夜間分類標(biāo)識(shí)可視化的垃圾桶設(shè)計(jì)

張文慧 倉(cāng)詩(shī)建 徐芷君

摘要：針對(duì)人們夜間無(wú)法清楚辨別垃圾分類標(biāo)識(shí)導(dǎo)致不能良好地促進(jìn)垃圾分類的問題。研究現(xiàn)有分類垃圾桶中不合理的人機(jī)關(guān)系，從可視化、人性化和便利性的角度出發(fā)，為分類垃圾桶改良設(shè)計(jì)提供依據(jù)。通過問卷調(diào)查法和人機(jī)工程學(xué)理論，對(duì)現(xiàn)有分類垃圾桶和分類標(biāo)識(shí)的布置進(jìn)行合理的人機(jī)設(shè)計(jì)，得出分類垃圾桶以及分類標(biāo)識(shí)須符合人機(jī)工程學(xué)的功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。解決夜間垃圾分類的問題，實(shí)現(xiàn)以人為中心的人機(jī)關(guān)系，提出夜間標(biāo)識(shí)可視化分類垃圾桶的設(shè)計(jì)方案，可為未來(lái)城市分類垃圾桶的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：夜間可視化;分類標(biāo)識(shí);垃圾桶;人機(jī)工程學(xué);設(shè)計(jì)要素

中圖分類號(hào)：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069 （2020） 04-0099-03

引言

分類垃圾桶是幫助居民垃圾分類的重要公共設(shè)施，垃圾桶上的分類標(biāo)識(shí)更是有助于居民進(jìn)行有效的垃圾分類。近年來(lái)，隨著垃圾分類工作的深入，已有許多設(shè)計(jì)者對(duì)分類垃圾桶進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。例如，譚巍分析高校分類垃圾桶設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法，并從綠色發(fā)展視角出發(fā)，從多角度探索高校分類垃圾桶的設(shè)計(jì)方法[1];王震峽從垃圾自動(dòng)分類著手，將垃圾按物質(zhì)類別分類，應(yīng)用LabVIEW聲音采集技術(shù)，霍爾傳感器的電磁效應(yīng)技術(shù)等設(shè)計(jì)了一款智能分類垃圾桶[2];張舒以戶外垃圾分類回收桶為研究對(duì)象，嘗試將互動(dòng)體驗(yàn)加入到投放垃圾的過程中[3];蔣沁宏設(shè)計(jì)了一種由智能分類垃圾桶和微信平臺(tái)共同構(gòu)成的智能垃圾分類系統(tǒng)[4];尤肖肖設(shè)計(jì)的新型垃圾桶通過利用半自動(dòng)鏈接原理以及對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等方式解決了現(xiàn)有技術(shù)中垃圾桶功能單一，無(wú)法自動(dòng)分類的缺陷[5];魏會(huì)敏結(jié)合現(xiàn)有垃圾桶、二維碼、單片機(jī)、后臺(tái)系統(tǒng)等信息技術(shù)設(shè)計(jì)了一款可追溯式智能分類垃圾桶蓋[6];李明通過對(duì)各國(guó)城市垃圾收集措施等進(jìn)行整理，設(shè)計(jì)了一套對(duì)應(yīng)的綠色環(huán)保自動(dòng)化垃圾處理系統(tǒng)[7]。雖然這些設(shè)計(jì)者從各個(gè)視角對(duì)分類垃圾桶進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)，但如何使分類垃圾桶在夜間更便于人們進(jìn)行垃圾分類的研究尚缺，阻礙了垃圾分類工作的進(jìn)行。為了解決這些問題，給用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)，本文從人機(jī)工程學(xué)的角度出發(fā)，提出適合夜間投放垃圾的分類垃圾桶設(shè)計(jì)方案。

