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《风景园林》2020-05专题导读 | 智慧城市设计与技术(全本双语)

《风景园林》 风景园林杂志
2024-08-31

全文刊登于《风景园林》2020年5期 P8-104

今天,随着“第四次工业革命”带来的根本变化及其对社会的深远影响,移动通信、自动驾驶、大数据、机器学习、人工智能、虚拟现实、机器人技术、基因编辑、3D打印、量子计算、物联网等最新技术是我们在设计中必须面对的新挑战。“智慧城市”是迎接新挑战和利用新环境中技术潜力的最重要枢纽之一。正如历史所证明的那样,如果世界随着新技术的变化而变革,那么传统的都市主义是无法置身事外的。我们必须了解并适应新环境,主动寻求新的设计范式。

数字技术是新兴范式的核心,这一期智慧城市专题邀请了学界、业界和非政府组织的精英人士来探讨智慧城市如何塑造城市化景观在“第四次工业革命”时代的地位和作用。新范式在我们的城市和环境中的新理论、新形态学、新设计方法论和新影响是什么?设计师根据物理、虚拟和生态系统的革命应该如何产生智慧城市的智慧设计案例和智能研究方法?很多老朋友百忙中欣然应邀参加本期讨论并贡献他们最优秀的思想和实践,在此我表示由衷的感谢!

在构建未来智慧城市的时候,我们不应忘记以人为本的智慧城市研究。荷兰阿姆斯特丹大学规划教授 Maria Kaika 在文章《“请别再叫我有韧性”:联合国人居署的<新城市议程>充当免疫角色》中指出,在联合国人居三大会的现有框架内追求新的智慧城市范式只能对公民和环境强行接种“智慧城市”疫苗,并迫使城市承担所谓的韧性,社会承担更大的不平等和退化风险。她认为,真正的智能解决方案和真正的社会创新不是在建立共识的实践中找到,而是在某些持异议的做法中形成的,这些是当前智慧城市建设迫切需要解决的问题。荷兰代尔夫特理工大学的 Arjan van Timmeren 教授在《荷兰视角下的迈向可持续、公正及宜居的智慧城市》中指出“智慧城市”的3个基本要素是:城市+人+技术,每个要素都有自己的变化和发展步伐。为了解决这些要素间的矛盾,创新不能强加于城市,而需要在“生活实验室”中形成和测试。一个关键的跨越是从智慧城市走向智慧公民,而后者才是韧性城市的必要条件。荷兰未来城市基金会负责人 Jan-Willem Wesselink 的文章《互联、灵活且意义非凡:设计智慧城市的正确方式》则强调宜居性是智慧城市建设的出发点,为此我们应该从连接性、灵活性和富有意义的范式来设计以人为本的智慧城市。 


“三级跳类比”示意图

图片来源:Arjan van Timmeren,沈锋.《荷兰视角下的迈向可持续、公正及宜居的智慧城市》

越来越多的西欧城市,如比利时安特卫普市使用数字孪生技术将政策可视化,但真正的问题是可视化的行政和政治影响是什么?政治决策和实体规划是如何因数字孪生而改变的? 未来城市基金会将在未来几年对此进行深入研究

图片来源:Jan-Willem Wesselink,孟宁.《互联、灵活且意义非凡:设计智慧城市的正确方式》



在构建未来智慧城市的时候,我们不应忘记以人为本的设计实践。UNStudio 创始人 Ben van Berkel 教授在文章《Brainport智慧街区——应对未来生活的荷兰创新举措》中主张,我们需要在知识的探索和生产上进行投资,以便朝着更加高效、更有关联性和以人为本的设计转变。这就是 UNStudio 在2018年成立了一家名为 UNSense 的姊妹公司的原因。用数据设计空间实际上是UNSense的本质。她通过在 Helmond 最新的设计实践中证明了这一点:“世界上最智慧的社区”就是一个很好的例子。MVRDV 创始人之一 Winy Maas 教授在文章《自下而上建设智慧城市》提出了一种自下而上的智慧城市设计范式。该范式将智慧城市探索为一个由智慧公民共同参与的包容性“实用设计游戏”。根据法规、经济和现有城市结构,开发的软件将所有智慧公民与城市的基本逻辑联系起来。这样,他们都可以将自己想要的东西融合在一起,将“自我”(Ego)变成“大我”(Wego)。


