一、引子：未來設想

　　在歷史上，驅動城鎮(zhèn)空間形態(tài)變化的力量除了社會經(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(zhèn)”的出現(xiàn)本質源于小汽車和軌道交通的出現(xiàn)。那么，在新興信息技術發(fā)達的今天，未來城鎮(zhèn)會出現(xiàn)哪些空間上的變化？

　　1、未來城鎮(zhèn)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和未來的智能家具媒體變革了人們的行為方式，那么未來城鎮(zhèn)形態(tài)將如何變化？

　　2、未來城鎮(zhèn)形態(tài)與智能飛行器：當今的飛行器快遞和未來的智能飛行器如何改變城鎮(zhèn)的形態(tài)，更為三維聚集，還是更為三維分散（如空中城鎮(zhèn)）；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、未來建成環(huán)境形態(tài)與虛擬現(xiàn)實購物：Oculus頭盔提供了虛擬現(xiàn)實的購物體驗，包括對服裝的試穿體驗或對室內(nèi)裝修的即時選擇，實現(xiàn)面對用戶的個人化設計，這將對建筑和城鎮(zhèn)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，實現(xiàn)人機深度互動式設計。

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

　　7、未來設計與公共參與融合的平臺：通過智能化、便攜式、互動式的平臺，縮短設計師與客戶之間的距離，縮短公眾與城鎮(zhèn)建設之間的距離，實現(xiàn)真正的群眾設計，這又如何改變城鎮(zhèn)整體形態(tài)？

圖1：未來理想的城鎮(zhèn)模式，即無所不在的虛擬空間聯(lián)系著分散的城鎮(zhèn) （來源：自繪）

　　在這些問題之中，隱含了城鎮(zhèn)空間模式的變化設想，即在天地人機一體化的信息社會的今天，新一代信息技術或物聯(lián)網(wǎng)技術等將孕育出泛在的虛擬空間，無所不在且滲透性很強。這使得更多的城鎮(zhèn)獲得了更多彼此分離的可能性，同時又通過新興技術在虛擬空間彼此聯(lián)系，從而形成了更為勻質化的區(qū)域城鎮(zhèn)空間格局（圖1）。在這種意義上，堅持以人為本，以萬物互聯(lián)、人機交互、天地一體、安全可信的網(wǎng)絡空間為基礎，以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為手段，深度運用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等信息技術，推動物理與虛擬城鎮(zhèn)融合共生；以數(shù)據(jù)為核心驅動，實現(xiàn)城鎮(zhèn)政務數(shù)據(jù)資源和社會數(shù)據(jù)資源的融合共享，推進前沿信息技術與城鎮(zhèn)規(guī)劃建設、社會治理、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(tǒng)一，人、機、物三元融合的“城鎮(zhèn)智能生命體”。

　　二、未來智慧城鎮(zhèn)的空間網(wǎng)絡績效

　　設計使得新興智慧城鎮(zhèn)變得更為效率、更為重要。這些更為高效的智慧城鎮(zhèn)，從生活、工作、出訪、創(chuàng)造、創(chuàng)新和慶祝等各種方面來支持著居民的生活。設計不僅存在于可見的城鎮(zhèn)，人們移動和交互的建筑和城鎮(zhèn)空間，而且在無形的城鎮(zhèn)，即支持城鎮(zhèn)生活的隧道、管道、電纜和數(shù)字網(wǎng)絡。此外，設計可以改善城鎮(zhèn)的有形和無形產(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)建一個新的城鎮(zhèn)，無形的設計和有形的設計一樣多，過程的設計和產(chǎn)品的設計一樣多。此外，串聯(lián)所有這些問題的共同線索是實體和虛擬網(wǎng)絡的設計。當城鎮(zhèn)運行順利的時候，它們不是依靠任何單獨的建筑，空間或個人實力，而是依靠整體網(wǎng)絡的實力。有三種關鍵類型的智慧網(wǎng)絡必須同時考慮：

　　a）實體網(wǎng)絡。這包括建筑物、街道、廣場和公園的物理和空間網(wǎng)絡，以及連接所有東西的管道網(wǎng)絡，即電纜和數(shù)字光纖等連接所構成的網(wǎng)絡。“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。金融工具可以為地方建設來付款，然后通過創(chuàng)造營業(yè)收入和稅收，來支持城鎮(zhèn)的持續(xù)經(jīng)營。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(zhèn)的物理設計一樣可被改變以及被開放創(chuàng)新。因此，“財務設計”是未來成功的關鍵因素。

　　c）治理網(wǎng)絡。公共、私營和其他組織用于管理未來城鎮(zhèn)發(fā)展計劃的決策系統(tǒng)的設計。治理網(wǎng)絡包括與其它組織和個人進行協(xié)商，來幫助制定決策。與“地方設計”和“財務設計”一樣，“治理設計”對創(chuàng)新開放，受制于局部變化來適應文化期望。

