面向未来的智慧城市的空间设计与营建

面向未来的智慧城市的空间设计与营建插图

加快数字化发展,建设数字中国是十四五规划中的重要布局,是城市高质量发展的重要抓手。数字化转型全面推进是面向未来提升城市品质、塑造城市核心竞争力的关键之举,各地都已开展全面行动实践。在城市建设领域,智慧城市将深度融空间设计和城市营建的各个环节,促进城市发展模式创新和品质提升。
 

宏观趋势:时代背景下的空间数字化转型

1、新一代信息技术对城市空间产生深刻影响
 
在信息时代,人工智能、5G、无人驾驶、区块链等新一代信息技术,正在深刻的影响着城市的发展,不仅提升了各领域的运行效率,再造了各行业运行流程,创新了城市运营模式,更是通过影响市民生产生活方式的变革,进而直接或间接的影响了城市建成环境的形态。随着技术进步的加速,新技术、新业态,智能化的生产、消费与社会组织形式,催生出的全新的空间生产模式。面向未来的城市在“技术-空间-社会”的多重耦合下正在被深刻重构。
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图:TeamLab沉浸式数字展厅
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图:信息时代居民活动行为转变与城市空间变革内涵与特征
从个体角度来看,城市居民在数字时代越来越多地通过数字工具、数字服务、数字界面参与日常生活。数字化影响了人本身的交流和交往方式,近而影响了人类的社会关系和形态,最终影响空间使用、运行和交互的方式。
城市意象是理解个体对于数字化城市感知的一个视角。在传统的城市意象理论中,城市认知地图主要由人们的真是行为观察、丈量城市,拓展自我物理边界,强调空间要素的可识别性和引导性。
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图:传统城市意象模式:个体身体感知城市空间
在数字时代,人对城市空间感知的终端在不断变化,物理世界和数字世界的边界不断模糊。新的技术、服务和活动倾向结合空间要素构成新城市意象。城市意象的领域不仅包括物质空间营造,也包括虚拟空间以体验为目的的营造,城市认知地图因虚拟体验而扩展,强调空间要素的独特性和多元性。
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图:个体视角的城市感知终端演变
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图:数字时代新城市意象感知模式
长期以来,以产品为导向的智慧城市的建设聚焦于信息化设施与服务,并与城市空间营造存在一定程度的脱节。但事实上,智慧城市的内涵不仅仅局限于信息化层面。根据ISO国际标准化组织的定义,智慧城市是“在已建环境中对物理系统、数字系统和人类系统进行有效整合,从而为市民提供一个可持续的、繁荣的、包容性的未来。(ISO/IEC30182,2017,定义2.14)”由此可见,智慧城市的内涵要比信息化丰富。新时期的智慧城市建设,需要将智慧城市从狭隘的信息化层面拓展到广义的人居环境,并融入更多社会公平、社会创新等要素,实现城市真正的智慧。
近年来,随着智慧城市的持续发展,空间的数字化与数字技术的空间化的趋势愈发显著。传统智慧城市关注于城管理领域,对于普通市民来说,难以深度感知到到智慧城市应用。而随着城市化进程的不断推进,城市品质的提升与存量更新工作面临更高要求,城市各领域、各要素、各类空间与设施体系都需要引入智慧化技术保障未来城市整体运行的有序发展。因此,智慧城市技术与城市空间规划与设计的结合的必要性不断凸显。
从城市城市建设的角度来看,城市营造模式长期以来服务于工业文明的城市建设实践,尚未及时、有效回应信息时代新技术驱动的生活方式与空间利用模式的变革。信息技术驱动的创新业态、数字时代的场所精神、人对于空间的多维感知、新技术对于时空尺度的压缩与延展、虚实交互的场所互动、虚拟世界与现实世界融合的交互等,都需要创新型的空间设计进行回应。城市规划迫切需要研究新技术驱动与智能化生产与智能产业催生出的新的空间特征,通过对智能空间的公共政策干预,为不断数字化、智能化的城市提供科学、精准的空间资源配置方案。
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图:利用并扩展现有的路灯节点网络,投影和AR提供随时可用的体验式学习创新场景促进教育公平
2、智慧城市的空间营建响应国家相关政策新要求
 
