公共自助设施交互设计研究——铁路自助售票机设计

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公共自助设施交互设计研究——铁路自助售票机设计李双北2015年6月 中图分类号：UDC分类号：公共自助设施交互设计研究——铁路自助售票机设计作者姓名李双北学院名称设计与艺术学院指导教师孙远波教授答辩委员会主席张继晓教授申请学位工程硕士学科专业工业设计工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月 TheInteractionDesignResearchofPublicSelf-serviceProducts——RailwayTicketVendingMachineDesignCandidateName:LiShuangbeiSchoolorDepartment:DesignandArtsFacultyMentor:Prof.SunYuanboChair,ThesisCommittee:Prof.ZhangJixiaoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:IndustrialDesignEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June,2015 研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期： 北京理工大学硕士学位论文摘要随着信息社会的迅速发展，互联网技术的应用普及，高新电子产品的使用范围愈加广泛，逐渐影响到城市公共生活的空间环境中，城市建设中出现了越来越多的电子公共设施，使公共空间走向智能化、数字化的发展道路。随着我国铁路运输行业的飞速发展以及互联网售票方式的普及，自助售票设备得到了推广普及，一方面缓解了传统人工操作的工作压力，将服务人员从高强度低技能的重复性操作中解放出来；另一方面给使用者带来便利，减少等待时间，提供自由且多样的选择。然而这类产品的实际使用情况尚存在一些问题，一方面由于成本和利用效率问题，自助产品在一些中小型城镇尚未普及；另一方面，作为一类新兴产业，对于部分特殊用户群如老年人、残疾人、受教育程度较低的人群，由于生理或心理等差异的存在，在使用上仍存在不便，造成心理的抵触情绪。本课题在现有产品和研究的基础上，分析公共自助设备在信息化背景下所应具有的时代特征和产品特点，研究用户群的生理、心理特征及用户需求，特别是老年人、残障人士以及文化程度较低的弱势群体，以交互设计、通用设计等理论基础为指导，对铁路自助售票设备的产品功能、结构、使用流程等方面进行优化设计，以提高这类产品的使用频率和效率，给使用者更加愉悦的用户体验。关键词：自助设备；公共设施；交互设计；通用设计I 北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofinformationsocietyandthepopularizationandapplicationofInternettechnology,usingarangeofhigh-techelectronicproductsbecomingmorewidely,graduallyaffectthespaceenvironmentofpubliclifeinthecity,whichbingsinmoreandmoreelectronicpublicfacilitiesinthecityconstruction,leadingthepublicspacetoanintelligentanddigitalway.WiththehighspeeddevelopmentofdomesticrailwaytransportationindustryandthepopularityoftheInternetTicketingsystem,ticketvendingequipmenthasbeenpopularized,whichononehandcanalleviatethepressureoftraditionalmanualoperationwork,settheservicestafffreefromtherepetitiveoperationofhighstrengthandlowskill;ontheotherhand,itcanbringconveniencetotheusersbyreducingthewaitingtime,providingfreedomandmorechoices.However,therearestillsomeproblemsofusingthistypeofproducts,ontheonehandduetotheproblemofefficiencyandcost,self-helpproductsinsomesmalltownsarenotyetuniversal;ontheotherhand,asakindofemergingindustry,forsomespecialusergroupssuchastheelderly,thedisabled,theloweducationlevelofthepopulation,thereisstillinconvenienceandresentmentinregularusing.Thissubjectisbasedontheexistingproductsandresearch,viaanalysingthecharacteristicsandfeaturesofpublicself-serviceequipmentincurrenttechnicalbackground,physiologyandpsychologycharacteristicsofusers,especiallytheelderlyvulnerablegroups,thedisabledandthelowlevel,withinteractivedesign,universaldesignetc.asthetheoreticalbasisfortheguidanceoftherailwayticketvendingequipment,redesignthiskindofproductinordertoimprovetheefficiencyandgiveusersamorepleasantexperience.KeyWords:Self-serviceequipment;publicfacilities;interactiondesign;universaldesignII 北京理工大学硕士学位论文目录第1章绪论...........................................................11.1研究背景............................................................11.2研究现状............................................................31.3研究意义............................................................61.4研究框架............................................................8第2章公共自助设施产品特征研究..................................92.1公共设施的产品特征概述.............................................92.2公共设施设计的影响因素............................................102.3公共设施设计的基本原则............................................10第3章铁路自助售票设施的理论研究及应用........................143.1铁路自助售票设施交互设计研究及技术应用..........................143.1.1自助售票机交互系统研究...................................153.1.2自助售票机交互系统设计目标...............................153.1.3新兴交互技术及应用........................................163.2铁路自助售票设施人机工程研究及应用..............................193.2.1公共设施人机工程研究及应用...............................203.2.2自助售票机人机工程研究内容...............................203.2.3自助售票机人机工程应用情况...............................213.3铁路自助售票设施环境心理学研究及应用............................223.3.1环境心理学的起源与发展...................................223.3.2自助售票机环境心理学应用原则.............................233.4铁路自助售票设施通用设计研究及应用..............................243.4.1公共设施通用设计发展现状.................................253.4.2自助售票设施通用设计应用原则.............................25III 