智慧规划与上海城市规划

智慧规划与上海城市规划

0从顶层设计入手,建立智慧城市规划体系2008年，ibm在研究能源的使用和城市可持续发展的基础上提出了“智能世界”的伟大概念。次年，“智能城市”的概念得到了扩展，“智慧中国和智慧城市”的概念同时发布。IBM认为智慧城市的使命就是要提供各种流程、系统和产品,促进城市发展的可持续性,为居民及城市赖以生存的大环境带来利益。通过应用信息技术(IT)规划、设计、建造和运营城市基础设施,改善生活质量和经济福利。截止2012年,全国已有22个大中城市规划文件中,明确提出建设智慧城市。其中,北京、上海、广州、深圳、杭州、南京、宁波、武汉、厦门等地方已制定或实施智慧城市发展的专项规划。2012年底,住建部正式启动国家智慧城市试点创建工作,公布了首批90个智慧城市试点,其中上海市浦东新区成为首批试点之一。智慧城市的建设是当前最热门的城市建设方向,但是从各地方智慧城市建设的实际情况来看,各地对智慧城市的理解和建设方式各不相同。作为中国经济最发达地区的上海,对智慧城市的建设应该首先从顶层设计入手,树立明确的规划理念和切实可行的规划方法,因地制宜地从城市可持续发展角度出发,建立一套面向未来“智慧上海”的规划体系和方法。因此,“智慧规划”适时而生。1统一支撑平台的架构智慧城市通过分层建设,达到平台能力及应用的可成长、可扩充,创造面向未来的智慧城市系统框架。从层次结构上划分智慧城市自下而上包括:感知层、通信层、数据层、应用层(图1)。在整个智慧城市信息通信系统架构(图2)中,应用信息系统属于最上层的应用层。在应用层,需要建设智慧城市统一支撑平台,实现各类信息资源之间的关联、整合、协同、互动和按需服务。所有的智慧服务和应用都部署在统一支撑平台之上。统一支撑平台需要提供分层、开放的体系架构,提供模块化设计,方便各种智慧应用的部署;屏蔽底层各种网络的差异。“智慧规划”属于应用信息系统的组成部分,通过应用信息系统的组成、协调机制对城市的规划进行制定和控制。2云计算与智能规划2.1“云计算”的提出2006年8月,Google首席执行官埃里克·施密特(EricSchmidt)在搜索引擎大会(SESSanJose2006)首次提出“云计算”(CloudComputing)的概念。“云计算”核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度,构成一个计算资源池向用户按需服务。提供资源的网络被称为“云”,“云”中的资源在使用者眼中是可以无限扩展的并且可以随时随地获取,按需使用,易于扩展。“云计算”是智慧城市建设的重要技术依托,也是“智慧规划”构想的技术保障。2.2强化未来城市功能,创建“智慧规划”“智慧规划”是以云计算为基础,通过采集规划地块的相关数据信息,在已设定的规划标准参数下构建合理的规划模型。用合理模型的形式展现规划蓝图的一种规划方法。“智慧规划”根据采集参数的类别和精度以及设定的规划标准参数的多少等因素,将生成多个可进行比较和评选的规划模型(参数设定越多越精确,生成的规划模型差异越小),最终根据规划的使用和城市建设的需求选择一个最适宜未来发展的模型。同时可以在数据模型的管理中实时添加监测数据,动态评估用地使用效率和对周边环境的影响,充分体现“智慧规划”的智能性。“智慧规划”区别于传统规划方法的最主要特征就是模型构建的基础和模型的动态维护性。“智慧规划”理念和方法的引入将改变传统规划流程,形成一种“功能决定形式”的理性规划模式。同时利用“智慧规划”的虚拟模型动态调整城市环境,提供更高效便捷的交通、宜人舒适的环境和可持续开发的土地。“智慧规划”是智慧城市建设中的一个重要部分,其目的是利用现代信息技术,通过海量数据的获取和运算,在满足既定规范的前提下提供最优化的规划模型,建设可持续发展的生态型现代城市。在功能上体现了智慧城市的多元融合、强调效率的基本特征,同时提供智慧城市建设和管理的相关模型基础和政策依据,便于智慧城市的构建和发展。2.3虚拟模型模块“智慧规划”包含4个模块:基础数据模块、统计和处理模块、规划标准和指标模块以及虚拟模型模块。