近年来,随着新基建和数字化转型上升为国家战略,公共政策中对智慧城市的认知维度也在不断升级。2020年国家提出新型基础设施建设的政策,加大加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设,促进信息要素高效便捷流动、产业新动能转换,实现城市功能升级和新兴业态培育。2021年政府工作报告中提到,促进科技创新与实体经济深度融合,更好发挥创新驱动发展作用。科技创新、产业转型与数字化转型等功能要求的变化将深刻影响智慧城市空间结构,而智慧城市空间场景最终为城市新功能和新业态提供空间载体。
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图:新基建建设范围与发展内涵
“十四五”规划中提出“全面提升城市品质”重大战略性工作部署,提出“建设宜居、创新、智慧、绿色、人文、韧性城市”,“提升城市智慧化水平”等具体要求。开展新基建等重点项目,建设重大科技创新平台等工作同步展开。加快建设数字经济、数字社会、数字政府,以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。智慧城市的建设在城市空间品质方面,有了更明确的要求和方向。
此外,艺术性、科技性和实用性的融合,也是城市空间营造建设的指导方向。习近平总书记2021年在清华大学考察时提到:“美术、艺术、科学、技术相辅相成、相互促进、相得益彰。”市民对智慧城市物理空间品质感受、服务体验、智能化管理水平是未来智慧城市空间发展过程中的关键,要坚定不移的将“以人民为中心”的设计理念落实到规划实践中去。
3、国际先进案例集中体现智慧城市空间新趋势
近年来,以谷歌SidewalkLab在多伦多的智慧城市项目为代表,一系列将前沿科技与空间营造相结合的智慧城市与城市设计项目开始涌现。从智慧城市发展的趋势来看,科技巨头参与城市建设的活动,其实深刻的反映出智慧城市的发展趋势变化——其内涵从“为技术而城市”转向为“为城市而技术”。在以往智慧城市建设的过程中,由技术驱动的智慧城市应用与产品设计,长期局限于非空间层面。而随着智慧城市的持续发展,空间要素逐渐与智能技术发展相互影响,空间的数字化与数字技术的空间化开始成为趋势。(相关阅读:谷歌丰田腾讯先后布局房地产,巨头们前赴后继究竟为何?|新京智库
从IT与互联网厂商的角度来看,应用在各垂直领域的产品,终极的发展方向是不断走向集成。显然,城市是集成的终极场景。日常生活都市主义将以空间为载体定义的城市级产品的需求。信息技术催生着新生产模式、生活方式和经济业态。万物互联、人工智能、虚拟现实都将会促进虚实空间的相互渗透与交织。科技巨头营造的新城,可以理解为一种以场景为载体的新经济原型探索。集成不同的传感器(物联网)、大数据分析技术应用(AI)、和优化城市基础设施运营管理和服务(水、能源、垃圾等)成为城市进化的助推器,技术创新与空间营造的复合生态体系,催生更多的商业模式与新经济生态。
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图:空间数字化的经济逻辑
①SidewalkToronto,加拿大多伦多
 
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图:SidewalkToronto鸟瞰效果图
来自:SidewalkLab方案
 