北京理工大学硕士学位论文第4章铁路自助售票设施用户研究.................................274.1自助售票机用户研究方法............................................274.1.1观察法.....................................................274.1.2问卷调查法..................................................294.1.3访谈法.....................................................294.2自助售票机用户使用情境分析.......................................304.3自助售票机用户特征分析............................................314.3.1生理特征...................................................314.3.2心理特征...................................................314.4自助售票机用户需求分析............................................314.4.1功能需求...................................................314.4.2非功能需求.................................................32第5章铁路自助售票设施设计研究.................................325.1自助售票机设计概述................................................325.2自助售票机硬件设计研究............................................325.2.1结构功能...................................................335.2.2人机尺寸...................................................335.2.3材料工艺...................................................375.2.4硬件界面...................................................375.3自助售票机交互设计研究............................................405.3.1功能架构...................................................405.3.2交互流程...................................................415.3.3界面布局...................................................435.3.4交互原型...................................................45第6章铁路自助售票设施设计方案.................................516.1界面效果图.........................................................516.2产品效果图.........................................................57IV 北京理工大学硕士学位论文结论..................................................................64参考文献.............................................................65攻读学位期间发表论文与研究成果清单...............................67致谢..................................................................68V 北京理工大学硕士学位论文第1章绪论随着信息社会的迅速发展以及互联网技术的普及，高新电子产品的应用范围愈加广泛，逐渐影响到城市公共生活的空间环境中，越来越多的电子公共设施出现在我们的视野当中——自动售票机、ATM取款机、智能公交站牌、自助售货机等相继出现，改变着我们传统的人工服务方式，也标志着自助服务的时代已经来临。科技改变我们的生活方式并带来便利的同时，也相应产生了一系列问题：随着新兴技术及科技产品带来的数字鸿沟现象，以及设计伦理问题的不断出现，如何以设计的方式提升电子产品的用户体验已成为亟待解决的问题。1.1研究背景经济的发展促使人们对物质和精神生活的要求不断提高，拥有一个舒适、现代化的城市生活环境成为城市建设的重要目标。城市的发展，贯穿了经济、信息、技术、物资等一系列因素的变化，是社会结构、文化导向、消费模式、价值认同等随时代变化的一种映射。互联网技术的迅速发展和广泛应用，不可避免的波及到城市公共空间建设，改变了传统公共设备的结构体系（图1.1）。图1.1常见的公共自助设施公共自助设施的出现有着一定的时代背景因素。首先，随着我国经济的迅速发展，城市现代化建设的脚步加快，人民生活水平不断提高，在现有的销售类商品已经能够满足大部分人们的需求时，人们对于服务质量的要求越来越高，这种情况下的自助式设1 北京理工大学硕士学位论文备更能够满足使用者对于追求自由与便捷的诉求。其次，随着综合国力的提升，我国的创新设计及机械制造加工水平相应提高，有能力研发并生产此类设备，给自助服务提供了广阔的发展空间。此外，由于人力成本的不断提升，以及管理投入的增加等，种种因素推动着自助服务的产生和发展。相比于人工服务，自助服务具有许多优点：（1）投入成本低自助设施为一次性投入，购置设备后只需要定期的检测维护，减少了人力资金的投入，同时可以根据需求量增减设备数量，大大降低了人工管理的成本；（2）人工压力小自助设施在某些领域可以代替部分甚至全部的人工服务工作，将人类从低技能要求、高重复性的操作中解放，分担人工服务的工作强度和压力；（3）高效低错性自助服务设备预设了相应的操作流程，引导用户高效率的进行相应操作的同时可以避免人工服务可能出现的人为错误；（4）使用便捷性与人工服务相比，自助设备受时间、地点、环境等条件的限制较小，通常公共环境中的自助设备均可24小时提供服务，弥补了人工服务的不足，同时随时随地的自助性服务也给用户带来更加自由和便捷的使用体验。图1.2自助售票机给用户带来方便随着城市化发展进程加快，城市人口密度不断攀升，自助服务的优势体现日益明显，公共自助设施的发展前景十分广阔，现代化的自助设施不仅提供更加便捷的城市服务，而且发掘了群众的价值，提升群众的参与感。2 北京理工大学硕士学位论文1.2研究现状自助设备的发展已经形成较为完善的体系，目前世界上一些发达国家的自助服务系统已较为成熟，自助售票设备已经被广泛应用到公交、铁路、航空、邮政等各领域。自助设施的硬件设备及交互技术已经日趋成熟，在设计过程中充分考虑了使用环境和用户特征，同时兼顾弱势群体的使用需求。例如，韩国部分城市已开始使用电子公交站替代传统的公交站，这种电子公交站采用超大尺寸的屏幕，可以播放实时公交信息以及图片、影像内容，除此之外，旅客还可以通过触摸面板进行信息查询、了解路况信息。这类公共设施的推广普及不仅使城市生活更加便捷高效，而且体现着城市的人文关怀，使现代化都市更具人情味。图1.3韩国智能公交站公共电子设施的优势日趋明显，许多国家相继展开相关产品的研发和推广。在公共空间中的电子自助设施研发领域中，一些发达国家的设计和应用较为领先。例如，日本、德国等工业设计起步较早的国家在这方面的设计已经较为成熟，研发并生产了诸多相关产品。一方面这些发达国家研发和使用的产品类型多种多样，适用于多种场合，产品投放的应用范围较我国也更加广泛和普遍。另一方面，发达国家的电子自助设施从产品的设计角度也更加成熟完善，并且从通用设计的角度考虑了残疾人的使用3 北京理工大学硕士学位论文需求，体现了社会的和谐平等。图1.4日本自助设施的通用设计相比之下，我国自助服务发展较晚，相应配套设施还有待提高。近几年随着我国高速铁路的迅速发展，铁路运输量和载客量有明显提高，传统的人工服务在运送高峰期显然已无法满足旅客需求，而相应的自助设备建设明显跟不上现代化铁路的发展。目前我国铁路自助售票设备主要面临如下问题：（1）利用率较低在地铁、火车站等售票处，我们经常能够见到这样的现象，一边是人工服务窗口人满为患，另一边则是自助售票设备前的门可罗雀。产生这样现象的原因，一方面由于自助设备的易用性有待提高，另一方面由于部分人群对于这类高科技产品的不信任感，造成人工服务压力的增大以及公共资源的浪费。（2）适用范围有限全国范围来讲，自助服务设施常见于一线城市，而对于许多二三线城市及乡镇地区这4 北京理工大学硕士学位论文类产品的普及度较低，产生这类问题的原因，一方面受到城市人口密度影响，另一方面由于自助设备的投放成本较高，加重了某些城市建设的负担。另外，从单个城市来讲，自助设备的投放环境也有诸多限制。对于铁路自助售票机这类产品，目前使用环境仅限于火车站售票大厅，这违背了自助服务设施便捷自由的初衷。（3）缺乏审美性公共设施是城市现代化建设中非常重要的一部分，体现着城市的经济实力、人文特色，优雅现代的公共设施能够提升城市形象。然而，目前我国的公共设施普遍存在审美性问题，造型千篇一律、与环境格格不入，割裂了公共空间环境的整体性。图1.5自助设施缺乏审美性（4）轻视用户体验目前我国自助设施研发过程中主要追求产品功能的实现，从而忽视易用性、审美性、交互设计等其他方面。以“物”为中心的出发点与现代社会要求“以人为本”的核心理念相违背，也造成了用户体验差、可用性低等现象。基于以上问题，可知我国自助设备的发展现状存在诸多问题，在相关领域仍有很大的提升空间。面对城市发展的飞速扩张，人口密度的日益增长，人工服务压力日渐提高，我国自助设备的研发及使用状况仍然有待提升，以充分发挥高新技术的优势，5 北京理工大学硕士学位论文推动我国自助设备产业发展。1.3研究意义目前国内外公共自助设备应用领域普遍面临着数字鸿沟现象。数字鸿沟（DigitalDivide）是在全球高新技术产业发展背景下，由于于不同国家、不同地区、不同人群等之间对于信息获取和使用的不均衡产生的问题，它描述了一种信息富有者与信息贫困者产生差距的现象。它的产生由于社会发展所带来的多方面原因，并逐渐成为了维护社会稳定、构建和谐社会的巨大障碍。例如，在对自助售票机的使用人群和使用情况的调查来看，发现主要使用者为20岁至40岁具有一定文化水平的大中型城市居民，而老年人、文化水平较低的乡镇居民以及其他弱势群体，对于此类产品带有一定的不信任感以及科技恐惧心理，这种现象不利于社会的公平性，同时造成了资源设施的浪费。图1.6部分国家信息能力整体水平从自助售票机的使用者年龄分布，能够明显的看到数字鸿沟带来的影响。由调研6 北京理工大学硕士学位论文数据可知，自助售票机的主要用户为年龄在20-40岁之间的一、二线城市居民，这部分人群文化水平较高，学习能力较强，能够接受新兴的科技产品并在较短时间内学习掌握使用方法；相比之下，老年用户和部分乡镇居民，由于认知水平较低，对科技产品缺乏兴趣，以及面临的社会和心理压力，导致这类群体很容易产生抵触心理，丧失了平等公平的享有自助服务的权利。图1.7全球数字鸿沟分布造成数字鸿沟现象的原因是复杂且多方面的。从经济角度来讲，科技的创新与发展需要强大的经济实力作为基础，数字鸿沟是不同地区经济发展不平衡现象在信息领域的延续，即缺乏发展和利用信息技术的“基础”。