其中:基础数据模块主要包含规划范围的人口、经济、气候、土壤、地质水文、地块建设、交通、市政等现状基础信息。统计和处理模块主要包含统计口径和数据运算路径,通过对基础数据模块内信息统计和分析,形成规划范围内规划条件评估,构成虚拟规划模型的内部控制参数。规划标准和指标模块主要包含规划相关的标准、规范、指标等法定规划限制信息(例如容积率、建筑高度、绿化率、建筑日照等控制要求),构成虚拟模型的外部控制参数。虚拟模型模块根据以上3个模块内信息的综合,按照各参数设定的条件和限制,形成若干套满足条件的虚拟规划模型;每套模型包含合理的用地平面、指标及相应的城市空间模型。4个模块之间构成了正向联系的逻辑关系,在基础数据的收集、整理、处理和相关指标、规范确定的前提下按照一定算法进行云计算并形成完整的数据模型。在这个模块体系中,数据的精度和广度以及采用指标和规范的多少将对成果模型造成较大影响,因此“智慧规划”的成果模型是否能较准确引导智慧城市建设的主要问题在于大量数据信息的采集和处理。这不仅仅是依靠传统的规划工作者可以采集完成的,更需要大量相关学科的数据储备和共享。同时加强云计算的工作能力也将大大提高智慧规划的处理效率。3案例的启示:“智慧规划”的实践反思智慧规划是一个新生概念,因此在国内以及国际上还没有可以直接借鉴的案例,但是通过学习西方发达国家建设智慧城市中关于规划的部分措施和方法为“智慧规划”的可行性提供了有力的证明,并且一些已建成的体系也是“智慧规划”编制和管理的部分内容。3.1纽约州的智能城市计划3.1.1新的城市总体规划纽约智慧城市的建设依托于纽约市的优势所在,即其集中、高效、密集和多样性,以及其无尽的创造可能性。其规划内容关注于城市环境的5个层面:土地、空气、水、能源以及交通运输,期望至2030年为全纽约人建设一个比现在更加便利、美丽、健康和平等的城市。目前,纽约市在构建智慧城市的过程中所主要遵循的是“纽约市(2007—2030)城市总体规划”(PlaNYC)。这是由纽约市长迈克尔·布隆伯格提出的一项数据驱动型战略,由纽约市规划委员会于2005年开始组织编制,2007年4月发布实施启动,目标规划至2030年。规划为了应对人口增长、能源消耗增长、基础设施老旧以及全球气候变化的压力而制定,旨在将纽约建设成为一个更加绿色、更加美好的城市。规划不仅关注于城市的硬件及其基础设施建设,更将注意力集中到犯罪率、贫困、教育、公众健康以及社会服务等与每一位城市居民息息相关的民生问题之上。并且在规划中首次提出了融资的重要性。截止到2012年,整个计划分为十大模块,分别为:住房社区、开放空间、棕地、水质、供水系统、交通运输、能源、空气质量、固体垃圾、气候变化(表1),并进一步划分为132项细分动议,由政府直接跟踪整个规划的实施情况,定期向公众发布阶段性报告,通过具体实行情况与2030年的既定目标数据进行实时比较从而更有效地监督规划的落实并及时作出相应的调整。3.1.2交通运输模式城市的空间布局规划是城市建设和管理的基本依据,在城市生活的方方面面中都能体现出来,对城市空间布局进行优化,更好地为市民服务也是智慧城市在建设过程中需重点考虑的问题。在整个规划中,最能明显体现与反映纽约市城市规划与空间布局智慧化特点的是交通运输模块。纽约是美国最大、最拥挤的城市,交通流量十分庞大。为了解决交通问题,纽约将城市划分为网格状进行规划,通过预测未来30年可能出现的交通状况,使规划具有引领性。纽约主要通过建设智能交通系统(ITS)这样一种“在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统”来较大程度地改善交通运行。这一智能化交通管理系统包括交通信号控制、交通流信息采集、公交优先通行、交通电视监控、交通事故报警、交通信息综合处理、交通信息服务等诸多子系统。交通控制中心通过各种媒体或交通管理设施能够及时将交通管理信息转换成公共信息,与交通参与者进行即时信息沟通,实现双方的互动,最大限度地发挥和体现交通管理设施的效益。