一、引子：未來(lái)設想

　　在歷史上，驅動(dòng)城鎮空間形態(tài)變化的力量除了社會(huì )經(jīng)濟之外，還有科技因素，特別是對交通和交流有重要影響的科技因素。例如，霍華德的“花園城鎮”的出現本質(zhì)源于小汽車(chē)和軌道交通的出現。那么，在新興信息技術(shù)發(fā)達的今天，未來(lái)城鎮會(huì )出現哪些空間上的變化？

　　1、未來(lái)城鎮形態(tài)與便攜式社交媒體（Portable Social Media）: 便攜式社交媒體改變了人們的交流方式，例如當今的滴滴打車(chē)和未來(lái)的智能家具媒體變革了人們的行為方式，那么未來(lái)城鎮形態(tài)將如何變化？

　　2、未來(lái)城鎮形態(tài)與智能飛行器：當今的飛行器快遞和未來(lái)的智能飛行器如何改變城鎮的形態(tài)，更為三維聚集，還是更為三維分散（如空中城鎮）；如何改變各國之間的地理距離、就業(yè)、國家稅收等，是否將形成“世界三維新城”，即智能飛行器樞紐？

　　3、未來(lái)建成環(huán)境形態(tài)與虛擬現實(shí)購物：Oculus頭盔提供了虛擬現實(shí)的購物體驗，包括對服裝的試穿體驗或對室內裝修的即時(shí)選擇，實(shí)現面對用戶(hù)的個(gè)人化設計，這將對建筑和城鎮形態(tài)的影響如何？

　　4、智能基礎設施的設計：水、電、氣等基礎設施智能化和便攜化之后，如何整體性地和創(chuàng )意性地設計這些貌似無(wú)趣的基礎設施？

　　5、腦神經(jīng)控制設計：大腦形象概念如何轉化為電腦中的圖像，形成設計方案，實(shí)現人機深度互動(dòng)式設計。

　　6、工業(yè)制造4.0與外太空城鎮設計：定制化的工業(yè)設計如何根據不同的外太空條件和不同客戶(hù)的喜好，快速建造城鎮？

　　7、未來(lái)設計與公共參與融合的平臺：通過(guò)智能化、便攜式、互動(dòng)式的平臺，縮短設計師與客戶(hù)之間的距離，縮短公眾與城鎮建設之間的距離，實(shí)現真正的群眾設計，這又如何改變城鎮整體形態(tài)？

圖1：未來(lái)理想的城鎮模式，即無(wú)所不在的虛擬空間聯(lián)系著(zhù)分散的城鎮 （來(lái)源：自繪）

　　在這些問(wèn)題之中，隱含了城鎮空間模式的變化設想，即在天地人機一體化的信息社會(huì )的今天，新一代信息技術(shù)或物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等將孕育出泛在的虛擬空間，無(wú)所不在且滲透性很強。這使得更多的城鎮獲得了更多彼此分離的可能性，同時(shí)又通過(guò)新興技術(shù)在虛擬空間彼此聯(lián)系，從而形成了更為勻質(zhì)化的區域城鎮空間格局（圖1）。在這種意義上，堅持以人為本，以萬(wàn)物互聯(lián)、人機交互、天地一體、安全可信的網(wǎng)絡(luò )空間為基礎，以數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化為手段，深度運用大數據、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區塊鏈等信息技術(shù)，推動(dòng)物理與虛擬城鎮融合共生；以數據為核心驅動(dòng)，實(shí)現城鎮政務(wù)數據資源和社會(huì )數據資源的融合共享，推進(jìn)前沿信息技術(shù)與城鎮規劃建設、社會(huì )治理、經(jīng)濟發(fā)展、人民生活深度結合，形成生產(chǎn)、生活和生態(tài)空間的有機統一，人、機、物三元融合的“城鎮智能生命體”。