从技术角度来讲，数字鸿沟的产生由于高新技术的不均等普及，造成某些不发达地区的人们获取信息的方式较少、难度较大，即缺乏利用高新技术的“途径”。从认知角度来讲，不同群体由于文化水平、学习能力的不同，造成对高科技产品的接受能力有显著差异，在获取和利用信息的过程中出现障碍，即缺乏接受和使用科技产品的“能力”。数字鸿沟问题已经从单一层面的经济、技术、认知问题发展为复杂的社会问题，成为了世界性的“社会鸿沟”。因此，采用多种手段和方式填补数字鸿沟，防止其继续扩大，以维护社会发展的平衡稳定是全社会多方面的共同责任。公共设施是城市生活中的重要组成部分，城市的公共环境建设影响着居住在这里的每一个人。随着公共设施的发展面临更多的新问题，填补数字鸿沟带来的社会层级，7 北京理工大学硕士学位论文追求公平易用的使用方式是现代化公共设施发展的方向。交互设计强调以人为本的核心思想，切合了当今社会和谐人性化的发展主题，公共产品更应该强调自然的人机交互和愉悦的用户体验，因此，有必要研究和探讨更加自然的交互方式，以提高公共自助设施的使用频率和效率，给使用者更加愉悦的用户体验。1.4研究框架本次课题研究总体框架如图1.8所示。图1.8课题研究框架图课题通过对铁路自助售票机用户展开研究，分析现有产品存在的问题，归纳用户需求。由于铁路自助售票机这类电子公共产品的用户群体按使用密度呈两极化分布，因此，根据使用频率将用户分为使用者和非使用者。由于相比于传统人工售票，自助售票机拥有便捷、高效等明显优势，因而对于已经掌握使用方法的用户群体，在一次成功操作后倾向于长期使用这类产品。这类用户可视为经验用户或专家级用户。由于拥有较多的使用经验，他们对于产品的功能、流程等方面存在的问题更加了解。在用户调研过程中通过用户测试、用户访谈等研究方法在这类用户中发现和寻找现有产品在设计和使用上存在的不足，根据用户研究结果分析问题出现的原因，探讨研究解决办法。同时，利用问卷调查等方法获取人口属性方面数据，以分析人群的年龄、地区、文化程度，以及各类人群所占比例。8 北京理工大学硕士学位论文对于非使用者用户群体，这类人群由于种种原因，排斥或拒绝使用这类产品。在用户调研过程中，分析研究这类用户群的人群特征，了解不同用户群体不使用自助购票的原因。从产品角度分析研究产品自身存在的设计问题，挖掘造成问题的根源，尝试探讨解决方案；从用户角度分析其生理、心理造成排斥的原因，研究解决方案。对于现有产品的研究，从硬件及软件两个角度进行。硬件方面，研究现有产品功能设置的合理性、全面性，结构布局的合理性、易用性，外观造型的审美性等问题。软件方面，研究现有产品的功能架构、系统层级、交互流程以及交互细节等存在的问题。在以上研究基础上，结合用户调研，分析研究现有产品存在的问题，并且通过设计改进和创新提出解决方案，尝试解决这些问题。在用户研究和产品研究的基础上，分析研究现有产品应用的交互技术、操作流程等问题，同时借鉴新兴的交互技术，探讨可能使用的交互方式，设计更加流畅自然的操作流程，提升用户体验。在以上基础上，提出本次课题设计的方案。从硬件角度和软件角度两个方面进行改进和创新。在硬件角度，解决产品功能结构、外观造型等问题；在软件角度，定义系统架构、优化操作流程，提升用户体验。第2章公共自助设施产品特征研究随着经济的发展，文化的进步，公共环境建设已成为发达国家提升城市形象、体现城市精神、表现城市活力的重要方式和途径。一座人性化、现代化的城市需要拥有完善的公共空间建设，公共环境是城市风貌和文化的延续，其中的公共空间设施是这一延续的升华。公共设施作为城市生活空间不可缺少的重要组成部分，成为了人们户外活动所必需的配置，它的存在不仅方便了人们的生活，也改变着人们的生活方式，还丰富了公共空间的内涵，因此备受关注。公共设施设计从宏观角度来讲，应考虑城市的整体性、区域性和机能性；而从微观角度，由于环境设施具有实体性，能够被人们感知和使用，又有着具体性。尤其对于现代化都市中的公共自助设施，还具有专门化、高效率、经济型等特点。2.1公共设施的产品特征概述公共设施是公共环境中为人们提供各种公共服务的设施系统，它所包含的范围十分广9 北京理工大学硕士学位论文泛。从社会学角度来讲，公共设施是指能够满足人们社会生活、公共生活需求的设施，包括交通设施、信息设施、卫生设施、体育设施、文化设施等。这其中，与城市居民生活联系最为紧密的有区域性公共设施、社区型公共设施等。常见的公共设施构成见下表。表2.1常见公共设施分类公共设施存在的范围十分广泛，包括所有公共社会空间，如公园、广场等；也包括私人所有但可以被公众接近的场所，如校园、公司等。因此可以理解为，只要存在公共生活的空间，都可以存在公共设施。2.2公共设施设计的影响因素（1）自然因素由于地域环境的不同，各地区城市的自然环境条件相差较大。公共设施设计应考虑自然环境因素，在材料选择、结构规划等方面要因地制宜，合理规划。（2）空间因素一般情况下，公共环境仅有有限的空间和使用面积，公共设施的设计应从整体进行规划，以适宜空间布局，满足不同活动的需要。（3）行为因素人们的行为具有不可预测性，同一设施常会面临多种不同的使用行为及对待方式，因此公共设施需要基于公众性的特点考虑人类行为的不可控和多样化特征。2.3公共设施设计的基本原则公共设施设计，不仅需要注意功能、视觉上的统一，还要注重满足用户在精神和10 北京理工大学硕士学位论文心理上的需求，以用户的安全、健康、舒适为目标，表现城市的时代精神、文化风貌、经济水平和社会发展情况。科技发展的多元化，以及城市基础的差异性，促使公共设施的多样化，而不同功能的设施设计都应遵守公共设施的基本原则。（1）功能性原则功能性原则是一切工业产品的基本原则和首要原则。公共自助设施是为了满足大众功能需求而存在的城市家具，应将实用性和功能性作为首要原则。在我们的生活环境中，公共设施的功能体现比比皆是：街道的路灯用于夜间照明以保证安全，公园广场供人们消遣娱乐，凉亭长椅供人们休闲小憩……公共设施的功能设计需要针对用户的行为习惯，对于不同用户的不可预测行为要充分考虑，同时，设施的维护、管理、维修等也应统筹兼顾。功能设计需要研究公共空间、城市环境、人群行为三者间的相互关系，其研究目的可以分为三个层次：最基础的一层为满足居民在城市中生活的基本需求，如交通设施、卫生设施等；其次为构建更符合人们意愿的生活环境，使城市生活更加便捷高效；最后是创造人、物、环境的交流媒介，以满足人们交流沟通的社交需求。功能性原则要求产品具有良好的使用性，能够完整地帮助用户实现需求，同时还应体现在产品的易用性、安全性等方面。此外，公共设施的功能设计要充分考虑到人群行为习惯的多样化和随机性，如人类行为的不可预测性，因此，任何设施设备对于不同人都可能会产生不同的行为，在设计时需要充分考虑。常见的公共设备按照功能类别可以分为：卫生设施、销售设施、休憩设施、通信设施、交通设施、游乐设施等。本次课题研究的自助售票机属于销售设施，这类设施还包括自动售货机、书报亭、各种服务站等，这些设施具有小型多样、机动灵活、购销便利、量大面广等特点，成为了公共环境及城市生活中不可或缺的重要组成部分，在商业环节中也占有一席之地。这类设施的网点设置布局应做到与人流活动路线一致或相似，方便识别和找寻，同时，色彩、形态等外观设计应与所售商品相符，在空间布局上需要给用户预留足够的空间活动场所。（2）安全性原则安全性是任何产品设计都需要考虑的重要设计要素。公共设施按照其与人体接触的紧密程度，可分为两类——人体间接设施和人体类设施。间接设施是指与人体接触时间较短的公共设施，如公交站、停车场、自动售货机等；人体类设施指与人体密切接触，影响人体健康与舒适的设施，如座椅、卫生间、饮水机等。11 北京理工大学硕士学位论文公共设施应具有安全健康的属性，保证使用者不会因为使用这类产品而造成心理或生理健康的损害。因此，在设计及制造过程中，不应过分追求商业利润而忽视产品质量，对于产品的材料、结构、加工工艺等因素需要充分考虑，以保证其安全性能。同时，符合安全健康原则的公共设施还对产品的舒适性有更高的要求。舒适属性本着以人为本的原则，不仅重视对于生理功能的满足，更重视对于人的心理感受的关怀。从生理角度来讲，合理的操作范围、软硬适中的材料选择等，可以避免操作疲劳。从心理角度，美观的造型、柔和的色彩、合理的布局等都会给人以愉悦舒适的体验。（3）系统性原则从系统设计的角度来讲，公共设施在“环境——公共设施——人”系统中作为中介环节，负责环境与人类的信息传达与反馈，人类通过公共设施对环境进行分析掌握与调控。图2.1公共空间的系统关系从行为角度讲，在这个系统中，公共空间是产品的载体，而人是空间的主体，人在环境中的行为具有不确定性和随意性，有一定规律性，又具有偶然性，因而研究人的行为特征是公共设施系统设计的前提。从心理角度讲，公共环境与设施设计与人的环境心理有密切关系，人在环境中的行为通过外在体验形成自我体验，产生成就感与归属感。因此，公共设施需要注意与环境的协调一致性，同时兼顾与人的交流反馈性。不仅如此，公共设施自身也构成为一个产品系统，作为自助售票机来讲，包括了产品的硬件操作设备以及软件控制系统，两者需要互相协调配合从而将产品的性能发挥到最佳。12 北京理工大学硕士学位论文（4）审美性原则公共设施的审美体验关系并影响着周边环境甚至整个城市的风貌，简洁美观的公共设施设计会成为城市建设中的一道亮丽的风景，因此公共设施需要具备一定的审美功能，在设计过程中有必要运用形式美法则进行规划、构思，把控产品造型与整体空间环境的比例、结构、对比关系等，从而使公共设施具有良好的审美性，进而提升城市形象，给用户带来愉悦的视觉体验。公共设施的产品造型在外观上不仅要方便用户使用，而且应符合使用者的审美期望。产品的审美性通常从形状、材料、工艺、色彩等方面进行表现。形状指产品三维空间的造型、起伏变化，是产品造型中最重要的因素。产品的外观形状主要受内部结构的影响，设计过程中需要巧妙利用，优化造型，传达合理有效的设计语义，给人以愉悦的视觉体验。材料是构成形状的基石，公共设施的材料选择不仅需要考虑视觉因素，更要受到环境、气候、功能、安全、成本、使用频率等诸多因素限制。同样的材料经过不同的加工工艺可以呈现出不同质感的视觉体验。公共设施可以通过对材料表面的加工处理以达到理想的视觉效果，并且改善产品质量，延长使用期限。色彩是产品外观构成的重要元素，对于产品造型具有决定性的影响。公共设施的产品色彩选择需要注意两点：一是使用对比明显的颜色，强烈的色彩可以使产品脱颖而出，在环境中产生注意的重点；二是使用中性的颜色，中性色容易融入环境，避免造成部分用户群产生排斥心理。（5）可持续原则可持续公共设施是绿色城市的载体。可持续设计要求产品在整个生命周期内，注重产品的环境属性，坚持“Reduce,Reuse,Recycle”的“3R”设计原则。这一原则要求设计师充分考虑产品对资源和环境的影响，以优化产品的功能、质量、开发周期和成本等各种相关因素，减少产品生产和使用过程中对环境的消极影响。当今社会，绿色环保日益成为社会发展的主流观点，体现着一个城市、一个国家的社会责任和观念先进性。