一、影響市民夜間垃圾分類的主要因素

（一）夜間出行人數(shù)。以石家莊市為例，2019年石家莊夜經(jīng)濟(jì)的啟動(dòng)，省會(huì)市民也特別關(guān)注夜經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為此，石家莊市商務(wù)局與燕趙晚報(bào)聯(lián)合開展了2019年石家莊夜經(jīng)濟(jì)消費(fèi)情況調(diào)查[8]。通過對(duì)調(diào)查結(jié)果的整理，得出表1和2。由表1可知，在夜晚會(huì)不會(huì)出門的問題中，經(jīng)常出門人數(shù)占比23%，偶爾會(huì)出門人數(shù)占總?cè)藬?shù)的65%，只有12%的人表示不會(huì)在夜晚出門，由此可以看出有88%的人會(huì)在夜晚出門，占總?cè)藬?shù)比例較大。由表2可知，在關(guān)于夜晚最喜歡去的地方的問題中，有25%的人選擇去街邊擼串、喝啤酒、聊天，有22%選擇去商業(yè)綜合體或吃頓大餐或買買東西，有21%的人選擇去嘗試購(gòu)買家用物品，有16%選擇去看電影或唱歌，有15%選擇去逛繁華的商業(yè)街。由此可以看出，大多數(shù)人偏向去街邊吃東西和買東西，在此過程中容易產(chǎn)生大量的垃圾，由此得出，在夜間有垃圾分類需求的人群數(shù)量較多。

（二）分類垃圾桶的布置?！冻鞘协h(huán)境衛(wèi)生設(shè)施規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50337-2018）[9]中規(guī)定：道路的兩側(cè)和各類交通客運(yùn)設(shè)施、公交站點(diǎn)、公園、公共設(shè)施、廣場(chǎng)、社會(huì)停車場(chǎng)等人流密集場(chǎng)所的出人口附近應(yīng)設(shè)置采用分類收集的方式的廢物箱。在道路兩側(cè)廢物箱的間距按道路功能劃分：（1）在人流密集的城市中心區(qū)、大型公共設(shè)施周邊、主要交通樞紐、城市核心功能區(qū)、市民活動(dòng)聚集區(qū)等地區(qū)的主干路，人流量較大的次干路，人流活動(dòng)密集的支路，以及沿線土地使用強(qiáng)度較高的快速路輔路設(shè)置間距為30m-lOOm; （2）在人流較為密集的中等規(guī)模公共設(shè)施周邊、城市一般功能區(qū)等地區(qū)的次干路和支路設(shè)置間距為lOOm-200m：（3）在以交通性為主、沿線土地使用強(qiáng)度較低的快速路輔路、主干路，以及城市外圍地區(qū)、工業(yè)區(qū)等人流活動(dòng)較少的道路設(shè)置間距為200m- 400m。

（三）分類垃圾桶的設(shè)計(jì)。根據(jù)國(guó)家制定的統(tǒng)一標(biāo)志，生活垃圾被劃分為四類，它們分別是可回收垃圾、不可回收垃圾、有害垃圾和其他垃圾?？苫厥瘴镉盟{(lán)色垃圾容器收集;有害垃圾紅色垃圾容器收集;其他垃圾用灰色垃圾容器收集;廚余垃圾用綠色垃圾容器收集。在外形方面，現(xiàn)有垃圾桶外形類似于長(zhǎng)方體，垃圾桶頂部設(shè)有用來(lái)遮擋雨水的頂蓋。桶體前部有垃圾分類標(biāo)識(shí)，大類標(biāo)識(shí)所占面積較大，處于標(biāo)識(shí)整體布局的上方;小類標(biāo)識(shí)面積較小，處于標(biāo)識(shí)整體布局的下方，分類標(biāo)識(shí)顏色與垃圾桶顏色一致。這些分類垃圾桶顏色明度高、色彩區(qū)別明顯，在白天可以有效幫助人們進(jìn)行垃圾分類。但隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，夜經(jīng)濟(jì)在城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的占比越來(lái)越大，在夜晚光線較弱或無(wú)光的條件下，人們是否能清晰分辨不同的垃圾桶來(lái)進(jìn)行分類，也是值得研究的問題。

二、夜間標(biāo)識(shí)可視化垃圾桶設(shè)計(jì)要素分析

各種新型分類垃圾桶不斷出現(xiàn)，但目前已有的分類垃圾桶仍存在著分類圖案標(biāo)識(shí)與人眼形成的角度過大、夜間標(biāo)識(shí)看不清等問題?；谶@些問題，本文進(jìn)行一系列的調(diào)查分析，主要包括：

（一）用戶角度分析

本文對(duì)夜間垃圾分類標(biāo)識(shí)的可視化問題做了研究調(diào)查，主要采取問卷調(diào)查的形式（如圖1、2），涉及對(duì)象主要集中在北京和天津兩地，調(diào)查內(nèi)容包括：夜晚丟棄垃圾時(shí)是否需要彎腰或后退才能看到垃圾筒上的分類標(biāo)識(shí);在夜晚是否能準(zhǔn)確分辨出面前是哪一種垃圾桶兩個(gè)問題。