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图:SidewalkToronto方案示意图:数字化感知与场所新认知,来自SidewalkLab方案
2017年11月,SidewalkLab宣布与多伦多市展开合作,在Quayside建造一片名为“SidewalkToronto”的智慧社区。这是全球范围内第一个由规划师携手互联网公司共同完成的智慧社区顶层设计。其不仅是各种谷歌系的高科技产品的组合堆叠,更是融合了规划师、建筑师、交通工程师、景观设计师以及公共健康、社区参与等专业人员和机构共同设计的智慧社区理想蓝图。
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图:SidewalkToronto智慧城市基础设施示意图
来自:Sidewalk方案
方案中创造性的提出了对未来社区混合功能、无人驾驶为主的交通模式、灵活分配路权的模块化道路、模块化建筑建造、智能化基础设施、可自主调节环境的公共空间等。同时针对数据标准、数据隐私、城市发展仿真模型、公众参与模式等提出了一套较为完整的方案。为了实现未来社区的愿景,Sidewalk认为最重要的切入点是建立舒适的公共空间。SidewalkToronto最大的价值,是让人们意识到智慧城市需要信息技术与城市规划和设计等多专业进行深度融合,实现数字空间与实体空间的融合和场景落地,才能真正推动城市整体走向智慧化的进程。
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图:SidewalkToronto智慧与空间相结合的未来社区场景概念图
来自:Sidewalk方案
②WovenCity,日本丰田“编织城市”
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图:WovenCity鸟瞰效果图
来自:WovenCity设计方案
丰田汽车公司于2020年1月宣布“WovenCity”的城市项目,意为希望打造道路像网格一样交织在一起城市街区。该项目由BIG公司进行规划设计,计划于2021年年初开始动工,位于原丰田汽车东日本公司东富士工厂(静冈县裾野市)的场地,范围约70.8万m²。试图建设能够引入及验证自动驾驶、移动出行服务(MaaS)、个人出行、机器人、智能家居技术、人工智能(AI)等先进技术的实验性城市。该项目旨在通过加速在该实验城市进行技术和服务的开发和实证实验,持续创造新的价值和商业模式。
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图:WovenCity社区空间效果图
来自:WovenCity设计方案
Woven City 的整体城市结构基于路网的骨架,将城市道路分为三类,:1)快速车辆专用道,只通行如e-Palette(丰田的无人驾驶汽车)一样实现完全自动驾驶且零排放的出行工具;2)行人和慢速个人出行工具共存的长廊式道路;3)行人专用的公园内步行道。值得一提的是,为了最大限度的实现“门到门”便捷交通体系,BIG还设计了围绕建筑盘旋而上的车道,直接把乘客送到对应的楼层。
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图:WovenCity无人驾驶与公共空间活动及艺术相结合效果图
来自:WovenCity设计方案
整体的城市理念以和谐环境和可持续发展为前提,城市建筑主要由碳中性木材制成,屋顶安装太阳能电池板。包括支持日常生活的燃料电池发电在内,所有的城市基础设施全部建在地下。城市居民除了可以实际使用室内机器人等新技术外,还可以通过利用传感器数据的AI检查健康状况并将其用于日常生活,从而提高生活质量。e-Palette除了完成人和物的运输工作之外,还将作为移动商店等使用,活跃在城市的各个角落。
③TheInfiniteCity,印度尼西亚新首都
 
印尼新首都无限城市以城市交通系统作为空间规划的起点,分区应对城市人口和密度的增长。方案采用抬升的路网以应对自然洪涝灾害;分区结合城市现状发展的需求;倡新首都作为自然系统中的森林城市,倡议的可持续社区的建设模式核心未本地化循环经济。通过立面农作物种植、水循环系统,可持续集合的社区与自然共生,立面基于环境和地形而变化,以轻质的建筑满足功能的需求,采用模块化高效的本地系统来打造未来智慧城市。
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图:交通枢纽中心与可持续社区
利用AI人工智能工具分析地形复杂且生态丰富的场地,规划设计了城市规模尺度的智能高速火车系统,结合全电动高速智能无人驾驶汽车、智能缆车等的应用需求,能够最快的满足人员及货物在城市中的流通。城市交通系统交通塑造了城市空间空间结构,取消了传统的网格化的形式。以环形嵌套的方式自发“生长”。
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图:快速轨道系统和自动驾驶网络
④THE“ORBIT”加拿大轨道新城
 
加拿大轨道新城总体规划计划在因尼斯菲尔镇建造火车站,并以新火车站为同心圆中心辐射800米构建城市社区网络,形成一个公交导向、混合用途社区的未来之城。总体规划计划以高新技术产业为驱动力,打造智慧城市。铺设遍布社区、人行道、街道、建筑物的、快速安全的光纤网络,将城市人行道、街道与建筑物等城市部件联系起来。
 
同时,采纳动态土地使用分区管制模式,以应对未来的高密度建设方式。“动态分区”提倡在不超过规划部门规定的建筑密度和建筑高度情况下,当某个区域的建筑面积达到70%时,允许的建筑密度和建筑高度会随着开发需要同步全面增加。
 
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图:轨道新城鸟瞰图
小镇的交通系统结合无人驾驶与共享出行满足人行步道和骑行道的需求,构建人们从轨道交通枢纽到Simcoe湖水岸的通道。同时,3.5公里长的线性公园结合雕塑花园、市场、休闲步道和游乐场地等布置,满足居民各类游憩休闲的需求。
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图:无人驾驶结合人行步道和骑行道路布置
 

