城市公共信息服务设计的探索＊
—— 以汽车为媒介的信息交互平台设计

张茫茫ZHANG Mangmang1. 武汉理工大学，武汉 430070 （Wuhan University of Technology，430070Wuhan ）. 清华大学，北京 100084 （Tsinghua University，100084 Beijing）

城市公共信息服务设计的探索＊
—— 以汽车为媒介的信息交互平台设计

张茫茫1,2ZHANG Mangmang
1. 武汉理工大学，武汉 430070 （Wuhan University of Technology，430070Wuhan ）
2. 清华大学，北京 100084 （Tsinghua University，100084 Beijing）

由于智慧城市和移动互联网对人的影响越来越大，城市公共信息传播方式也发生了极大变化。汽车作为人们日常信息获取、加工与交换的一种特别处理终端，即车内的信息处理、设备操作、空间布局等，围绕着人的需求构成了一个大的系统，成了重要的信息交互平台，这一平台是整个智慧城市的组成部分。探讨了以汽车为媒介的车载信息系统的用户界面设计，提出了建立新一代车载智能化信息交互平台的设想，以及对车内智能空间设计的规划。

交互设计；城市公共信息服务；汽车；用户体验

一、引言

城市公共信息服务的水平不仅是城市综合实力和文明程度的具体表现之一，也是保持社会和谐稳定，增进人民福祉的重要要素。“充分利用所有今天可用的互联化信息，可以更好地理解和控制城市运营，并优化有限资源的使用情况。”[1]在新一代信息技术、媒体技术快速发展的背景下，很多城市的公共信息，例如路况、路线、空间指示、天气、文化、商业、娱乐、医疗服务等场所的活动、人流量、停车等实时信息以及城市的消费指数，环境指数、人口密度、食品安全状况等统计信息都可以进行数字化的管理和呈现，在有限的条件下为人们提供最大程度的便利。智能交通系统是智慧城市的一个组成部分，其中汽车则是智能交通系统重要的组成部分。汽车产业经过100多年的发展，已经成为一个非常成熟、专业化的产业集群，是现代社会规模最大的支柱产业之一，带动了工业结构升级和相关产业的发展，其产业关联度非常高，涉及各种综合技术的整合，推动了传统制造业和IT产业的发展。今天的汽车产业成了一个全世界产值超1.3万亿美元的产业[2]。但随之而来的是城市承载能力受到日益严峻的考验，交通及其衍生问题已经成为了各大城市的症结。根据中科院《中国新型城市化报告2012》统计，以北京地区为例，上班平均用时超过52分钟，而更多的人在实际生活中感受到的时间则更长；城市面积和人口的不断扩张、空气严重污染，以及公共交通换乘的滞后等因素，私家汽车出行的方式在现阶段还是处于不可替代的地位。

由于移动互联网和社交网对人的影响日趋增大，以及呆在车内时间的延长，在车内产生的信息处理行为，已经让汽车成了另一个特殊的信息“终端”。车载信息娱乐系统（In-Vehicle Infotainment, IVI）是包含了一系列与驾驶、操控、娱乐有关的硬件和软件的信息控制中心系统。IVI的普及和发展使汽车的影响力开始从传统制造业向IT产业传导，车载电子产品占整车价值已经超过了30%，汽车不再是单纯的从A点到B点的工具，更多的是人机交互（HMI）界面出现在旅途之中，车内空间的舒适感和车载系统用户界面（In-Vehicle User Interface, IVUI）极大地影响着驾驶体验（Driving Experience）与驾驶安全，进而也影响到整个城市交通系统的运行效率[3]。

随着汽车制造通过实现跨车型、跨级别的部件通用以降低开发及部件的成本，实现模块化，汽车品牌设计家族化趋势日益明显，标志化的外观元素传承已经决定了同品牌外观造型设计的趋同化。在这样的背景之下，人们更关注于环保、安全以及良好的驾乘“愉悦”体验，汽车设计也开始呈现非物质化的特征，从外观实体造型设计开始转向注重IVUI的体验设计。因此，IVUI已经成为消费者选择汽车的主要评价标准，设计以汽车为中心的智能空间与信息交互平台将成为未来汽车设计所面临的非常重要的课题。