3.1.3关注面扩展城市生活监测的所有内容,并从各个领域的从全球通过纽约案例可以认识到,“智慧规划”区别于传统规划主要体现在所关注方向不仅仅局限于城市的建设和经济的发展,更需结合智慧城市的发展目标将规划的关注面扩展到市民生活息息相关的各项内容中去。通过合理有效的统筹资源,分析数据,构建模型,提供良好的城市建设与管理的政策和方法。“纽约市(2007—2030)城市总体规划”(PlaNYC)是纽约城市规划的顶层设计;通过系统地采集、分析城市存在的问题,多角度、多方面综合研究、解决城市当前及未来发展的瓶颈。运用“智慧规划”的理念提供实时的智能解决方案,形成解决城市用地、环境、交通、资源等多方面问题的城市发展模型。3.2机洛伊木马的智能城市规划3.2.1wienpercorpet-2010年,奥地利政府响应欧盟委员会分别出台的《欧洲2020战略》和《欧洲数字化议程》及一整套智慧城市建设目标,从其首都维也纳开始着手建设智慧城市。因此维也纳模型是在响应欧盟SET计划的基础上以碳减排目标作为开始和结束。维也纳政府提出了“智慧维也纳”项目(SmartCityWienProject)作为维也纳市智慧城市建设的实施纲要。这是一个关注于提高能源使用效率与气候保护的系列项目组,主要包含3个阶段子目标系统:智慧能源展望2050长期计划(SmartEnergyVision2050),路线图2020中期计划(Roadmap2020andbeyond)和行动计划2012—2015短期计划(ActionPlanfor2012—2015)。这一项目的目标体系任务主要涉及以下5个方面:(1)城市能源系统的全局管理;(2)高效生产与供应技术;(3)智能管网与热能源供应;(4)低耗能交互式建筑;(5)环保、高能效、碳排量低的交通系统开发。在“智慧维也纳”项目的整体框架下,维也纳提出了许多详细具体的子项目用以指导具体的落实操作。其一大特色便是将能源气候保护的目标与城市发展规划紧密结合起来,由此可以将这些细分子项目划分为两大模块:“能源环境”与“城市发展”,主要项目及其目标和落实措施见表2。3.2.2纳城市发展规划维也纳从2005年开始实施城市发展规划(STEP),在明确提出智慧城市的建设目标后这一规划方案继而成为“智慧维也纳”的主要行动计划之一。针对维也纳城市发展过程中所面临的社会、经济、环境以及空间问题,城市发展规划提出了五大模型,如图3所示。与早期的同类规划方案相比,“13个目标发展区计划”是维也纳城市发展规划中提出的最具创新价值的最重要的模块。这些目标区域的规划实施涉及到政治、都市生活和社会领域的诸多元素,但都为统一标准所引导,并由城市建设技术部进行协调与管理。城市发展规划实施至今已取得了极大的成功,不仅达到了规划模型所既定的发展目标,还为日常的城市管理计划带来了许多附加价值。3.2.3智慧发展规划维也纳智慧城市建设的出发点正是基于“欧盟战略能源技术行动计划”(EuropeanSET-Plan),以减少碳排放量和控制全球气候变暖为根本目标,城市发展规划也重点强调可持续发展,探寻如何将城市规划与生态目标结合起来,找到促进城市协调发展、创造美好生活空间的有效方法。维也纳将城市规划融入到智慧城市的建设中,将区域空间的布局作为建设重点,通过城市空间的变革来改善社会、经济、环境等方面存在的问题。同时确定阶段性目标,循序渐进地推进“智慧规划”和智慧城市建设。规划模型的成功证明了“智慧规划”的可行性。4智能规划的基础立足于上海已经构建较为完善的规划管理“大机平台”、合理高效的规划编制体系和正在建设的“智慧城市”网络、信息处理机构等软硬件设施,上海已经具备了“智慧规划”的主要条件。4.1智慧规划的概念“智慧规划”可以从4个维度影响上海的城市建设和发展。(1)环境保护(质量Quality):宜居性、环境质量、生活质量、对生物多样性的保护。(2)城市的可持续发展(生存性时间轴ViabilityTimeline):保证城市的当前发展不损害其长远发展。(3)资源的资本化(容量Capacity):通过人口的最优布局、水及其他自然资源的科学使用、居住区及农业用地的有效配置等实现人力及自然资源的资本化。