公共设施由于其公共性特点，相对于其他产品具有与自然空间环境更多的接触机会，对于环境的影响也相对更大。因此，城市公共设施的设计应坚持可持续的原则，从产品材料的选择、生产工艺、使用周期的规划、维修成本以及废弃后的处理方式等都应充分考虑到对资源的节约以及对环境的保护，不仅要减少13 北京理工大学硕士学位论文对于自然资源的消耗、降低有害物的排放，而且要使产品及零部件能够方便回收、替换、循环利用。（6）人性化原则公共设施的人性化原则体现在满足人们物质使用和精神感受两方面。信息时代的公共自助设备设计要从人类的生理和心理角度出发，并从宏观角度把握使用者和公共环境之间的关系。因此，在设计过程中要注重人因工程学、环境心理学、通用设计、无障碍设计等。人性化的公共设施体现在面对不同的人群，都应考虑用户相应的功能需求，避免将部分用户排除在外。从生理角度来讲，对于老年用户群体，由于生理机能的减退，活动范围及随年龄增长而逐渐减小；对于残障用户群体，由于生理缺陷导致某些机能的缺失。对于弱势群体的关注应体现在公共设施的设计过程中，以保证他们能够拥有一定的公共生活服务，使用公共场所和公共设施，这是公共设施人性化角度不容忽视的问题。为此，我国也出台了相应的规范措施，如2001年8月1日实施的《城市道路和建筑物无障碍设计规范》（JGJ50-2001）。从心理层面来讲，在注重使用功能的同时，应注重公共设施对于用户心理诉求的切合。例如在审美性方面，应注重公共设施的艺术价值，以满足人们精神层面的需要。然而目前我国的公共设施大多缺乏观赏性，与自然环境、城市风格、产品功能等格格不入。因此，在公共设施的设计过程中，更应注重形式与功能、环境的匹配，是人们在使用过程中得到美的享受。第3章铁路自助售票设施的理论研究及应用3.1铁路自助售票设施交互设计研究及技术应用铁路自助售票设施的设计可以看做是交互系统设计。其中设备使用环境、用户、自助售票机构成整体系统，各部分间形成对立与统一的关系。在这个系统中，使用环境对产品的功能、结构、材料、造型等方面起到影响和制约作用，目标用户对产品的功能设定等各方面提供范围和筛选依据，相应的，自助设备在一定程度上也影响着使用环境和用户。从售票机产品角度来讲，可以看作硬件交互系统和软件交互系统。其中硬件交互14 北京理工大学硕士学位论文系统包括产品的功能、结构、造型，以及用户使用过程中与硬件界面进行的交互行为等。软件交互系统包括系统架构、操作流程、以及用户使用过程中与交互界面进行的交互行为等。因此，从交互设计角度进行产品设计的研究，有利于产品硬件系统与软件系统、以及与环境、用户形成的整体系统各维度间的和谐统一。3.1.1自助售票机交互系统研究铁路自助售票机的交互设计实质是一种系统设计，这个交互系统关注目标用户与设备之间的“交互行为”。交互设计强调以用户为中心，追求整个交互系统的和谐与统一，包括用户使用需求与自助售票设备功能设定之间的和谐、用户操作需求与自助售票设备支持行为之间的和谐、用户行为与使用场景的和谐、应用技术与产品的和谐等。从物质角度，自助售票设备是人-机-环境系统和谐的物质基础，其功能、结构、材料、技术等是系统的物质要素，影响着交互系统的物质和谐关系。其中自助售票设备功能的合理配置是交互系统和谐的基础，功能缺失或冗余均会导致系统的不和谐，产品功能的实现程度决定了交互系统满足购票用户需求的程度。从行为角度，售票系统交互设计的实质便是对于行为的规划和设计。交互系统中行为和谐的判断标准是——系统提供的交互方式是否满足用户的需求。交互系统的和谐行为表现在流畅的交互行为、便捷的操作方式、快速准确的信息反馈等，同时，交互行为还会受到不同环境的影响，因此在设计过程中需要对自助售票设备的使用环境充分调研和考虑。从心理角度，交互设计强调用户使用产品过程中的心理感受，即用户体验。这种体验之感是由交互行为引发的非物质感受，是通过用户购票行为的操作升华为用户心理感受的过程，表现为交互系统给用户所带来的幸福、愉悦、舒适等感受。3.1.2自助售票机交互系统设计目标交互设计强调产品的可用性目标。可用性主要由有效性、效率、满意度三个要素确定，而对于不同类型的产品这三者之间的侧重点也不尽相同。对于实用类产品，如汽车、家电等，可用性与产品的有效性和使用效率联系较为密切；而对于娱乐类产品，如游戏机、手机等，则主要与用户满意度有关。交互设计注重用户体验目标。相比于可用性目标较为可观的评价标准，用户体验目标则更多的受到主观因素的影响，涵盖面也相对广泛，因此，对于交互系统的用户15 北京理工大学硕士学位论文体验目标进行准确评价是有一定困难的，需要针对具体产品规划相应的评判标准。对于本次课题研究产品——铁路自助售票机，其可用性目标从三个要素角度分别为：购票功能的有效性，即满足用户一般购票等操作需求；购票流程的高效性，即整个操作过程流畅高效，避免错误，提高使用效率；购票体验的满意度，即用户在心理层面上对产品的使用体验产生满足、愉悦等情绪。3.1.3新兴交互技术及应用交互技术是交互系统构建的必要物质基础，随着社会的发展和科技的进步，越来越多的新兴技术被应用到交互设计领域，为公共设施更加流程自然的交互方式设计提供了可能性。常见的交互技术及应用情况如下。（1）普适计算普适计算是指任何个体在任何时间、地点能够利用无处不在的数字技术获取并处理信息，强调将计算机技术融入人类活动的环境中，形成一个无处不在的数字环境，以保证人们可以随时随地享受信息化社会的服务。普适计算具有普适性、动态性、自适应、透明化的特点；其中，动态性指用户的移动状态下仍然可以得到普适计算的服务；自适应指普适计算技术能够自动感知并判断用户需求，以提供准确的服务；透明性指普适计算的存在形式是透明化的，用户的操作方式是隐性自然的。图3.1普适计算16 北京理工大学硕士学位论文普适计算的技术在环境保护、交通管理、医疗保健等领域均能发挥作用，如利用计算机网络家居环境中的家电、数码产品等实现远程控制，应用在教育娱乐领域的远程教学、在线视频、互动点播等服务，以及利用指纹、声音识别技术的门禁系统等。（2）可穿戴设备可穿戴设计的实质是利用计算机技术将智能硬件设备合理的分布于人体，例如衣服、手表等，以实现移动数字化应用。可穿戴技术的兴起促进了新的人机交互方式的出现，并具有持久性、增强性、介入性的特点——持久性指可穿戴设备由于可以长时间跟随用户个体，因此可以处于持续使用的状态，保证了人机交互的连续性；增强性指可穿戴设备在人类智慧的指导下实施操作，增强了人类对环境的感知、控制能力；介入性指可穿戴设备与使用者之间形成了更为密切的关系，能够更大程度的参与用户行为，同时用户也可以更加自由的进行操控。可穿戴设备具有广阔的发展前景，国内外诸多产品研发制造领域相继推出相关产品，近几年可穿戴智能硬件产品的发展更是炙手可热，智能手环、智能芯片等产品层出不穷。图3.2可穿戴交互技术（3）多点触控多点触控技术是一种可以使用多点同时操作的触摸屏输入技术，用户可以通过触摸、点击、滑动等手势对屏幕进行操作。这种触摸屏操作方式具有交流方式直接、反馈迅速、节省空间等优点，近年来在电子智能产品中得到广泛地应用。触摸屏通常由触摸屏控制部件和检测部件组成。检测部件位于显示器前，用于检17 北京理工大学硕士学位论文测用户的触摸信息，并传送给控制器；控制部件将接收到的信息转换成触点坐标，并传送给中央处理器，同时可以接受和执行中央处理器传达的命令。目前常见的触摸屏可分为电容式、电阻式、红外线以及表面声波四重。表3.14种触摸屏技术的特点（4）体感控制体感控制指用手势、动作等通过非接触方式来操控对象，可以替代鼠标、键盘、遥控器等设备。体感控制的关键环节是动作的输入与识别，常见的输入方式主要有基于视觉和基于传感器两种方式。基于视觉的输入方式利用摄像机捕捉用户动作，然后通过计算机的分析处理，提取动作特征，从而实现动作的输入。基于传感器的输入方式利用内置的重力传感器、陀螺仪等识别人体动作，实现输入行为。随着娱乐消费领域的需求，体感控制技术已经在智能电视、游戏机、智能手机等电子产品中得到广泛的应用，例如苹果公司在2007年为iPhone手机中内置了MEMS陀螺仪。（5）眼动追踪人的眼动行为主要有注视（停留时间100ms以上）、眼跳（在注视点直接跳跃）和追随三种行为。眼动追踪技术一般通过眼动仪实现，眼动仪可以记录眼睛的注视位置、注视时间和次数、眼跳距离等数据，其原理是利用摄像头捕捉并锁定眼睛，根据从瞳孔和眼角膜反射的红外线记录眼睛的视线变化，用以追踪并分析眼动行为。18 北京理工大学硕士学位论文图3.3眼动仪原理示意图利用眼动追踪技术可以了解个体的认知过程，评判产品是否符合用户需求，主要应用在心理学研究、产品可用性评估以及人机交互设计方面。目前相关领域正在研究使用眼动行为作为一种新的输入方式，以代替鼠标、键盘、手势操作，由于眼动输入可以解放人类双手、减轻输入负担、提高输入效率，同时极大的方便了行动不便的老年人以及残障人士，因此这项技术未来将会有广阔的发展前景。（6）面部识别面部识别技术是指利用计算机的图像处理技术，对人脸画面进行分析处理，获取面部表情传达的信息。面部识别技术过程主要分为三步：面部跟踪、表情编码和表情识别。目前面部识别技术尚处于不断发展完善的阶段，并逐渐应用到实际生活当中，如安保系统通过面部识别判断用户身份，以保障用户的人身财产安全。3.2铁路自助售票设施人机工程研究及应用人机工程学（Ergonomics）又被称为人体工程学、人类工程学（HumanEngineering）等，起源于欧洲，形成和发展于美国，是工业发展背景下产生的一门多学科交叉的新兴技术学科。人机工程学主要研究人类在生产生活过程如何合理、舒适地操作使用工具设备。铁路自助售票机作为公共环境设施，其面向用户群体极为广泛，包括了社会生活中的几乎所用用户群体，因此其人机工程及尺寸选择方面需要严密的理论基础、数据资料和实际调研，以保障这类产品的通用性。19 北京理工大学硕士学位论文3.2.1公共设施人机工程研究及应用人机工程学的研究最早仅局限于军事工业领域的应用，直到20世纪五六十年代才逐渐延伸到生活用品等更为广泛的领域，从而逐渐成为工业产品设计等领域的关注焦点。随着科技的发展，时代的进步，人机工程学领域的研究重点也不断发生变化。工业时代，人机工程学的研究内容主要集中于人体尺寸、人对物理环境的适应能力等方面；在进入电子时代后，人机工程面临着人类劳动技能的学习和提升问题；到了信息时代，人类的信息接受和处理能力又成为了新的研究课题；不仅如此，工业化所带来的生态环境问题以及社会文化伦理问题也逐渐成为了人机工程学需要解决的重大挑战。在我国，人机工程学作为一门新兴的学科，相比于欧美国家起步和发展相对落后。在20世纪后期一些相关研究团体和实验项目才逐渐出现，进入21世纪以来，我国人机工程学研究逐渐与国际接轨，并且在工业生产制造以及其他相关领域中发挥着越来越重要的作用。3.2.2自助售票机人机工程研究内容自助售票机的人机工程学研究运用测量学、心理学和其他相关学科研究“人-机-环境”系统，给人类提供更加舒适安全高效的使用情境。人机系统中的“机”在这里指自助售票机，其可以视为人类与环境进行沟通的“界面”。