摘要：艺术来源于生活，更高于生活，社会的发展、科技的进步也需要从大自然中借鉴宝贵的经验。其实，在上世纪20年代开始，仿生设计就逐渐被人所认知，不断运用到生活实践中。形态仿生设计顾名思义就是根据现实生活中一些真实的生物形态，设计出相应的产品和交通工具。轨道交通事业在中国国民经济的发展有着举足轻重的作用，可以推动社会的发展，促进人民生活水平的提高，轨道设计也融入了形态仿生学的相关知识。
关键词：形态仿生设计；轨道车辆设计；应用
随着社会生活节奏的不断加快，人们生活水平的不断提高，铁路、高铁、动车也得到快速发展，轨道交通车辆缩短了人们之间的距离，极大地节约了人们的时间；此外由于人们文化水平、精神文化水准的提高，对轨道车辆的需求也越来越高，人们不只注重车辆的功能，也逐渐重视车辆的外在。将仿生设计与美学运用于轨道车辆设计中，使其获得自然美，可以使大众消除对新事物的抵触心理，也确实符合自身需要，如车头的形态可以减小风的阻力，一定程度上也增加了商业价值。
过去几年，我国的轨道交通事业发展繁荣，国家也对这方面投入了大量的人力、物力，并不断向国外推广。轨道车辆造型收到很多技术限制，特别是高铁车头的设计要求有良好的气动性能。考虑到许多鸟类生物在自然界的进化中，头部形成了独特的构造，将这些发现运用到高铁车头设计中，在满足空气动力学的同时也能满足人们对美的追求。
一、形态仿生设计
形态仿生设计是人们通过观察现实生活中的生物体和自然界物质的外形，分析此类形态对生物的作用及合理性，总结特征，并发挥想象力将这类外形运用到对应产品的设计中，创造出有利于人类的工具。如人类通过对鸟类的观察，利用其整体形态制造出飞机；根据贝壳坚硬的特点设计出坦克；因为鱼能在水中自由游泳，根据其形态设计出潜水艇。通过这一方法设计出的产品，在形态上与现实生活中的生物具有相似性。当然，形态仿生设计不仅指对外形的进行模仿，也有对色彩、纹理的模仿。
人们通过功能认识产品的用途，通过形态了解产品的某一特点。一个产品出世，不仅有着它的实际用途，也有着他的造型。当我们最开始看到某个产品时，我们会有对它的直观感受，心理会有各种联想，这就是我们的感性认识；通过不断了解这一产品，我们可以知道它的材质、形态、构造等，也可以了解它的使用方法、外形、颜色等。人们对一个产品的喜爱程度，首先是由这一产品的外形、颜色决定的。因而，在设计一件产品时，必须要结合人的心理特点，要展现以人为本，使人在接受这一产品时有着心里的愉悦与欢快。因而，将形态仿生设计运用到产品中，是十分必要的，也是可取的。
二、轨道车辆工业设计中形态仿生设计的优势
（一）轨道车辆工业设计中形态仿生设计的应用可以极大地提升轨道车辆的利用效率。对于轨道车辆来说，追求的主要是安全和载重。但是如果按照普通的设计理念，可能会设计出正正方方类型的车辆，如果速度过快，风的阻力较大，会造成对轨道车辆的损坏。将形态仿生设计这一方法运用到轨道车辆，可以减少阻力，避免能源的浪费。
（二）轨道车辆工业设计中形态仿生设计的应用可以减少人们的抵触心理。人们对事物的第一印象往往就代表了自己对该事物的看法，并且人们对新事物往往是带着疑惑的眼光看问题，如果车辆设计超出自己的理解范围，人们会产生抵触心理。但是将形态仿生设计运用到轨道车辆工业设计中，利用现实中的事物对轨道车辆进行改造、模仿，可以使拉近车辆与人们之间的亲近感，减少抵触情绪，能欣然接受这一新设计。
（三）轨道车辆工业设计中形态仿生设计的应用可以实现形态美与人类具体审美取向的完美融合。大自然是最初的造物者，世间任何一个事物都必须具备一定的形态美，体现着统一、对称、比例的匀称性，而人类在大自然中不断进化，对审美也愈发注重。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将形态仿生设计运用到轨道车辆工业设计中，可以使轨道车辆也具备形态美，也体现着人类的审美观。
三、轨道车辆工业设计中的形态仿生设计
在设计轨道车辆时，设计师会根据实际需要和现实条件，有所选择的侧重某一方面进行模仿，可以是侧重于实用主义，可以侧重于形态美，也可以侧重于象征意义。
（一）实用功能上的形态仿生设计
在以前，由于行驶速度低，空气对列车的影响不大。列车的车头设计采用传统的四边形设计，但是当速度达到更高时，空气对列车的阻力变得极大，传统的车头造型就会造成不必要的能源消耗。也使得列车车速无法达到最优水平。另外不良的车头造型也会造成对列车的自身形态受到损害。在列车高速行驶中，风力过大会加快对列车的磨损。综上可以看出，高速列车对速度要求极高，为了达到这一要求列车要尽量减少空气阻力。经过观察与研究，人们发现如果将鹰喙和其头部由圆滑变为棱角后，上方、两边的空气可以达到均匀，可以达到此效果，如现有的和谐号动车组。
（二）形态上的形态仿生设计
轨道车辆工业设计中的形态仿生设计，除了具有极高的实用价值，也具有审美价值。在当今社会，人们对于事物的审美能力不断提高，越来越注重事物的比例、对称与节奏。在古代社会，人们已经懂得建筑要有对称性才能有美感、体现庄重，如故宫；现代社会，人们也将审美融入到各个方面，轨道车辆工业设计也不例外。如高速列车体形修长，在选择仿生对象时也应该是长型的，并且能体现一定的比例，如马来西亚用自己国家的动物，马来虎，作为仿生对象运用到列车车头的设计；如上海轨道交通11号线北号车辆的内部构造是以白玉兰这一花朵作为仿生对象。
（三）象征意义上的形态仿生设计
每个国家存在具有象征意义的事物，如中国的龙象征着威严，牡丹象征着富贵。在轨道车辆工业设计上运用有象征意义的形态仿生，具有识别性，可以使人能在第一眼便明了其设计理念，代表的含义。如泰国运用火背鹇来作为列车车头造型。
结语
加强形态仿生技术在轨道设计中的应用不仅有利于提高轨道车辆的实用性，减少轨道车辆在高速时的阻力，还可以在其设计上实现形态美与人类具体审美需求的完美融合，提升我国轨道交通车辆设计的整体水平，实现我国轨道运输行业在世界上前沿水平的保持与再创新，在不断突破和创新的基础上推动我国轨道设计的科学化发展。
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论文作者:邱利伟,李琳,黄硕
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/16
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