第四次工業革命影響下的城市發展模式探究

宗德新，楊 丹

引言

技術革命的浪潮始終影響著城市發展的航向。在中國城市化的十字路口，第四次工業革命中出現的5G、大數據、物聯網、云計算、數字孿生等顛覆性高新技術，推動著人類社會邁入了萬物互聯互通的智慧時代，城市發展也呈現出了許多新特點和新趨勢。人們不禁要問，第四次工業革命影響下的城市發展模式究竟會發生怎樣的變化？城市在這一勢不可擋的技術創新浪潮中又將如何應對？本文在梳理技術革命演變下城市動態發展線索的基礎上，聯系第四次工業革命的背景，分析城市發展新模式，并針對城市在新發展模式下所面臨的挑戰提出應對策略。

1 回溯：技術革命下城市探索的演進階段與特征

倫敦大學規劃學教授邁克爾·巴蒂（Michael Batty）曾在《創造未來城市》中寫道，“城市發展的根本動力在于技術的革新?！笨v觀城市發展的歷史，每次技術革新都伴隨著城市結構、形態和功能的演變。哈佛社會學家丹尼爾·貝爾（Daniel Bell）將社會發展劃分為前工業時代、工業文明時代和后工業時代3個歷史階段，本文按照這一劃分方法，從歷史發展的脈絡出發，對技術革命影響下城市發展模式的動態變化進程進行梳理（圖1）。

圖1 技術革命及其影響下的城市生活及空間演變

1.1 技術革命下城市探索的演進階段

1.1.1 前工業時代（1760年以前）

在18世紀60年代的工業革命出現之前，農業和手工業主導著全球社會經濟發展，呈現分散的、小規模勞動形式。由于生產效率低下、運輸水平落后，人們的活動范圍往往具有局限性，城市整體規模較小且功能單一，城市發展也比較緩慢。城市建設受政治、經濟、文化等因素的影響較大，技術主要服務于人們的日常生活，對城市發展的影響較小。

1.1.2 工業文明時代（1760—1950年）

工業革命的爆發使大機器生產進入人們的視野，整個社會的生產方式發生了巨變。由于工業生產的需要，大批農村人口流入城市，加速了城市化的進程，密集的工廠和倉庫成為城市的新中心。蒸汽機的出現，推動了城市交通的變革，擴大了人們的活動半徑，出現了以鐵路干線為骨架的新的城市發展模式，城市規模迅速擴張，職能趨向于多元化，成為國家和地區的發展中心。

19世紀中后期，隨著人類對機器的掌控更加自如，第二次工業革命拉開了序幕。在這一階段，電的應用提高了整個城市的運行效率，內燃機的發明和汽車的普及則改變了居民的出行方式，人們的居住和生活逐漸脫離工業區而獨立存在，城市規模也隨之擴大，城市中心由單中心演化為多中心，如巴黎的郊區副中心、東京的周邊式副中心等（圖2）。1933年，國際現代建筑協會在希臘雅典舉行會議，討論通過的《雅典憲章》中指出了現代城市的四大基本職能：居住、工作、游憩、交通，城市中開始有了科學明確的功能分區，以功能為導向的城市形態漸趨成熟。

圖2 巴黎及東京的多中心城市布局

1.1.3 后工業時代（1950年至今）

20世紀50年代后，以電子計算機的發明為起點的第三次工業革命爆發，互聯網的出現將城市發展推入信息化軌道。物理空間不再能夠束縛城市發展，城市中心區與郊區之間的有機聯系得到加強，實現了進一步的協調發展。同時城市發展跳脫過去功能與空間一一對應的線性模式，復合化的多功能區成為城市空間的重要載體。信息網絡的全球化也催生出了紐約、東京等國際性大都市，這些國際性大都市作為世界經濟格局中的重要節點帶動著區域經濟的發展。

