包 装 工 程 第44卷 第6期
352 PACKAGING ENGINEERING 2023年3月
收稿日期：2022–10–28
基金项目：国家自然科学基金项目（31671628）；湖南省自然科学基金项目（2020JJ4294）；中国科学院A 类战略性先导科技专项（XDA13020503，XDA13020602）
作者简介：文源（1997—），男，硕士生，主攻产品设计、人机交互设计。 通信作者：向言词（1969—），男，博士，教授，主要研究方向为生态景观营建和景观植物研发。
文源，向言词，王睿妮
（湖南科技大学，湖南 湘潭 411201）
摘要：目的 调研现有城市公园健身设施设计的不足之处，总结老幼体对城市公园健身设施的共同需求并提出创新设计方案。方法 基于使用后评价（POE ），实地调研湘潭市、长沙市的六个城市的公园健身设施，并运用模糊层次分析法（FAHP ）评价健身设施可用性。同时，基于老幼同行用户访谈总结其对于使用城市公园健身设施的共同需求。结果 依据城市公园健身设施可用性影响因素权重排序与老幼体共同需求分析结果，从使用安全性、结构灵活性、环境融合性、社交互动性、健身适用性五方面进行城市公园老幼共享健身设施创新设计。结论 通过POE 法和FAHP 法进行的城市公园健身设施可用性影响因素权重排序及老幼同行用户共同需求总结，以及以此为基础进行的城市公园老幼共享健身设施设计，可有效满足老幼体对城市公园健身设施的个性化需求，增强老幼体代际交流，缓解代际冲突。 关键词：健身设施；老幼共享；城市公园；模糊层次分析 中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)06-0352-10 DOI ：10.19554/jki.1001-3563.2023.06.040
Design of Shared Fitness Facilities in Urban Parks Based on POE and FAHP
WEN Yuan , XIANG Yan-ci , WANG Rui-ni
(Hunan University of Science and Technology, Hunan Xiangtan 411201, China)
ABSTRACT: The work aims to investigate the deficiencies in the design of existing fitness facilities in urban parks, sum up the common needs of the elderly and children groups for such fitness facilities and propose innovative design solu-tions. Based on post occupancy evaluation (POE), the fitness facilities of six urban parks in Xiangtan City and Changsha City were investigated, and the usability of fitness facilities was evaluated by fuzzy analytic hierarchy process (FAHP). Based on the interviews of the elderly and children groups, their common needs for using fitness facilities in urban parks were summarized. According to the weight ranking of influencing factors on the usability of fitness facilities in urban parks and the analysis results of the common needs of the elderly and children groups, the innovative design of fitness fa-cilities shared by the elderly and children in urban parks was carried out from five aspects: safety of use, structural flexi-bility, environmental