二、智慧城市视角下的IVUI设计理念

智慧城市（Smart City）最早出现于1990年5月在美国旧金山举行的一次国际会议。大会主题是探讨城市通过信息通信技术的创新，网络化的跨国联系、多元文化、人力资本要素优势等宏观和微观条件，聚合“智慧”以形成可持续的城市竞争力的成功经验。不久，IBM于2008年提出了“智慧地球（Smarter Planet）”概念，同时衍生出新的“智慧城市（The Smarter City）”概念，并且提出了一系列的IT解决方案，在各国引发了城市建设理念的变革与创新。因此，新加坡提出了IN2015计划，日本提出了i-Japan战略2015[4]，韩国提出了UCITY智慧城市大纲。在中国，截至2011年底，有154个城市计划投入1.5万亿元建设智慧城市，建立全方位的物联网（The Internet of Things）和数字化信息平台。瑞典首都斯德哥尔摩2006年开始试用智能交通系统，到2009年交通堵塞率降低了25%，交通排队所需时间降低了50%，城市污染下降了15%[5]。

未来智慧城市的网络一体化建设概念，改变了城市中人们的生活状态，汽车不再是独立的产品，而成为整个交通动态信息体系的一个组成部分，是移动的信息节点，成为城市智慧交通的神经延伸。城市交通是一个复杂的体系，宏观方面包括实时采集和持续分析路面数据：出租车、公交车、私家车、货运车等行驶数据，合理制定道路通行规则，联网智能化信息灯系统，并设立更多的实时变道自动调节系统，以分流车流；从微观方面来看，各大主机厂都在把IVI向智能化、云服务化发展，以适应与用户以及城市系统的数据联动及共享。

交通是智慧城市中的一个子系统，而汽车又是这个子系统中的组成元素。汽车与个人电脑、手持设备、3/4G网络、城市WIFI无缝衔接形成信息联动的网络。IVI可以自动接入交通管理信息，帮助驾驶者判断路况，实时了解周边状况、设施分布以及车辆状态，选择最优化的线路行驶，从而提升整个城市交通的运行效率。新的IVUI设计理念的产生，不但会改变人与汽车的交互方式，也能改变车与车、车与道路、车与城市之间的交互方式。

三、车内智能空间与信息交互平台设计概念

随着汽车消费的理性化，在日益趋同的外观设计之下，大众的焦点逐渐转向与消费者最直接接触的精致和个性化IVUI的追求。针对安全驾驶这一核心功能，在车内空间发生的一系列用户操作都与驾驶行为紧密相关，设计一个智能化、高效的车内操作环境，需要利用图形、动画、语音、色彩、温度、材料质感等多通道的手段对人机信息交互进行整合设计，这个过程涵盖了交互设计、视觉传达设计、产品造型设计，以及人机工学、符号语意、心理学等不同学科的知识，因此IVUI的设计是一门跨学科、跨领域的综合应用研究。

1.车内智能空间设计

所谓“智能空间（Smart Space）”是研究一系列特定空间内的智能化、信息化解决方案。对于汽车来说，一般车内空间可以简单地分为驾驶者空间、乘员空间和储物空间，不同的车型又有着不同功能的空间分布，有时候为了特定的需求，还允许使用者自行进行空间调整。车内空间直接关系到用户的舒适性和功能性需求。所谓“车内智能空间（In-Vehicle Smart Space）”设计，就是在物理空间功能得到基本满足之后，赋予车内空间及所属物智能化，以形成与人更好的人机互动关系，探讨人与车载设备、车内环境交互操作的设计过程。其中IVUI设计主要涉及图形用户界面（Graphic User Interface ，GUI）、实体用户界面（Tangible User Interface，TUI）[6]和自然用户界面（Natural User Interface，NUI）三个方面的交互方式。

2.车内信息交互平台设计

如果说车内智能空间是关注于车内设备的智能化与人机互动，那么车内信息交互平台就是关注于更广泛的信息交换应用。遍布传感器和嵌入式CPU的车身，摄像头与GPS对接，实时捕捉车内信息及车辆之间的信息，生成海量数据，源源不断地传输至智能交通网络，从而对整个交通流进行低能耗、高效率的调度；另一方面，数据传输至汽车生产商总部，制造者通过对大数据（Big Data）的收集、分析及决策，制造出更聪明的汽车，为消费者创造更安全、更舒适的驾驶体验。