21世紀之后，以數字化、智能化為標志的第四次工業革命推動著人類社會進入了“萬物皆數”的智慧時代，新技術的應用使得城市的各部分均可實現數字化，全周期意識被貫穿于城市發展的整個過程，更精細化的城市規劃、建設與管理也將進一步實現，重塑了“信息—人—城市”之間的關系。如在新冠肺炎疫情中，城市的防疫狀況可以被實時監控，而人們也可以選擇居家辦公，實現線上與線下相結合。在新技術的影響下，城市空間的使用靈活度上升，呈現出分散化、無中心化、去地方性等特征，城市的發展進入了新階段。

1.2 技術革命下城市探索的演進特征

技術革命對城市功能、結構與形態的演化產生了根本性的影響，決定著城市發展的方向與格局，構筑了全新的城市時空體驗?？v觀城市發展歷史，技術革命影響下城市發展模式的演變體現出6個方面的特征（表1）。

表1 技術革命影響下不同時期的城市時空特征

1.2.1 數量及規模

技術革命加速了城市化的進程，大量農村人口流入城市，城市的數量及規模都在迅速增長。然而城市不可能無限制地擴張，因此它的緊湊程度也在不斷上升，城市的規模呈現出擴散與聚集并存的整體趨勢。改革開放后，我國城市數量快速增長，并在20世紀90年代末趨于穩定，此時城市規?？焖贁U張，城市在區域中的整體地位和格局得到了明顯提升，但也暴露出了無序擴張等諸多問題。為了城市的健康發展，中央政府出臺了嚴控省會城市撤縣設區（市）、劃定城鎮開發邊界等相關政策，提出要走緊湊、集約、高效的高質量發展模式。例如在深圳城市建設的各類規劃引導中，均加入了空間管制內容和界線的設置，以實現城市的有序協調發展。

1.2.2 城市格局

交通的發達增強了人們在物理世界的流動性，而通信技術的發展則使人和信息可以在虛擬網絡中自由穿梭。城市空間體驗逐漸從等級秩序和場所差異中解脫出來，原有的城市格局被打破，呈現出高度的流動性和拼貼性。目前，中國正大規模推進軌道交通建設，推動以交通站點為核心的TOD模式的發展，形成了軌道交通引領城市發展的新格局；同時，互聯網的出現使得信息的流動性高度增強，城市空間也因此變得更為多元和包容，在城市更新進程中也體現出了拼貼的思維方式。

1.2.3 城市區塊

城市在擴張過程中，無論是城市系統內部，還是城與城之間，都逐漸擺脫了同心圓式的單中心空間結構，出現了多個發展中心，形成了復雜的網狀結構。以珠三角城市群的演變為例，由改革開放之初的以廣州為中心的單核模式逐漸演變為廣州、深圳雙中心的雙核模式，至21世紀之后，伴隨中山、東莞等周邊城市的崛起，出現了多個發展中心，構成了網絡化的城市群。與此同時，在城市內部，隨著功能分區概念的弱化，各個中心功能漸趨復合，彼此之間的界限也不再絕對清晰，形成許多均質的、碎片化的城市片段。

1.2.4 規劃方式

《雅典憲章》中提出明確的城市分區后，以功能為導向的城市規劃實踐活動達到高潮。但隨著城市的發展，人們逐漸意識到，城市本身是個復雜的巨系統，單一的規劃方式必然存在許多問題，后來的《馬丘比丘憲章》對于城市規劃的方式進行了進一步的修正和完善，闡明城市規劃必須從自然、社會、人文等多個角度去進行綜合考量，并開始重視公眾參與的重要性。1999年，由吳良鏞先生起草的《北京憲章》針對全球化的背景下暴露出的城市問題提出了廣義建筑學理論，強調城市發展多元化的同時更要注重環境問題，建立可持續發展的人居環境。

1.2.5 生活方式

技術革命極大地改變了人們的生活方式，包括認知方式、出行方式、就業結構以及消費模式等。通信技術的迅速發展打破了傳統技術時期的信息閉塞，人們對世界的認知更趨向于扁平化與多元化，城市也由以前的封閉轉向現在的全球化；交通工具的更新換代使得人們可以在很短的時間內去到自己想去的地方；技術的進步使得勞動模式發生了改變，造成了現有就業結構的轉變，人們對于互聯網辦公、人工智能等早已感到稀松平常；線上消費、新零售等成為了新的發展方向。

