張家祺，武晉昭，丁澤英，張盛耕

基于設計事理學的公交系統(tǒng)體驗設計研究

張家祺，武晉昭，丁澤英，張盛耕

（河北工業(yè)大學，天津 300401）

針對現有的公交系統(tǒng)體驗問題，以設計事理學為理論基礎，對公交系統(tǒng)進行優(yōu)化設計改進，提高乘客乘坐的滿意度。首先運用事理學的系統(tǒng)性思維方法對乘坐公交的“事”系統(tǒng)進行外部因素的分析，并從事因驅動的角度提煉乘車各階段的設計要素，通過因子量化分析劃分內部因素的設計維度，建立公交系統(tǒng)體驗設計的目標思維模型；其次為了驗證該模型的科學與合理性，應用結構方程模型分析其內部因素影響乘客滿意度的作用機制，根據運算結果，確定公交系統(tǒng)中體驗設計要素的優(yōu)先級并指導設計；最后采用系統(tǒng)可用性量表，來評估設計方案的合理性。構建了基于事理學和結構方程模型的設計流程，并將此設計流程應用于公交系統(tǒng)體驗設計中，提高了乘客的乘車體驗感，為其他體驗設計研究提供參考。

設計事理學；體驗設計；結構方程模型；公交系統(tǒng)；系統(tǒng)可用性量表

目前，在城市交通發(fā)展中，面臨的交通堵塞問題日益嚴重，而倡導公共交通出行是緩解這一問題的有效方法之一。公交車作為人們日常出行中最經濟的交通工具，卻存在乘車體驗普遍偏低的情況，因此探究公交系統(tǒng)中影響乘客乘車體驗的設計要素，提高其整體服務水平，提升乘車體驗，增強公交車對人們的吸引力，對緩解城市交通堵塞問題具有重要意義。

針對公交系統(tǒng)的體驗設計，有關學者從不同方面進行了相關研究[1-6]，但目前對公交系統(tǒng)的研究多集中在其某一現狀，缺少對整個乘坐公交的“事”系統(tǒng)研究。因此，本文重點研究如何以設計事理學為理論基礎，以公交系統(tǒng)體驗設計為核心目標的系統(tǒng)優(yōu)化問題。在內外因事理分析的基礎上，引入結構方程模型，通過對事理因素進行量化分析，不僅可以清晰地看到各設計要素的優(yōu)先級，還能處理問卷中的主觀誤差，有效地抓住設計重點，針對性地對公交系統(tǒng)進行設計改進，從新角度為公交系統(tǒng)的體驗設計提供合理高效的研究方法。

1 相關理論概述

1.1 設計事理學

“設計事理學”是柳冠中[7]教授基于我國國情所提出的一種設計方法論，是人為事物科學的理論基礎，其目的主要是為了幫助設計師從復雜的社會大環(huán)境中找到正確思考和詮釋設計的方法。

事理學將設計問題分為兩部分：一是發(fā)現和定義問題，了解外部因素的需求與限定，即實“事”；二是解決問題，通過重組、整合內部的構成因素來適應外部需求，即尋求“是”。在設計時，首先要實“事”明確事物之間的關系，之后再求“是”根據用戶的需求來合理、合度地組織技術和物質資源，創(chuàng)造性地提出解決方案[8]。然而，目前從方法論層面對公交系統(tǒng)的體驗設計研究還很少。

1.2 結構方程模型

結構方程模型（Structural Equation Model，SEM）作為一種強大的多變量統(tǒng)計分析工具，于20世紀70年代被提出，其在研究變量之間的交互關系方面具有優(yōu)勢。主要是利用協方差與路徑分析的方法，估算與檢驗模型中各變量間的因果關系[9]。結構方程模型包含了描述潛在變量之間關系的結構模型與描述潛在變量與顯性變量之間關系的測量模型，其具體表達式如下。