　　二、未來(lái)智慧城鎮的空間網(wǎng)絡(luò )績(jì)效

　　設計使得新興智慧城鎮變得更為效率、更為重要。這些更為高效的智慧城鎮，從生活、工作、出訪(fǎng)、創(chuàng )造、創(chuàng )新和慶祝等各種方面來(lái)支持著(zhù)居民的生活。設計不僅存在于可見(jiàn)的城鎮，人們移動(dòng)和交互的建筑和城鎮空間，而且在無(wú)形的城鎮，即支持城鎮生活的隧道、管道、電纜和數字網(wǎng)絡(luò )。此外，設計可以改善城鎮的有形和無(wú)形產(chǎn)品，也可以讓制定的資金流和決策方式的流程更為優(yōu)化。

　　因此，創(chuàng )建一個(gè)新的城鎮，無(wú)形的設計和有形的設計一樣多，過(guò)程的設計和產(chǎn)品的設計一樣多。此外，串聯(lián)所有這些問(wèn)題的共同線(xiàn)索是實(shí)體和虛擬網(wǎng)絡(luò )的設計。當城鎮運行順利的時(shí)候，它們不是依靠任何單獨的建筑，空間或個(gè)人實(shí)力，而是依靠整體網(wǎng)絡(luò )的實(shí)力。有三種關(guān)鍵類(lèi)型的智慧網(wǎng)絡(luò )必須同時(shí)考慮：

　　a）實(shí)體網(wǎng)絡(luò )。這包括建筑物、街道、廣場(chǎng)和公園的物理和空間網(wǎng)絡(luò )，以及連接所有東西的管道網(wǎng)絡(luò )，即電纜和數字光纖等連接所構成的網(wǎng)絡(luò )。“地方化設計”側重于什么東西在什么位置，以及如何將它們連接在一起。

　　b）金融網(wǎng)絡(luò )。金融工具可以為地方建設來(lái)付款，然后通過(guò)創(chuàng )造營(yíng)業(yè)收入和稅收，來(lái)支持城鎮的持續經(jīng)營(yíng)。這些機制不能被認為是理所當然的。它們因地而異，就如同城鎮的物理設計一樣可被改變以及被開(kāi)放創(chuàng )新。因此，“財務(wù)設計”是未來(lái)成功的關(guān)鍵因素。

　　c）治理網(wǎng)絡(luò )。公共、私營(yíng)和其他組織用于管理未來(lái)城鎮發(fā)展計劃的決策系統的設計。治理網(wǎng)絡(luò )包括與其它組織和個(gè)人進(jìn)行協(xié)商，來(lái)幫助制定決策。與“地方設計”和“財務(wù)設計”一樣，“治理設計”對創(chuàng )新開(kāi)放，受制于局部變化來(lái)適應文化期望。

　　設計過(guò)程往往是很吸引人的。當考慮到新的建筑材料、新的施工技術(shù)、新的運輸形式、甚至一個(gè)新的大型建筑，還需要考慮一種新的金融工具或新的參與式規劃形式，使得新的物質(zhì)實(shí)體的實(shí)現獲得經(jīng)濟的支持。這些想法往往是普遍性的。不過(guò)，上述想法也都是某種智慧手段方法或智慧工具細節。因此，我們需要將重點(diǎn)放在未來(lái)智慧城鎮的效果上，這將對于我們理解智慧城鎮更為有利。那么，未來(lái)的智慧城鎮做些什么？

　　可以設想出三個(gè)典型的智慧城鎮效果：a）健康。無(wú)論心靈上還是身體上，人們想在自己居住的城鎮里感覺(jué)良好；然而孤獨和早逝等這些模式被證明影響了城鎮的氛圍。未來(lái)的智慧城鎮首先需要刺激體力鍛煉，激發(fā)社會(huì )生活。如果人們不這樣做，那么無(wú)論建筑有多智能，開(kāi)放空間有多便捷，數字網(wǎng)絡(luò )速度有多快，運輸系統速度有多快，他們身體都不會(huì )真的很好。b）財富。偉大的城鎮產(chǎn)生巨大的財富，無(wú)論是工業(yè)產(chǎn)出和就業(yè)，或者文化生產(chǎn)力和豐富度。c）幸福。在這里的關(guān)鍵問(wèn)題是社會(huì )凝聚力、地方意識，這個(gè)地方對訪(fǎng)客和長(cháng)期“參與者”的吸引力，無(wú)論他們是居民，員工或兩者皆是。幸福感對經(jīng)濟、政治和社會(huì )生活的重要性都不應被低估。