　　設計過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、新的運輸形式、甚至一個新的大型建筑，還需要考慮一種新的金融工具或新的參與式規(guī)劃形式，使得新的物質實體的實現(xiàn)獲得經(jīng)濟的支持。這些想法往往是普遍性的。不過，上述想法也都是某種智慧手段方法或智慧工具細節(jié)。因此，我們需要將重點放在未來智慧城鎮(zhèn)的效果上，這將對于我們理解智慧城鎮(zhèn)更為有利。那么，未來的智慧城鎮(zhèn)做些什么？

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

　　三、面向空間運行績效的智慧城鎮(zhèn)

　　隨著大數(shù)據(jù)相關技術的興起，數(shù)據(jù)與各類應用互相促進，數(shù)據(jù)采集、共享、開放、利用已成為智慧城鎮(zhèn)建設中的重點考慮因素，各國也紛紛將數(shù)據(jù)聚享用列為智慧城鎮(zhèn)發(fā)展的首要核心要素?；跀?shù)據(jù)共享，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)起的多個服務事項，形成一站式服務能力，大幅提升市民體驗的同時簡化了城鎮(zhèn)管理流程。數(shù)據(jù)開放被越來越多地應用到各個行業(yè)領域，形成政府、服務商、個體開放互動的新城鎮(zhèn)生態(tài)，變革傳統(tǒng)城鎮(zhèn)治理服務模式?；跀?shù)據(jù)的機器學習、數(shù)據(jù)挖掘等技術推動城鎮(zhèn)“智能化”程度，提升政府決策效率與城鎮(zhèn)運行效率。

　　智慧城鎮(zhèn)設計戰(zhàn)略的制定應由城鎮(zhèn)本身基本規(guī)劃和設計原則來推動。遵循這些原則可以給投資者帶來更大的信心：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(zhèn)設計戰(zhàn)略更有可能采用互聯(lián)互通、實時學習、泛在響應的技術手段，在其核心目標方面取得成功。

　　首先是在社會經(jīng)濟和環(huán)境層面的彈性，即可持續(xù)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(zhèn)設計原則。針對于對社會、經(jīng)濟和環(huán)境的積極影響，城鎮(zhèn)戰(zhàn)略的目標應該是建立一個與20世紀現(xiàn)代城鎮(zhèn)情況大不相同的城鎮(zhèn)。那些現(xiàn)代的城鎮(zhèn)往往是被汽車主導占據(jù)的、社會隔離的、不斷蔓延的城鎮(zhèn)。相比之下，新的城鎮(zhèn)愿景應該基于泛在感知、響應以及決策，構建一個以人為本且互相連接的城鎮(zhèn)。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。

　　未來的智慧城鎮(zhèn)地方應該利用人們自身的能量，通過他們的出行模式和社會經(jīng)濟的相互作用來驅動一個城鎮(zhèn)的社會、經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。因此，最重要的是，智慧城鎮(zhèn)設計戰(zhàn)略適合采用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興技術，重點關注于如何使城鎮(zhèn)更具包容度和舒適度，來適應多樣化和不斷變化的居民和游客的日常生活。它應該著眼于創(chuàng)造新的或改進現(xiàn)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。

　　其次是基于實證的開放性和可理解性。為了投資者和城鎮(zhèn)利益相關者，包括企業(yè)、機構和公民。智慧城鎮(zhèn)空間設計戰(zhàn)略的核心應該是采用綜合城鎮(zhèn)建模技術的“智能城鎮(zhèn)”技術，來嚴格地審查相關運營效應，并且評估可選擇性的未來圖景。智慧城鎮(zhèn)設計戰(zhàn)略應由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、機器學習、預測建模、實時評估的方法構建，從而加速制定更高質量且隨時修改的設計方案。

　　再次是重點關注空間績效，即重點關注在建設績效、基礎設施績效，特別是居民行為的表現(xiàn)。由于對建筑物之間的空間和對建筑物本身相同的重視度，即可以優(yōu)先考慮一些基本的城鎮(zhèn)問題：a）位置；b）連接；c）布局；d）土地利用；e）景觀。同時，城鎮(zhèn)戰(zhàn)略應考慮多重的空間尺度，即a）宏觀的，即城鎮(zhèn)規(guī)模問題——大局觀；b）中觀的，即亞中心問題——當?shù)氐墓适拢籧）微觀的，即單獨的街道、空間或建筑——必要的細節(jié)。