方法体系:智慧城市空间设计新模式

基于以上理论研究与实践探索,笔者团队提出智慧城市空间设计创新方法论:以“科技+空间”为核心技术路线,面向当前的数字化物理环境,研判新形势下智慧城市空间发展的趋势,突出新一代信息技术创新应用与空间营建的有机融合,打造内涵复合、智能感知、数字孪生的新一代智慧城市空间,全面推动城市数字化创新发展。
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图:后疫情时代加速的数字化物理现实
来自:《2021十大全球消费趋势》报告,EuromonitorInternational
智慧城市空间设计,将以人工智能为代表的一系列新兴技术,与城市空间面临的新的交互需求进行对接,形成智能空间的方案,面向未来生产生活方式的变革,促进多元创新要素的创新融合:既促进各类信息化的新兴技术与景观、建筑、交通的融合,同时也搭载了各种设施、社会组织和新经济业态多元丰富的社会性内容,共同形成社会和技术同步变革的空间整合器。
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图:“科技+空间”——智慧城市空间设计模式
智慧城市空间设计重点体现六大特征:
1、在尺度上,强调人性化和微改造,强调人本尺度的全息感知。
 
2、在空间品质上,要强调宜人和可感知、可识别性,提升场所的魅力。
 
3、在复合性上,强调业态和功能的混合场景,以及开放边界和共享。
4、在开放性上,要有科技的前瞻性和自适应的动态增长性。
 
5、在交互性上,既要强调人群之间的交互,也要强调人机交互和虚实交互。各类交互界面的体验尤为重要。
6、在智能的手段上,强调人工智能对于从设计-建造-运营全链条的赋能。
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图:智慧城市空间设计六大特征
(底图来自smartcarpet的概念项目,https://mcgregorcoxall.com/project-detail/1117)
智慧城市空间设计可以看作是城市设计在数字时代的演进与拓展,并将充分链接设计、建造和运营的全过程。智慧城市将以复合场景为载体,充分发挥平台作用,融合绿色、健康、低碳、活力、全龄友好等各类城市发展的先进理念,积极探索面向未来的空间变革模式。基于生产生活方式变革,以创新活力为核心,响应数字时代人群活动行为与交往模式,以智能化手段,满足人与人、人与空间交互的新需求。
从空间营造建设的过程来看,充分融合新一代信息技术对的各方面影响,对增量空间进行智慧技术与建筑、景观、交通、设施等相融合的一体化设计,对存量空间进行场景化智慧更新,增加更为丰富和多元的体验。通过多维空间与多种技术的融合碰撞,形成具体的设计方案。并通过数字技术在建造能够真正进行实施和运营,不断更新迭代的智慧城市空间。
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图:面向未来的智慧空间营造框架
在新时期,要从人对美好生活的向往出发,通过多维的感知来构建城市新的形态。数字时代市民活动的特点是网络化的虚实交互。在物理世界-数字世界的数字孪生基础上,通过人机交互,数字-物理层的互动将催生出的混合现实层,将承载最大量的市民数字化社交,适应实体经济活动线上迁移与线上线下交互的趋势。
因此需要拓展人居环境的数字化内涵,提升智慧城市建设的感知性、亲人性。通过环境智能监测、城市家具的智能升级、智能互动公共设施的植入、建筑物和构筑物外立面的智慧化改造等,营造泛在感知、人机交互、虚实互动的城市空间,丰富景观效果和感知体验。研究人工智能、无人驾驶等前沿技术对城市空间形态的影响,打造智慧街道、智慧公园等面向未来、智能化、可生长、高品质的空间环境。
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图:从数字孪生到数字交互:城市的实体层、数字层与混合现实层

落地探索:“科技+空间”设计系列实践

 
基于上述智慧空间设计理念与方法论,笔者团队在宏观、中观、微观多个实践层次,探索了以数字化变革为导向的空间设计模式,为传统规划设计提供新的智慧空间视角、理念与技术手段。
1、面向开发实施的新城新区智慧城市规划
 