1.2.6 時間及空間

信息網絡的發展使得人們對物質空間鄰近性的要求下降，許多日常行為可以遠程進行，而快速交通的出現則縮短了人們出行所需的時間，延伸了人們的活動范圍，人類生活的時間、空間兩個基本物質導向的維度發生了變化，使得城市原有的運行方式和空間結構被改變，城市發展呈現出時間的壓縮和空間距離的瓦解等特征，人們交往的時間和距離被縮短，造成了社會空間的重構，形成了全新的時空體驗。

2 趨向：第四次工業革命下城市發展的核心趨勢

縱觀前三次技術革命中城市發展理念的演變，可以看出，城市演進呈現出“技術革新—人文改良—技術與人文相協調”的趨勢。從早期的技術導向到現在的技術與人文協調發展，第四次工業革命影響下城市發展的核心趨勢進一步明晰，即技術與人文協調發展的趨勢和智慧化趨勢。

2.1 技術與人文協調發展的趨勢

芒福德（Lewis Mumford）認為，在傳統技術階段，技術與人文密不可分，與城市和諧共生。工業革命之后，對機器的崇拜導致技術與人文的關系走向割裂。然而在與人口擁擠、環境污染、地價飛漲等城市問題一次次痛苦的周旋中，人們逐漸意識到，盡管技術為城市生活帶來了許多便利，它卻并非萬能，甚至許多人開始對其持全盤否定的態度。與此同時，一些敏銳的學者開始反思技術，企圖調和技術與人文之間的矛盾。新協和村、田園城市、鄰里單元、TOD模式、TND模式、拼貼城市、韌性城市等新理念應運而生，其中都不乏對人文主義的追溯（圖3）。

圖3 技術革命下城市規劃理念的探索

伴隨著一次次發展的陣痛，人們不得不意識到，城市存在的本質意義是由人組成的公共生活，從根源上來講，不論技術如何進步，我們城市生活的本質意義不應改變。因而在城市問題依然嚴峻的今天，以人為本的可持續發展理念顯得愈發重要。城市必須反省自身在追求技術快感的過程中對人文關懷的忽視，重新學會包容人類復雜的情感需求。

2.2 智慧化的發展趨勢

第四次工業革命的出現對城市生活的方方面面產生深刻的影響，從日常社交到政府工作，為城市的基礎設施、交通、公共安全防護治理、公共服務等的建設與管理提供了技術支撐，為政府高效率地分析、預測、規劃和管理城市提供了全新思路。自2008年“智慧城市”提出以來，在騰訊、阿里、百度等科技公司的協助下，中國智慧城市的建設進展顯著，初步實現了智慧城市的儀器化、互聯化和智能化（圖4），提升了城市的運營效率。

圖4 中國智慧城市發展歷程

2.2.1 智慧新基建

基礎設施既是維持城市運營的核心體系，也是城市環境質量的主要影響因素。隨著時代需求的更新，基礎設施的建設與管理也面臨著新的挑戰。第四次工業革命促進了智慧新基建的大規模推進，包括現有設施的智慧化、未來智能技術的基礎設施化、智慧城市空間節點創造等，方便了基礎設施的管理與維護，保障了居民日常生活的便利與安全。如利用5G技術對路燈、道路監控、井蓋等公共基礎設施進行智能管理，以保證其運行的穩定性、管理的系統性和維護的及時性。

2.2.2 智慧交通

城市形式的演變與交通技術的發展有著密切關系，出行工具的更新使得城市空間具備高度的流動性，呈現時空壓縮的特征。與此同時，交通堵塞和交通事故也成為全球城市共同面臨的難題。為了更好地推動城市發展，2009 年，IBM首次提出了“智慧交通”理念，通過智能識別、移動計算等新技術的應用，形成智慧交通系統，對實時交通狀況進行可視化分析并及時響應，實現公交網絡智能優化和道路擁堵智能緩解，促進城市交通的良性發展。在智慧交通基礎設施建設完善的背景下，未來的智慧交通將全面實現海陸空三棲立體化發展以及5G自動駕駛的目標：地上交通主要供人們的日常使用，街道布局結合人體尺度進行設計，道路慢行系統和公共休閑空間穿插其中，空中、地下及水上則用于城市日常運輸；車輛可以自主完成減速、變道、超車、躲避障礙等一系列操作，緩解交通壓力，提升出行效率。