　　基于智慧的空間運行績效管理平臺，客觀地描述了城鎮(zhèn)開發(fā)的數(shù)字連接和在線交流的機會，以及去加強人與人之間的物質流動和相互作用，包括規(guī)劃，設計，工程和經(jīng)濟投入的多樣的專業(yè)學科和方面相結合，融入以下幾個方面：建筑、交通、基礎服務設施、景觀和安全性等。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(diào)城鎮(zhèn)促進社會和諧和經(jīng)濟貿(mào)易的根本宗旨；可投資性，即由強大的過程支持滿足投資者對強大的愿景的需求。城鎮(zhèn)戰(zhàn)略應建立在堅實的商業(yè)基礎之上，應該受益于對全球城鎮(zhèn)商業(yè)成功的有力的實證研究，也應與投資界相關和透明的方式制作和呈現(xiàn)。

　　最后是提倡共同創(chuàng)造性和包容性。借助虛擬協(xié)同平臺，由多方專業(yè)人士、城鎮(zhèn)官員、城鎮(zhèn)利益相關者和市民，通過在線創(chuàng)意研討會定制活動，實現(xiàn)線上線下互動。通過虛擬智能體系，使得城鎮(zhèn)戰(zhàn)略與城鎮(zhèn)規(guī)劃和空間設計層層迭代、實時反饋，彌合二十世紀許多城鎮(zhèn)發(fā)展的技能和專長的分裂。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(zhèn)空間設計戰(zhàn)略成功的關鍵，確保城鎮(zhèn)戰(zhàn)略準則可以接近并融入城鎮(zhèn)進程。納入智慧設計評審流程，協(xié)助市場制定城鎮(zhèn)戰(zhàn)略建議書。定期審查，由城鎮(zhèn)戰(zhàn)略審查小組使用證據(jù)進行更新。與一些政策文件不同，隨著情況的變化，這些政策文件很快就會過時，城鎮(zhèn)戰(zhàn)略應該納入審查和更新進程，以確保能夠保持最新版。

　　總而言之，智慧城鎮(zhèn)設計戰(zhàn)略不應該是文本、圖像和方案的簡單組合，而應該是基于虛擬在線平臺，由城鎮(zhèn)官員、當?shù)鼐用?、城?zhèn)規(guī)劃師和設計師共同創(chuàng)建的跨學科和生活的計劃。合作過程應確保有專業(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、關鍵的智慧城鎮(zhèn)的空間設計元素及指標

　　智慧城鎮(zhèn)空間設計戰(zhàn)略應在兩個相互競爭的問題之間取得平衡：控制和靈活性。它應該通過為最重要的街道和建筑物確定一些基本建議，同時制定電子標準指南來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(zhèn)的某些關鍵特征，同時為其他地方的開發(fā)商和投資者提供靈活性。靈活性可以通過創(chuàng)建“電子標準模板”來進行指導，“電子標準模板”中設置的參數(shù)在各個開發(fā)項目中可以被修改及評估。

　　城鎮(zhèn)的關鍵城鎮(zhèn)要素是街道、街區(qū)和建筑地塊：

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

　　（2）街區(qū)。網(wǎng)格塊是位于街道網(wǎng)絡內(nèi)的地塊，包括建成的、未建成的或部分建成的。城鎮(zhèn)設計戰(zhàn)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、整體開放空間面積。位于主要連接的顯性網(wǎng)絡內(nèi)的“超級街區(qū)”。城鎮(zhèn)設計戰(zhàn)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)絡中超級街區(qū)的土地利用、高度、密度和開放空間區(qū)域。

　?。?）建筑用地。當超級街區(qū)被細分為可開發(fā)土地的單個部分時，建筑用地被建立。城鎮(zhèn)設計戰(zhàn)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)絡的關鍵位置的主要建筑地塊。城鎮(zhèn)戰(zhàn)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(guī)模的總體規(guī)劃和建筑設計。基于電子模板，這將形成街道、街區(qū)和建筑地塊之間相互聯(lián)動空間設計要素，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效、指標以及空間布局等，包括如內(nèi)容：