当前的新城新区建设,越来越多的突出智慧发展的特征。在开发建设中,应通过对信息化与土建工程的一体化设计,推动两者的技术适配与空间融合,避免普遍存在的信息化与空间“两张皮”的建设模式。
在“智慧空间+建设管控”的设计模式中,智慧城市空间规划是基于城市各领域、各系统智慧化升级的城市级解决方案。信息化基础设施水平、城市道路的承载能力、自然灾害及气候变化的响应能力、自然生态系统的稳定性等,都将成为智慧城市规划实施过程中需要融合的内容。通过提出面向开发建设的智慧城市指引,支撑各地块基础设施建设及智慧城市相关项目落地,也为后续城市管理和项目运营奠定坚实的基础。
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图:集成各类智慧街道家具和智慧交通系统的智慧街道设计
笔者团队编制的三亚市崖州湾科技城的智慧城市专项规划,勾划了崖州湾科技城智慧城市领域的建设蓝图与实施路线,进行了智慧城市技术与空间规划、城市设计结合的首创性探索。通过分级、分类、分时的导向规划各类智慧设施的空间布局规划和建设管控,与控规和其他专项规划衔接,实现科技城建设和发展的精细化、智能化。
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图:崖州湾科技城5G示范港口示意图
智慧城市专项深度分析崖州湾科技城的智慧化空间需求,规划了崖州包括信息基础体系、智慧生态体系、智慧交通体系、智慧市政环卫体系、智慧公共服务体系等在内的智慧系统体系。各领域智慧化的需求在智慧城市专项规划中与空间规划进行衔接、集成与动态交互,城市运行中心IOC负责信息共享和协同运作,实现了智能化的连接与联通。
 
近期重点建设中,规划设计各类新兴技术的空间场景,打造科技城全场景的科技感知体验,塑造科技城智慧空间形态。引导布局5G+智慧光伏综合杆、智慧街道等科技示范项目,以及智慧公园、智慧商务、智慧医院、智慧教育等服务与应用。
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图:崖州湾科技城南繁热带种业基地示意图
2、彰显生态文明的未来城市形态设计
 
在国外发达国家的智慧城市规划中,智慧与绿色、生态、低碳的理念高度融合,技术上深度协同,智慧生态发展是普遍趋势。在我国新时期生态文明建设背景下,更需要通过智慧与生态技术融合,打造面向未来、可持续发展的城市空间形态。
近两年各地城市设计竞赛出现新现象:要求规划设计单位与科技公司组成联合体,共同展望新技术应用于未来场景。在重庆市广阳岛智创生态城城市设计征询项目(中国城市规划设计研究院风景院牵头,中规院(北京)规划设计有限公司及中国联通共同参与)中,根据设计要求“面向500年前的生态,50年后的生活场景”,设计方案强调生态文明与智慧技术的结合,前瞻性运用各类创新技术,展望未来空间组织和建造模式,创造生态城智慧创新的未来场景。
在整体空间布局中,以新型城市基础设施建设为基础,构建广阳智慧城市空间框架,建设生态孪生“智慧中枢”。遵从生态文明理念,结合智慧低碳技术,考虑重大信息基础设施布局要求和信息技术对空间结构的影响,以新基建为引领构建三大系统、两类设施的广阳智慧城市框架。
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图:广阳岛智创生态城智慧基础设施示意图
以智能网联和无人驾驶为代表的新技术,对于交通体系以及城市空间结构将会产生巨大影响。规划构建新型智慧道路体系,明确智能轻轨、无人驾驶对道路空间的影响。通过无人驾驶应用,弱化支路对地块的分割影响,打造“大街区、小生径”的新型交通组织模式,通过利用建筑布局、绿地形态等景观化手段,打造更加生态、安全、灵活的智慧交通体系,营造无缝衔接的立体交通模式。
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图:广阳岛智创生态城智慧出行服务效果图
 