四、智能化汽车设计的现状

一套完整的汽车人机交互系统包括车载信息系统、车载娱乐系统、车载导航系统、车身管理系统、自然（语音、手势等）交互系统、在线信息系统和车辆安全系统等。为了对应日趋复杂的各种功能，主机厂都有各自独立的汽车操作系统（VehicleOperating System），同时传统的IT厂商也希望将自己的操作系统植入汽车之中（见表1）。

特斯拉（Tesla）的成功，让人们在看到电动汽车的未来之外，对驾乘体验也有了一个全新的认识：巨大的17寸中控平台更加模糊了汽车和电脑的界限，所有的控制都可以通过视觉化的界面来实现，而且所有功能都可以通过网络进行升级。目前接入互联网应用已经成为新一代IVI的主流，更多厂商在IVI中导入互联网资源，并采用更直观、更友善的界面，如语音控制、全触控数字化仪表、生物指数识别、3D显示、RV合成等，这一系列技术手段促使汽车操作系统与云应用、大数据相结合，打破了本地与在线的限制，第三方应用也使传统封闭系统更加开放。车内智能空间与信息交互平台的应用与整合正在改变人们对车的认识，重新定义出行的行为，“人-车-城市”间的交互关系也会更加密切。车载系统可以将驾驶者的身体状况、驾驶习惯等信息搜集起来，可以实时监测驾驶者的生理指数，以保证安全驾驶，同时可以搜集到用户的真实驾驶偏好，让企业基于全面的大数据，对车辆进行改进升级。对于电动车来说，远程监控电池状态，收集衰减信息，及时提示续航里程及最近的充电站信息，并通知充电站提前做好准备。

表1 目前主流的IVI以及交互方式

五、近未来IVUI的设计趋势

1.封闭系统的扩展与开放的系统

面对规模达到2 115亿美元的车载信息系统市场，巨大的市场空间和关联效应吸引了如谷歌、微软、英特尔、三星、苹果等IT界第三方企业，他们也希望把自身的生态圈布局在汽车产业之中。谷歌开发的无人驾驶汽车，最初是从一个解决送皮萨饼的小需求而发展到一个影响整个产业的革命，来自IT企业的不断侵蚀与同化，迫使传统汽车企业开始IT化，在车载系统方面的进步虽然没有手机产业激进，但未来信息化的趋势却是不可阻挡的。

2.汽车与各个系统间的联动

第一个层面，与智慧城市交通系统的联动。交通子系统的数据量巨大而且复杂，包括行政区域道路更新数据、施工数据、路面状况数据（如山城与平原城市的区别，新旧道路的区别）、停车数据、事件数据（如违章、车祸引起的局部拥堵等）、政策因素数据（国事，限行等）、天气数据、预测数据（如上下班高峰，节假日预案），等等，如何利用先进的信息技术、数据通信传输技术、传感程控技术进行数据分析和应用，使整个交通数据联动，在更大范围内全方位发挥作用，实时、准确、高效的进行交通运输的管理是今后智慧城市面临的重要问题。

第二个层面，与其他车辆、设施间的联动。车与车之间（Vehicle-to-Vehicle，V2V）的通信是一项借助车辆与车辆之间的无线通信，通过在视野不佳的十字路口彼此告知位置等方式，降低事故发生的概率。随着物联网的深入，道路上各种交通传感器数量和范围都在不断地扩大，例如地磁、线圈、RFID、视频监控等，通过车与路侧单元（Vehicle-to-Roadside，V2R）之间的专属短距通讯，而实现更多的便利功能。

第三个层面，与个人设备间的联动。更多的汽车可以允许用户把个人移动设备通过有线或无线的方式与汽车进行数据共享，进而实现个性化数据的备份与转移，并实现个人数据的无缝链接。

