新型基础设施专项规划编制要点探索
摘要
在经历过 2020 年初的突发公共卫生事件后，中央多次提出要加快推进新型基础设施建设。本文对新型基础设施专项规划的特征进行了系统分析，提炼出“包含内容广、规划方式新、规划方法多”三大特征。
基于以上特征，本文结合成都市新型基础设施专项规划的实践案例，对新型基础设施专项规划的总体思路与技术创新点进行了梳理总结，以期为各地新型基础设施专项规划的编制提供参考与借鉴。
新型基础设施的提出始于 2018 年的中央经济工作会议，会议要求加强新型基础设施建设，发挥关键投资的经济拉动作用，促进经济转型发展。2020 年，在突发公共卫生事件对全国经济造成下行压力的背景下，中央多次在重要会议中重申加强新型基础设施建设的要求。国家在当下作出大力推进新型基础设施建设的战略决策，既有应对经济下行压力的现实考虑，也有谋划未来长远发展的战略意义。
着眼当下，新型基础设施建设能够实现稳定就业和促进经济增长，从而有效缓解疫情导致的经济下行压力。面向近期，新型基础设施建设是推进产业转型升级、推动经济从高速发展转向高质量发展的重要抓手。放眼未来，新型基础设施建设能够对科技发展和产业转型提供强大助力，是抢占全球新一轮科技发展战略高地的长远战略部署。
在此背景下，各地纷纷响应国家部署，积极编制相关规划并出台政策，以促进新型基础设施建设。新型基础设施专项规划作为指导这一工作的顶层设计，已成为规划领域研究的热点。新型基础设施专项规划作为一种创新的专项规划类型，有必要对其编制要点进行深入探索。
成都市作为国内率先启动新型基础设施专项规划编制并获得批复的城市，在规划编制实践中对新型基础设施专项规划的特征、编制思路与技术方法进行了深入研究。本文结合成都市新型基础设施专项规划的实践，对新型基础设施专项规划的特征及编制要点进行梳理、总结，以期为各地新型基础设施专项规划编制提供参考与借鉴。
01
新型基础设施专项规划特征分析
1.1 特征一：包含内容广，涉及四大领域的17 项设施
按照国家对新型基础设施的界定，新型基础设施可以理解为，应用最新科学技术实现各领域基础设施的优化升级、对城市未来发展起到更好支撑作用的基础设施体系。国家对其涵盖的具体领域及设施类型前后有过两次界定：
第一次是在 2018 年中央经济工作会议上首次提出“新型基础设施”这一概念，认为新型基础设施应包含七大领域，即 5G 基建、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网。
第二次是在 2020 年国家大力推进新型基础设施建设的大背景下，国家发展和改革委员会召开新闻发布会，进一步对新型基础设施进行了界定，提出新型基础设施主要包括三个方面：
一是基于新一代信息技术演化生成的信息基础设施，包括通信网络基础设施及新技术基础设施等；
二是融合基础设施，如智能交通基础设施、智慧能源基础设施等；
三是创新基础设施，指支撑科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施，如重大科技基础设施、科教基础设施、产业技术创新基础设施等。
可见，新型基础设施专项规划涉及的领域与设施远比传统基础设施专项规划包含的内容要广。根据国家对新型基础设施的界定，结合对现行基础设施体系的系统梳理，新型基础设施专项规划涉及四大领域共 17 项设施。
其中，信息基础设施主要涉及通信领域，包括 5G 通信基础设施体系下的中心机楼、汇聚机房、5G 基站，以及提供数据存储运算服务的数据中心。融合基础设施主要涉及能源和交通两大领域，能源基础设施体系包括由“特高压—高压—中低压”组成的五级电力供应体系，以及为新能源汽车提供充电服务的新能源汽车充电桩；交通基础设施体系涉及各级城际和城市的轨道交通。创新基础设施则包含提供各类科技创新和产业服务的空间及设施平台（图 1）。