　　三、面向空間運行績(jì)效的智慧城鎮

　　隨著(zhù)大數據相關(guān)技術(shù)的興起，數據與各類(lèi)應用互相促進(jìn)，數據采集、共享、開(kāi)放、利用已成為智慧城鎮建設中的重點(diǎn)考慮因素，各國也紛紛將數據聚享用列為智慧城鎮發(fā)展的首要核心要素?；跀祿蚕?，可以圍繞文化、教育、家庭、住房、交通與出游等一系列主題串聯(lián)起的多個(gè)服務(wù)事項，形成一站式服務(wù)能力，大幅提升市民體驗的同時(shí)簡(jiǎn)化了城鎮管理流程。數據開(kāi)放被越來(lái)越多地應用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，形成政府、服務(wù)商、個(gè)體開(kāi)放互動(dòng)的新城鎮生態(tài)，變革傳統城鎮治理服務(wù)模式?；跀祿臋C器學(xué)習、數據挖掘等技術(shù)推動(dòng)城鎮“智能化”程度，提升政府決策效率與城鎮運行效率。

　　智慧城鎮設計戰略的制定應由城鎮本身基本規劃和設計原則來(lái)推動(dòng)。遵循這些原則可以給投資者帶來(lái)更大的信心：他們的投資更有可能符合政治期望；與其他投資者的投資更有可能是兼容的，因此是互為補充而不是競爭?？傮w而言，智慧城鎮設計戰略更有可能采用互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)學(xué)習、泛在響應的技術(shù)手段，在其核心目標方面取得成功。

　　首先是在社會(huì )經(jīng)濟和環(huán)境層面的彈性，即可持續性和持久性的，結合緊湊型、連接性和混合使用性的生態(tài)城鎮設計原則。針對于對社會(huì )、經(jīng)濟和環(huán)境的積極影響，城鎮戰略的目標應該是建立一個(gè)與20世紀現代城鎮情況大不相同的城鎮。那些現代的城鎮往往是被汽車(chē)主導占據的、社會(huì )隔離的、不斷蔓延的城鎮。相比之下，新的城鎮愿景應該基于泛在感知、響應以及決策，構建一個(gè)以人為本且互相連接的城鎮。將人們放在第一位，然后是美好的街道、公園和公共空間，之后才是建筑物。

　　未來(lái)的智慧城鎮地方應該利用人們自身的能量，通過(guò)他們的出行模式和社會(huì )經(jīng)濟的相互作用來(lái)驅動(dòng)一個(gè)城鎮的社會(huì )、經(jīng)濟和環(huán)境的可持續性發(fā)展。因此，最重要的是，智慧城鎮設計戰略適合采用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興技術(shù)，重點(diǎn)關(guān)注于如何使城鎮更具包容度和舒適度，來(lái)適應多樣化和不斷變化的居民和游客的日常生活。它應該著(zhù)眼于創(chuàng )造新的或改進(jìn)現有的公共空間和基礎設施，以使其不僅具有創(chuàng )新性和經(jīng)濟可行性，而且具有可達性和包容性。

　　其次是基于實(shí)證的開(kāi)放性和可理解性。為了投資者和城鎮利益相關(guān)者，包括企業(yè)、機構和公民。智慧城鎮空間設計戰略的核心應該是采用綜合城鎮建模技術(shù)的“智能城鎮”技術(shù)，來(lái)嚴格地審查相關(guān)運營(yíng)效應，并且評估可選擇性的未來(lái)圖景。智慧城鎮設計戰略應由數據采集、數據分析、機器學(xué)習、預測建模、實(shí)時(shí)評估的方法構建，從而加速制定更高質(zhì)量且隨時(shí)修改的設計方案。

