智慧城市規劃方法與創新研究

吳蘭蘭

摘 要：本文以智慧城市規劃為研究對象，首先探討了智慧城市的概念內涵，進而分析了智慧城市與當前倡導的可持續發展之間關系，并基于此，研究了智慧城市空間組織和結構，最后，論文從“智慧發展理念融入城市規劃體系”、“智慧城市協同規劃設計”和“智慧城市規劃方法與技術創新”三個方面探討了智慧城市規劃的相關理論和方法，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：智慧城市，規劃，空間組織，結構

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

隨著信息和智能技術的深入發展，智慧城市逐漸成為全球城市建設的熱點，歐洲的阿姆斯特丹、巴黎、巴塞羅那，美國的迪比克，亞洲的新加坡、首爾、釜山、仁川等城市相繼提出了智慧城市建設目標，重點從智慧經濟發展、智慧基礎設施建設、智慧公共服務與社會管理等方面進行建設。與此同時，智慧城市建設在中國也得到了極大的關注，北京、深圳、廣州、杭州等城市在國民經濟和社會發展“十二五”規劃中提出建設智慧城市，上海、寧波、武漢等城市在國內較早編制了“智慧城市建設行動規劃”，這些城市試圖通過新一代信息技術和物聯網發展，推動城市信息化建設和經濟社會發展轉型。

2012 年底，住房和城鄉建設部在全國開展智慧城市建設的試點，并先后確定 193 個試點城市，旨在通過技術創新來促進新型城鎮化發展。國家新型城鎮化規劃（ 2014 ～2020） 中提出推進智慧城市建設，全面提升城市內在品質。但從目前中國智慧城市規劃建設來看，仍以城市信息化建設為主，忽視智慧城市建設的頂層設計和空間整體規劃控制，部門整合程度較低，重復建設和資源浪費現象較嚴重。

智慧城市建設，對城市生產、生活空間組織和要素布局產生變革性影響，這對城市規劃理念、城市規劃目標、城市規劃方法和內容等帶來新的要求。在可持續發展和健康城鎮化發展背景下，如何將智慧城市發展理念融入已有的城市規劃體系和內容，進行協同規劃設計、規劃思路與方法創新，為智慧城市建設提供科學、公平、人性化的規劃，成為當前國內城市規劃創新的首要任務。

1 智慧城市空間組織與結構

1.1 生命有機體的智慧城市空間組織

城市就像一個具有生命力的組織。1980 年以來，學者、規劃師和政府官員陸續提出城市生命有機體的概念，重點探討對城市這一有機器官的理解，以及城市政策如何影響居民的生活質量。梁思成在中國最早系統論述歷史城市的整體性保護，認為城市是一門科學，它像人體一樣有經絡、脈搏、肌理，如果你不科學地對待它，它會生病的。生命有機體的概念體現了城市有機協調、可持續發展的狀態。智慧城市生命有機體包括大腦和神經系統、心臟、器官和循環系統等方面。

智慧城市管理和智能決策體系可以視為智慧城市的大腦和神經系統。通過感知網絡、“三網融合”技術以及數據管理中心建設，達到對智慧城市基礎設施和功能區的控制作用，對整個城市進行公共服務、社會管理、社會監督等。數據管理中心的功能不僅僅是實現政府對城市的“自上而下”的監管，而更多的是通過對城市居民訴求相關信息的全局、動態采集，以實現更加人性化的城市管理。并且強調居民主動參與城市建設和管理，尤其突出城市規劃、城市管理過程中的公共參與，借助智慧城市管理平臺將居民反饋的信息和城市規劃管理決策系統結合起來，從而更好地評價城市的目標實現、規劃建設、基礎設施運行、公共服務效率，促進城市的環境保護、創新經濟發展以及社會民主，實現城市規劃及管理的“自下而上”作用，提升城市發展決策的智能化和民主化。因此，通過“自上而下”的城市智慧監管和“自下而上”的城市管理公共參與，提升城市的創新和學習能力，不斷改進城市的服務和管理水平。