前瞻性提出以Air-trafficOrientedDevelopment(AOD)为理念进行的城市发展模式。AOD新型空中交通模式,赋能“山地点状”开发模式,支持建设用地更小的组团,对山体地形及生态的破坏性更小(低扰动)。在广阳岛片区建设以物流货运功能为主的的空中交通体系,前瞻性发展电动垂直升降飞机(eVTOL)及无人货运机。
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图:AOD立体交通与山地点状开发模式
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图:AOD立体交通概念图
绿色基础设施对于打造“净零智慧生态城市”至关重要。综合应用智慧设施,提高能源利用率和节能目标。绿色基础设施主要关注城市的能源、水资源及固废等与城市形态及基础设施布局等。同时,长效的城市低碳甚至零碳运营,离不开公众的积极参与和生活方式转变。区块链、人工智能为基础构建公众参与减碳的创新激励模式,也将促进营造高效、健康、可持续的城市人居环境。
3、面向实体空间科技感知的园区提升
都市型、科技型园区是城市创新要素密集区域。但是长期以来,智慧园区建设以信息化软硬件为主导,以高效能管理为导向,与园区空间营造脱节。从人的感知视角来看,实体空间中很难获得科技感知与宜人体验。
在中关村软件园的提升设计方案(中规院(北京)规划设计有限公司建筑所、新技术中心合作)中,通过智慧设施与建筑、景观、交通的结合,创造更精准、便捷的空间增值服务,从视觉形象、智慧体验、感知交互等方面提升园区空间品质,实现园区科技感、未来感的全面提升。
从微观角度出发考量产业园区人本空间需求。园区未来发展提升的关键基于中关村软件园用户行为习惯,针对各类特定人群活动轨迹,以智能化手段,满足人与空间交互需求。中关村软件园的发展愿景是前沿科技的应用场、智能空间的样板间和宜人品质的会客厅。
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图:中关村软件园改造提升设计方案智慧街道方案效果
根据软件园现有空间结构及建设现状分析,并结合智慧园区创新智能设施体系,梳理智慧园区“1+7+3”的智慧空间体系,对一环、七点、三区的未来智慧园区建设进行引导。基于智慧园区整体空间体系,软件园出入口及过渡带设计思路以园区文化、智慧元素及功能使用三个角度出发,对三个角度进行扣题是设计符合软件园特色出入口的重要基础,并结合风貌管控等美学支撑,打造好玩、好看、好用的未来科技门户。
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图:中关村软件园改造提升智慧街道方案效果
近期以智慧慢跑道和智慧导览的点为主(甲板科技提供产品并进行设施施工),先引入接地气实用、感知程度墙的项目,并设计了“程序员的一天”故事线,为园区内的工作者提供便捷、新奇的健身体验。智慧导览屏幕通过提供天气资讯、园区介绍、政策速览、实时人流车流、地图导览以及园区50问等,全方位的了解Z-Park。中期项目集为部分园区出入口改造、虚拟自行车、智能灯杆、智慧喷泉等。打造智慧设施故事线。远期为部分出入口改造、智能服务设施、无人驾驶道路改造,全面提升未来智慧园区高地。通过一体化的设计,将智慧设施与建筑、景观、交通综合规划与科技相结合,打造未来户外智慧生活场景。
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图:中关村软件园入口方案效果
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图:智慧跑道路线
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图:园区内已经落地落地的智慧跑道吸引程序员打卡跑步
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图:园区内已经落地的智慧跑道吸引程序员打卡跑步
4、适配线上生活需求的智慧社区营建
 