图1 新型基础设施涉及的领域与具体设施
1.2 特征二：规划方式新，运用多种方式实现对既有基础设施体系的演化升级
新型基础设施的“新”并不意味着其就独立于现行的基础设施体系而自成一套新的体系，而是指在技术进步的背景下，以现行基础设施体系为基础，运用最新技术对各领域现行基础设施体系进行演化升级，从而为城市未来发展提供更坚实的基础支撑。在不同领域，现行基础设施体系演化升级为新型基础设施体系的方式也有所差别（图 2）。
图2 现行基础设施体系演化生成新型基础设施的方式分析
在信息基础设施领域，现行设施体系是 4G 通信体系，要进一步演化生成新一代 5G 信息网体系，一方面是要将4G 通信基础设施演化升级为 5G 通信基础设施；另一方面通过加入数据中心，加强信息网络体系的数据处理响应功能，推动原有通信网络向更高速、更大容量、更强处理能力的方向实现性能的大幅提升。
在能源基础设施领域，现行能源基础设施通常是以超高压（500 kV）为电源的四级电力供应传输体系，而新型基础设施体系通过在电力供应传输体系源头加入特高压（800 kV ~1 000 kV）一级，可进一步提升供电效率，减少电力损耗并提升供电稳定性；同时，在供应体系末端增加新能源汽车充电桩，为电力供应场景提供更广泛的末端覆盖，并在新一代信息技术支撑下实现能源网的智慧供给和智能调控，推动既有能源供应体系向智慧化、绿色化、高效化的方向演化升级。
新型基础设施对现有综合交通网络的演化升级，不是体现在对基础设施空间规划布局的改变上，而是通过深度应用互联网、人工智能等新技术，促进不同制式轨道交通网的智能融合运行，从而有力地提升轨道交通网的运行效率，改善人们的出行体验。
在科创基础设施领域，新型基础设施是在产业创新领域引入基础设施的概念，通过建设能够为产业提供基础创新支撑的重大科技基础设施、科教基础设施及产业科创平台等，促进既有产业功能区实现产业基础高端化和产业链现代化发展。
1.3 特征三：规划技术方法灵活、多样
新型基础设施专项规划由于内容广，且演化升级的方式新，因此对应的新型基础设施规划技术思路与方法也更加灵活、多样。梳理新型基础设施实现设施体系演化升级的方式，可大致分为三大类：
第一类是在既有设施体系中增补新类型的设施。例如在基础信息网中增加 5G 基站、数据中心，在智慧能源网中增加特高压电力设施和新能源汽车充电桩，这类设施应参考传统专项规划的编制方法，进行设施规模预测、选址布局规划，形成新型基础设施规划方案。
第二类是对现有设施、设备的迭代更新实现设施体系的演化升级。例如 5G基础设施体系中的汇聚机房和中心机楼，这类设施应按照最新建设要求，对既有空间需求和布局标准进行校核，在尽量实现新、旧基础设施体系充分衔接和过渡的基础上完善规划方案，明确符合最新标准的设施建设要求。
第三类是在体制机制上进行融合优化，实现基础设施体系的整体提升。这类演化升级不需要进行空间设施体系的改变，更多是从体制机制方面提出融合优化的策略与指引。
02
新型基础设施专项规划的总体思路
新型基础设施专项规划的总体思路是，首先应从支撑城市未来发展的角度进行分析，明确各领域现行基础设施体系向新型基础设施体系演化升级的方向，确定导向清晰的新型基础设施规划目标；其次是要根据新型基础设施体系新、旧衔接和转化的方式，在既有基础设施专项规划的基础上，确定本轮新型基础设施专项规划的重点。通过对信息、能源、交通、科创四大领域的逐一详细分析，梳理形成新型基础设施专项规划的目标定位与规划重点。
2.1 构建面向未来、万物互联的基础信息网，保障“高速泛在”和“智慧交互”的全景支撑