每个社区的所有生产的循环组织

图片来源:Ben van Berkel,张博雅.《Brainport智慧街区——应对未来生活的荷兰创新举措》

  使用“垂直村庄”设计模型制作的可能的居住结构概念图

图片来源:Winy Maas,温雯,胡一可.《自下而上建设智慧城市》



在构建未来智慧城市的时候,我们不应忘记艺术在设计实践中的特殊角色。West 8 的出色设计《张江艺术公园》作为张江科学城的延伸,在智慧城市蓬勃发展浪潮中提醒我们,艺术是科学的孪生姐妹。他们设计的“绿框公园”实现了艺术与科学、新区与旧城、景观与城市的完美结合。


密集放置的艺术品是公园隐藏的财富。它们被重新编排放置,在环境各异的植被衬托下,这些艺术品重新拥有了自己的舞台,成为公园视线的焦点

图片来源:West 8 城市规划与景观设计事务所.《张江艺术公园》


在大西洋彼岸,来自美国的同行分享了相似的理念。Sasaki 事务所首席设计师 Dennis Pieprz 在文章《智慧城市始于智慧设计》中,通过介绍他们在加拿大多伦多的设计项目,强调智慧城市不应始于大型科技而应始于智慧设计,因为城市千年不变的 DNA 其实是决定城市生活的基本框架,而非最新涌现的各种高科技。在智能设计中,人的尺度的基本城市框架、连接性和邻里节点至关重要。正如 Dennis Pieprz 所总结的那样:“好的城市设计首先是人本主义的追求,然后是技术上的追求!”


湖景村面向安大略湖的俯视图

图片来源:Paul Schlapobersky,Dennis Pieprz,陈崇贤.《智慧城市始于智慧设计》


在构建未来智慧城市的时候,我们不应忽略城市形态作为集体文化表现的城市发展史。哈佛大学景观系前系主任、“景观都市主义”的缔造者,Charles Waldheim 教授在文章《走向“新的”阳光都市主义》中发现太阳朝向与城市化之间的关系是政体与项目之间和睦的一个潜在主题。这将建立生态功能与城市形态之间的一组新关系,使复兴城市集体文化成为可能。最近在纽约的一些项目以及在哈佛大学 GSD 展开的设计研究验证了“阳光都市主义”作为一种全新的都市主义的巨大潜力。Charles 倡导的“阳光都市主义”提醒我们:这个星球的最大智慧其实来自太阳,她赋予我们集体文化的能量和可能的城市新形态。正如Charles 所预计的:“通过解读最新数字范式对都市主义的承诺,以及与太阳能相关的城市形式和城市模型的潜力,这些历史案例将被发扬光大!”


未建成的曼哈顿,2016年

图片来源:Charles Waldheim,邬峻,张博雅.《走向“新的”阳光都市主义》


尽管以人为本的智慧城市是基点,但是技术的建设性途径无法忽视。我敬佩美国同行 Bradley Cantrell 在《计算机科学与风景园林——弗吉尼亚大学风景园林系系主任耿百利教授专访》的文章中表达了对数字化和计算机化方面的独特见解。有意思的是我的校友—— Eric Terry(他曾在 TU Delft 航空航天系学习),他在文章《智慧城市中的风设计》中将航空动力学原理与最先进的大数据和软件模拟结合,用来研究智慧城市的环境设计与形态优化。在荷兰这样一个最早使用风车、风力塑造景观有着悠久历史的国家,显得充满了传统智慧和现代科技。我还欣喜地看到国内同行在智慧城市技术方面的优秀成果,如《智慧公园建设框架构建研究——以北京海淀公园智慧化改造为例》《绿色雨水设施的在线监测系统设计》。我有足够理由相信中国将在这一领域为人类发展做出自己独特的贡献。


