文化的始源地。长沙气候冬冷夏热，春秋短促，冬夏绵长，降雨量较多。长沙经济逐步发展，城市人口较密集。

因此，在设计的时候主要考虑长沙的气候因素，并融入长沙的文化背景，使候车亭更符合人们的需求。根据笔者的实际调查（采用口头访问的形式），人们对公交候车亭的功能要求并不是很多，太多太现代化反而让部分人感觉混乱。在外观要求要简单大方，有长沙特点就行。所以，综合上述内容，笔者设计了如下几种方案。

2.2具体方案

2.2.1.方案一

方案分析：

该设计灵感来自于苏州园林古建

筑，采用古屋外形，琉璃瓦屋顶，

三面包围，遮雨遮阳防风效果好，

站牌设在候车厅内，查找车次方便，

且外形能给人一种文化气息的感

觉。椅子和垃圾箱均采用木质材料。

但此设计空间只适合较小的公交

站。建造成本较高。

2.2.2方案二 2.2.3方案三

方案二分析：

此方案外形采用公交车外形，结构简单，且容易辨识；单面环绕，遮雨遮阳防风效果好；两边开窗，透气效果好，候车舒适，站牌设在候车亭内，方便查找车次，特别是在下雨天气；站牌具有车辆到站提前预报功能电子显示功能，方便人们候车。

方案三分析：

此方案外形采用用百宝箱外形，结构也较简单。采用玻璃材质，采光效果好。三面环绕，遮雨遮阳防风效果好。站牌设在座位前面方便查找车次。本站名处为车辆到站提前预报电子显示。但及建造成本高，不适合较大的公交站。

2.2.4方案四

方案分析：Array此设计外形为车棚式，结构非常简单，

材质与现有候车亭相似，采用金属加

塑料材质，成本较低。但外观不够鲜

明，遮雨遮阳防风效果不够好，也不

太适合较大的公交站。

2.3方案比较

由表可知，公交车式方案具有外形简单且辨识度高、查找车次方便、遮雨遮阳防风效果好和容纳空间可大可小，易调整等优点，尽管其存在.不方便近距离查找车次信息的不足，但可以通过调整座椅间距（设计两张座椅，站牌处隔开）因此，本设计选用该方案为最优方案。

3 公交车式候车亭方案（最优方案）人机设计

3.1功能分析

通过笔者的调查，发现人们对公交车站的功能要求并不是太多。过多的功能反而造成人们不方便操作，特别是对一些老人而言，一些技术性太强的功能老人根本不会操作。而且太多的功能也会占用很大的空间，使得车站变得拥挤，一些不必要的功能还会造成极大的资源浪费。因此，本设计的车站的功能主要有候车功能、车站牌和适合的休息场所。考虑到长沙的特殊气候，车站要能够为人们提供避雨和遮阳的空间。车站的夜间照明应该做到足够明亮，能够保证人们在夜间能够看到自己想要的信息。

3.2外形设计

3.2.1形状设计

经过方案的比较和优化，采用外观为公交车式的方案，具体形状如下图：

外形为公交车形状，造型简单，

大方，给人一种鲜明的公交站位

置的感觉，容易辨识，特别是对

长沙不熟悉的人们。

线条多为直线和弧形，搭配较协

调，容易让人接受。

3.2.2尺寸设计

1）候车亭主体结构框架人机分析

根据笔者的实际调查测得的尺寸和人机学理论尺寸综合，进行尺寸设计，具

2）站牌人机分析

结合图（a）人眼水平视野范围和图（b）人眼竖直方向视野范围及现有尺寸和人机学理论尺寸，可选用合适的站牌尺寸，具体如下：

站牌尺寸截图座椅尺寸截图

3）座椅设计人机分析

根据《中国成年人人体尺寸确定具体数值》和设计的座椅实际形状，可确定座椅的尺寸。其中男性坐高99百分位数为979；男性小腿加足高99百分位数为463；修正值鞋高25～38。中国成年人人体尺寸确定具体数值如下（节选）：