integration, social interaction and fitness applicability. The weight ranking of influencing factors on usability of fitness facilities in urban parks established by POE and FAHP and the summary of common needs of the eld-erly and children are used as the basis for the design of shared fitness facilities for the elderly and children in urban parks, which effectively meets the personalized needs of the elderly and children for fitness facilities in urban parks, enhances intergenerational communication between the elderly and children, and alleviates intergenerational conflicts. KEY WORDS: fitness facilities; shared by the elderly and children; urban parks; fuzzy analytic hierarchy process
第44卷 第6期 文源，等：基于POE 与FAHP 的城市公园老幼共享健身设施设计研究 353
随着我国人口老龄化加深、“三孩政策”正式推行，隔代抚养已成为中国社会的普遍抚养模式之一[1]。城市公园健身设施是老年人强身健体、儿童户外游乐、老幼代际沟通的重要载体，但现有设计的不完善导致老幼体之间的“代际冲突”愈发明显。同时，由于短期经济效益较低，很少有公司愿意投入相关研究，导致中国隔代抚养下的公共健身设施设计迟迟无法更新[2]。
近年来，针对供老年人与儿童使用的城市公园健身设施，国内学者进行了大量相关探索。安莹丽等[3]提出公共健身设施适老性设计策略；吴俭涛等[4]通过模糊聚类分析构建适老健身设施功能集；张婉璐等[5]研究儿童户外娱乐设施的人性化设计；殷阳怡等[6]结合触觉感受探索儿童设施设计。以上研究虽都对城市公园健身设施老幼使用进行了研究，但都以老人或儿童单方需求为主要研究内容，并未关注到隔代抚养普遍化背景下老幼同行体对城市公园健身设施的共同需求。
使用后评价（POE ）是系统收集用户评价、分析用户需求以优化设计的研究体系[7]，在建筑设计、城市设计、风景园林设计等多个领域皆有所运用，主要包括问卷调查、用户访谈、行为观察等[8]。层次分析法（AHP ）是一种系统化、层级化的分析方法，主要运用于工业设计、产品优化、方案筛优等领域[9]。本
文采取的模糊层次分析法（FAHP ）是在层次分析法的基础上，结合模糊数学原理，综合用户与专家
评价以避免极值对分析结果的影响。本文聚焦于城市公园中老幼同行用户，首先，采用POE 相关方法收集城市公园健身设施现状，并利用FAHP 法对现有健身设施进行可用性评估分析；其次，结合老幼体使用评价与相关理论分析其共同需求；最后，结合城市公园健身设施可用性评估与老幼用户需求分析进行城市公园老幼共享健身设施创新设计实践探索。
1 城市公园健身设施现状
1.1 城市公园健身设施基本现状
本研究选取了湖南省湘潭市、长沙市的六个城市公园作为主要研究场所，对公园内健身设施数量、类型、颜、尺寸等基本情况进行调研。其中，健身设施数量按可供同时使用人数进行统计，例如双位太空漫步机可供两人同时使用，因此统计太空漫步机时将其数量计为2；健身设施类型按基础类型进行统计，例如双位扭腰器与三位扭腰器的类型都统一为扭腰器；健身设施配按主要配进行统计，以主体与点缀顺序进行命名。各城市公园基本信息及健身设施基本情况，见表1。
表1 各城市公园基本信息及健身设施基本情况
Tab.1 Basic information of urban parks and fitness facilities in various cities
健身设施情况
公园名称
公园面积/hm 2
数量/个
类型/种
主要配
访谈人数/名
公园类型 雨湖公园 12 28 10 灰橙、蓝橙 24 综合公园 白石公园
32 15 10 蓝白、蓝橙 18 综合公园 九华湖中华德文化公园 66 11 11 灰棕