社区是城市智慧化发展的基础单元。智慧社区的空间规划和设计需要切实地满足当下居民日常生活方式变化带来的新新功能需求,尊重和考虑全龄、不同兴趣和不同职业群体的特定空间要求,在充分调研社区基础情况下,搭建个性化的智慧平台,合理安排社区的空间。
同时,也要以人的需求和感受为中心,提高社区真正的智能化水平,回应社区管理方面的真实需求,例如社区车位布局动态调整、私家车位占用监控、社区设备检修保修、快递管理等等。智慧社区的智慧化水平主要体现在前瞻性和预判性上,这些通过顶层设计和技术支撑去实现,而公众满意度则主要依赖于在社区公共空间的体验和基础公共服务的质量。
团队在《海淀城市大脑顶层设计》、“科技助力经济2020”重点专项《城镇老旧小区改造监测诊断技术集成及示范应用》等横向、纵向课题和标准编制项目中,融合宜居社区健康社区、完整社区等理念,面向信息时代居民生活需求,探索社区建设与老旧小区改造中,信息化技术与土建工程的融合路径,协同打造新型智慧社区。并考虑社区新零售、无人超市、多功能快递柜、在线购物与内容推送等智慧场景,创新商业模式和运营管理模式,以智慧社区为平台链接投融资和社区共同缔造机制,促进社区更新的可持续性。
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图:智慧社区空间模式图
面向未来的智慧城市的空间设计与营建插图40
图:海淀城市大脑中的智慧社区物联网感知场景体系
智慧社区以数据、物联网、云计算等信息智能终端为支撑,采集的社区数据资源将被处理和运用到人们的实际生活中,不仅仅用于建立多元的信息沟通渠道,也用于重建社区的归属感,加强公众参与。一方面,综合社区门禁系统、楼宇对讲系统、安防系统、能源管理系统、智能停车管理系统、智能电表抄表系统、梯控系统和电动车充电桩等系统,完善基本智慧化基础设施的建设。另一方面,社区智慧化建设以基本公共服务为抓手,健全社区数据库的基础上,提高社区智慧政务服务便捷性,如网上办公、实时房屋租赁信息推送等生活服务,并提供居民互动交流的平台和空间。
面向未来的智慧城市的空间设计与营建插图41
图:智慧社区空间与技术集成场景示意
未来的社区建设或更新需要在社区服务模式上进行创新,打造虚实交互、舒适便捷的未来生活新场景,尤其是在医疗健康、养老服务、全龄教育、智慧家居等方面的智慧化建设,将大幅提高居民生活质量。以AR/VR相结合的模式开展社区教育;提供远程医疗和智能体检服务;提供智慧睡眠监测、烟感报警、智慧养老食堂等提高老年人居住体验的在地智慧化服务。智慧社区将打造分散化的智慧社区服务节点,形成5分钟/10分钟/15分钟智慧生活圈。
5、虚实交互促进社交的智慧公园建设
公园是重要的社交场所,是城市的会客厅。数字时代的公园,应当是人与自然环境交互、人与人交互以及人与数字媒介多重交互的场域。数字化设施将成为新的数字景观,并与风景园林共同构成交往的空间,打破室内/室外、个体/公共、物理/虚拟等多重边界,为公园赋予更多的内涵。
在《智慧公园工具箱》报告中,将“智慧公园”定义为在环境、数字化和材料等各种方面广泛利用科技手段的公园,来实现一系列的价值目标,如公平的可达性,社区健身,增进健康,安全,弹性,水和能源有效利用性和高效地管理和维护(UCLA Luskin Center,2018)。在ICT、物联网和各种新技术的支持下,室内外活动的边界会更加开放,城市中的跨尺度的公园可以打破物理空间的隔离,城市公园绿地系统智慧化营造建设已成为趋势。
 
面向未来的智慧城市的空间设计与营建插图42
图:智慧公园丰富的互动体验打破室内/室外、物理/虚拟活动的边界
智慧公园能够为游客带来更多元的服务体验和游览体验。智能服务上提供WiFi覆盖、智能照明、可充电调温的智能座椅、AI语音互动垃圾桶等便民设施,提高人性化服务水平。基于公园真实信息建立的智慧导览屏幕可以提供个性化游览路线规划,还可以结合AR进行虚拟游园导览和科普讲解。公园的健身设施结合传感器和VR\AR\全息投影等技术,将打破原有单一的健身设施形式,以智慧跑道、智慧体能监测、踩跳互动喷泉等互动性强的形式为游客提供多元的、促进邻里互动的健身活动。另外,传感器与景观设施的结合如手势控制喷泉高度、互动音乐琴键、互动声光影等装置也将加强人与公园空间的互动,提供游客更有趣的游园体验。
面向未来的智慧城市的空间设计与营建插图43
图:智能交互设施与公共空间营造相融合的智慧体育公园(甲板科技)
未来,智慧公园的建设在完善的信息化基础设施的基础上,将加强数据的集成和利用,将更多的管理和服务设施纳入公园系统,也会更紧密的结合分布式交通、能源等基础设施共同布置,建设可持续性的城市公园,并未生物多样性保护提供生境动态监测、迁徙保护路线及区域微环境调节等。在运营管理上,也将进一步实现自动化的监控、管理和调度。笔者团队与甲板科技等公司共同成立城市社区更新联盟,在城市更新中着力打造以智慧公园为代表的公共空间,通过智能互动设施与景观设计的结合共同提升适合数字时代社交需求的活力空间。
6、结合数字文创的公共空间活力培育
科技与创意能够超越空间与时间的维度,打破静态的物理性体验限制。数字多媒体技术与文旅产业的融合,可以转化为更加符合数字时代居民需求的产品与消费项目。可以借助线上线下的互动更好地帮助城市讲述故事、积累故事,为孵化IP贡献有效的价值。(相关阅读:文化旅游时代的创意科技价值
基于数字文创的内容创新,数字博物馆、数字文创展厅、网红直播基地等新型空间形态开始涌现。“网红打卡”的传播方式的出现,意味着短视频等新媒体对公共空间的使用模式产生了新的影响。智慧城市技术可以从规划、建设、运营、管理多个维度为公共空间的活力提升和传播提供支持。
面向未来的智慧城市的空间设计与营建插图44
图:数字交互与沉浸式体验成为当前文创产业的热点
来自:NeXT SCENE 全球沉浸式体验设计产业发展报告
规划:数据驱动前期策划、规划、设计,在商业街区等公共空间的营造中,设计结合当地文化特色及“网红空间元素”,提升空间活力。
 
