吴志强：智能规划 城市未来

今日为大家推荐来自2018年中国城市规划信息化年会主会场吴志强院士的讲座：智能规划，城市未来。吴志强院士在多年实践基础上，结合最新的案例，讲述了关于智能规划与城市未来的思考，尤其是对于智能规划方法，做出了新的探索与应用。本文内容来自现场演讲，图片来自网络在线直播。感谢知识社群群友整理发布。

Urbanization Intelligent Urban Planning

智能规划 城市未来

以下内容根据讲座整理，部分内容可能未完整或准确反应演讲者观点，仅供参考学习，如有整理方面的不足请大家多多谅解。

整理者：城市数据人，余杭塘花少

1、人们让城市变得不智慧，我们需要反思

首先，让我们回归到城市的根本，8000年的城市史，我们所建立的城市整体上有非常多的“不智慧”状态。例如：城市高温来临，需要大自然的雨水恩赐，需要自然给我们的馈赠，但是更多时候我们把这种自然的馈赠当作洪涝灾害处理。流动的“洪水”，停滞的“内涝”，战胜了他们，却制造了高温。

中华民族自古以来崇尚“天人合一”，但我们一直没有做到，在高温气候下，自然把能量能源输送到了城市，然后我们用更多的能源去抵抗这种自然送来的能源。

我们都喜欢小街小巷，复合空间，我们规划师在工作时却按照苏维埃模式进行了分隔，多元功能复合的缺失，造成了空荡荡的新城，土地的污染、水系的污染，以及土地与空气的不可持续，我们必须反思。

城市必须要智慧起来 —— 吴志强

我们的城市以前是由骨肉组成，交通、基础设施、用地，现在我们还需要城市的神经中枢系统，我们今天拥有了“大智移云”——大数据，人工智能，移动互联网，云计算。给了我们这个时代伟大的可能性，我们的在思想上要认识到城市的“不智慧”，让他们智能起来。

2、十年智慧城市的思考和实践

吴院士从世博会与IBM合作成立智慧城市研究中心开始谈起，讲述到业界的大量实践，大家都在谈智慧城市。对于智慧城市的思考，经历了这样的几个阶段，可以用几个原图表达出来：

原图1：功能——感知、判断、反应、学习。在此基础上，可以形成智慧城市四大功能循环联动的模型，并进行细分。智能城市的四大特征可以总结为：

全面感知：在充分的数据支撑下决策

准确判断：能对状态和后果做出预判

恰当反应：能根据情景分析调动资源应对

最小消耗：实现最小的能源、资源、时间、社会心理消耗

原图2：需求方面。智慧城市要满足生活城市的需求，涵盖医疗、就学、交通、服务、文化等，把整个过程智能化。

原图3：行动者——政府、企业、市民。将政府、企业、市民，三者的需求与经济、社会、环境三大问题结合起来，智能城市应该是多层决策。

原图4：内外部系统。内部系统感知需要收集数据，外部形成多方面应用。将不同区域的需求进行整合，形成城市不同的功能和选择出重要的节点。后期将空间和功能结合，同时根据不同的使用者，结合四大智能网络内在结构（位置、邻居、环境、网络）开始分析。

原图5：规律关系。没有规律，城市不能称之为”聪明“。逻辑层（学习、感知、判断、反应）——运行层（规律）——支撑层（CBDB）。

通过这五张原图的不断推进，后来确定了智能城市的概念，以下是一张最重要的原图：

以智能来推动城镇化的可持续发展，通过数据信息的重组，来突破空间的距离，提升组织效率，替代实体形态。

3、从世博会智能模拟到市长桌

世博会人数超过7000万，为了世博会的人流预测，将世博会划分为20米乘以20米的22525个单元，进行了单元研究，模拟20、40、60、80、100万人的分布情况。当时发现了很多问题，其中最大的问题，就是在河边的中国馆参观流量巨大，江边人口集聚，导致人流的进出困难，于是将中国馆移动到了南边广场最大的一片场地中，没有模拟系统，不可能完成几个世界记录，包括同时在场一百多万人的世界记录，没有模拟是无法做好世博会的规划。

在都江堰灾后重建规划中，通过城市智能平台模拟了城市的风流、水流、日照数据采集，实现了36平方公里大规模的风场、水流和地形要素模拟，这个工作第一次让我们看到了城市中最大的两个自然要素：水流、气流的模拟关系，让我们认识到城市中最大的自然要素，风与水，认识到这些隐形的知识，是如何用科学的手段挖掘出来的。

通过世博会的智能平台，我们研发了”智能市长桌“，将世博会的指挥系统，运用到了城市的指挥系统。

4、人工智能“城市树”

2014年，我们开始建立CBDB系统，到今天做到了第四代的数据库，把从2014年开始所有的卫片全部进行了汇总，进行了人工智能导入，阅读卫片的变化，欧洲用的是一平方公里精度，而我们推进到了30x30米的精度，进行识别，所有的卫片变化的叠合，形成了”城市树“，我们一个一个城市，建立一棵一棵的城市树，我们站在全球的角度，研究整个世界的人类城市问题，掌握世界城市发展规律。