1）結構模型：

2）測量模型：

1.3 結構方程模型引入事理學的研究意義

根據近年來有關學者在設計事理學領域中的研究，可知事理學作為知識經濟社會的設計方法論，其研究內容偏哲學與定性的比較多。用事理學對公交系統(tǒng)進行辯證分析，主觀性比較強，在設計過程中會因分析片面或需求過多而無法把握設計重心與切入點，需要融入科學合理的研究方法來確保設計的科學性。而結構方程模型具有處理多個變量與分析問題的優(yōu)勢，能在分析中處理問卷中的主觀誤差，還可以清晰地看出各因素之間的路徑關系及影響的高低，其最重要的一個特性是理論先驗性，結構方程模型必須建立在一定的理論基礎上[11]。

因此，在事理學定性研究的基礎上，引入結構方程模型對事理因素進行定量分析，不僅能迅速、高效地挖掘出設計要點，還能幫助設計者更好地確定各設計要素的優(yōu)先級，從而確定最佳的設計方案。

2 基于事理學與SEM的設計流程構建

基于上述結構方程模型引入事理學的研究意義，構建事理學與結構方程模型的設計流程，見圖1。具體研究流程分為2個部分6個環(huán)節(jié)，第一部分為事理因素分析，包括外部因素分析、內部因素確定、建立目標系統(tǒng)思維模型；第二部分為結構方程模型的實證分析，包括正式問卷調查、結構方程模型量化分析、設計要素優(yōu)先級指導設計。

2.1 事理因素分析

1）外部因素分析。以設計事理學為理論指導，對目標人群的外部因素進行系統(tǒng)地考察，探究其在不同場域中，人與人或人與物之間的復雜關系，并從人的行為層次中發(fā)現問題，挖掘其潛在需求，這是“實事”階段。

圖1 事理學與結構方程模型的設計流程

2）內部因素確定。根據外部因素分析提煉設計要素，然后進行預問卷調研。通過因子分析確定產品系統(tǒng)設計維度，進而重組內部系統(tǒng)，使其適應外部環(huán)境的變化，這是“求是”階段。

3）建立目標系統(tǒng)思維模型。目標系統(tǒng)包含了對外部因素的需求與限定及內部因素的選擇。通過對人理與事理的外部因素分析及對內部結構的選擇，建立“實事求是”的目標系統(tǒng)思維模型。

2.2 結構方程模型實證分析

1）正式問卷調查。基于上述的事理研究所確定的變量關系，提出結構方程模型的理論假設，并依據變量之間關系設計問卷，問卷主要采用五級的李克特量表形式來進行數據收集。

2）結構方程模型量化分析。將收集的數據整理歸納后，先運用SPSS對數據進行信度和效度分析，然后再將數據導入AMOS工具中構建模型，檢驗理論模型與數據之間的擬合程度，在擬合的基礎上求解模型。結構方程模型實證分析流程見圖2。

3）設計要素優(yōu)先級指導設計。從結構方程模型圖中，可以清晰看出各要素之間的路徑關系及設計要素的優(yōu)先級，基于分析結果，對研究對象進行分層次有針對性地優(yōu)化改進，使最后的設計實踐能夠更好地貼合用戶需求，使設計更有依據。

3 基于設計事理學的公交系統(tǒng)體驗設計

3.1 公交系統(tǒng)事理要素分析

3.1.1 外部因素分析

設計事理學主張“由物及事”和“由事明理”的方法對事物進行分析。將對公交系統(tǒng)體驗設計研究轉移到乘坐公交的整個“事”系統(tǒng)研究，在整個研究過程中，設計對象會受到內外因素的共同影響，而乘客作為“事”外部因素中的核心，受具體的情境所制約[12]。因此，在對目標系統(tǒng)進行定位的過程中，需要從“事”的外部因素核心入手，研究乘客在不同環(huán)境、條件、信息等因素下的體驗需求，以及時代背景下的政策與技術因素對公交服務系統(tǒng)的影響，這一發(fā)現和定義問題的過程是實“事”階段。