响应式地形展览

图片来源:张诗阳.《计算机科学与风景园林——弗吉尼亚大学风景园林系系主任耿百利教授专访》

指示风向的流线图

图片来源:Eric Terry,徐琴.《智慧城市中的风设计》

智慧安防数据

图片来源:张洋,夏舫,李长霖.《智慧公园建设框架构建研究——以北京海淀公园智慧化改造为例》 

原型3:滨水或有稳定水体GSI的传感布局

图片来源:周怀宇,刘海龙.《绿色雨水设施的在线监测系统设计》


本人也荣幸地介绍基于机器学习的荷兰智慧城市宜居性预测模型研究的最新进展——《第四范式:基于机器学习的荷兰智慧城市宜居性预测模型研究》。它虽然使用了最前沿的“第四范式”的一些数据工程和 AI 机器学习算法,但使用这些高科技的目的是服务于人居环境的宜居性。因为我坚信:宜居性始终是以人为本的智慧城市设计的出发点和目的地。


荷兰人居环境宜居性机器学习全国预测结果示意图

图片来源:邬峻.《第四范式:基于机器学习的荷兰智慧城市宜居性预测模型研究》


最后,作为智慧城市专题的主持人,我想引用苹果首席执行官库克在哈佛大学毕业典礼演讲中的观点来提醒未来智慧城市的设计师和建造者:“我不担心人工智能使计算机具有像人一样思考的能力。我更关心的是人们变得像没有价值观和同情心的计算机那样去思考,且不计后果。”


以上文字内容刊登于《风景园林》2020年5期P8-10:邬峻.《迈向第四范式:智慧城市从高科技向人本科技的跨越》。


——本期专题组稿人:荷兰阿纳雄智慧城市基金会首席数据科学家邬峻


第四范式:基于机器学习的荷兰智慧城市宜居性预测模型研究 

邬峻 

Keywords

关键词

大数据;第四范式;机器学习;宜居性;预测模型

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文章梗概

1 研究背景

    1.1 第四次工业革命:开启以人为本的“人工智能”新时代

    1.2 第四范式:探索“数据密集型”科研新范式的紧迫性

2 研究现状与研究目标

    2.1 国际经典范式城市宜居性相关研究简述

    2.2 荷兰城市宜居性相关研究简述

    2.3 研究目标与框架

3 研究方法与过程

    3.1 数据转录与初步建模

    3.2 数据清理

    3.3 特征工程

4 研究结果

    4.1 机器学习关键过程的生成

    4.2 机器学习结果

5 结论与展望



荷兰视角下的迈向可持续、公正及宜居的智慧城市 

著:(荷兰)阿扬·范提默伦  译:沈锋 

Keywords

关键词

城市设计;可持续;公正;宜居性;生活实验室

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文章梗概

1 我们“共同的挑战”

2 城市和腹地的互惠互利是智能解决方案的摇篮

3 从智慧城市到智慧公民

4 智慧公民是(城市)韧性的关键条件

5 中荷城市解决方案的对等(P2P)学习观



互联、灵活且意义非凡:设计智慧城市的正确方式   

著:(荷兰)简-威廉·维斯林克  译:孟宁 

Keywords

关键词

智慧城市;城市设计;规划原则;设计原则;网络;灵活性;意义

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文章梗概

1 城市规划原则 1 :我们想要一个能够可持续发展且充满民主的城市

    1.1 我们想要宜居的区域、城市、村庄和社区

    1.2 我们不会失去对自己生活的控制

2 城市规划原则 2 :在城市中,我们用智能网络的方式进行设计

3 城市规划原则 3 :让我们的设计具有灵活性

    3.1 相互融合的功能性

    3.2 灵活性挑战尺度

    3.3 可持续城市结构作为平衡点

4 城市规划原则 4 :让我们的设计意义非凡

    4.1 重复推送

    4.2 与网为邻的体验

    4.3 风险

5 下一步:工具



“请别再叫我有韧性”:联合国人居署的《新城市议程》充当免疫角色 

著:(希腊)玛利亚·凯卡  译:宋岩  校:陈崇贤 

Keywords

关键词

冲突;分歧;人居三大会;包容性;指标;《新城市议程》;政治生态;韧性;安全;智慧城市;社会创新;可持续;可持续发展目标11

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文章梗概

1 量化的绿色:指标与智能技术是生态现代化前景不断受挫的象征

2 《新城市议程》:改变“什么”(What)而没有改变“方式”(How)

3 可持续发展时代的到来:无知的终结

4 更换对话者?日益不平等的世界中“异议”和假定平等立场的政策相关性

    4.1 超越韧性

    4.2 超越包容性

    4.3 超越错误可持续性困境(市场 VS 公共管理)

5 《新城市议程》充当免疫角色:可如果社区拒绝接种“疫苗”怎么办?