从信息基础设施发展的趋势看，未来城市发展需要信息网络实现从人人互联到万物互联，因此，信息领域的新型基础设施规划目标应是构建面向未来、万物互联的基础信息网。根据通信基础设施体系新、旧演化升级的方式，新型基础设施专项规划应包含两个方面的重点：
一是按照最新标准编制 5G 通信基础设施体系专项规划，促进 4G 通信网络向 5G 通信网络转化升级；
二是编制数据中心专项规划，增强信息网络的数据处理能力，共同保障“高速泛在”和“智慧交互”的全景支撑（图 3）。
图3 基础信息网设施体系
2.2 构建安全绿色、智慧高效的智慧能源网，推动“源头强化”和“末端覆盖”的双向延伸
基于未来城市对能源供给设施体系的需求，应实现能源供给体系更加绿色低碳化，且对不同能源需求场景的支持更加安全稳定和智慧高效。在未来绿色低碳的发展趋势下，电力基础设施是其中的核心部分。新型基础设施专项规划在能源领域也应聚焦于电力基础设施规划。从现行电力供应体系向智慧能源网升级的方式来看，能源领域的新型基础设施专项规划应包含三个方面：
一是为满足不断提升的电力供给需求，进一步强化源头电力供给保障，在现行电力供应体系的基础上增加特高压环网一级，实现电力的跨区域高效稳定传输；
二是为实现更加便捷的电力供给服务，编制新能源汽车充电桩设置的相关规划，拓展能源供给网络的“末端覆盖”能力；
三是为实现能源网络更智能的存储调配和服务响应，对能源供给网络提出智慧化升级改造的策略（图 4）。
图4 智慧能源网设施体系
2.3 构建多级协同、智能融合的交通网，实现“区域协同” 和“绿色出行”的发展愿景
在交通领域，为进一步满足人们近、中、远途不同出行场景需求及在各种交通方式间实现高效智能转换的需求，现有轨道交通网络体系应向多级协同、智能融合的方向发展。因此，交通领域的新型基础设施专项规划应包含两个方面的重点：
一是结合城市发展和出行需求预测，进一步完善各个层级的轨道交通网络体系；
二是完善相关体制机制，促进各个层级轨道线网之间的智能融合转换（图 5）。
图5 智能交通网设施体系
2.4 构建三级联动、提能提质的科创产业网，促进“创新驱动”和“高质发展”的经济转型
创新是全面践行国家五大新发展理念的首要要求。瞄准世界科技前沿，在产业发展领域，在关键共性技术、前沿引领技术方面取得重大突破，是实现经济转型与高质量发展的关键所在。因此，科创领域的新型基础设施专项规划的重点是构建能够驱动产业体系提能提质的科创空间与科创平台体系，为产业发展注入创新驱动的强大动能（图 6）。
图6 科创产业网设施体系
03
新型基础设施专项规划技术创新点
3.1 结合城市发展需求，科学预测设施规模需求
在大多数专项规划中，设施需求预测一般是通过对人均或地均服务标准的研究，再结合规划方案来推导设施规模需求。但是在新型基础设施专项规划中，部分设施由于与未来城市产业发展水平与需求密切相关，人均需求或地均需求的标准难以确定，需要转换预测思路。
以数据中心为例，数据中心的需求量与区域的产业结构、城市发展水平密切相关，不同城市对数据中心的需求有非常大的差别。从我国数据中心的建设现状来看，数据中心规模呈现出明显的向大城市集中的趋势，北京、上海及其周边地区的数据中心容量超过全国的一半（图 7）。
图7 各大城市及其周边区域数据中心容量占比排名现状
可见，数据中心规模与城市能级及信息化产业发展都密切相关。因此，应从城市未来发展的目标及数据存储运算类产业发展的目标出发，对数据中心规模需求进行科学预测。
在本次专项规划中，规划结合成都市发展定位，以及“数据存储运算能力进入全国前列”的行业发展目标，提出 2035 年数据中心容量在全国占比达到 10% 的建设目标。为科学预判未来发展趋势，规划通过趋势外推法预测 2035年全国数据中心规模。根据《数据白皮书（2019）》预测的数据中心规模增长趋势，我国的数据中心容量在 2025 年前将继续保持高速增长趋势，后续增速放缓，通过兼并、整合提升数据中心效率，满足发展需求。