2.2.3 智慧公共安全

公共安全一直是智慧城市建設的主線，尤其是自2020年新冠肺炎疫情爆發以來，公共安全防護治理體系再度成為社會聚焦的熱點。疫情防控的需求加速了物聯網、人工智能、大數據分析以及基于地理信息系統的追蹤類應用軟件的使用，展現了高新技術的價值和貢獻。如為抗擊疫情作出巨大貢獻的手機健康碼，就是基于5G大數據研發而來，可以準確給出14天內手機用戶的出行情況，以便于及時發現密切接觸者，實現數字化精準防控，保證了疫情時期中國社會的正常運轉。同時，大型公共事件反過來也會對智慧城市下一階段發展的優先級產生影響，如城市韌性、城市生態、公共安全防護等。

2.2.4 城市信息模型（CIM）構建進入信息化時代之后，除物理世界、社會文明世界之外，還誕生了存在于信息網絡中的第三元虛擬世界。第四次工業革命發展的一個重要方向就是實體世界與虛擬世界的融合，即數字孿生技術，基于數字孿生城市理念的城市信息模型（CIM）就是其在城市方面的應用分支。CIM的提出，有利于形成物質城市和數字城市同生共存、虛實交融的局面，保障物理世界的有序運行，實現城市管理的可視化、精細化、智慧化。自CIM提出以來，我國各地積極響應。2018年11月，住房和城鄉建設部將北京城市副中心、雄安新區、廣州、南京、廈門五城列為第一批CIM試點城市，以城市空間數據信息為基礎，在虛擬世界中全方位、全系統、全流程地整合城市地上地下、室內室外、歷史現狀未來等多維度多尺度的數據要素，并隨物理世界城市發展中的問題和需求一同更新，形成一個不斷進化的完整生態系統，真正實現全方面、各環節的“全周期性”一體聯動，為數字時代城市的轉型升級提供了寶貴經驗。

3 應對：第四次工業革命影響下的城市因應之道

第四次工業革命帶來了智慧城市理念，推動城市發展進入了“萬物皆數”的智慧時代，大數據、人工智能等高新技術被廣泛應用于基礎設施、交通管理、公共服務等城市生活的方方面面，對交通擁堵、環境污染等城市問題起到了緩解作用，改變了城市的發展模式。但我們不得不反復重申的一個觀點是，當下中國的城市空間，尤其是城市公共空間在智慧化建設方面還非常薄弱。政策層面，智慧城市仍然存在規劃不夠清晰，建設不夠理性，碎片化、孤島化現象嚴重等問題。技術層面，重信息技術應用，輕社會人文關懷，忽視了與其他學科的交叉合作?？臻g層面，以移動互聯網為依托的網絡社會的崛起使得城市的空間地域性被削弱，市民對于實體空間的依賴性下降，傳統城市空間正處于巨大的危險之中。人文層面，一方面，城市空間缺乏與自然生態和歷史文化的互動銜接，對人的吸引力不足，忽視了人的情感需求，人對城市空間的認知僅停留在信息化的單維體驗，導致了城市的破碎與疏離；另一方面，公眾對于智慧城市相關理論知之甚少，城市建設參與度不高。