6 寻找“真正的”智慧城市:将“异议”作为活指标



自下而上建设智慧城市  

著:(荷兰)维尼·马斯  译:温雯 胡一可   

Keywords

关键词

自下而上;智慧城市;科技;市民;软件;城市规划;游戏开发

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文章梗概

1 智慧市民:从数据点到数字设计师

2 应用程序:“房屋制造商”(House Maker) 与“村庄制造商”(Village Maker)

3 从“自我”(Ego)到“大我”(Wego)

4 挑战智慧城市设想



智慧城市中的风设计 

著:(比利时)艾瑞克·特里  译:徐琴 

Keywords

关键词

风参数评估;步行风舒适度;风安全性;风危险度;智慧城市;城市热岛效应;高层建筑;风洞;CFD计算机模拟;NEN8100标准

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文章梗概

1 概述:智慧城市中风参数评估的重要性

2 智慧城市中公共空间的风环境设计准则

3 风参数评估技术

    3.1 实景测量

    3.2 风洞实验

    3.3 CFD 计算机模拟

4 荷兰的风参数评估

    4.1 风参数评估的荷兰标准

    4.2 Actiflow 应用荷兰标准的案例

        4.2.1 背景介绍

        4.2.2 结果

        4.2.3 建议



Brainport智慧街区——应对未来生活的荷兰创新举措 

著:(荷兰)本·范伯克尔  译:张博雅 

Keywords

关键词

数字化;数据谱系关系;循环;食物生产;社会凝聚力;人本主义;生物多样性;实验平台

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文章梗概

1 Brainport智慧街区 

2 灵活城市规划

3 城市愿景的关键特点

    3.1 灵活应对需求

    3.2 充满创新者

    3.3 拥抱挑战

    3.4 充分发挥科技积极作用

    3.5 建筑和环境的新关系

4 景观策略要点

    4.1 镶嵌性景观(Masaic Landscape)

    4.2 生产景观(Productive Landscape) 

    4.3 社会景观(Social Landscape)

    4.4 连接性景观(Connected Landscape)

5 UNSense——100 住房计划



智慧公园建设框架构建研究——以北京海淀公园智慧化改造为例 

张洋 夏舫 李长霖 

Keywords

关键词

风景园林;智慧公园;智慧综合信息平台;智慧管理系统;智慧服务系统

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文章梗概

1 智慧公园的建设背景

    1.1 智慧城市兴起推动智慧公园建设

    1.2 传统公园在管理和服务方面存在的问题

    1.3  智慧化技术在公园中的应用

2 智慧公园建设框架

    2.1 智慧综合信息平台

    2.2 数据驱动的精细化智慧管理系统

    2.3 以人为本的参与性智慧服务系统

3 北京海淀公园智慧化改造

    3.1 智慧综合管理平台

    3.2 智慧管理系统

    3.3 智慧服务系统

4 结语



绿色雨水设施的在线监测系统设计 

周怀宇 刘海龙* 

Keywords

关键词

物联网;无线传感网络;雨洪管理;在线监测;智慧城市

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文章梗概

1 GSI 在线监测

2 GSI 在线监测指标、原理与方法

    2.1 GSI 在线监测指标

    2.2 基本原理——基于水量平衡的出入流估算方法

    2.3 GSI 在线监测方法

        2.3.1气象与树冠截留

        2.3.2持水、下渗与溢流

        2.3.3水质监测

3 依据原型的 GSI 监测指南 

    3.1 原型 1:无稳定水体、不可下渗 GSI

    3.2原型 2:无稳定水体、可下渗 GSI

    3.3原型 3:滨水或有稳定水体的 GSI

4 物联网传输方案概述

5 总结



走向“新的”阳光都市主义 

著:(美)查尔斯·瓦尔德海姆  译:邬峻  校:张博雅 

Keywords

关键词

阳光都市主义;日照性能;日照包络体;生态都市主义;关系化城市建模

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完整深度阅读请参看《风景园林》2020年05期

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微信编辑 刘芝若

微信校对 王亚莺


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