　　再次是重點(diǎn)關(guān)注空間績(jì)效，即重點(diǎn)關(guān)注在建設績(jì)效、基礎設施績(jì)效，特別是居民行為的表現。由于對建筑物之間的空間和對建筑物本身相同的重視度，即可以?xún)?yōu)先考慮一些基本的城鎮問(wèn)題：a）位置；b）連接；c）布局；d）土地利用；e）景觀(guān)。同時(shí)，城鎮戰略應考慮多重的空間尺度，即a）宏觀(guān)的，即城鎮規模問(wèn)題——大局觀(guān)；b）中觀(guān)的，即亞中心問(wèn)題——當地的故事；c）微觀(guān)的，即單獨的街道、空間或建筑——必要的細節。

　　基于智慧的空間運行績(jì)效管理平臺，客觀(guān)地描述了城鎮開(kāi)發(fā)的數字連接和在線(xiàn)交流的機會(huì )，以及去加強人與人之間的物質(zhì)流動(dòng)和相互作用，包括規劃，設計，工程和經(jīng)濟投入的多樣的專(zhuān)業(yè)學(xué)科和方面相結合，融入以下幾個(gè)方面：建筑、交通、基礎服務(wù)設施、景觀(guān)和安全性等。此外，還需要注意文化性，尊重并且增強深刻的地方歷史認同感；強調城鎮促進(jìn)社會(huì )和諧和經(jīng)濟貿易的根本宗旨；可投資性，即由強大的過(guò)程支持滿(mǎn)足投資者對強大的愿景的需求。城鎮戰略應建立在堅實(shí)的商業(yè)基礎之上，應該受益于對全球城鎮商業(yè)成功的有力的實(shí)證研究，也應與投資界相關(guān)和透明的方式制作和呈現。

　　最后是提倡共同創(chuàng )造性和包容性。借助虛擬協(xié)同平臺，由多方專(zhuān)業(yè)人士、城鎮官員、城鎮利益相關(guān)者和市民，通過(guò)在線(xiàn)創(chuàng )意研討會(huì )定制活動(dòng)，實(shí)現線(xiàn)上線(xiàn)下互動(dòng)。通過(guò)虛擬智能體系，使得城鎮戰略與城鎮規劃和空間設計層層迭代、實(shí)時(shí)反饋，彌合二十世紀許多城鎮發(fā)展的技能和專(zhuān)長(cháng)的分裂。相反，基于共同創(chuàng )造、共同制作和共同發(fā)明的團隊合作應該是智慧城鎮空間設計戰略成功的關(guān)鍵，確保城鎮戰略準則可以接近并融入城鎮進(jìn)程。納入智慧設計評審流程，協(xié)助市場(chǎng)制定城鎮戰略建議書(shū)。定期審查，由城鎮戰略審查小組使用證據進(jìn)行更新。與一些政策文件不同，隨著(zhù)情況的變化，這些政策文件很快就會(huì )過(guò)時(shí)，城鎮戰略應該納入審查和更新進(jìn)程，以確保能夠保持最新版。

　　總而言之，智慧城鎮設計戰略不應該是文本、圖像和方案的簡(jiǎn)單組合，而應該是基于虛擬在線(xiàn)平臺，由城鎮官員、當地居民、城鎮規劃師和設計師共同創(chuàng )建的跨學(xué)科和生活的計劃。合作過(guò)程應確保有專(zhuān)業(yè)人士、政策制定者和公眾之間的相互技能和知識的轉移。

　　四、關(guān)鍵的智慧城鎮的空間設計元素及指標

　　智慧城鎮空間設計戰略應在兩個(gè)相互競爭的問(wèn)題之間取得平衡：控制和靈活性。它應該通過(guò)為最重要的街道和建筑物確定一些基本建議，同時(shí)制定電子標準指南來(lái)塑造下一級以及下下一級的設計。這種方法的目的是：控制城鎮的某些關(guān)鍵特征，同時(shí)為其他地方的開(kāi)發(fā)商和投資者提供靈活性。靈活性可以通過(guò)創(chuàng )建“電子標準模板”來(lái)進(jìn)行指導，“電子標準模板”中設置的參數在各個(gè)開(kāi)發(fā)項目中可以被修改及評估。