3.1 政策層面：堅持因城施策

城市本身的特征和城市居民的愿景是規劃智慧城市的重要指標。正如習近平總書記在全國網信工作會議上提到的：“要以人民為中心，實現民生服務便捷、社會治理精準、社會經濟綠色、城鄉發展一體、網絡安全可控的智慧城市?！痹谶M行智慧城市規劃時，要從居民的愿景出發，結合城市自身的地域特色，以人的需求為導向，選擇合適的規劃路徑，實現城市可持續發展。以北京和杭州為例，北京作為首都，其政府作用力較強，因而采取政府主導、市場參與、多方合作的自上而下的智慧城市建設模式；杭州作為電商之都，則由當地知名企業阿里巴巴牽頭，政府配合制定整體規劃，是一種自下而上發展模式（圖5）。

圖5 北京及杭州智慧城市發展模式對比

3.2 技術層面：正視技術應用

對于智慧城市的設計，不能盲目期待技術向善，放任技術凌駕于社會與人文之上，也不能全盤否定技術，與技術發展潮流背道而馳，而是應該面向用戶需求，從多學科交叉的角度制定適宜的技術選擇，并充分考慮其是否與城市的建設目標和城市居民的長遠利益相匹配。正如米切爾所說：“由于新的技術系統是一個相當復雜的社會結構，我們必須要了解不斷涌現出來的各種選擇，仔細選出我們的目標，并將其建設好?！迸e個例子，近年來，玻璃幕墻、LED等新技術在建筑表皮上的應用令如今的城市立面充滿了科技感，但在這背后巨大的能源浪費和光污染等問題亟須正視和解決。

3.3 空間層面：實現城市共享

隨著信息技術日新月異的發展，共享思維已逐漸成為全社會的共識，在智慧城市的推進中，共享也是十分重要的一環。城市中錯綜復雜的圍墻與門禁系統意味著社會的冷漠與疏離，要實現城市共享，就要破除這種傳統城市空間封閉的非共享性思維，讓公共空間融入城市；同時依托移動互聯網打造虛擬共享系統，人們依靠便攜的智能設備便可以隨時隨地實現與城市公共空間的連接，創造真正無障礙共享的智慧城市空間。例如成都遠洋太古里，它的街巷與城市道路無縫對接，采用無中心的松散空間結構，順應城市肌理，努力還原城市生活的完整性和連續性，主張把城市還給城市，實現了真正的“城市共享”。

3.4 人文層面：增加人文關懷

在移動互聯網閃電般的入侵下，人們在城市實體空間獲得的樂趣逐漸被取代，如果城市再不及時反思在發展過程中對于人文關懷的忽視，建立城市空間與人身體的物質聯結，增加城市空間對人的吸引力，我們的城市將會面臨空前的生存壓力。因而在智慧城市的建設中，更要關注社會和人文，以人的需求為導向，結合地域特色，基于現有建成環境，直擊人們生活中的痛點進行智慧化建設，實現人、技術、社會與城市的協同發展。例如，在中國常態化疫情防控工作中，老年人因為不熟悉智能設備，無法申請健康碼而出行受阻的問題被多次報道，相關部門在出臺政策時應采用更具針對性和易用性的手段，盡最大努力照顧老年人的訴求，實現全年齡段的人文關懷。與此同時，還要增強城市居民對城市生活的參與度，除了政府部門、技術專家和商業公司外，城市居民的參與對于智慧城市的建設也是十分重要的。例如可以通過智慧APP輔助建立城市空間問題報告與反饋機制，使居民也可以無縫參與城市建設。

4 結語

縱觀歷史，技術革命推動了城市的發展，影響了城市的功能、形態與結構，不斷更新和重構著城市系統，城市的數量、規模、格局以及人們的生活方式、時空體驗等都在發生著巨大的改變。然而，對技術的過度重視導致城市出現了自然環境失態、技術環境失序、人文環境失衡等問題，建立技術與人文之間的動態平衡成為城市健康與可持續發展的前提。在此基礎上，第四次工業革命影響下的城市呈現出技術與人文相協調和智慧化的趨勢。盡管中國目前的城市發展在人文化和智慧化等方面取得了顯著進步，但仍存在許多待解決的問題，我們應該不忘城市建設的初心，以人為本，堅持因城施策、正視技術應用、實現城市共享、增加人文關懷，促進城市的良性演進，讓城市在新技術的加持下更加富有魅力。