在夜晚丟棄垃圾時(shí)是否需要彎腰或后退才能看到垃圾筒上的分類標(biāo)識(shí)問題中，84%的人在丟棄垃圾時(shí)需要后退或彎腰才能看清垃圾桶上的分類標(biāo)識(shí)，只有16%的人不需要彎腰或后退就可以看到分類標(biāo)識(shí)。由此可見，現(xiàn)有垃圾桶不符合人機(jī)原理，導(dǎo)致在夜間垃圾分類出現(xiàn)問題。

在夜晚能否準(zhǔn)確分辨出面前是哪一種垃圾的垃圾桶的問題中，有68%的人在夜間不能準(zhǔn)確分辨出面前分別是哪一種垃圾桶，只32%的人在夜間能準(zhǔn)確分辨出面前分別是哪一種垃圾桶。

由此可見，由于光線暗導(dǎo)致分類標(biāo)識(shí)不易識(shí)別的現(xiàn)象，會(huì)使人們分錯(cuò)類，夜間垃圾分類工作難以有效開展。

（二）人機(jī)工程學(xué)的角度分析

分類垃圾桶在設(shè)計(jì)的人性化方面缺少一定的考量，很多分類垃圾桶在設(shè)計(jì)時(shí)往往忽視人丟垃圾的習(xí)慣，導(dǎo)致分類垃圾桶在被使用時(shí)不能很好地為人們服務(wù)。因此，從人機(jī)工程學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)分類垃圾桶進(jìn)行人性化分析（如圖3）。人眼的最佳轉(zhuǎn)動(dòng)是視平線向下30°角，顏色辨別界限時(shí)視平線向下40°，視野界限時(shí)視平線向下70°，人的立姿斜面閱覽角度和高度是高于地面900-lOOOmm，與地面形成42° -46°夾角的平面。

當(dāng)人站立于距分類垃圾桶60cm左右觀察分類標(biāo)識(shí)在時(shí)，人眼視線角度于視平線形成80°夾角，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過顏色辨別界限和視野界限，而且現(xiàn)有垃圾桶的分類垃圾標(biāo)識(shí)圖案在距離地面約600mm的位置，高度過低，導(dǎo)致人們?cè)诳捶诸悩?biāo)識(shí)時(shí)要后退或者彎腰才能看清。綜上所述，由于分類標(biāo)識(shí)圖案所在位置與人眼形成的角度過大，垃圾分類存在無(wú)法看清標(biāo)識(shí)和分類標(biāo)識(shí)的問題。

三、設(shè)計(jì)方案

（一）設(shè)計(jì)構(gòu)思

基于對(duì)現(xiàn)有分類垃圾桶和分類標(biāo)識(shí)的分析，在現(xiàn)有分類垃圾桶的基礎(chǔ)上結(jié)合“可視化”、“人性化”和“便利性”的思路，從以人為本的角度出發(fā)，將分類垃圾桶進(jìn)行改良優(yōu)化，設(shè)計(jì)一款夜間便于人們有效進(jìn)行垃圾分類的垃圾桶。

1.可視化。可視化是解決夜間無(wú)法看清標(biāo)識(shí)問題的重要思路，在原有標(biāo)識(shí)的基礎(chǔ)上添加反光材質(zhì)，如高速路兩旁的反光板、交警工作服和自行車尾部的反光條。反光條上的玻璃微珠可以在夜間反射周圍的光線，使光線按照原路返回人們的眼睛，讓人們看清分類標(biāo)識(shí)。玻璃微珠一般主要由二氧化硅構(gòu)成，占總化學(xué)成分的67%左右，還有氧化鈣、氧化鈉、氧化鎂等其他物質(zhì)。玻璃微珠的大小不同，從50-450目不等，可根據(jù)產(chǎn)品的需求選擇合適的一種目數(shù)的微珠，也可以兩種微珠混合起來(lái)使用，已達(dá)到合適的反光效果[10]。反光條不管在白天或黑夜均有杰出的逆反射光學(xué)功能。尤其是晚上，能夠保持與白天相同的高能見度。所以，反光材質(zhì)十分適合運(yùn)用在夜間這種光線不足的情況，只需要微光線照射，分類標(biāo)識(shí)就會(huì)變得清晰可見。