一體化的數據平臺。在“三網融合”、信息技術發展的基礎上，建設城市一體化的數據平臺，為城市的各項基礎設施和功能區運行提供動力，實現城市服務的便捷化，強化城市的創新、文化價值，打造創新能力較強、充滿社會活力、獨具文化和人文關懷的城市。

各種智能化的流要素是城市功能區聯系的循環系統。城市內部不同功能區和空間之間的要素流動，進行資本、物質、能源、技術、人才的交換，成為城市可持續發展的重要保障。通過智能化的技術手段，提升城市不同空間要素流的效率和服務水平，從而提升城市的智慧化和可持續發展程度。智慧城市具有智能化的公共交通網絡、高效的物流和貨物運輸系統； 低碳、智能的能源網絡，保證城市運行的清潔能源需求； 具有完善的移動信息網絡和物聯網應用系統，實現城市要素的互聯互通。同時，通過信息平臺建設，提高城市資本、技術和人才的流動效率。

1.2 智慧城市空間結構特征

智慧城市的空間結構，與傳統空間形式的組織結構存在較大差異。在傳統城市空間要素基礎上，還需要統籌考慮智能技術與數據平臺建設對城市空間結構的影響，并從城市空間管理、智慧空間應用組織和智慧功能區等方面架構智慧城市的空間結構，打造新的技術—社會經濟—制度—空間相互作用范式。其中，智能技術和數據平臺是智慧城市空間結構的基礎支撐； 智慧管理為智慧城市空間架構提供制度上的保障； 智能基礎設施、智慧公共服務、智慧產業經濟等智慧空間的應用組織，是智慧城市空間聯系和要素流動的重要方式，這些應用設施的空間布局也成為智慧城市的重要節點； 智慧商業中心、智慧社區、智慧產業園區等智慧功能區，是智慧城市最主要的空間形態。

（ 1） 新的城市空間范式： 技術—社會經濟—制度—空間的多元復合無線通訊、GPS、無線射頻、物聯網等技術的結合所帶來的從有線連接到無線接入的重大進步，以及高速鐵路的普及，帶來了地理空間的劇烈轉型。之前的基于信息技術的數字城市框架正向一個融技術、經濟、社會、空間于一體的智慧城市演變。相對于工業化城市而言，智慧城市是一個全新的城市形態，也是信息城市的高級形態。智慧城市代表了更加全面的要素流動、更加緊密的時空聯系，成為當前新的城市空間范式。這種新的城市空間范式以互聯網、物聯網、無線通訊技術以及海量數據處理平臺為基礎，進行城市基礎設施和公共服務設施網絡的智能化連接，發展智慧型的產業和對傳統產業的技術改造，改進城市規劃管理、城市應急管理方式，達到技術、社會經濟、制度、空間之間互聯互通、多元融合和關聯協同發展。這種基于智能技術的空間結構范式，有助于提升整體社會服務和管理水平、形成綠色高效的能源和空間利用方式，從而實現城市的可持續發展。

（ 2） 智慧化的城市要素流動和功能聯系

信息時代圍繞生產組織和行為活動產生的人流、物流、信息流、活動流等各種流要素構成了居民的流動性，流動性特征在很大程度上代表了“流空間”的空間組織結構和特征。智慧化的要素流動是信息時代要素流動更高級的方式，對“流空間”的空間組織結構產生巨大的變革。物流、金融、電子商務、信息等的智能化流動方式出現，促使城市商業中心、產業園區、居住社區等的實體空間向虛實結合的空間形態轉變，相互之間空間聯系結構產生相應的變化。智能交通、電子商務、遠程通勤等不斷革新居民的活動方式，并對城市活動空間組織結構和對應的實體空間結構產生不同程度的影響。無線感知、傳輸技術和智慧城市時空信息平臺，構成城市要素和功能聯系的各種無線網絡，對產業、基礎設施、公共服務設施等空間分布的節點和整體系統進行感知、信息傳輸和遠程控制，實現對各種城市系統的遠程協作與智能管理。遠程協作正是一種基于網絡的非空間集聚的生產方式，不斷改變著傳統的城市功能空間互動模式。通過智能化的無線網絡實現城市基礎設施、公共服務設施的遠程控制，在更大范圍進行城市公共資源的優化配置，智能電網、交通、給水等網絡的遠程連接，可以提高社會公共資源利用效率，實現綠色、低碳發展。智慧醫療、學校、社區的應用，為居民提供更加智能化、便捷化和公平公正的社會服務。