　　城鎮的關(guān)鍵城鎮要素是街道、街區和建筑地塊：

　?。?）街道。街道引導城鎮的交通流動(dòng)，城鎮的基礎設施走廊和線(xiàn)性綠地空間推動(dòng)社會(huì )、經(jīng)濟和環(huán)境的可持續發(fā)展。城鎮設計戰略應為主要關(guān)系的“顯性”網(wǎng)絡(luò )建立一系列基本規則：a）街道寬度；b）運輸模式共享；c）景觀(guān)特征。之后，還需創(chuàng )建“電子模板指引”，根據街道寬度、運輸份額和景觀(guān)特征，形成下一級和下下級線(xiàn)路的精細化網(wǎng)絡(luò )。

　?。?）街區。網(wǎng)格塊是位于街道網(wǎng)絡(luò )內的地塊，包括建成的、未建成的或部分建成的。城鎮設計戰略應該為以下方面制定一系列基本建議：土地混合利用、整體建筑高度、整體容積率密度、整體開(kāi)放空間面積。位于主要連接的顯性網(wǎng)絡(luò )內的“超級街區”。城鎮設計戰略還應制定電子模板指南，以塑造位于下兩級的連接背景網(wǎng)絡(luò )中超級街區的土地利用、高度、密度和開(kāi)放空間區域。

　?。?）建筑用地。當超級街區被細分為可開(kāi)發(fā)土地的單個(gè)部分時(shí)，建筑用地被建立。城鎮設計戰略應考慮以下基本方面：土地利用、高度、普通的街道界面。那些坐落在主要街道連接的顯性網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵位置的主要建筑地塊。城鎮戰略還應該制定基于電子模板的準則，以便在其他地方形成更為規模的總體規劃和建筑設計?；陔娮幽０?，這將形成街道、街區和建筑地塊之間相互聯(lián)動(dòng)空間設計要素，并自下而上地組合，形成智慧城市的空間設計體系。

　　基于上述基本的空間設計要素，空間設計原則最終轉換為可度量的績(jì)效、指標以及空間布局等，包括如內容：

　?。?）人的活動(dòng)。a.社會(huì )經(jīng)濟方面，如城鎮社會(huì )和經(jīng)濟多樣性的模式是什么？這些模式如何隨著(zhù)人口遷徙到達城鎮或離開(kāi)城鎮來(lái)發(fā)生變化？測量指標有：人口數、年齡、性別、種族概況、經(jīng)濟活躍人口、就業(yè)人口、失業(yè)人口/就業(yè)率、教育成就、工資等。b.人的交流方面，如目前與社區管理者和其他組織及個(gè)人磋商的方法是什么？測量指標：舉行咨詢(xún)會(huì )議的數量、社區參與人數、重復度、通過(guò)咨詢(xún)活動(dòng)提出的問(wèn)題范圍及強度。c．建筑開(kāi)發(fā)和使用情況，如城鎮哪些地區得以普遍性開(kāi)發(fā)和占用？測量指標包括：規劃權限、施工開(kāi)工（平方米每月）、建筑完成率（平方米每月）、建筑裝修率（平方米每月）、建筑物入住率（平方米每月）。d．人的行為與交通模式，如人們如何穿行于城鎮中？是否采用私人汽車(chē)、或步行，或騎自行車(chē)的出行模式？哪些路線(xiàn)更受歡迎？測量指標包括：乘客周轉量、各種出行方式、行為模式、出行距離。e．公共空間的使用情況，如人們如何使用公園和公共空間？測量指標包括：空間使用密度（人均每平方米）、用戶(hù)類(lèi)型（年齡，性別，職業(yè)）、活動(dòng)類(lèi)型。