2.人性化。當(dāng)前分類垃圾桶大都注重垃圾本身的分類，對(duì)人丟垃圾的習(xí)慣以及查找標(biāo)識(shí)的方式缺少一定的設(shè)計(jì)考慮，造成了一系列在使用過程中的問題，人性化設(shè)計(jì)就是解決這一問題的重要途徑。人性化要求在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)從人機(jī)工程學(xué)和美學(xué)等角度達(dá)到完美，從而實(shí)現(xiàn)以人為本的目的。垃圾桶的整體尺寸應(yīng)以人機(jī)工程學(xué)的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定;在細(xì)節(jié)處理方面采用圓角處理，減少棱角部分給人的尖銳感，增強(qiáng)美感和安全性;在色彩選擇方面，使用：綠色（C：100，M：0，Y：100，K：30）、紅色（C：0，M： 100，Y：100，K：0）、藍(lán)色（C：100，M：60，Y：0，K：20）、黑色（C：0，M：0，Y：0，K：100），與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生活垃圾分類標(biāo)志GB/T 19095-2019[11]所規(guī)定顏色一致，色彩純度、明度高，醒目易辨識(shí)，有助于人們快捷地進(jìn)行垃圾分類，強(qiáng)化人們垃圾分類的意識(shí)。

3.便利性。經(jīng)調(diào)研，景區(qū)內(nèi)的游客對(duì)垃圾桶的不滿主要表現(xiàn)在：（1）垃圾過滿，清潔人員沒有及時(shí)清理;（2）垃圾投放口過大不利于阻止異味，過小不便于扔體積較大的垃圾;（3）垃圾桶材質(zhì)問題，風(fēng)吹日曬導(dǎo)致外形磨損;（4）擺放位置不固定，有時(shí)找不到垃圾桶。對(duì)于清潔人員來(lái)說，工作任務(wù)和強(qiáng)度大，許多的垃圾桶更換垃圾袋時(shí)程序繁瑣，有時(shí)還需要長(zhǎng)時(shí)間彎腰才能完成更換，費(fèi)時(shí)費(fèi)力[12]。所以，在考慮居民是否能夠便利分類的同時(shí)，也應(yīng)該考慮到垃圾清運(yùn)人員和垃圾桶清潔人員在清理運(yùn)輸垃圾和清潔維護(hù)垃圾桶時(shí)是否便利。這就要求設(shè)計(jì)者在對(duì)垃圾投放口和材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化改良的同時(shí)，垃圾桶的背部應(yīng)設(shè)置較大且沒有遮擋的垃圾倒出口，便于清潔人員對(duì)箱內(nèi)垃圾的整理回收;同時(shí)垃圾桶的材質(zhì)應(yīng)該采用鋁合金、不銹鋼等表面光滑、易清潔且堅(jiān)固不易損壞變形的材質(zhì)，便于清潔人員對(duì)箱體進(jìn)行清潔和維護(hù)。

（二）設(shè)計(jì)方案

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括功能分析、零件分析和配合結(jié)構(gòu)分析等。新型分類垃圾桶結(jié)構(gòu)通過三維模型軟件Solidworks建模，主要由垃圾桶箱體和垃圾分類標(biāo)識(shí)圖片組成，通過導(dǎo)出工程圖展示垃圾桶的結(jié)構(gòu)，具體分類垃圾桶結(jié)構(gòu)分析圖，如圖4所示。此分類垃圾桶為長(zhǎng)方體，設(shè)置四個(gè)箱體并排放置，其高度為90cm，與地面形成43°的斜面將長(zhǎng)方體分割，這個(gè)斜面方便了人們參照標(biāo)識(shí)進(jìn)行垃圾分類;在垃圾桶的正前面是垃圾投入口，投入口高度為距地面50-60cm左右，開口大小適中不會(huì)因太大影響美觀，也不會(huì)因太小無(wú)法投入體形較大的垃圾;垃圾桶的背部打開后是垃圾倒出口，開口較大沒有遮擋，方便清潔人員對(duì)箱內(nèi)垃圾進(jìn)行清理，垃圾桶整體以人機(jī)原理為基準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理。