6 综合公园 吉利社区公园 3 13 8 紫绿、黄蓝、蓝绿黄 19 社区公园 西湖公园 130 26 13 绿红、棕黄、绿白 13 综合公园 梅溪湖银杏公园
4.5 20 9 绿灰红、绿白、蓝黄
8
综合公园
1.1.1 健身设施分布现状
为明确各类型健身设施具体分布及使用现状，在表1的基础上，对六个城市公园内的健身设施按类型根据其分布及使用现状进行统计，见表2。通过各类型健身设施的分布情况计算城市公园健身设施使用率f i ，并计算各健身设施数量与使用率乘积作为各类
健身设施使用率权重ω。最后，利用加权平均法计算
城市公园健身设施综合使用率ω。加权平均法计算方法如下： 1122331
+++i i
i i
x f x f x f x f x ω+=∑ (1)
据表2可知，所调研的六个城市公园中共有健身
设施113个，共计16种类型，加权综合使用率为
78.6%。其中，太空漫步机、太极推揉器、扭腰器在所调研城市公园中皆有设置，且使用率皆在90%以上，腰背按摩器、健身车、骑马机、腿部训练器、膝关节训练器、上肢拉伸器、腹部训练器、平衡训练器和象棋桌9类健身设施分布在一半以上的城市公园中，且使用率皆在60%以上。
1.1.2 健身设施配现状 为明确城市公园健身设施配现状，在表1的基
础上，统计各城市公园内健身设施的主要配及采
用各配的健身设施类型数。健身设施配以主体与点缀顺序进行命名，其中主体为健身设施框架
所用彩，点缀为健身设施功能部件所用彩，例如坐垫、扶手等。城市公园健身设施配情况，见表3。
354 包 装 工 程 2023年3月
表2 各类型健身设施分布及使用情况
Tab.2 Distribution and usage of various types of fitness facilities
设施类型
设施数量x i /个
分布公园数 /座
使用率
f i /% 权重ω
设施类型
设施数量x i /个 分布公园数
/座
使用率
f i /%
权重
ω
太极推揉器 15 6 92 13.8 上肢拉伸器 8 3 83
6.64太空漫步机 15 6 100 15 腹部训练器 6
3 75
4.5
扭腰训练器 12 6 95 11.4 平衡训练器 6
3 66 3.96腰背按摩器 9
5
60 5.4 象棋桌 4 3 62 2.48
健身车
9 5 62 5.58 肩部活动器 2 2
82 1.64
骑马机 8 5 65 5.2 肋木架 5
2 6
3 3.15
腿部训练器 9 4 72 6.48 椭圆机 2 1 32 0.64膝关节训练器 4
4
62 2.48 训练杠 1 1 47 0.47
表3 各城市公园健身设施配情况
Tab.3 Color matching of fitness facilities in urban parks of various cities
公园名称
健身设施图例
主体/点缀（类型数）
雨湖公园
、
灰/橙（7）、蓝/橙（3）
白石公园
、
蓝/白（6）、蓝/橙（4）
九华湖中华德文化公园
、
灰/棕（11）
吉利社区 公园
、
、
紫/绿（4）、蓝/黄（3）、蓝/绿黄（2）
西湖公园
、
、
、
绿/红（10）、棕/黄（7）、绿/白（6）
梅溪湖银杏
公园
、
绿/灰红（3）、绿/白（3）、蓝/黄（3）
依据表3可知，六个城市公园中健身设施的配虽各有不同，但也存在配选择相同的情况。为进一步
明确城市公园健身设施的配构成情况，根据不同配健身设施的类型数量绘制城市公园健身设施的主要配占比图，若同一类型健身设施有多种配则都记入相应的配统计中，见图1。
1.2 城市公园健身设施设计不足 1.
2.1 健身设施尺寸不合理导致安全隐患
城市公园健身设施符合老幼用户身体尺寸是保障老幼体使用安全和提升使用舒适性的基础。通过
《中国未成年人人体尺寸》[10]
明确儿童身体尺寸详细
第44卷 第6期 文源，等：基于POE 与FAHP 的城市公园老幼共享健身设施设计研究 355
图1 城市公园健身设施配构成
Fig.1 Color composition of fitness facilities in urban parks of various cities
数据，参考国内学者对老年人身体尺寸的研究[11-13]
，
总结老年人站姿及坐姿身体尺寸，见图2。通过对比城市公园中三类最常见的健身设施（太空漫步机、太极推揉器、扭腰器）的主要数据，发现现有健身设施
存在的尺寸不合理及安全隐患如下：
1）太空漫步机：踏板尺寸不合理，约为360 mm* 110 mm ，与图2中男女老年人的足部尺寸相比明显偏大；踏板离地高度约为200 mm ，符合大部分老年