因此，自助售票机人机工程的研究对象可以统称为界面，主要分为三方面：（1）人指人机系统中负责操作的“人”，即购票机的使用人群，其研究内容包括人体尺寸、人的活动范围、学习能力、感受处理能力、人的心理和精神需求、人对环境和产品的应激反射行为、环境和产品对人的影响等。由于人群的个体间差异较大，因此对于人的研究具有复杂性。通过对于人类的研究，在处理人机系统中的矛盾问题时主要有两种解决途径：一是使环境和产品适合人类，通过改变环境、优化产品的方法提升人机系统；二是通过适当的训练学习方法，使人适应环境和机器。人机工程学的研究需要平衡两种解决方案，有时也可以同时考虑两个方面。（2）机械对于机械的研究主要集中于如何使人机系统中的售票设备适应人的行为，保护人的安全，提供更舒适高效的操作体验。常见的研究内容主要分为三部分：硬件设备（自20 北京理工大学硕士学位论文助售票机的外观、功能、结构、材料等）、视觉界面（自助售票机的仪表、显示器等）以及操控器（自助售票机的开关、按钮、键盘、遥控器等）。（3）环境对于环境的研究主要为环境控制，包括普通环境条件（照明、温度、湿度等）和特殊环境条件（高温、高压等）下对于环境因素的控制，以及各环境因素对于人机系统的影响。此外，随着社会文明的进步，环境问题日益受到重视，在对环境控制的研究中还应强调可持续设计以及生态保护的原则。3.2.3自助售票机人机工程应用情况人体尺寸是产品设计的重要依据，世界上许多国家都已有本国的人体尺寸国家标准，我国也于1988年发布了相应的国家标准GB/T1000-1988《中国成年人体尺寸》。目前我国的自助售票机主要使用这一标准进行设计。图3.4我国正常成年人人机尺寸图对于人体尺寸的测量主要分为三个方面：一是形态测量，如体重、体型、基本尺寸等；二是生理测量，如肢体力量、体能、耐力、疲劳等；三是运动测量，如动作范围、行为特点等。测量结果分为构造尺寸和功能尺寸：构造尺寸指静态的人体尺寸，在人体静态情况下测量，如身高、体重、坐高等；功能尺寸指动态的人体尺寸，是人21 北京理工大学硕士学位论文类活动时的肢体空间范围。由于实际生活中，由于穿着服饰等的影响，使人体尺寸的数据出现偏差，因此需要对人体尺寸测量值进行修正。其中功能修正包括穿着修正量、姿势修正量、操作修正量等需要根据产品的实际使用情况进行修正量的确定。心理修正量是指在空间中为了消除人们的压抑、恐惧，或是为了满足审美需要而设置的尺寸修正，如在较高处的平台设置安全护栏时，为了消除人们的恐惧心理，会适当增加护栏高度。在尺寸范围的选择上，通常采用百分位的方法。统计学显示，人体尺寸的数据均呈现正态分布的规律，而实际设计过程中若要满足所有人体尺寸往往面临诸多困难甚至是不切实际的，因此，一般情况下可选择满足大多数人的尺寸数据，根据实际情况确定尺寸范围为90%、95%或99%即可。3.3铁路自助售票设施环境心理学研究及应用在产品设计过程中，不可忽视环境对于产品的影响及约束，对于公共环境下的自助设施尤其要注重环境心理学研究。环境心理学是研究环境与人类心理之间的关系及作用的学科，可以理解为是将心理学引入环境的跨领域学科。环境心理学的引入，有助于我们一方面研究公共环境对于用户的心理影响和刺激，另一方面有助于研究用户的心理对于环境及设施潜在的需求及反馈。3.3.1环境心理学的起源与发展环境心理学的起源最早可以追溯到19世纪后期，德国的沃尔芬发表《建筑心理学序论》，此后相继出现一些学者从事该领域的研究。20世纪20-40年代，布龙斯维克（E.Brunswik）详细的分析研究物质环境对于人类行为的影响方式，并在1934年提出了环境心理学（Environmentalpsychology）这一名词。60-70年代以来，环境心理学的研究在心理学和环境学领域都取得了迅速的发展，并于1968年6月在美国成立了第一个环境心理学学术研究团体——环境设计研究协会（EnvironmentalDesignResearch）。相较国外的环境心理学发展，我国该领域起步较晚，从改革开放以后逐步开始，其中1993年在吉林市具备的学术研讨会的顺利开展，标志着环境心理学进入新的研究阶段。22 北京理工大学硕士学位论文3.3.2自助售票机环境心理学应用原则环境心理学强调以人为本的基本原则。人处于自助售票设施使用环境的核心，我们通过对于复杂环境的逐层分解与分析，找出环境的构成元素及其对人的影响。这里的环境分为自然环境和人工环境，其中与人联系最直接、最紧密的是人工环境，人工环境中渗透着社会环境因素，而这两者又与自然环境相互影响和制约。自助售票机的环境心理学研究目的，是通过对环境中的诸多构成因素及整个环境系统的分析，以研究环境与使用者行为、心理、生理等方面的影响关系，以充分发挥人类的主观能动性、提高操作效率、有效传达信息，避免紧张、焦虑、压力等负面情绪。对于自助设施，其不同环境的构成因素与人类的不同适应方式密切相关。表3.2环境构成与人的反应自助设施环境心理学研究强调环境中的个人空间。个人空间是指围绕个体的有限空间，尽管自助售票机被置于公共空间环境下，但在使用过程中设备给使用者提供了相对独立于公共环境的个人空间。表3.3不同人际等级间的空间距离研究表明，适当的空间距离能产生积极正面的效果，给用户以安全舒适的心理暗示，提升使用体验，从而避免由用户紧张、压力等情绪下产生的误操作等行为。而不适当的距离会引起使用者紧张、激动、缺乏保护等感觉，容易造成遗忘、失误等操作23 北京理工大学硕士学位论文行为。公共自助设施的个人空间之间的距离被称为人际距离，按照人际关系分为4个等级，每一级别中由于亲密程度的不同又分为近距离与远距离。此外，个人空间受行为领域、交流渠道、空间机制等条件的制约，它既是有限空间，又是可变空间，其大小受到诸多社会因素如年龄、性别、文化、社会地位等的影响。在设计过程中，需要考虑公共环境下的个人空间尺度，保证对公共环境空间充分利用的条件下，满足个人空间的舒适、安全。在本次课题研究背景下，自助售票机的环境心理学应用如下原则：（1）整体开放与兼顾私密自助设备使用的公共环境的开放性与流动性特征满足了人们交流和活动的需求，因此，自助售票设施的设置不应该阻隔公共空间的这一特性，也不应该影响公共环境中人们的活动行为。同时，为了个体的私密性活动，自助售票设施需要提供一定的私密空间，给用户以心理上的安全感，常见的手段有形成物理隔绝、控制信息流动、设置信息提示等。例如在排队等候区设置的“黄线”，提醒人们与正在办理业务的用户保持一定距离，这种做法既形成空间阻隔，兼顾用户的私密性，又没有破坏整体环境的开放特征。（2）合理的行为习性满足人们行为习性的公共设施会吸引使用者，从而提高使用频率。但是，不同个体间由于地域、文化等差异带来的行为差异，使得公共设施不可能完全满足所有用户的需求，因此，在自助售票设施的设计过程中只能针对特定群体中的大部分成员，同时需要考虑对于错误行为的避规作用。（3）预防减少消极行为自助售票设施的消极行为包括一切有关于公共设施及操作的不利行为，包括对于设施的损坏以及对于操作行为的干扰。建议设计与环境和适用人群相匹配的设施，避免引起群体行为与环境的不协调，尽量满足用户群体的需求并得到认同；简约实用，避免对于环境和资源的浪费；设计与管理双管齐下，既要设计合理，又要有适当的管理进行保障。3.4铁路自助售票设施通用设计研究及应用通用设计源于英文“UniversalDesign”，是指在设计过程中，尽可能满足所有使用者的一种设计思想。通用设计的核心思想是人类的平等、公平、无差别原则，强24 北京理工大学硕士学位论文调设计应该平等无区别的对待每一个人，而不应该将身体有缺陷或是其他弱势群体视作需要特殊关怀的人群，以此来避免歧视。与通用设计类似的有辅助设计概念。辅助设计（AssistanceDesign）指通过另外创造专门的产品以满足弱势群体的使用需求、改善行动能力、辅助日常生活等，相应产品如轮椅、拐杖等。这类产品毫无疑问的给弱势群体带来生活上的便捷，然而却将其从普通人群中区分出来，产生“异类”的感觉，损害了这类人群的社会自尊，带来心理压力。3.4.1公共设施通用设计发展现状随着我国步入老龄化社会，为老年人设计逐渐成为一个备受关注的问题，发展通用设计日益紧迫。通常，一个国家是否进入老龄化的指标为60岁以上人口比例是否超过10%，65岁以上人口比例是否超过7%。据此，我国自1999年步入老龄化社会，并于2010年开始进入老龄化高速发展的阶段，成为了世界上老年人口最多、增长速度最快的国家之一，预计今后的几十年内，老年人口的比例将持续升高。然而，面对如此严峻的老龄化趋势，我国尚未形成较为成熟的通用设计体系，对此，设计师应注重“人”的公平性原则，从人性的角度本着“以人为本”的立场进行设计活动，无差别对待每一个人，为所有人（包括残障人士、老年人群）提供平等一致的使用方式。3.4.2自助售票设施通用设计应用原则（1）公平性通用设计的公平性原则指一件产品对于所有能力各有差别的人群都是好用的，并且尽量采用平等的方式对待每一位使用者，避免将弱势群体另类对待。自助售票设施的公平性原则强调无差别的设计，即采用同一种无差别的使用方式来满足所有用户，避免将某些群体（如残障人士、老年人）区别对待，理想的无差别设计应当令每个人都能够方便的使用自助售票设施，因此设计师在设计过程中需要以用户中能力最弱的人为基本点，以保证产品能够满足所有人。在公共设施的通用设计应用方面有许多优秀范例，例如许多公共场馆建筑采用自动门的设计，配有感应器的门能够感应到人的存在从而自动开启，无需用手扳动开关，这一设计无论对于手脚不便的人群、乘坐轮椅的人群、推着购物车的人群等都带来了极大的便利。自助售票设施公平性原则还强调无歧视设计，强调不可以将人群依据生理、认知25 北京理工大学硕士学位论文差别而区分以设计不同级别的产品。然而，目前公共场所经常能够见到违背这一原则的现象，如常见的“贵宾室”“VIP通道”等，以及频繁出现的“残疾人”“老弱病残”等带有歧视性的字眼，这些现象在一定程度上说明了公共环境中不完善的细节问题，揭示了社会对于此类现象尚未引起足够的重视。此外，自助售票设施公平性原则还应该体现在产品的成本与价格方面，售价昂贵的产品将低收入人群和其他弱势群体排除在外，无法推广普及，造成社会的不公平和资源不均等现象。因此，自助售票设施的设计过程中需要注重产品成本的控制。（2）易用性自助售票设施应便于用户使用，体现在物质层面为设备的便捷、省力。自助售票机应具有良好的适应性，以满足不同人群；体现在精神层面为自助售票设施的易于学习和掌握，符合用户的社会文化背景，避免增加用户的学习记忆负担；简单直观的去除不必要的复杂设计，以简约明确的设计语义引导用户进行操作。自助售票设施的易用性可以体现在具有良好的适应性方面，配备不同的操作模式，采用可调节的设计，以适用于更广泛的用户群体。易用性还可以体现在售票机的简洁直观上，过于复杂的购票操作容易使用户感到迷惑，加重了用户的记忆负担、学习内容。因此自助售票机的功能应力求简洁，操作流畅尽可能简化，去除不必要的功能，符合使用者的心理预期。