(4)城市发展支撑要素的有效嵌入(历史及自然景观(HistoryandLandscape):城市规划应有效地融入城市的历史及自然景观,对传统居住群落、历史文化遗址、森林、公园等予以有效保护及科学嵌入。“智慧规划”可以从宏观到微观在不同层面上促使形成上海的城市建设和发展的正能量。从宏观角度来看,基于云计算的智慧规划能通过采集上海市整体的用地、人口、地质、土壤、环境、交通、设施及与周边区域的关系等基础信息构建市域层面的理想空间结构、城市发展方向及人口疏解导向、交通分类管理等空间模型和解决方案。从中观角度看,基于云计算的智慧规划可以提供城市分区、单元的空间合理布局,人口分布和产业发展导向。从中观层面解决公共服务设施的配套和布局;提供低碳环保的能源供应、使用环节;改善分区、单元内的交通环境;优化区域内的生活环境。从微观角度看,基于云计算的智慧规划可以提供社区内资源的高效利用。通过构建合理的空间模型,集约高效地利用土地资源,优化人居环境,减少居民的出行成本和改善出行交通环境;合理布局区域内服务设施,优化市政设施和管线配置;最终达到经济、节能、环保、低碳的生态社区目标。在“智慧规划”的运用和管理中,合理统筹环境保护、城市的可持续发展、资源的资本化和城市发展支撑要素的有效嵌入4个方面内容,运用创新的方法和理念塑造和谐统一的城市面貌,形成高效低碳的城市运行和管理体制。4.2“智慧规划”的阶段性、连续性“智慧规划”将促进传统城市规划的理念创新,主要表现为:(1)“智慧规划”使城市规划更具前瞻性、科学性和操作性。城市规划强调顶层设计和统筹规划,智慧城市解决方案的成功实施首先要制定战略规划和确定项目优先级。“智慧规划”系统工程设计思想和高水平的顶层设计、系统设计、构架设计和制度设计,使城市规划更具前瞻性、科学性和操作性。(2)“智慧规划”具有阶段性、连续性、可持续性。城市规划的可持续性对“智慧规划”推动智慧城市的建设提出了可持续性的要求。随着ICT技术(新一代信息通信技术)的不断进步和城市的进一步发展,智慧城市将经历由初级到高级的阶段演进,这也决定了“智慧规划”的阶段性、连续性,如图5所示。(3)“智慧规划”具有多学科交叉性。集成多学科交叉与集成研究是开展智慧城市研究的要求。城市规划是关于城市空间资源的配置、空间资源的分配和城市功能空间布局的选址等的公共政策。以城乡规划学的空间规划能力为依托,整合多学科知识体系,开展智慧城市的战略研究,既符合城乡规划学学科发展的趋势,也提出了一条新的跨学科实效研究的路径。(4)“智慧规划”具有多系统集成性。所有城市都是由紧密相连的系统子系统(SystemofSystems)组成的,包括经济、居住、教育、公共安全、交通、医疗保健、政府服务与公共事业等。智慧城市是一个动态的复杂的系统,包括智慧交通、智慧医疗、智慧公共服务、智慧教育、智慧能源、智慧环境等子系统。“智慧规划”要运用智慧的手段综合考虑如何通过空间布局和产业升级,来实现智慧城市的多系统集成。(5)“智慧规划”将基于新一代信息通信技术(ICT)形成创新的规划手段与技术的开发与集成。“智慧规划”需要对经济、地理、水文等多个方面的数据信息进行分析、统计、集成、互联。“智慧城市”实现系统化、结构化、智能化整合数据,需通过数据建模等手段,例如数据的定量化、模型化、可视化分析,进而得出规划布局优化方案。相应的城市规划需要做定量分析、空间模拟和工程设计,开发、集成大量的技术模型,意味着城市规划需要加快相关专业技术的开发与集成。(6)“智慧规划”将促进上海规划管理政策制定和体制创新。“智慧规划”要求推进城市规划管理体制变革,加大改革力度,积极推动政府体制创新,进一步转变政府职能、提升政府管理和服务水平,使之与智慧城市发展需求相适应。4.3智慧规划的编制和管理“智慧规划”是派生于智慧城市的新理念,因此对于“智慧规划”的编制和管理要结合上海智慧城市发展的总体目标,采用创新的理念和方法构建体现上海特色的指标体系、规划方法和管理政策。重点应该把握以下几