美国最大的城市数据库是200个城市的人工识别记录，而我们通过机器识别技术，不断的挖掘，从100平方公里以上的937个城市，一直挖掘到了10平方公里以上的城市9000多个。一直到2018年1月，1平方公里以上的城市挖掘了13810个城市的城市树。

这张图的意义不是一张Photo，而是一张Map，是一个个的点积累起来的世界城市地图。他的意义不仅仅是全样本，更多的意义是建立起来了一个全球城市研究的通用平台，统一的标准，这是中国人做出的统一标准的世界全样本城市地图。

在2018年2月份，对样本进行城市树的边界、发展过程进行辨识，从一万多个城市中，辨识出完整的城市分类，可以总结七种类型：

萌芽型  435个

佝偻型  3601个

成长型  2365个

发育型  831个

成熟型  1900个

区域型  143个

衰退型  201个

根据七种模型，所谓的CityGo模型，学习全样本的变化规律进行训练，训练数据从1975年训练到2005年，给予30年的训练，让他预测从2005年到2015年的变化趋势。城市的发展是有规律的，只要掌握全样本的学习，我们就能发现这个规律。

5、人工智能城市规划的实践

在做北京城市副中心城市设计中，我们让CityGo学习了整个通州的样片，从2018年进行推演，一直推演到2035年，完成了世界上第一个纯粹人工智能推演的发展模型。这个模型里面有六种棋子，职、住、学、商、医、休，城市规划往后不再是一张2035年的图，而是一年比一年推进演化的图，为什么城市规划那么累，因为我们只有一个空间的模型，而不知道“前后手”，“前后手”的决定，可以影响一个城市的兴旺和衰退，我们过去长久以来只有空间问题，不提时间的前后秩序，

另外，我们还训练了城市新区的“GO”，区域的“GO”，模拟了长三角等地区的发展。

而目前，我们在继续推进人工智能城市的原型设计与研发。城市的发展我们一直在依靠外力，让我们的城市尺度在不断发展，高度不断扩张，但只有到了人工智能阶段，才是城市的革命性的时代。通过长期的积累，2016年中国工程院向中央提出了关于中国人工智能的战略报告，得到迅速的批复，2017年7月，发布了《新一代人工智能发展规划》，而在同时，美国、英国、欧盟都在做，这次的革命是从来没有过的，中国与世界同步的革命。

从2020、2025、2030，整个中国推进人工智能中间，特别注意这一条：“推进城市规划、建设、管理、运营全生命周期智能化”，这是人工智能的五大发展计划之一，这是第一次出现城市规划与建设。

中国的人工智能发展，需要科技的推动，因此本次会议邀请了很多IT领域的专家，在下图中，右手边是大量的应用来驱动，左边是大量的技术的推动：

未来中国城市人工智能的发展，以人的需求为核心，把生产、生活、生态、共享的智能化，插入到城乡的整个空间，通过时间过程的智能化，在规划、设计、建造、运行进行推进。

6、人工智能小镇的落地

接下来介绍的项目，是正在规划建设的第一个人工智能小镇，城镇集聚上万个研究者，建立世界级人工智能产业集群，建设完整的城镇集成平台，包括城市的大小脑，中枢系统，加上城市迷走神经系统，三层系统叠加，在世界上是最前沿的人工智能城市模型，让生产更加成功，让生活更加便捷，让生态更加宜人。

我们希望落地，希望落到城市、家园、都市邻里，不断动态支配，通过云端应用链接，建立智能生活的生态社区，我们进行了概念设计。

我们实践了世界第一个地块尺度的人工智能小镇建设推演，让机器在政府、规划、资本、市民的博弈中，通过机器模拟，看他到2030年会变成什么样子。我们不仅仅是地块的模拟，而是元空间尺度的模拟。

我们在POI尺度中，一家店、一个厂的全区域模拟，不同的组合，希望每个人都能在里面最就近完成这六个棋子的日常需求。保证15分钟之内，能够达到每个人的基本需求。每个功能组合不是传统的规划，而是不同功能的组合，这样的图纸才是真实的智慧的图纸。

然后不同的组合，落实到土地上，落实到复合的用地色彩，多样化的复合功能，再进行不同的园区组合。然后再按照不同的功能，诊断每一块地的不同功能配比，落到不同的建筑要求，对建筑的功能进行组合，并将建筑进行分层，进行三维推演，形成三维尺度的智能配置。

今年内小镇会完成第一个人工智能的广场，会通过人脸识别、情绪识别，进行个性化的形态提供，不同的重大节日，创作不同观众的个性艺术作品，从艺术到人的体验，来完成整个的公共空间设计。

我们也在完善人工智能城市整个的数据监测，例如人工智能中枢塔：

例如人工智能公园：

未来会建设人工智能大师湾，继续集聚人工智能方面的领衔企业和人才，希望能够集聚到这个人工智能小镇。

人工智能创业街、餐饮街等等设计，都在推进中。

人工智能小镇会包含更多新的内容，例如专属植物认领：

例如婚礼虚拟场景、个人健康护理等等。

甚至通过技术与虚拟化，“在地留学”也能成为可能。

这其中，需要六大人工智能的产业支撑，以及三大技术，把应用场景全部落到小镇当中。

希望我们中国的人工智能城市，能够像中华民族曾经有过的城市辉煌那样，再一次复兴。

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