参数数值

座高360～480

座宽370～420

推荐值400

座深360～390

推荐值380

腰靠高165～210

因此，取座高0.44m,座宽0.4m,腰靠高0.18m,座深0.37m，每张座椅长1.2米，共4张。

3.3.颜色设计

车站的颜色选择比较简单的铝白色，但是局部选用比较显眼和中国传统认为比较喜庆的颜色红色，使得车站建筑既能够比较容易的融入到城市的其它建筑中，也比较容易被人们所注意到。灯光颜色选择普通的白色日光灯，过于绚烂的颜色反而会造成人的视力受到影响。电子显示牌显示字体颜色为红色，可引人注目，让人容易发现并识别。站牌路线及站点颜色为白底黑字，黑白颜色对比最强烈，容易看清楚。

3.4材料设计

公交站候车亭主体框架结构采用钢结构，具有建造组装方便，坚固耐用的特点，表面喷漆处理。

候车亭主体采用塑料板材，比较容易成型，质量比较轻，不容易掉色。窗户为钢化玻璃。

座椅主体采用木质材料，两边用金属材料包裹，使人坐起来更加舒适，同时坚固耐用。

站牌主体采用塑料材料，边缘用钢结构包裹，表面喷漆处理

3.5显示与控制设计

本设计候车亭的显示装置有顶棚上“本站名”的字样显示，站牌上的电子显示牌和公交线路显示。其中本站名的显示为白底黑字，字体大小要合适醒目。电子显示牌配有音箱，装有车辆到站提前预报系统，可实现车辆到站的文字显示提醒和语音提示。公交线路和站名与现有的不同，采用线路重复方法，如从中南大学站到火车站，显示可直达的车次和所经过的站数。如图所示。因为一般乘客都知道自己要去的站但不知道乘坐的车次，因此这样显示可方便乘客查找需乘坐的车次。

本设计的候车亭控制装置主要是灯光照明的控制。交候车亭灯箱电源接通路灯，每晚与路灯一同亮启，每夜可以提供6小时以上的照明时间。每个灯箱内装有27支40W荧光灯，夜晚在50米距离内清晰阅读广告画面和站牌内容。

显示装置和控制装置的布局如最终方案图所示，不会相互影响，方便阅读和操作。

3.6使用环境分析

本设计候车亭适合中、小型公交站，因为没有设安全防护栏和受外形的限制，不适合太大的公交站。适合长沙冬冷夏热，春秋短促，冬夏绵长，降雨量较多的天气。

3.7经济分析

本设计结构简单，材质采用钢筋、塑料、木材和玻璃，部分作喷漆处理，且原材料在市场上容易购买，建造工程量较小，因此成本较低。

4技术说明与评价

4.1产品特点

本款候车亭经过改造，与长沙现有的公交候车亭比较，在候车亭的防雨防晒功能上作了改善；在站牌的显示上增加了电子显示和语音提示功能，充分考虑了残障人士的听觉和视觉需求；公交线路的显示采用重复公交车次的方法，充分考虑了乘客的心理；在外观上采用公交车外形，颜色采用白、红搭配，挺高了候车亭的辨识度。具有外观简单大方，辨识度高，方便查找乘客想要的车次、方便候车的特点。

4.2使用环境说明

由于目前技术和经济方面的原因，本产品只能没有设安全防护栏和受外形的限制，不适合人流量太大的公交，否则容易造成候车亭拥挤，上车拥挤的后果，且有发生安全事故的危险。较适合长沙的中小型公交站。

4.3使用者素质要求

使用者要会识字，能听懂普通话。

4.4存在的不足与改进的方向

限于当前的技术现状和设计时间有限，产品尚存在如下一些不足之处：

1）出于设置护栏会导致车站空间拥挤，给司机停车带来难度的考虑，因此并没有设置护栏。但这样会存在交通隐患。

2）本设计没有设残疾人上车通道，不方便他们上车。

3）候车亭空间有限，不适合人流量大的公交站。

4）站牌在座位之后，坐着不能看到车次信息。

5）未应用太阳能等节能技术，不够节能。

6）未很好地融入长沙的社会文化背景。

但随着科学技术的发展，这些问题可一一解决，如合理设置防护栏，站牌设计更人性，将太阳能技术与候车亭的设计相结合等，使公交站候车亭的设计得到改进，并且越来越符合大众的需求，更安全、方便、舒适、美观。不仅满足人们的候车需求，同时能融入城市环境，能够提高城市环境质量，展示城市的形象。