3.1.1.1 乘客的體驗需求分析

考慮乘客在整個乘車過程中的行為體驗及需求，可以將其分為三個階段：乘車前、乘車時、下車后，并通過實地觀察與訪談，對乘客的行為體驗進行階段性分析。

乘車前乘客處于等待公交的候車階段，這個階段乘客處于公交站臺場域，站臺作為乘客等候休息與互動交流的場域，其所提供的服務、信息、設施等都會影響乘客等候的感受。根據實地觀察，乘客在候車時的主要行為層次分為移動設備查詢所乘車輛、查看站牌、等待車輛，由于站臺所提供的基礎設施不完善，使乘客在候車過程中逐漸產生焦慮情緒；在惡劣氣候與特殊情況下，可能會使乘客不得已改變乘車計劃；而且站臺的功能布局混亂，對人流沒有很好的引導規(guī)劃，導致高峰期人員散亂，上、下車擁擠毫無秩序，對弱勢人群很不友好。

乘車時乘客處于公交車廂場域，從上車支付到入座，再到下車的一系列行為層次。因疫情的影響，增加了乘客上車的流程，導致大部分乘客擁堵在門前，上車速度慢，造成后面的車輛堵塞，降低了整個乘車效率，還給司機增加了負擔。從車內的功能分區(qū)來看，座椅對人流的引導和空間的分區(qū)起到重要作用。座椅位置與數量設定得不合理，使乘客后移不通暢，尤其是攜帶重物的乘客更是難移動，經常擁擠在一起，不能移動到空余的扶手位置；其顏色與內飾色彩不協調，對乘客視覺感知沒有起到引導作用，使車廂內空間分區(qū)不明晰。從情境感知方面來看，車廂內的信息服務不完善，不能及時提醒乘客做好下車準備。夜間下車，由于內外光線差的原因，乘客不能注意到外面的路面情況，不能帶給乘客安全感。

下車后，乘客的行為表現：在站臺上左右張望、查詢地圖或詢問周圍人路線信息，然后茫然地尋找所要去的目的地或換乘線路。這主要是由于下車后，乘客對周圍環(huán)境很陌生，不能馬上摸清楚方向，站臺也缺少指引；而對周圍環(huán)境熟悉的乘客，則毫不猶豫地前往目的地。

3.1.1.2 相關政策

公共交通是中國城市化建設的重要基礎設施，是滿足民眾基本出行需求及發(fā)展社會公益事業(yè)的必備設施。而現今，城市交通問題已然成為世界不同發(fā)達國家所共同關注的問題，我國政府部門在面對公共交通問題，積極響應“公交優(yōu)先”理念，并陸續(xù)推出一系列的政策文件來支持，明確了公交優(yōu)先發(fā)展的重要意義，并制定了一系列重點發(fā)展公交的政策和措施，強調公交系統(tǒng)的信息化、智能化發(fā)展。

3.1.1.3 技術因素

雖然我國在公共交通建設中取得了巨大發(fā)展成績，但在公交的智慧化、信息化建設方面還有所欠缺，不能滿足乘客的多樣化需求。物聯網、移動互聯、大數據、GPS、云計算等新一代信息技術的出現，為城市智慧公交系統(tǒng)的建設創(chuàng)造了條件，也對公交運營、服務、管理等方面提供了技術支撐，致力于構建城市公交綜合、高效、準確、可靠的信息服務體系[13]，實現車與人之間的實時無線通信和信息交換[14]，為乘客出行提供了保障。

3.1.2 內部因素確定

內部因素的研究過程是解決問題進行造“物”的求“是”階段，是“物”的具體化。在內部因素的組織與構建中，為了滿足“人”的不同體驗需求，需要人們用不同的方法來選擇“物”的形態(tài)、色彩、材料、工藝、結構等內容。