（ 3） 智慧化的城市空間形態

智能化的要素流動和城市功能連接，一方面拓展了城市空間相互聯系和作用的空間距離，使得城市空間相互聯系的網絡化程度更高； 另一方面大大縮短了活動的時空距離，使得空間之間聯系更加便捷和密切。這些變化促使傳統基于實體空間聯系所形成的城市等級結構逐步轉向虛實空間互動的城市網絡結構，并且隨著城市要素和功能節點的互聯互通程度加強，城市網絡結構將向更加扁平化、均質化的網絡空間形態演變。

區域空間結構和城鄉空間關系也呈現出新的形態。物聯網和信息技術發展，改變著區域內部的城市地位和相互聯系程度，從而影響著區域空間結構組織。智慧農業、電子商務發展，對城鄉生產、生活要素聯系也產生一定影響，通過發展智慧農業，對農產品的生產、加工、配送進行全過程監控，為居民提供放心、安全的食品保障； 農民借助于鄉村電子商務平臺，可以直接與城市消費者建立聯系，這些將不斷重塑新的可持續發展型的城鄉關系。

2 智慧化的城市規劃

2. 1 智慧發展理念融入城市規劃體系

當前國內的城市規劃體系主要包括戰略規劃、總體規劃、分區規劃和詳細規劃等方面，可以將智慧發展的理念融入到不同層面的規劃，構建智慧城市的規劃體系（如圖 1）。在城市戰略規劃中，在對城市社會經濟發展條件和外部環境變化客觀分析的基礎上，研究智慧城市建設的可行性、建設重點以及智慧城市的頂層設計。總體規劃層面，確立智慧城市建設目標與規模、落實智慧生產、智慧生活、智慧生態等空間布局，按照“宜居城市”、“生態低碳城市”、“可持續發展城市”等要求，進行基礎設施、公共服務設施和智慧產業等專項規劃，并且與城市總體空間布局、社會文化、自然生態等相協調，最大限度滿足居民的實際社會生活需要； 按照因地制宜、技術適用的原則進行智慧城市的近期建設規劃。

圖1 智慧城市規劃體系

分區規劃層面，主要考慮商業中心、居住社區、產業園區、綠色開敞空間等功能區規劃，從功能優化、品質提升的視角規劃各類智慧功能區。詳細規劃層面，重點落實智慧城市的技術和空間指標、容量控制、設計意向等內容。總之，智慧城市發展理念不僅需要融入到不同層面的規劃中，而且可以逐步突破現有的城市規劃體系，圍繞“智慧技術、生態、生活、生產”等核心發展要素，拓展新的城市規劃類型，如進行智慧宜居生活城市規劃。

2. 2 智慧城市協同規劃設計

智慧城市建設，涉及到數據與信息平臺、資源環境、社會文化、設施布局、空間結構、城市管理等眾多內容，以及政府、企業、市民等不同主體，因此需要進行協同規劃與設計，實現基礎平臺共享、不同主體協作規劃、多元功能復合、空間融合建設和一體化規劃建設管理。構建城市基礎數據和信息平臺，滿足不同主體的平等使用和信息共享要求。城市社會經濟發展中的不同參與者，包括政府、社會、市場間的溝通和協同努力，不同層級、類型的規劃之間的合作與協調，以及區域內部不同城市之間、城鄉之間的協同互動，將有助于解決制約城市可持續發展的重大結構性問題。城市的重要節點、有線和無線的流動要素，以及不同功能區的空間復合和融合建設，將大大提升城市的運行效率。一體化的城市規劃建設管理，實現城市規劃過程、城市建設實施、城市日常管理的協同發展。