2.造型設(shè)計(jì)。在原有結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，使用Keyshot渲染工具賦予垃圾桶顏色和材質(zhì)，形成最終的效果圖（如圖5）。垃圾桶為不銹鋼材質(zhì)，材質(zhì)堅(jiān)固、不易損壞，便于清潔，并在棱角部分進(jìn)行了圓角處理，更加安全合理。斜面上的分類標(biāo)識(shí)分為左右兩個(gè)部分，左側(cè)為大類標(biāo)志，右側(cè)為6個(gè)小類標(biāo)志。不同類別的標(biāo)識(shí)以不同顏色區(qū)分，標(biāo)識(shí)圖案填色部分采用反光材質(zhì)，利用反光材質(zhì)的逆反射光學(xué)功能，保證分類標(biāo)識(shí)的能見度，使其在夜間仍然清晰可見（如圖6），幫助人們?cè)谝归g有效進(jìn)行垃圾分類。

3.人機(jī)原理分析。對(duì)于未來(lái)分類垃圾桶產(chǎn)品的發(fā)展，垃圾分類標(biāo)識(shí)在垃圾桶布置上的改良與優(yōu)化形成了新型的、人性化的人與設(shè)施的交互方式，具備一定的參考價(jià)值。應(yīng)用的新型垃圾桶在設(shè)計(jì)上服務(wù)于人，依據(jù)人機(jī)原理的合理性，符合“以人為本”的設(shè)計(jì)原則?；谝陨涎芯?，新型分類垃圾桶從以下三方面進(jìn)行分析，如圖7：

（1）尺寸：垃圾桶高度為90cm，不會(huì)因過高過大而占用土地、浪費(fèi)材料，人們也不會(huì)因垃圾桶過低導(dǎo)致看不清分類標(biāo)識(shí);在垃圾桶的正前面是垃圾投入口，投入口尺寸為10cm x30cm，大小適中，不會(huì)因太大影響美觀，也不會(huì)因太小無(wú)法投入體形較大的垃圾;在垃圾桶背部的垃圾倒出口尺寸為60cm x30cm，開口較大，清潔人員不用長(zhǎng)時(shí)間彎腰就可以清理垃圾和清潔垃圾桶。

（2）角度：人們?cè)谑褂矛F(xiàn)有垃圾桶丟棄垃圾時(shí)的流程為“尋找垃圾桶一低頭/彎腰查看分類標(biāo)識(shí)一丟棄垃圾”，在新型垃圾桶的設(shè)計(jì)中，標(biāo)識(shí)面采用斜面43°設(shè)計(jì)，符合人體立姿斜面閱覽的42°-46°角度范圍，當(dāng)人們?cè)诘皖^時(shí)，視平線與標(biāo)識(shí)面形成人機(jī)工程學(xué)中‘（人眼最佳轉(zhuǎn)動(dòng)”的30°夾角，這樣人們?cè)诜诸惱鴷r(shí)不需要在彎腰或后退就可以看到分類標(biāo)識(shí)圖案，方便了人們參照標(biāo)識(shí)進(jìn)行垃圾分類。

（3）材料：標(biāo)識(shí)圖案外邊框采用反光材質(zhì)，反光條上的玻璃微珠將夜間周圍的光線反射，提高夜間分類標(biāo)識(shí)的能見度，讓人們?cè)谝归g分類垃圾時(shí)可以清晰準(zhǔn)確地分辨出面前垃圾桶所投放的垃圾種類，有助于人們?cè)谝归g準(zhǔn)確分類垃圾。

結(jié)論

為解決夜間看不清垃圾桶分類標(biāo)識(shí)和看分類標(biāo)識(shí)時(shí)需要彎腰或后退等問題。文章調(diào)研和分析了現(xiàn)有垃圾桶分類標(biāo)識(shí)的現(xiàn)狀，通過用戶行為習(xí)慣和心理等設(shè)計(jì)因素提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方向，從人性化、可視化角度出發(fā)，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)知識(shí)，結(jié)合改良的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出斜面分類標(biāo)識(shí)和夜間反光材質(zhì)相結(jié)合的新方式。提出了符合人機(jī)工程學(xué)的新型垃圾桶，強(qiáng)調(diào)今后分類垃圾桶的設(shè)計(jì)應(yīng)該更注重“以人為本”的思想，在注重環(huán)保的今天，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也為垃圾桶未來(lái)的人性化設(shè)計(jì)提供了參考。.

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