（3）容错性容错性原则要求将自助售票机使用过程中可能导致的意外或失误的发生及后果降到最小。可以在购票操作过程中采用警示性设计，对用户的危险操作加以提醒，同时应有及时有效的反馈，以使用户便于自查。尽量采用可以恢复的设计，在发生错误或失误后，使用户有途径进行补救。容错性设计一方面在操作过程中需要给用户以足够的提示，以语音、图像、文字等多种形式确保信息传达的完整性、有效性。产品的设定应该符合用户使用习惯，有助于用户理解，并且应当在用户会产生迷惑的环节给予适当的提示信息。另一方面，容错性设计需要在错误发生后给予挽回的方式，如返回、撤销、重新设定等功能，以降低错误所带来的负面后果。26 北京理工大学硕士学位论文第4章铁路自助售票设施用户研究4.1自助售票机用户研究方法4.1.1观察法观察法是指研究者有目的、有计划、有步骤的进行观察研究。由于观察法的研究环境是产品使用的实际环境，因此研究者能够直接观察到用户在自然条件下的行为，收集到有关产品使用最真实直接的信息。由于目前我国自助售票机多集中安放于各大城市火车站售票厅和候车厅等地点，因此本次研究的观察地点选择为北京火车站、北京南站以及北京西站。观察内容主要包括自助售票机的安放地点、数量，用户人群特征，用户的使用情况等。观察内容由购票行为流程分为准备、查询、确认、支付和取票五个阶段，详细观察每个阶段中用户的意图、计划、行为、评价等因素。以下为各个阶段的观察情况：表4.1准备阶段用户行为记录表4.2查询阶段用户行为记录27 北京理工大学硕士学位论文表4.3支付阶段用户行为记录表4.4取票阶段用户行为记录通过观察发现，产品使用人群多为青年与中年人，几乎没有老年用户出现；购票者在操作过程中经常出现思考犹豫情况，有时会向周围其他用户求助。以下为不同用户特征行为的记录：表4.5不同用户特征行为28 北京理工大学硕士学位论文4.1.2问卷调查法为获得更加客观准确的研究数据，课题采用了问卷调查的研究方法。问卷内容涉及使用者年龄、职业、文化程度等人口属性因素的调查，以及对于自助售票机的使用频率、使用时间、购票方式、支付方式等问题。由于本次课题涉及到数字鸿沟现象，因此调查问卷的发放形式不仅限于网络平台，还包括火车站周边现场发放，以及对于售票机使用者的定点发放。通过对于调查问卷数据的整理分析可知以下几点：（1）使用人群自助售票机的使用人群较为固定，多为20-40岁用户，且受教育程度较高。这部分人群对于数字技术及信息化产品接触较早，生活中通过智能手机、电脑等产品的使用已经掌握了一般电子产品的操作流程和使用方法，在心理上对于这类产品已存在信任和依赖的情绪；同时，由于具有较高的文化水平和学习能力，能够较快掌握自助产的操作使用方法，在首次使用时不会产生抵触、压力等负面情绪，并且通过1-2次操作就能够记忆使用方法，不排斥再次使用这类产品。而对于其他偶尔使用或几乎不使用自助售票产品的用户，其原因主要为部分用户认为学习成本较高，怕耽误购票时间，以及对于机器钱款处理的不信任心理等。（2）使用时间及频率对于取票用户，使用时间多集中在列车开车前2小时内，使用者提前赶往火车站，预留取票时间，使用取票机进行取票。对于购票用户，通过调研得知，受访者的使用频率呈现两极化分类趋势。对于经验用户，在初次使用后掌握了使用方法，由于售票机方便快捷等候时间较短，这类用户倾向于再次使用。而对于偶尔或不使用售票机的用户，多因为初次尝试失败，对售票机产生排斥心理，因而拒绝再次使用。（3）购票及支付方式大部分用户倾向于使用银行卡进行购票，部分使用者认为需要增加支持银行及网银支付等。选用现金支付的用户支付失败率较高，原因主要在于钞票检测口对于破旧、褶皱钞票的识别率较差，且需要单张钞票依次放入，操作较为繁琐。4.1.3访谈法访谈法是指调查人员通过与受访者的交谈来了解受访者的心理活动的研究方法。访谈的调研方法运用面广，收集方式直接，在用户研究阶段深受青睐。29 北京理工大学硕士学位论文本次访谈调查为结构型访谈，主要采用实地调查，对使用过售票机的顾客以及采用人工窗口购票的顾客进行随机访问。访谈过程中的主要提问有：1）您是否经常使用自助售票机？使用频率为多久一次？2）为什么不使用自助售票机？3）自助售票与人工相比有什么优劣？4）使用时间是在乘车时间提前多久？5）寻找售票机的放置位置是否顺利？外观等是否是否引人注意？6）排队时间大概多久？如何度过等待时间？7）首次使用是否遇到问题？8）是否注意到提示文字？9）使用是否流畅？受访者从成功购票、中断使用、人工窗口购票用户中随机选择1-2人进行访谈，通过对访谈内容的整理，发现如下问题：1）插口和出口过多，摆放混乱，寻找位置需要耗费时间；2）操作流程复杂、不清晰；3）提示信息被忽视，文字过多，或看不懂提示语；4）功能不全，如不能购买学生票，不能办理退票；5）用户对自助售票机的审美要求更高；6）屏幕触控操作不灵敏，需要用力或重复点击；7）车次、线路等信息不全或不清晰；8）前一用户中断操作的界面会影响下一用户使用。4.2自助售票机用户使用情境分析取票用户：这类用户使用手机、互联网等途径进行订票后，使用自助售票机进行自助取票。通过前期的用户调研以及使用经验，可知取票用户的取票时间大多数在列车开车前的1-2小时内。由于具有能够熟练使用互联网进行车票预订这一特征，此类用户群呈现年轻化、文化水平较高、多来自一线城市的特点，因此对于自助售票机这类电子自助设施的使用并不排斥，能够较快学习掌握设备的使用方法和操作流程。这类用户需求是高效快捷的操作流程和方法，避免使用过程中的错误和失误。购票用户：购票用户人群根据使用频率的不同分为新手用户和经验用户，这两种30 北京理工大学硕士学位论文类型的用户呈现两极化发展趋势。其中新手用户包括偶尔使用或几乎不使用自助售票机的人群，这类人群往往经过一次不成功的购买体验后产生抵触情绪，因而拒绝再次使用。4.3自助售票机用户特征分析4.3.1生理特征自助售票机面向的用户群体极为广泛，不同用户的生理状况各不相同。目前我国自助售票机的目标用户群为正常成年人，这部分用户身体健康，行动能力较强，对于操作这类设备不存在明显障碍。然而，对于老年人以及残障人士来讲，在生理上具有一定弱势，在设计过程中需要加以关注。以健全人类的一生变化来讲，生理方面的行动能力经过由弱变强，再由强变弱的过程，因此，不论健全人类还是残疾人群，均有一定程度的行为障碍。这一点体现在，随着年龄的增加，人体行动能力逐渐减弱，生理上出现视力模糊、听力下降、注意力无法集中、记忆力衰退、肢体动作缓慢不灵活等状况。4.3.2心理特征在心理机能上，目前自助售票机的经验用户大多对电子产品接触较早，认知水平较高。而对于老年人、务工人员等人群，由于自身专业知识和技能高低不同，用户建立的心智模型影响自助售票机的操作使用。弱势群体由于生理或心理上的缺陷，以及公共设施通用设计方面的缺失，使得这部分人群在公共空间环境中很少有机会和条件参与其中，难以体现个人价值，出行意愿被动消失，进而对公共环境产生防备和抵触心理。同时，弱势群体的心理情感较为敏感，这是由社会角色导致的心理压力过大的体现。4.4自助售票机用户需求分析4.4.1功能需求通过用户调研过程及对调研结果分析，初步总结出用户对自助售票机的功能需求如下：1）完善功能：列车时刻信息、余票信息、席别票价、实时晚点情况等信息查询，退票改签等业务办理；31 北京理工大学硕士学位论文2）高效快捷：对于经验用户，希望能够提高操作效率，简化操作步骤；3）简化操作界面：现有硬件界面插口和出口过多，排列混乱无规则，在操作过程中需要时间寻找并阅读说明文字，且容易造成失误和物品遗忘。4.4.2非功能需求非功能需求指用户未明确提出的，或非产品主要功能的隐性需求，这部分需求的改进和完善有助于提升产品用户体验。1）信息引导：新手用户及偶尔使用者在操作过程中，需要系统给予明确的步骤提醒及操作引导，这种引导不限于界面提示，也可应用于硬件操作区域。及时有效的引导有助于减少用户思考时间，缩短操作时间，提高使用效率，降低用户出错率，增强用户使用信心；2）简化流程：现有自助售票机主要有取票和购票两种主要功能，流程的简化既包括软件系统流程也包括硬件操作过程；3）界面清晰：清晰易懂的硬件界面能够帮助用户快速高效的完成操作，同时降低出错率，简洁的界面给人以友好的感觉；4）及时反馈：用户的每一步操作行为系统应给予及时的反馈，有利于用户对于当前状态做出正确判断，使操作流畅，减少中断；5）容错性：系统在关键操作步骤，如购买、支付环节，应给予用户适当提醒，避免错误操作，同时对可能出现的误操作提供补救方法。第5章铁路自助售票设施设计研究5.1自助售票机设计概述自助售票机的产品构成主要分为硬件设备和软件系统两个部分，硬件设备包括外部可见的各个配件以及机箱内部的零部件，以及硬件交互界面，如显示屏、银行卡交易插口、入钞口、车票打印设备、数字键盘等。软件系统主要指设备屏幕的操作界面及流程，包括信息的输入及输出，用户与软件系统的交互等。5.2自助售票机硬件设计研究自助售票机的硬件与软件构成为整个产品系统，而自助售票机在整个购票系统中32 北京理工大学硕士学位论文作为其中要素之一，连接着用户、铁路数据中心以及银行支付系统等。5.2.1结构功能经过对现有产品的调研，以及对用户需求的分析，概括出自助售票机的主要组成部分如下：1)中央处理器：即系统控制装置，主要由处理器、存储设备、电路主板、以及数据传输设备等组成。这部分元件负责信息处理、传输以及对其他部件的控制功能;2)显示屏：采用触摸显示屏作为主要显示和操作设备,触屏的交互方式更加便捷和直观；3)身份证验证部件：用于识别验证用户的二代身份证，读取乘车人信息，并传送给系统；4)银行卡交易部件：铁路自助售票机的银行卡部件类似于ATM机上的部件，用于银行卡交易功能；5)现金输入部件：接收现金类型为纸币，入钞口应设有醒目的提示信息以告知用户可使用的币种以及投入方向等；6)现金找零部件：找零类型为纸币与硬币，主要由出钞口、存储设备、识别装置以及传动装置组成，其中纸币出钞口在用户未取走情况下可自动回收，硬币出钞口采用拨片转动将硬币推出；7)车票打印及输出：由存储箱、打印机、信息写入设备、车票裁切设备、传送设备等构成，用户确认及支付完成后，打印设备开始进行车票打印，并将车票通过传动装置送至出票口；8)摄像头：用于拍摄用户的操作过程及记录周围的环境；9)其他辅助设备：如电源、排风扇、指示灯、传感器等辅助部件。5.2.2人机尺寸我国目前使用的铁路自助售票机设计参照正常成年人站姿的人体尺寸，这一尺寸的选择使自助售票机操作界面高度设置及外观结构仅能满足正常成年人站立操作，未考虑老人、残障人士。然而，作为公共空间环境中的自助设备，应以通用设计的角度充分考虑弱势群体的使用需求，同时通用设计强调产品的平等性公平性，体现在自助设备角度应为设计符合大多数用户群体的通用型设计，而避免为某一群体（如轮椅用户）单独设计形成33 北京理工大学硕士学位论文群体区分和社会歧视。因此在设计过程中应降低操作界面高度，在满足正常人操作的前提下考虑轮椅用户等的人机尺寸，使站姿使用者和坐姿使用者均能够平等公平的使用产品。