通過前面的外部因素分析，了解到乘客在乘車體驗中的痛點需求。然而在公交系統(tǒng)這個復雜的“事”系統(tǒng)中，其內部因素是由多個子系統(tǒng)和一些可變通的要素構成，可是具體到公交系統(tǒng)體驗設計因素還不夠明晰，需要做進一步的分析。從事因驅動的角度提煉乘車各階段的設計要素，從事的結構層次中深入了解乘客需求，共提煉出26個設計要素，見圖3。根據這些設計要素制作預問卷，旨在了解乘客對公交系統(tǒng)體驗設計要素重要性的主觀感受，為后期通過因子量化分析整合公交系統(tǒng)內部要素奠定數據基礎。問卷采用網絡發(fā)放和實地調查相結合，最終獲得135份有效問卷。

1）信度和效度分析。本次問卷數據的信度值為0.938，大于檢驗值0.9，表明問卷數據的可信度很高；效度檢測值為0.843，顯著性為0.000，可以做進一步的因子分析。

2）因子分析。利用SPSS對26個設計要素進行因子分析，以特征值大于1，絕對值大于0.5為標準進行公因子提取，結果見表1。共提取了7個公因子，累計方差貢獻率為75.101%，但第7個公因子中只有“站臺無障礙設施”題項，無法解釋該公因子，“公交卡充值與零錢兌換”的因子載荷值小于0.5，因此剔除該兩個題項。最后整合確定公交系統(tǒng)體驗設計的內部因素，如表2所示，有6項一級要素即設計維度，包含24項二級設計要素，并對各因素進行編碼，方便后期在AMOS中分析。

圖3 乘車各階段的設計要素

表1 因子分析

Tab.1 Factor analysis

3.1.3 建立公交系統(tǒng)體驗設計的目標思維模型

目標系統(tǒng)是具體的，是設計定位的具體化[15]。公交系統(tǒng)體驗設計的目標思維模型包含外部限定因素與內部因素構成兩部分內容，并進一步化約為明確目標[16]。經過上述對公交系統(tǒng)的事理要素分析，可以將其外部因素歸納為乘客行為過程與狀態(tài)的制約；環(huán)境、條件、信息的可能和制約；相關政策制約；科學技術的可能和制約。依據外部因素的限定，公交服務系統(tǒng)的內部因素包括：設施完善、安全可靠、布局規(guī)劃、視覺感知、人機互動、輔助設施。在外部與內部因素的共同作用下，建立目標系統(tǒng)思維模型（見圖4），明確設計目標。

3.2 公交系統(tǒng)體驗設計的SEM實證分析

3.2.1 正式問卷調查

建立有效的目標系統(tǒng)，不僅可以形成清晰的目標導向，還使方法論的構建更為科學與嚴謹。因此，引入結構方程模型，對公交系統(tǒng)體驗設計的目標思維模型進行驗證，分析其內部因素與乘客體驗滿意度之間的關系，以及內部系統(tǒng)構成的可行性與各設計要素之間的關系。依據上述研究，在預問卷的基礎上進行了調整，以設施完善、人機互動、布局規(guī)劃、視覺感知、安全可靠、輔助設施這6個設計維度為外因潛在變量，各維度對應的設計要素為外因觀測變量，同時以乘客滿意度（PS）作為內因潛變量，探究公交系統(tǒng)體驗設計維度對乘客滿意度的具體影響機制，并以站牌滿意度（PS1）、站臺滿意度（PS2）、公交車廂滿意度（PS3）、乘坐滿意度（PS4）4個指標作為內因觀測變量。分發(fā)正式的調研問卷，最后獲得361份有效問卷，其樣本數與觀測變量的比值大于10:1，保證了參數顯著性檢驗的有效性[17]。因此，本次問卷數據符合SEM實證分析的要求。