　　（1）人的活動。a.社會經(jīng)濟方面，如城鎮(zhèn)社會和經(jīng)濟多樣性的模式是什么？這些模式如何隨著人口遷徙到達城鎮(zhèn)或離開城鎮(zhèn)來發(fā)生變化？測量指標有：人口數(shù)、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(qū)管理者和其他組織及個人磋商的方法是什么？測量指標：舉行咨詢會議的數(shù)量、社區(qū)參與人數(shù)、重復度、通過咨詢活動提出的問題范圍及強度。c．建筑開發(fā)和使用情況，如城鎮(zhèn)哪些地區(qū)得以普遍性開發(fā)和占用？測量指標包括：規(guī)劃權限、施工開工（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?nèi)绾未┬杏诔擎?zhèn)中？是否采用私人汽車、或步行，或騎自行車的出行模式？哪些路線更受歡迎？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?nèi)绾问褂霉珗@和公共空間？測量指標包括：空間使用密度（人均每平方米）、用戶類型（年齡，性別，職業(yè)）、活動類型。

　?。?）城鎮(zhèn)形態(tài)。a．街道網(wǎng)模式，如與公共/私人車輛（汽車，公共汽車，火車，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)絡長度、街道網(wǎng)絡層次（從空間網(wǎng)絡分析）、街道網(wǎng)絡幾何（從空間網(wǎng)絡分析）、街道網(wǎng)絡密度（城鎮(zhèn)空間足跡）、街道網(wǎng)絡容量、街道網(wǎng)絡類型（公路、大道、大街、當?shù)刭徫锝?、購物中心、橋梁等）、街道網(wǎng)絡狀況。b．土地利用模式，如城鎮(zhèn)中住宅、工作場所、教育、醫(yī)療保健和宗教建筑在內(nèi)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型和面積、單個建筑物樓層的利用類型和面積、土地使用狀況、露天場所、開放空間類型（小/中/大公共空間/公園/綠色走廊及植被程度）、開放空間狀況。c．服務基礎設施狀況，如城鎮(zhèn)的能源/水/數(shù)據(jù)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：服務基礎設施網(wǎng)絡長度、服務基礎設施網(wǎng)絡容量/層次、服務基礎設施網(wǎng)絡情況。d．文化建筑環(huán)境情況，如整個城鎮(zhèn)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/設施數(shù)量、文化建筑使用水平、文化建筑條件。e．遺產(chǎn)情況，如整個城鎮(zhèn)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(shù)量、位置、使用水平以及條件。

　?。?）資源。a．能源狀況，如城鎮(zhèn)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)營活動、設施條件。數(shù)據(jù)，如城鎮(zhèn)不同地區(qū)可用的數(shù)據(jù)是什么？測量指標包括：人口、環(huán)境、經(jīng)濟、社會、城鎮(zhèn)形態(tài)等。b.金融-房地產(chǎn)經(jīng)濟狀況，如城鎮(zhèn)的土地價值，物業(yè)銷售價值和租金價值是多少？測量指標包括：區(qū)域生產(chǎn)總量、人均地區(qū)總產(chǎn)值、工業(yè)生產(chǎn)、固定資產(chǎn)投資、建筑工程價值（體積）。c.食物狀況，如全市有多少當?shù)厥称飞a(chǎn)和分銷模式？測量指標包括：食物類型、食物產(chǎn)量、加工位置、加工能力、食品質量。d.開采水、天然氣/石油和礦等資源情況，如城鎮(zhèn)內(nèi)還是周邊地區(qū)的提取方式是什么？測量指標包括：開采類型、開采體積/速率。

　?。?）環(huán)境。a．空氣質量，如空氣質量在整個城鎮(zhèn)的空間和時間上如何變化？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，如整個城鎮(zhèn)的降雨，太陽和風力的模式是什么？測量指標包括：降雨概況、陽光輪廓、風廓。c．景觀特征，如整個城鎮(zhèn)的植物，動物，鳥類和昆蟲物種的模式是什么？測量指標為生態(tài)系統(tǒng)概況。d．土壤條件和質量，測量指標包括土壤面積/深度、以及土壤條件和質量概況。

　　五、小結

　　在人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等新興技術發(fā)展的今天，實體城市與虛擬城市彼此交融，重新塑造城鎮(zhèn)的使用和運轉模式，將會導致城鎮(zhèn)的空間形態(tài)發(fā)生智慧性的轉變。與之同時，數(shù)字化平臺將逐步改變傳統(tǒng)設計方法，以更為靈活、合作共享、實時反應的方式，面向城鎮(zhèn)運轉的績效評估，去實時優(yōu)化空間體系。從而，通過以科學為本和以人為本的共同創(chuàng)造過程，確保智慧城鎮(zhèn)空間設計戰(zhàn)略的長期可持續(xù)性和相關性。

　　作者：中國城市規(guī)劃設計研究院創(chuàng)新中心，楊滔