图2 老年人站姿及坐姿身体尺寸
Fig.2 Standing posture and sitting posture of the elderly
356 包 装 工 程 2023年3月
人的抬腿高度，但仍存在部分老年人因身体原因导致抬腿动态范围相对较小的问题；踏板前后摆动无限位装置易导致老年人在使用中因滑动而站立不稳，引发安全隐患。
2）扭腰训练器：扶手高度不合理，约为750 mm ，明显低于图2中老年人站姿时尺寸；转盘缺乏限位装置，导致老年人使用时容易打滑，导致老年腰酸背痛，长期使用可能造成腰部扭伤，甚至诱发新的慢性疾病。
3）太极推揉器：转盘直径超出部分老年人臂长，容易造成手臂肌肉拉伤，同时部分老年人又反映转盘直径较小，无法起到锻炼效果。
针对三类常见的健身设施的尺寸设计，除不符合老年人身体尺寸外，还缺少针对儿童身体尺寸的设计，如安全限位设计等。同时，因气候潮湿或安装年代久远等原因，现有健身设施还存在因年久失修导致的健身设施零件损坏、操作指示铭牌、安全警示标识不清晰等问题。以上设计的不合理之处体现出了现有城市公园健身设施无法满足老幼体的需求，同时缺乏安全保障。
1.2.2 健身设施彩浓艳导致环境融合性差
符合老幼体感官需求的健身设施彩及周边环境对提升老幼体健身心情舒适度、增强老年人健身活动康养性、提升老幼健身互动氛围具有重要作用。现有城市公园健身设施的主体主要由冷调组
骑马机成，其中绿、蓝、灰运用最多；点缀则以中性或暖为主。在具体彩搭配中，绿白、绿红、蓝白、蓝橙、灰橙、灰棕搭配最常见。虽然以冷为主体、暖为点缀的彩搭配模式在一定程度上符合冷更为坚实可靠，暖更为柔和亲近的视觉心理感受，但高饱和度油漆彩的大面积滥用、设施上装饰细节的缺失、与周边环境融合设计的缺乏都导致了现有城市公园健身设施在优美宜人的自然环境中显得
格格不入。
1.3 城市公园健身设施可用性分析 1.3.1 健身设施可用性决策模型
基于上文对城市公园健身设施的调研结果分析，结合模糊层次分析法（FAHP ）构建城市公园健身设施可用性决策模型，以层次分析模型图的方式分析老幼体认为影响城市公园健身设施可用性的影响因素，见图3。其中，目标层为城市公园健身设施可用性；准则层包括结构、外观、效果三个因素，编号分别为B 1、B 2、B 3。结构方案层包括操作安全性、结构灵活性、使用便捷性三个因素，编号分别为B 11、B 12、B 13；外观方案层包括设施造型、彩、材质三个因素，编号分别为B 21、B 23；效果方案层包括生理与心理两个层面，编号分别为B 31、B 32。 1.3.2 可用性判断矩阵构建
在矩阵构建时，为避免老年人与儿童用户体对分析标准认知模糊而影响因素权重分析，缩小判断思维不一致造成的偏差，确保分析结果具备参考性，采用1—9标度法进行赋值[14]。同时，设计评价过
程无法回避评价者的主观性，而综合模糊评价法则可以有效解决指标因素过多、判断主观性强等问题[15]。因此，为避免评价极值对分析结果的影响，综合老幼体与行业专家评价共同构建各判断矩阵。
通过向老幼体发放问卷的形式，对城市公园健身设施可用性影响因素进行结果分析，结合层次分析法构造各层次判断矩阵，并计算各影响因素权重以进行一致性检测。考虑到健身设施对老幼体生理及心理的影响效果需要依托更精准的数据进行分析判断，如脑电、肌电等生物电信号数据。因此，准则层判断矩阵构建中只构建结构准则层和外观准则层。各层级判断矩阵见表4—6。
图3 城市公园健身设施可用性影响因素分析模型
Fig.3 Analysis model of influencing factors on usability of fitness facilities in urban parks
表4 目标层判断矩阵
Tab.4 Target layer judgment matrix
项目
B 1
B 2
B 3
权重ωA
一致性结果B 1 1 3 5 0.568 6 B 2 1/3 1 3 0.230 5 B 3 1/5 1/3 1 0.200 7
0.028 4
表5 结构准则层判断矩阵
Tab.5 Structure criterion layer judgment matrix 项目B 11B 12
B 13
权重ωB
一致性结果
B 11 1 3 2 0.539 9
B 121/3 1 1/2 0.162 9 B 13
1/2
2 1 0.297 1
0.004 7
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