建设:打造智慧化、可互动的景观形态和潮流空间,传播文化,打造基于数字媒介城市地标。
 
运营:策划商业项目增加线上曝光度与吸引力。引入地产运营合作伙伴对项目持续运营及服务进行管理和打磨,开拓新的盈利渠道。
 
管理:搭建项目的监管平台,接入感知数据监测设施以及其他安防、交通类数据,优化运营,为商业客户提供高效、精细化的管理平台。
景德镇红房子,作中规院与欧盟合作的中欧城市实验室项目的空间载体,将成为数字化的城市文化展示中心与文化会客厅(荷兰卡恩建筑事务所负责建筑设计,中规院(北京)规划设计有限公司建筑所负责施工图设计和现场配合,笔者参与前期策划与运营方案设计)。在设计中考虑了数字化展示和交互的空间体验,在运营策划上,以文化空间信息枢纽和文创衍生为核心,通过多元主体的运营模式整合“政府+企业+技术团队+科研机构+用户资源”,进行项目的推广并实现复合式盈利模式。
面向未来的智慧城市的空间设计与营建插图45
图:景德镇红房子数字展示与交互(荷兰卡恩建筑事务所)
 

总结与展望:面向未来的城市空间营建

加快数字化发展,建设数字中国是十四五规划的重要布局。智慧城市技术在城市创新发展与品质提升中的重要性不断提升。信息时代科技塑造了新的空间尺度,数字孪生正在展现出虚拟与现实交互的景观。数字技术将发挥平台作用,通过链接各界创新资源,打通城市发展的顶层设计(公共政策)与底层逻辑(市场机制),推动城市的发展模式创新和空间优化。
在数字化工具(大数据分析、信息平台)为规划设计提供支持的基础上,数字化内容创新也将通过传统规划业务的技术融合和协同创新,生成智慧生态、智慧健康、智慧文旅等多种业务形态,可实现“1+1>2”的增值效果。数字化、智能化内容应全面融入规划设计的总体故事线,构建新时期“数字化转型”背景下的规划叙事,形成全过程的数字化闭环,打造具有空间基因的智慧城市营建模式。
在城市更新阶段,为了应对复杂的城市问题,通过新技术植入与空间更新的结合,来创造新的空间解决方案。新技术要素必须渐进、融合地植入存量空间,助力面向新经济形态的重点区域与各类用地的功能业态更新,推动适应新技术未来趋势和场景的空间改造,实现面向数字交互的空间活力提升和价值再造。在这过程中,智能技术将有机地融入到城市空间和景观之中,亦与信息文明共同构成新时期的城市文化生态。数字化的人类与数字化的环境之间的智能交互,也将推动技术与社会形成人为本的良性发展。
文章部分内容来自于作者在数慧第十五届规划和自然资源信息化实务论坛《“从‘工具支持’到‘内容创新’——智慧城市空间设计”》专题会场讲座内容
 
未注明来源的图均为作者原创
作者:
李昊,中规院(北京)规划设计有限公司新技术中心高级规划师,北京创思智趣科技有限公司总经理
张鹤鸣,中规院(北京)规划设计有限公司新技术中心规划师
赵晓静,中规院(北京)规划设计有限公司新技术中心规划师
王俊,中规院(北京)规划设计有限公司新技术中心规划师
本文转自:国匠城

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文章名称:面向未来的智慧城市的空间设计与营建

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加快数字化发展,建设数字中国是十四五规划中的重要布局,是城市高质量发展的重要抓手。数字化转型全面推进是面向未来提升城市品质、塑造城市核心竞争……
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