　?。?）城鎮形態(tài)。a．街道網(wǎng)模式，如與公共/私人車(chē)輛（汽車(chē)，公共汽車(chē)，火車(chē)，飛機）等匹配的街道網(wǎng)格局及前提是什么？測量指標包括：街道網(wǎng)絡(luò )長(cháng)度、街道網(wǎng)絡(luò )層次（從空間網(wǎng)絡(luò )分析）、街道網(wǎng)絡(luò )幾何（從空間網(wǎng)絡(luò )分析）、街道網(wǎng)絡(luò )密度（城鎮空間足跡）、街道網(wǎng)絡(luò )容量、街道網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型（公路、大道、大街、當地購物街、購物中心、橋梁等）、街道網(wǎng)絡(luò )狀況。b．土地利用模式，如城鎮中住宅、工作場(chǎng)所、教育、醫療保健和宗教建筑在內的逐層建筑和逐層土地使用的模式是什么？測量指標包括：建筑物的土地利用類(lèi)型和面積、單個(gè)建筑物樓層的利用類(lèi)型和面積、土地使用狀況、露天場(chǎng)所、開(kāi)放空間類(lèi)型（小/中/大公共空間/公園/綠色走廊及植被程度）、開(kāi)放空間狀況。c．服務(wù)基礎設施狀況，如城鎮的能源/水/數據供應和水/廢物清除基礎設施的位置、連通性、容量和狀況如何？測量指標包括：服務(wù)基礎設施網(wǎng)絡(luò )長(cháng)度、服務(wù)基礎設施網(wǎng)絡(luò )容量/層次、服務(wù)基礎設施網(wǎng)絡(luò )情況。d．文化建筑環(huán)境情況，如整個(gè)城鎮中文化意義重大的建筑資產(chǎn)是什么？測量指標包括：文化建筑的地點(diǎn)/設施數量、文化建筑使用水平、文化建筑條件。e．遺產(chǎn)情況，如整個(gè)城鎮中歷史上非常重要的建筑物是什么？測量指標包括：重要歷史建筑物/紀念碑數量、位置、使用水平以及條件。

　?。?）資源。a．能源狀況，如城鎮能源發(fā)電和能源供應格局如何？測量指標包括：設施位置、設施能力、經(jīng)營(yíng)活動(dòng)、設施條件。數據，如城鎮不同地區可用的數據是什么？測量指標包括：人口、環(huán)境、經(jīng)濟、社會(huì )、城鎮形態(tài)等。b.金融-房地產(chǎn)經(jīng)濟狀況，如城鎮的土地價(jià)值，物業(yè)銷(xiāo)售價(jià)值和租金價(jià)值是多少？測量指標包括：區域生產(chǎn)總量、人均地區總產(chǎn)值、工業(yè)生產(chǎn)、固定資產(chǎn)投資、建筑工程價(jià)值（體積）。c.食物狀況，如全市有多少當地食品生產(chǎn)和分銷(xiāo)模式？測量指標包括：食物類(lèi)型、食物產(chǎn)量、加工位置、加工能力、食品質(zhì)量。d.開(kāi)采水、天然氣/石油和礦等資源情況，如城鎮內還是周邊地區的提取方式是什么？測量指標包括：開(kāi)采類(lèi)型、開(kāi)采體積/速率。

　?。?）環(huán)境。a．空氣質(zhì)量，如空氣質(zhì)量在整個(gè)城鎮的空間和時(shí)間上如何變化？測量指標包括一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、顆粒物（PM2.5和PM10）、二氧化硫（SO2）、硫化氫（H2S）。b．氣候狀況，如整個(gè)城鎮的降雨，太陽(yáng)和風(fēng)力的模式是什么？測量指標包括：降雨概況、陽(yáng)光輪廓、風(fēng)廓。c．景觀(guān)特征，如整個(gè)城鎮的植物，動(dòng)物，鳥(niǎo)類(lèi)和昆蟲(chóng)物種的模式是什么？測量指標為生態(tài)系統概況。d．土壤條件和質(zhì)量，測量指標包括土壤面積/深度、以及土壤條件和質(zhì)量概況。

　　五、小結

　　在人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)發(fā)展的今天，實(shí)體城市與虛擬城市彼此交融，重新塑造城鎮的使用和運轉模式，將會(huì )導致城鎮的空間形態(tài)發(fā)生智慧性的轉變。與之同時(shí)，數字化平臺將逐步改變傳統設計方法，以更為靈活、合作共享、實(shí)時(shí)反應的方式，面向城鎮運轉的績(jì)效評估，去實(shí)時(shí)優(yōu)化空間體系。從而，通過(guò)以科學(xué)為本和以人為本的共同創(chuàng )造過(guò)程，確保智慧城鎮空間設計戰略的長(cháng)期可持續性和相關(guān)性。

　　作者：中國城市規劃設計研究院創(chuàng )新中心，楊滔