表2 公交系統(tǒng)體驗設計內部因素

Tab.2 Internal factors of public traffic system experience design

3.2.2 結構方程模型量化分析

1）信度和效度分析。將所收集到的有效數據導入SPSS和AMOS中進行分析，結果見表3。由表3可以看出各維度的克隆巴赫Alpha和均大于0.7，且AVE值均大于0.5，表明問卷整體信度以及數據內部的一致性和聚斂效度都較好。

圖4 公交系統(tǒng)體驗設計的目標思維模型

表3 信度與聚斂效度

Tab.3 Reliability and convergent validity

2）模型適配度檢驗。在建立結構方程模型之前，必須對模型的適配度進行檢驗，因為測量模型擬合不好，將會導致錯誤的結果[18]。從表4可以看出，模型的適配指標GFI值、CFI值、NFI值、IFI值均大于0.9，卡方自由度之比χ2/df=1.456<5，近似誤差均方根值=0.036小于臨界值0.08，表明模型的適配度較好。

表4 模型適配度檢驗

3）模型運行結果。運用AMOS對模型進行運算，得到的標準化系數見表5。由表5可知6個外因潛在變量均對乘客滿意度有正向影響（<0.05，>0)，理論假設成立，說明從這6個方面對公交系統(tǒng)體驗設計進行優(yōu)化，均可提高乘客滿意度，也驗證了目標系統(tǒng)思維模型的科學性和有效性。模型的最終運行結果如圖5，從圖中可以看出各因素之間的標準化路徑系數。

表5 標準化系數

Tab.5 Coefficient of standardization

圖5 標準化路徑系數

3.2.3 設計要素優(yōu)先級指導設計

通過上述一系列的量化分析后，得出各設計維度及所對應的設計要素的優(yōu)先級，這些維度對乘客滿意度影響大小依次為，視覺感知（VP）、布局規(guī)劃（LP）、輔助設施（AF）、設施完善（PF）、安全可靠（SR）和人機互動（HI）。以目標系統(tǒng)為工具，乘客的行為體驗為主線，根據設計要素的優(yōu)先級，在現有的公交系統(tǒng)體驗上來設計“事”。

在視覺感知層中，應先著重優(yōu)化站牌信息界面與公交車內飾色彩。依據乘客在乘車“事”系統(tǒng)中的視覺流動，運用色彩關系，對站牌的界面進行了劃分，使界面信息更加層次分明，讓乘客能快速找到自己所需信息；同時，在界面中添加一些圖形元素和一些附屬功能，實時了解車輛情況。在公交車的內飾上，考慮到公交車適用的人群與環(huán)境，根據色彩搭配關系，以低明度的灰色和較高明度的藍色與橙色，對車內的設施色彩進行調整，通過色彩來對乘客進行有效引導。

在布局規(guī)劃層中，應先著重優(yōu)化上下車排隊引導、車內人群引流規(guī)劃與車內功能空間布局。根據乘客在整個“事”過程中的行為流動，通過對乘客行為進行引導性設計，來實現布局規(guī)劃維度的優(yōu)化?？梢栽谡九_上，增添一些輔助設施或圖形標識，引導乘客在此處排隊候車；在車內引流方面，對乘客上車路線進行了設計，乘客從后門上車，將短途乘客與遠途乘客進行分流引導，同時，弱勢人群能在司機發(fā)車前安穩(wěn)到達座椅；從前面下車，方便司機觀察乘客下車情況，也降低乘客無法順利下車的焦慮。座椅是公交車功能布局的重要標識物，通過座椅數量與位置的設定，以及其他一些輔助設施對車內布局進行功能性的劃分。

在輔助設施層中，先著重增加站臺與公交車的充電功能；在設施完善層中，應先著重優(yōu)化站臺遮風擋雨功能、站牌信息完善、公交車內座椅數量及布局；在安全可靠層中，應先著重關注站臺安全監(jiān)控與語音到站提醒；在人機互動層中，應先著重增設站臺信息交互平臺智能查詢系統(tǒng)與優(yōu)化公交車內電子屏站點動態(tài)顯示及到站提醒。根據設計要素的優(yōu)先級進行公交系統(tǒng)體驗設計，最終的設計方案見圖6—7。