图5.1目前我国自助售票机以站姿尺寸作为标准如下表所示，针对不同类型的产品，人机尺寸选择区间有所不同。表5.1产品类型及人机尺寸选择其中I型产品为一般产品设计，这类产品有严格的尺寸规范，既不能过大也不能过小，因此有上下两个限值进行约束，在数据百分位选择上根据需要适应的人群范围34 北京理工大学硕士学位论文进行选择。II型产品为单限值产品，其中IIA型为大尺寸产品设计，即满足产品的最大尺寸不大于人体尺寸标准；IIB型为小尺寸产品设计，即满足产品的最小尺寸不小于人体尺寸标准。III型产品为一般通用型产品，选择人体尺寸50百分位，这一类型的产品通常对于人机尺寸要求不是十分严格，因此采用平均尺寸即可以满足用户使用需求。针对本次课题研究，应属于IIA型产品。这一类型的产品需要保证设备的最大高度，以能够满足高度较低的人群使用，因此在人机尺寸上参考成年女性轮椅用户的人机尺寸（图5.2）。图5.2成年女性轮椅用户人机尺寸35 北京理工大学硕士学位论文在主要操作界面高度的尺寸选择上，为了能够同时满足站姿（正常成年人站立尺寸）和坐姿（轮椅用户尺寸）用户都能够舒适操作，对两种不同人体尺寸进行对比研究（如图5.3）。图5.3两种人体尺寸对比图经研究比较，选取主要操作界面的高度为900-1400mm。在这个区域内，轮椅用户可以触及整个操作区域，能够独立完成自助售票机的操作；正常成年人不用俯身弯腰便能触及最下方区域，确保整个操作过程的舒适。36 北京理工大学硕士学位论文图5.4通用操作区域5.2.3材料工艺作为公共环境中的自助设备，由于使用频率较高、面向人群复杂、使用环境多变，因此对于产品的强度、使用寿命等均有较高。产品外壳主要采用强度较高的钢结构，使用钣金加工，金属烤漆或者喷塑表面处理工艺，经过防锈、防腐等处理，同时确保产品的通风、散热、抗压、安全性等功能。在材料的选择上，需要注意三点：材料的耐用性：铁路自助售票机作为公共环境中的自助设备，其面临的使用环境条件及用户操作行为都十分复杂，因此在材料选择上需要注重材料的强度、抗压性、防水、防腐等耐用性特点，以保证产品质量和使用寿命。材料的成本：铁路自助售票机这类产品属于公共空间中大量投放，并且投放范围涉及到全国各个城市，因此在材料选择上需要注重成本控制，避免过高的材料费用和复杂的加工工艺增加城市建设的压力及负担。材料的环保性：公共环境中的设施材料选择需要注重环保性能，选择无毒无害的材料进行产品加工生产，同时产品材料应易于回收再生产，产品零件可更换等，以延长产品生命周期。5.2.4硬件界面目前我国的自助售票机大多存在硬件界面布局混乱的现象。一方面由于设备插口过多，如银行卡插口、现金入口、找零出口、车票出口、凭条出口等过多，导致用户37 北京理工大学硕士学位论文在使用过程中需要花费时间寻找出口，同时出入口外观区分不明显，导致用户误操作等情况；另一方面由于界面布局不合理，部件分布无规律，增加了用户的记忆负担，同时容易导致操作失误和物品遗失现象。如下图所示为北京火车站、北京西站及北京南站目前所使用的自助售票机的硬件界面。在硬件界面的设计及部件配备上大体布局类似，其中部分支持现金交易，设有现金入口，同时设有纸币找零和硬币找零出口；而部分只支持银行卡交易，设有银行卡入口。图5.5自助售票机硬件界面经过用户调研及产品研究，发现现有硬件界面布局在用户使用过程中会给用户造成诸多困扰。如下图所示，购票用户在完成整个购票操作过程为一般用户使用的硬件交互范围及对应布局，可以看到产品硬件界面的布局及排列毫无规律，彼此间没有一定逻辑联系，且需要多次操作步骤才能完成。混乱的硬件界面布局容易造成误操作，加重用户记忆负担，降低使用效率，不符合用户认知模型。38 北京理工大学硕士学位论文图5.6硬件界面操作流程经过调研分析，结合本次设计，按照用户购票流程及操作部件的功能，将硬件界面重新布局并简化如图5.7。由于为了满足正常人站姿和轮椅用户的使用需求，硬件操作的主要操作区域为900-1400高度区间，在有限区域内如何合理排列操作控件，充分利用空间是硬件布局设计需要考虑的重要问题。如图，将用户购票流程分为七个步骤，分别为：1.查询：用户可进行车次信息的查询，这一操作主要在触摸显示屏完成；2.验证：用户在确定需要购买的车票、席别、张数以后，需要查验乘车人的第二代身份证，这一操作在证件扫描区域完成，证件扫描区位于整个硬件界面中部，位置明显易于寻找，同时防止证件遗失；3.支付：用户通过扫描二代身份证确认乘车人身份后，需要进行支付。由于现金支付使用率较低，且常存在识别错误等现象，因此本次设计只保留常用的银行卡支付功能。银行卡插口位于证件扫描区域右方，便于寻找，符合用户39 北京理工大学硕士学位论文认知模型；4.密码：支付过程中的银行卡密码验证操作在显示屏上完成，以简化操作界面，充分利用可用空间；5.取票、打印凭条：将二者出口统一放置于下部取物口，避免出口过多造成混乱。图5.7硬件界面布局设计5.3自助售票机交互设计研究5.3.1功能架构目前我国投入使用的铁路自助售票机仅支持取票与购票两项功能，并不能满足用户的使用需求。自助售票机的设计和使用一方面应缓解人工操作的压力，另一方面给使用者提供便利，因此，自助售票机应从功能架构的设计上最大限度与人工服务相近，以符合这类产品设计的初衷。经过用户调研与需求整理，结合目前相关技术以及铁路售票相应政策，对自助售票机的产品架构进行重新规划与整理，将自助售票机的主要功能分为查询、取票、购票、改签以及退票等五部分，架构图如下。40 北京理工大学硕士学位论文图5.8交互系统架构5.3.2交互流程将自助售票机的五大功能分成四个模块，分别为：查询、取票、购票以及退票改签。各部分功能及操作流程相对独立，具体如下。1)查询图5.9查询功能流程图查询功能主要分为两类，一方面可以查询正在运行的车次的实时信息，如晚点、行驶区间等；另一方面可以查询未来日期的列车信息，包括车次、发到站、席别、票价以及余票等信息。用户进入查询功能，输入相应信息即可查询。41 北京理工大学硕士学位论文2）取票取票操作较为简单，流程为扁平直线型。用户在选择取票功能后，在机器上扫描身份证件，选择需要打印的车票并确认即可。取票功能每次仅支持取同一乘车人证件下的车票。图5.10取票功能流程图3）购票购票流程的如下图所示，其中查询浏览车票信息与查询功能相同，在选择好车次、席别、人数后进行证件扫描及银行卡支付，打印车票及凭条。图5.11购票功能流程图4）退票及改签用户选择改签/改签选项后，系统提示进行证件扫描，通过终端系统读取当前乘车人证件下已有的可改签和退票的车票信息。图5.12改签退票功能流程图用户选择改签，根据改签车票始发地显示车次信息，系统提示改签费用，用户确认后系统根据被改签车票是否已经取走纸质车票，若已经取纸质车票，系统提示插入42 北京理工大学硕士学位论文车票，并进入支付或退款流程，否则直接直接进入支付或退款流程。默认选择将所退回的钱款汇至用户购票时所用的银行卡，若用户购票时使用现金，或需要退至其他银行卡账户，可在此修改并手动输入银行卡账号。5.3.3界面布局界面布局对于系统的交互设计尤为重要，合理的布局结构能够清晰呈现视觉信息以及系统架构的层次，引导用户的操作行为，让用户关注主要信息，避免信息混乱。常见的界面布局方式有四种(图5.13)。图5.13常见界面布局结构目前我国使用的自助售票机的界面布局为右侧形式，这种布局主要为方便右手用户操作。但是经过分析研究，这种布局方式并不是十分合理——在实际使用过程中，用户需要在右侧修改列车信息等筛选条件，然后在左侧列表内寻找车次信息，从左到右的阅读顺序与用户习惯相悖，不符合用户的阅读顺序，违背使用者认知模型，因此在操作过程中容易造成重要信息的忽略以及误操作等现象发生。43 北京理工大学硕士学位论文图5.14现有产品布局经过对比研究，结合用户实际操作行为，选择左上的结构布局。左上形式的布局更加符合用户的浏览顺序：从左到右，从上到下。这种布局方式使页面更加整体，有助于引导用户浏览。其中左侧为功能导航栏，设有常用功能，方便用户快速寻找及切换。上部为提示区域，主要用于操作步骤的提示以及重要信息的告知，提示栏设置在正上方起到强调的作用，可以有效的避免用户专注于界面操作而忽视信息提醒的现象。界面中部为主要内容显示区域，显示车次信息、票价席别等列车信息，同时为取票、购票等功能的主要操作区域。44 北京理工大学硕士学位论文图5.15左上布局的眼动分析5.3.4交互原型根据前期分析、需求整理、系统框架以及交互流程，设计出交互界面原型图，即铁路自助售票设备触摸显示屏的线框图。本次课题研究结合前期用户调研、需求整理等研究及分析，将铁路自助售票机的功能分为取票、购票、查询以及退票改签功能。其中，取票、购票功能为已有功能，对这类已有功能结合调研过程中发现的问题，对其交互流程、界面布局及使用操作等方面进行简化处理，使流程更加简洁，界面更加清晰，以提高用户操作使用效率，避免使用过程中的误操作等行为。在产品架构中增加了查询以及退票改签功能，目的是在在现有铁路售票政策和可用技术条件下，满足更广泛用户的使用需求。其中退票以及改签功能涉及到车票的回收等操作，因此对产品的硬件功能等方面也做出了适当调整。根据自助售票机的系统功能架构以及操作流程设计，绘制交互原型图如下。（1）默认状态如图5.16所示为界面默认状态。本次设计的交互界面布局为左上结构，左侧为功能栏为常显状态，点击后退出当前功能并清空设置，进入选定功能页面，右侧为信息表单内容。45 北京理工大学硕士学位论文左侧菜单栏排布有“取票”、“购票”、“查询”、“改签/退票”等四个功能键，点击任一功能后跳转至相应功能界面。在使用过程中，可通过功能跳转快速退出前一用户操作，进入所选功能，避免用户信息泄露以及信息混乱，同时方便用户在使用过程中进行功能切换。左下侧“退出”用于退出当前操作，返回初始界面，下部为中英文切换功能键。初始状态下，主屏幕播放自助售票机使用的教学动画，或根据实际需求播放站内公告等信息。图5.16默认界面线框图（2）取票功能图5.17为取票流程线框图。在点击左侧取票功能键后，进入取票界面。根据我国铁路部门现有相应取票政策，取票需要提供乘车人身份证。系统提示扫描乘车人二代身份证，同时界面演示扫描身份证操作动画，指导用户寻找扫描区域完成操作(图5.17左上)。系统每次识别一名乘车人证件，扫描成功后跳转至车票列表，显示该乘车人名下可打印车票（已预订成功，未取票）信息列表(图5.17右上)。用户在每张车票右侧点击“打印车票”，系统提示进行信息核对(图5.17左下)，点击“确定”后设备进行车票打印，并传送至取票口，等待过程中播放取票操作提示动画。打印完成后返回用户车票信息列表(图5.1746 北京理工大学硕士学位论文右下)，并可继续进行车票打印，若无可打印车票，系统提示退出并回到首页。图5.17取票流程线框图（3）购票功能图5.18为购票流程线框图。用户点击“购票”功能键后进入购票界面（图5.18左上），系统提示输入出发车站（默认为当前车站）、到达车站、乘车日期（默认为当日日期）及车次（默认“不限”，非必填信息）等基本信息，确认后系统筛选出相应车次信息列表（图5.18右上），用户可在列车信息表单页再次更改筛选条件。