2. 3 智慧城市規劃方法與技術創新

智慧城市規劃方法創新，可以從規劃公眾參與、基礎數據調查與獲取手段、城市空間模擬和空間結構優化等方面進行。可以利用社交網絡平臺（ 如微博） 、電子政務等信息時代的互動平臺和智慧城市數據中心，滿足城市規劃的公眾參與要求，進行規劃的反饋和評價，增加城市規劃的社會透明度。利用大數據應用等技術手段，獲取居民活動、交通流量、生態環境等時空間數據，為城市規劃提供更加全面、精準的基礎數據。同時，通過位置服務 LBS、GPS 等技術方法對城市系統的時空動態規律進行分析，尤其是對居民行為的時空分布進行研究，由物質空間規劃轉向強調社會生活的綜合性空間規劃； 利用云計算等技術手段，對城市空間布局、空間演變趨勢進行模擬與可視化。

3 結語

智慧城市建設是實現可持續發展的重要途徑和技術手段，并非城市發展的終極目標。在城市規劃建設中，通過數據和信息平臺構建、智能應用使用，將智慧發展理念全面融入城市空間組織和規劃，打造新的融智能技術、自然生態、社會經濟、制度文化為一體的城市生產、生活和空間組織范式。智慧城市空間組織，圍繞居民的活動與地理空間的關系，打造便捷、舒適的生產生活服務設施，構建高效、暢通的城市各類要素流網絡，營造生態、低碳的城市功能空間。根據居民生產、生活的實際需求，從智慧基礎設施支撐、智慧公共服務、智慧的資源和能源利用、智慧的生態環境建設、公共健康安全、智慧城市管理等方面，解決城市化發展的關鍵性問題，提升城市化發展質量，建設健康、宜居、生態、可持續發展的城市空間。

智慧城市規劃建設首先應堅持因地制宜的原則，根據城市的發展基礎和實際需求，確定差異化的智慧城市建設目標和內容，引導技術與生產、生活、社會生態的全面協調和均衡發展，避免技術過渡超前發展而造成的社會資源浪費。結合當前的城市規劃體系，將智慧城市建設內容融入城市戰略規劃、總體規劃、分區規劃、詳細規劃等不同層面規劃中，并根據智慧城市建設需要拓展新的規劃類型。突出智慧城市規劃中的政府、社會、市場等多元主體的協作，提高居民公眾參與程度。智慧城市應在總體統籌規劃的框架下，落實分期建設內容和重點，突出規劃的彈性和可操作性。智慧城市近期建設規劃應以物聯網、信息技術等基礎網絡和系統建設為重點，搭建智慧城市建設的信息數據平臺和智能應用基礎； 中遠期規劃逐步擴展智慧應用領域，將智慧應用與空間功能相結合，提升城市功能品質和可持續發展能力。

參考文獻

[1]王廣斌，范美燕，王捷，張文娟.“智慧城市”背景下的城市規劃創新[J]. 上海城市規劃，2013（ 2） ： 11 -14.

[2]仇保興. 智慧地進行城鎮建設積極促進我國城鎮可持續發展[J]. 城市發展研究，2012，21（ 10） ： 彩頁 1 -4.

[3]林洙. 建筑師梁思成[M]. 天津： 天津科學技術出版社，1997.

[4]姚南. 智慧城市理念在新城規劃中的應用探討———以成都市天府新城規劃為例[J]. 規劃師，2013，29（ 2） ： 20 -25.

[5]沈麗珍，顧朝林，甄峰. 流動空間結構模式研究[J]. 城市規劃學刊，2010（ 5） ： 26 -32.