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造型设计是城市轨道交通车辆工业设计的重要组成部分,是技术、文化、审美等多因素耦合的适应性系统,造型设计的演化直接反映了城市轨道交通车辆工业设计的改变与发展机制。为探讨城市轨道交通车辆造型设计的演化规律,本文运用谱系分析的方法,以具有典型特征的车辆为研究样本,开展基于谱系分析的城市轨道交通车辆造型设计演化研究。通过将城市轨道交通车辆造设计演化分解为阶段式演化模式和家族式演化模式,运用谱系分析的方法研究其设计演化脉络,并挖掘了阶段式演化和家族式演化的内在规律,在此基础上对其设计演化的动力机制和运作机制进行求解,阐述其设计演化的改变原因和改变方式,并提出了基于演化的城市轨道交通车辆造型设计创新策略。首先,提出了城市轨道交通车辆造型设计的适应性系统。借助生物演化理论,提出城市轨道交通车辆造型设计是内部环境因素与外部环境因素共同作用的适应性系统。明确了城市轨道交通车辆造型设计的演化内涵与演化模式,形成了谱系分析的关键要素与方法。其次,运用谱系分析的方法研究了典型车辆的阶段式演化脉络,并挖掘了阶段式演化的内在规律。从环境因素、设计原型、设计特征层面形成了典型车辆造型设计的阶段式演化谱系,理清了城市轨道交通车辆造型从传统走向现代的演化脉络,并通过语义感知实验和意象匹配实验获取了其隐性特征的阶段式演化线索,在此基础上弄清了阶段式演化的内在规律,分析了城市轨道交通车辆造型设计的阶段发展方向。然后,运用谱系分析的方法研究了典型车辆的家族式演化脉络,并把握了家族式演化的内在规律。从品牌形象、设计DNA层面理清了典型车辆样本的家族式演化脉络,并通过DFA实验和表情认知实验对其设计DNA的演化特性进行了分析,在此基础上分析了家族式演化的内在规律,研究了单一型设计DNA和混合型设计DNA的演化内涵,为城市轨道交通车辆造型设计的品牌化发展提供了参考。接着,在上述研究的基础上,阐明了城市轨道交通车辆造型设计的演化机制。结合设计演化的谱系分析,理清了城市轨道交通车辆造型设计演化系统的层次结构、特性,并对设计演化的动力机制和运作机制进行求解。从内部动力层面和外部动力层面探讨了设计演化的动力机制与原理,阐明了设计演化的改变原因。从宏观层面和微观层面探讨了设计演化的运作机制与原理,阐明了设计演化的三种变化途径和设计特征的修改机理。最后,提出了基于演化的城市轨道交通车辆造型设计创新策略与建议。明确了设计演化与设计创新之间的关系,从阶段式演化维度和家族式演化维度构建了城市轨道交通车辆造型设计的创新策略,探讨了两种设计策略的创新思路。以下一代地铁车辆为例,阐述了未来阶段的城市轨道交通车辆造型设计创新方向,以典型品牌车辆为案例,阐述了城市轨道交通车辆造型品牌化设计的创新点获取途径。为我国城市轨道交通装备创新设计提供了参考。