3.全面的感知系统

（1）生物指数识别。生物指数识别技术主要是指通过人类生物特征进行身份认证的一种技术，这里的生物特征通常具有唯一的、可以测量或可以自动识别和验证、遗传性或终身不变等特点。通过读取用户的面部特征、指纹来判断用户ID，自动调整最佳坐姿和车辆预设值。通过实时监测驾驶者的心跳、血压和呼吸来判断驾驶者的生理状态，如突然发病，酒后驾驶，从而进行主动地介入干预，并给予自动地紧急联络。

（2）图像识别。汽车内部识别：利用在方向盘、后视镜等附近的摄像头来识别、判断驾驶员的面部朝向及讲话时的注视向等，从而判定驾驶者的注意力是否集中；汽车外部识别：通过识别建筑物、道路标志、路面状况、车辆以及行人来辅助驾驶（如速度控制、自动刹车、障碍物避让等）或自动驾驶，以及自动泊车的功能。

六、结论

可穿戴的设备和智能空间的兴起在“后手机时代”重新定义了人机交互设计的概念，公共信息的发布以及个人信息的获取不仅是双向的而且是多项的，人机交互也不再是个体与一个产品间的交互，而是与城市系统、与系统中人的交互。交互的主体从个人发展为群体，并形成一种“交互网络”。汽车作为一个移动空间，和其他产品一样作为媒介链接人与信息，是一个更广泛意义上的“移动终端”。笔者认为：在移动互联网、大数据时代，IVUI设计成为一个跨学科、跨领域的联合创新设计，需要从人性化的细节设计和智慧城市的公共信息服务宏观规划这两个方面来考虑。在以汽车为中心的移动终端的概念框架下，驾驶者与汽车间、驾驶者与乘客间、不同驾驶者间、车与车之间的交互共筑了一个多维的交互空间，这个空间模型影响着从个人安全到整个城市的交通体系。因此，汽车主机厂、部件提供商、管理部门、设计者需要联合起来，从更广阔的视角来诠释汽车的交互设计，进而能从公共信息服务的层面上，针对城市信息环境构建，探索人与汽车之间的关系，以及交互设计在城市公共信息服务中的价值与作用。

[1] IBM.智慧的城市[EB/OL].(2013-01-01)[2013-10-12] http://www.ibm.com/developerworks/cn/ industry/smartercities/.

[2] 彼得•马什，克里斯•布赖恩特，理查德•米尔恩.2013年中国汽车产量将首超欧洲,《金融时报》[EB/OL]. (2013-01-04)[2013-10-14] http://www.ftchinese.com/story/001048284.

[3]张茫茫，傅江.近未来移动计算与汽车信息交互界面设计展望[C]//第三届艺术与科学国际作品展暨学术研讨会论文集.北京：中国建筑工业出版社，2012: 255-259.

[4]i-Japan 戦略2015，日本国首相官邸[EB/OL].( 2009-07-16)[2013-09-20] http://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/ kongo/digital/dai9/9siryou2.pdf.

[5] 中共广州市越秀区委宣传部，智慧城市相关观点和实践情况选编[R]. 广州：越秀区委宣传部，2012.

[6] Hiroshi Ishii,Brygg Ullmer.Tangible Bits: Towards Seamless Interfacesbetween People, Bits and Atoms [C]//Proceedings of the ACM CHI 97 Human Factors in Computing Systems Conference,Atlanta,Georgia:ACM Press, 1997:234-241.

Urban Public Information Services Design: Information Interaction Platform Designwith a Medium of Vehicles

With the growing impact of the Smarter City and the mobile internet on human beings, urban public information dissemination has undergone tremendous changes. As a special terminal of daily information acquisition, processing and exchanges, inner-vehicle information processing, equipment operation and spatial arrangement have constituted a giant system based on the requirement of human beings, which have become an important information platform and also a constituent of the whole Smart City. This paper describes the user interface design of vehicle-mounted information system with the medium of vehicles and proposes a design thinking on the establishment of interactive information platform for the new generation smart vehicles as well as a planning on the design of inner-vehicle smart space.

interactive design; urban public information services; vehicles; user experience

J0-03

A

10.3963/j.issn.2095-0705.2013.06.011（0058-05）

2013-11-15

2013年北京市哲学社会科学规划项目（13WYC046）。

张茫茫，武汉理工大学艺术与设计学院博士生，清华大学美术学院副教授。