选定车票点击改列表右侧“购票”后，进行车次信息确认页面（图5.18左中），在此修改席别及购票张数。确认车票信息后，提示扫描乘车人身份证件（图5.18右中），扫描成功后自动跳转至支付页面（图5.18左下），点击“支付”后进入银行卡支付页面，支付成功后提示取走车票并退出系统。47 北京理工大学硕士学位论文图5.18购票流程线框图（4）查询功能图5.19为信息查询功能线框图。用户点击左侧边栏“查询”功能后，进入查询页面（图5.19左上）。系统提供两种模式的查询功能：晚点查询：由于近年来我国铁路运输飞速发展，人员流动日益频繁密集，尤其在国庆、春节等节假日期间，经常出现客运高峰，给列车运行线路规划等造成较大压力。本次课题研究过程中根据用户需求，增加了列车实时信息的查询，以方便用户及时了解车次运行情况，合理安排出行时间。用户点击“晚点查询”按键后，进入实时运行车次信息列表（图5.19右上）。查48 北京理工大学硕士学位论文询正在运行的列车实时信息，默认显示经停北京的全部车次，按预计到达时间排序，同时显示始发车站及发车时间，以及列车最近停靠车站的时间信息。用户可在页面上部进行筛选条件的更改，以查询其他经停站车次信息；也可直接输入具体车次，直接查看相应车次信息。图5.19查询流程线框图车次信息查询：输入乘车区间、日期、车次等信息（图5.19左下），可查看列车详细信息。提供列车车次、经停站、余票、票价等信息，以列车信息列表的形式进行展现（图5.19右下），同时可直接在页面右侧点击购票按键跳转至购票页面。（5）退票改签功能本次设计增加了退票及改签功能。用户在进入“退票/改签”功能页面后，系统提示扫描乘车人证件（图5.20左上）。扫描成功后，识别该证件名下可进行操作的车票，以车次信息列表的形式显示（图5.20右上）。点击列表右侧“退票”键后，进行车次信息、退款金额、退款账户等信息确认（图5.20左下），默认退款至购票所用银行卡账户，用户可在此修改，现金购票用户需要输入银行卡账号。确认退票信息及金额后，若该列车车票已被打印取票，系统提示插入车票并由设备进行回收，若未取票则确认结束操作。49 北京理工大学硕士学位论文图5.20退票流程线框图图5.21改签流程线框图50 北京理工大学硕士学位论文用户在选择车票并点击“改签”后，系统按照票面信息筛选出符合乘车区间的车次信息，以车次信息列表的形式显示（图5.21左上）。用户在选择好需要改签的车次以后后，进行改签车票的信息确认，系统同时提示应支付或退还的票款金额（图5.21右上）。用户进行确认后，系统根据该被改签的车票是否已被取票做出下一步指示，若已被取票，则系统提示用户插入车票并回收（图5.21左下），车票回收后根据是否有票款金额支付或退还进行银行卡交易操作（图5.21右下）。本次课题将铁路自助售票系统框架重新规划整理，使功能架构更加完整清晰，便于用户理解、记忆和使用。操作流程的设计规划参考人工服务的操作程序，因此在使用上更符合用户的办理流程，易于理解。在功能架构上，将系统功能分为取票、购票、查询以及退改签四个模块，使系统架构更加扁平化，同时符合用户认知模型和使用习惯。在界面布局上，使用左上布局方式。左侧以导航菜单显示功能切换按键，方便用户在不同功能间切换跳转；上部显示流程信息及操作提示，即起到强调提醒作用，又不占用主要信息位置。界面布局通过主次对比，突出重要信息内容，布局结构符合人眼观测顺序。第6章铁路自助售票设施设计方案6.1界面效果图如图6.1所示为界面初始效果图。左侧为功能导航，点击后跳转至相应功能界面。左下为退出，随时终止当前操作。初始状态下，主屏幕播放自助售票机使用的教学动画，或根据实际需求播放站内公告等信息。图6.2为取票界面效果图。用户在验证乘车人身份证件后，显示该乘车人证件下的可取票车次列表。点击每张车票信息右侧的取票按键，系统提示核对打印车票的信息，确认打印后可选择退出系统或继续取票（图6.3）。51 北京理工大学硕士学位论文图6.1初始界面图图6.2取票界面图52 北京理工大学硕士学位论文图6.3取票界面图53 北京理工大学硕士学位论文图6.4为购票界面效果图。用户在输入车次筛选条件后，显示相应车次信息，并可在车次列表上方更改筛选条件。图6.4购票界面图54 北京理工大学硕士学位论文图6.5为查询界面效果图。可选择晚点查询与车次信息查询功能。图6.5查询界面图55 北京理工大学硕士学位论文如图6.6所示为退票及改签功能界面图。用户验证身份证后系统自动识别可改签退票的车次，用户选定车次后系统提示进行信息核对。图6.6退改签界面图56 北京理工大学硕士学位论文6.2产品效果图本次课题研究除了对购票系统的软件交互流程及界面进行重新设计，还对自助售票设备的产品硬件进行研究分析和规划设计。如图6.7所示为产品使用情境图。自助售票机的人机尺寸参考了正常成年人站姿操作尺寸以及残疾人乘坐轮椅的人体尺寸，保证了产品人机尺度上的通用性。图6.7铁路自助售票机使用情境图57 北京理工大学硕士学位论文如图6.8所示，自助售票机为立式整体结构，方便放置使用。图6.8铁路自助售票机产品外观效果图58 北京理工大学硕士学位论文产品结构如图6.9所示。本次课题所设计的铁路自助售票机有主副显示屏，其中主屏幕用来进行购票等交互操作；副屏幕位于设备顶部，用于投放广告、显示站内公告等功能。副屏幕在顶部位置，不易被人群遮挡，同时不会影响使用者操作。自助售票机的中部为主要操作界面，包括触摸显示屏、身份证识别布局、银行卡读取装置等，用于购票、取票、支付等功能（详见图6.9）。设备底座采用金属材质，起到保护作用。图6.9产品部件说明59 北京理工大学硕士学位论文产品结构如图6.10所示。本次课题所设计的铁路自助售票机有主副显示屏，其中主屏幕用来进行购票等交互操作；副屏幕位于设备顶部，用于投放广告、显示站内公告等功能。其中中央为触摸显示屏，用于信息显示、操作、密码输入等功能。屏幕上方为摄像头，用于监测并保障周边环境安全。屏幕下方为证件扫描区域，用于识别乘车人第二代身份证。证件扫描区左侧为退票插口，用于插入车票进行退票、改签等操作。右侧为银行卡插口，用于银行卡交易。下部为取物出口，用于车票打印、凭条打印等取出操作。整个硬件界面包括了自助售票机的全部主要操作功能，分布集中且规则，方便用户寻找，避免遗漏。用户购票、取票等常用功能在界面以自上而下的顺序对应相应操作区域，符合认知模型。图6.10硬件界面说明如图6.11证件扫描部件细节图。底座设有凹槽，方便用户拿取证件。同时，各60 北京理工大学硕士学位论文操作部件周围设有一圈指示灯，在涉及到相应操作位置时指示灯亮起，用以提醒用户，方便寻找部件位置。图6.11产品细节图产品后部有散热孔，电源及指示灯（图6.12）。61 北京理工大学硕士学位论文图6.12产品细节图62 北京理工大学硕士学位论文图6.13产品细节图图6.14产品细节图63 北京理工大学硕士学位论文结论本课题主要研究信息化背景下的公共自助设施设计，基于通用设计、人因工程、交互设计等理论，以用户为中心，对铁路自助售票机进行改进和创新性设计。本课题在现有产品和研究的基础上，分析公共自助设备在信息化背景下所应具有的时代特征和产品特点，研究用户群的生理、心理特征及用户需求，特别是老年人、残障人士以及文化程度较低的弱势群体，以交互设计、通用设计等理论基础为指导，对铁路自助售票设备的产品功能、结构、使用流程等方面进行优化设计，以提高这类产品的使用频率和效率，给使用者更加愉悦的用户体验。在硬件设计方面，根据人机尺寸设计更加合理的结构，以使设备适用于更广泛的用户群体；简化硬件界面布局，减轻记忆负担，提高产品可用性。在软件设计方面，优化功能架构与系统操作流程，根据用户需求完善系统功能，提升交互体验。64 北京理工大学硕士学位论文参考文献[1]王俊松.中国地区数字鸿沟问题的探讨与解决[D].北京:中国人民大学,2005.[2]常怀生.环境心理学与室内设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.[3]林玉莲,胡正凡.环境心理学[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.[4]刘洋,朱钟炎.通用设计应用[M].北京:机械工业出版社,2010.[5]安秀.公共设施与环境艺术设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.[6]张海林,董雅.城市空间元素公共环境设施设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.[7]都伟.公共设施[M].北京:机械工业出版社,2006.[8]王鑫.人体工程学[M].北京:中国青年出版社,2012.[9]周美玉.人体工程学应用[M].上海:上海交通大学出版社,2012.[10]周晓蕊.交互界面系统设计[M].上海:东方出版中心,2011.[11]DavidBenyon.交互式系统设计[M].北京:清华大学出版社,2014.[12]JenniferPreece.交互设计——超越人机交互[M].北京:电子工业出版社,2003.[13]DanSaffer.交互设计指南[M].北京:机械工业出版社,2010.[14]李世国,顾振宇.交互设计[M].北京:中国水利水电出版社,2012.[15]李四达.交互设计概论[M].北京:清华大学出版社,2009.[16]江湘云,材料加工工艺[M].北京:北京理工大学出版社,2010.[17]DonaldA.Norman(1999),thedesignofeverydaythings,American:theMITpress.[18]JakobNielsen(1993),Usabilityengineering,Boston,MA:Academicpress.[19]孙敏.交互设计中的行为研究与目标导向[D].苏州:苏州大学,2007.[20]刘伟.人机交互设计与评价[M].北京:科学出版社,2007.[21]戴力农.超人性化设计方法[M].上海:上海交通大学出版社,2009.[22]李彬彬.设计效果心理评价[A].北京:中国轻工业出版社,2005.[23]WilbertO.Galatz.TheEssentialGuidetoUserInterfaceDesign:AnIntroductiontoGUIDesignPrinciplesandTechniques,ThirdEdition.USA.WileyPublishing,Inc.2007.[24]罗士鉴,朱上上,孙守迁,.人机界面设计.北京:机械工业出版社,2002.[25]DanSaffer.DesigningforInteraction:CreatingSmartApplicationsandCleverDevices.USA.PeachpitPress.2006.65 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