圖6 公交站體驗設計

圖7 公交車體驗設計

4 設計評估

在設計事理學的核心理念下，對設計方案的評估應從“事”的角度來展開，將設計方案放到外部因素的測試環(huán)境中，并利用系統(tǒng)可用性量表（System Usability Scale，SUS）科學地衡量與評估公交系統(tǒng)的用戶體驗度。量表是Brooke于1986年編制的，由10個問題組成，采用5點評分方式，包括了奇數項的正向問題與偶數項的反向問題，與其他標準問卷相比，SUS題項較少，易于快速測量，且量表具有很高的信度、效度和敏感度[19]。通過讓30名測試者觀看上述設計方案的三維模型與界面樣機，結合生活中公交系統(tǒng)的使用體驗，對優(yōu)化前與優(yōu)化后的公交系統(tǒng)分別進行SUS打分。然后將收集到的每一個題項分數進行轉換，奇數項的得分是“初始分-1”，偶數項是“5-初始分”，之后將所有項轉換分之和乘以2.5，再求其平均數，最后得到公交系統(tǒng)優(yōu)化前SUS分數為53.25，優(yōu)化后的SUS分數為76.83，其可用性評級為B，意味著比大約76%的公交系統(tǒng)可用性更好，表明了優(yōu)化后的公交系統(tǒng)體驗設計與優(yōu)化前相比，有了一定提升。

5 結語

本文運用設計事理學的系統(tǒng)性思維方法對公交系統(tǒng)體驗設計進行了事理研究，并基于大量問卷數據，用結構方程模型對內部系統(tǒng)中所分解的設計要素進行實證分析，驗證了公交系統(tǒng)體驗設計目標思維模型的科學性與合理性。經過研究表明，公交系統(tǒng)的設施完善、人機互動、布局規(guī)劃、視覺感知、安全可靠、輔助設施這6個設計維度均對乘客體驗滿意度產生正向影響，并確定了公交系統(tǒng)體驗設計重點與優(yōu)先級，為進一步地優(yōu)化改進找到最佳切入點，提高了設計效率。然而本文也有一些缺陷，即所獲取的樣本人群單一，樣本的代表性較低，導致個別設計要素載荷與后期結構方程模型的估計值有偏差，后期將會擴大樣本的多樣性，增加樣本容量，進行更深入的研究。

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Experience Design of Public Traffic System Based on Science of Human Affairs

ZHANG Jia-qi, WU Jin-zhao, DING Ze-ying, ZHANG Sheng-geng

(Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China)

The work aims to optimize and improve the design of the public traffic system based on the science of human affairs to solve the experience problems in the current public traffic system, so as to improve the passenger satisfaction. The systematic thinking method of the science of human affairs was used to analyze the external factors of the "event" system of public traffic, and to extract the design elements of each bus ride stage from the perspective of driving factors. The design dimension of internal factors was divided by factor quantification analysis to establish a goal mental model for experience design of the public traffic system. To prove the scientificity and rationality of the model, the structural equation model was used to analyze the mechanism of its internal factors affecting passenger experience satisfaction. According to the calculation result, the priority of experience design factors in the public traffic system was determined to guide the design. Finally, the system usability scale was used to evaluate the rationality of the design scheme. The design flow based on the science of human affairs and the structural equation model is constructed and then applied to the experience design of public traffic system, which improves the passenger's sense of ride feel and offers reference for other experience design research.

science of human affairs; experience design; structural equation model; public traffic system; system usability scale

TB472

A

1001-3563(2023)10-0125-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.10.012

2022–12–06

張家祺（1963—），男，碩士，教授，主要研究方向為產品設計。

武晉昭（1997—），女，碩士生，主攻產品創(chuàng)新設計研究。

責任編輯：陳作