因此，在 2020—2025 年，根据发展现状，按 12% 的增速进行趋势外推；远期参照美国数据中心建设的经验，按 6% 的年均增长率进行推算。预测到 2035 年，我国数据中心容量会达到 600 万个机架。按照成都市数据中心容量在全国占比达到 10% 的目标，预测成都市数据中心容量需求约为 60 万个机架。
3.2 考虑未来发展不确定性，合理设定规划年限
从对接国土空间总体规划的角度，专项规划的年限一般应与总体规划的年限保持一致，因此，新型基础设施专项规划中的大部分设施应将规划年限设定为 2035 年。
但由于新型基础设施迭代更新快、未来发展不确定性大的特点，部分新型基础设施也可以根据技术发展趋势灵活选择编制近期规划，以应对未来发展的不确定性。例如新能源电动车推广政策及电池蓄能技术发展，会对新能源汽车的推广、新能源汽车充电桩的需求产生极大影响。
根据相关统计数据，近五年成都市新能源汽车推广量与政府陆续出台的对新能源汽车的政策扶持力度高度相关。近十年来，随着新能源汽车电池的续航能力在 2016 年以后得到快速提升，新能源汽车的销量也出现明显提升。
因此，考虑到技术革新、政策导向和市场自身变动等因素均可能对新能源汽车充电桩点位布局有较大影响，未来不确定性较大，本次在专项规划中从保障近期需求同时为未来发展预留弹性的原则出发，提出针对目前可预见的近三年新能源汽车充电需求编制新能源汽车充电设施近期建设规划，未来结合政策和技术的变化再对规划内容作进一步滚动性修编。
3.3 从区域协同角度统筹布局重大基础设施
新型基础设施专项规划中涉及部分重大设施，其服务能力可辐射多个城市，同时其空间需求也相应较大，且有比较严格的选址限制条件，这类设施应从区域协同的角度结合周边城市进行统筹布局，并根据区域总体需求和建设适宜性分析确定最优选址。比较典型的是数据中心和特高压设施。
超大型数据中心的服务半径可达近百公里，服务可覆盖周边多个城市。参考数据中心的既有建设经验及相关规范，机架规模数达到 10 万个的超大型数据中心，其占地面积一般需要 60~70 hm2，且其用电需求达到百万千瓦级，需要为其专门配套建设 220 kV 的专用变电站，以提供电源保障。
参考北京、上海等城市的经验，特大城市均在积极推动与周边城市合作在一体化发展区域共建超大型数据中心，如北京与河北签订合作协议，在张家口共建数据中心；上海与江苏签订合作协议，在南通共建数据中心等。因此，在编制专项规划时，应从区域统筹的角度考虑超大型数据中心的选址布局，促进区域基础设施共建、共享以及一体化发展。
1 000 kV 特高压设施能够提供更高效、更稳定的电源保障，但同时其空间需求也较高，单个 1 000 kV 特高压变电站占地为 10~15 hm2，双回通道防护走廊须控制宽度在300 m 以上。且特高压设施对周边区域有电磁辐射及噪声影响，对选址也有较大限制，一般须避开城镇区域和重要的生态敏感区。应通过区域协同，根据区域城镇发展格局及生态保护格局确定特高压变电站站址及廊道的布局优选方案，避免设施建设对城镇发展和生态保护造成影响。
3.4 创新设施选址布局方法，科学布局有大量新增需求的新型基础设施
在本轮推进建设的新型基础设施中，有部分设施需要进行大量新增建设，其中最为典型的是 5G 基站。通信技术由 4G 升级到 5G，数据传输频率增大，基站的覆盖范围会相应变小，因此，5G 基站的规模需求将远大于 4G 基站。根据各家电信运营商的预测，5G 基站的密度为 4G 基站的3~4 倍，按此标准推算，城市 5G 基站站址的新增需求量一般会达到数万个。对于这类设施，首先须对布局标准、避让要求、用地优选顺序进行专门研究，形成统一的选址标准，并通过构建 GIS 选址模型实现规模化选址。
本次专项规划，首先是建立基站服务覆盖的蜂窝模型，根据不同类型用地 4G 基站的密度，结合对 5G 与 4G 基站覆盖密度的比值预测（图 8），推导 5G 基站的服务覆盖半径，并与国土空间总体规划的分区方案对接，形成适用于各类用途分区的布局标准（表 1）。
图8 单站六小区和单站三小区基站服务覆盖蜂窝模型
表1 5G 基站布局标准
其次，考虑 5G 通信基站存在电磁辐射，须考虑其邻避要求。对通信基础设施规划规范及其他相关规范中关于对 5G 通信基站的避让要求进行系统梳理，明确 5G 基站的用地避让清单（表 2）。
表2 5G 基站避让要求
同时，按照尊重既有规划、考虑协调成本和建设实施难度、优先选择少遮挡且覆盖范围广的点位，梳理出 5G 基站的用地选址优先级排序（图 9）。
图9 5G 基站选址优先级排序
在选址布局过程中，考虑 5G 基站规划点位较多，以GIS 平台辅助实现设施空间布局。按照基站覆盖蜂窝模型，构建基于 GIS 的新增通信基站站址选址模型，可实现按照基站服务半径标准、用地选址避让及用地优先级选择要求进行合理布局选址（图 10）。
图10 5G 基站新增站址自动选择模型
3.5 结合新型基础设施特点，合理制定近期建设计划
新型基础设施能够支撑多种未来新场景、新应用，可结合民众日常生活需求，基于新型基础设施的支撑体系，营造有吸引力的各类便民、利民的未来场景。
例如结合 5G新基建，挑选有条件的路段，打造车路协同试验区，以民众广泛接受的科技新热点—无人驾驶为依托，构建充满未来主义色彩的智慧交通场景；结合重大赛事，积极探索“5G+ 体育”应用，加速推进“5G+ 超高清视频”、智慧安防等技术应用场景；以 5G 为依托，创新文旅景观交互场景，打造融合现实景观的可进入、可参与式虚拟游憩乐园场景；以城市远郊旅游环线为试点，结合特色镇公共停车场配建公共充换电桩，打造新能源汽车远郊旅游智慧充电服务场景等。
因此，新型基础设施专项规划在制定近期建设计划时，可结合新型基础设施这一特点，梳理新型基础设施应用示范场景项目并纳入近期建设计划，以加深民众对新型基础设施作用的感知与理解，提升民众对新型基础设施建设工作的支持度。
同时，应注意 5G 基站、新能源汽车充电桩等新型基础设施建设需求量大，且建设方式灵活，可以采取地块内配建，与多种市政设施、街道家具合建等方式推进建设。这类设施通过跨部门、跨领域协同，与各类建设项目结合，统筹建设，是在短时期内实现大量建设并提升建设效率、避免重复施工的有效途径。
因此，新型基础设施专项规划应发挥跨部门、跨系统统筹功能，梳理市政类、交通类、旧城改造类、新区及重大设施建设类、公园建设类、产业功能区建设类等近期建设项目（图 11），按照统筹推进的思路制定近期建设计划，从而以最小的实施推进成本，让民众尽快享受到新型基础设施带来的生活便利。
图11 可与新型基础设施统筹建设的项目
04
结语
在新型基础设施建设过程中，空间规划应该发挥其战略前瞻、统筹协调的作用，保障新型基础设施建设有序实施。随着新型基础设施建设的不断推进，我们应注意到新型基础设施专项规划不同于传统专项规划的特性，从空间规划角度不断创新改进规划策略与方法，以适应技术进步背景下城市新的发展需求。
本文基于成都市编制实践，对新型基础设施专项规划编制要点进行了初步探索，更多规划思路与方法还有待结合新型基础设施规划实践作进一步深入研究。
作者
高菲 成都市规划设计研究院规划五所所长，正高级工程师
肖竹韵 成都市规划设计研究院规划五所项目负责人，工程师
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