新刊速览 | 《风景园林》2020-05 智慧城市设计与技术(全本双语)
《风景园林》2020-05 | 178 Vol.27
专题:智慧城市设计与技术
本期导览
刊首语
| 城市愿景与数字技术
郑曦
当代城市正面临着气候变化、公众健康安全等前所未有的问题,这对依靠高度专业化的规划设计手段来解决问题的常规做法带来了挑战。在这种情况下,需要创造性地将城市规划建设的传统学科与人工智能、大数据、区块链、深度学习等新技术方式融汇,构建富有想象力的城市未来图景,正如巴克敏斯特·富勒(Richard Buckminster Fuller)所说“预测未来最好的方法就是设计未来”。
城市是复杂的巨系统,基础设施体系是支撑其高效运转的技术载体,历次的技术进步都促进了城市文明发展。约2000年前罗马城修建了11条大型引水渠,水从不同的高度输入城内,除常规输水道外,还采用了虹吸管、隧洞和连拱支撑的渡槽技术。同时供给生活用水和遍布城市的浴场、公共卫生间、喷泉、水池和蓄水湖,完善的供水系统为城市的繁荣提供了有力支撑。我曾到塞哥维亚参观古罗马引水渠遗址,跨越河谷的渡槽高达几十米,分上下两层由花岗岩干砌而成,坚固异常。绵延的引水渠日夜不息地涌流入城,成为鲜活靓丽的景观。对引水渠有重要贡献的马可·维特鲁威(Marcus Vitruvius Pollio)在《建筑十书》(De Architectura)中多次提到引水渠的建造技术。这些充满了人类智慧的水利工程,川流千年,诉说着古罗马时代文明的辉煌。
专题:智慧城市设计与技术
| 迈向第四范式:智慧城市从高科技向人本科技的跨越
邬峻
摘要: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。
| 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
摘要:本研究系统地调查了“第四次工业革命”背景下大数据爆炸给传统研究范式带来的挑战和机遇。以荷兰智慧城市宜居性预测模型为例,引入数据密集型的“第四范式”新研究方法。首先从传统研究范式和宜居性研究现状出发,收集与人居环境宜居性相关的变量和可用的多源数据集。然后执行必要的数据清理、数据工程、数据特征提取方面的工作流程,使收集到的原始数据能够满足机器学习的基本要求。随后在机器学习的反复实验中,选用监督式机器学习关于多级目标预测的2个通用算法:多类别决策丛林和多类别决策森林,经过比选和优化得到最优算法。然后,将这种最优算法部署到云计算环境中生成智能预测工具箱,以监测和预先干预荷兰人居环境的宜居性。研究表明,与传统研究范式相比,尖端的人工智能技术和基于“第四范式”开发的新兴机器学习算法确实在知识发现、定量分析、知识快速更新和预测研究中具备独特优势。该范式在处理未来智慧城市中更大量、多样、精准、快速的研究数据集时将更加高效并更具创新前景。
关键词:大数据;第四范式;机器学习;宜居性;预测模型
第四范式
| 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
摘要:以阿姆斯特丹AMS研究所的研究、教育和项目的组合为基础。AMS研究所是一个由代尔夫特理工大学(Delft University of Technology, TUD)、波士顿麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology, MIT)和瓦赫宁根大学(Wageningen University and Research, WUR)发起的跨学科知识机构。在AMS研究所,大都市解决方案是对城市可持续性和生活质量挑战的回应,同时以“四螺旋”的平衡方式将该领域最聪明的人才汇聚在一起,为大都市解决方案提供创新。这些创新在城市中的试点项目和实验中进行测试和演示,并将对市民的生活产生积极影响。将解释说明AMS研究所的“生活实验室”(living lab)的工作方式、所解决的挑战以及当前开发的一些项目(解决方案)。以期在城市领域中高度创新的项目上建立中荷对等的知识交流与合作,来应对我们面临的巨大挑战。
关键词:城市设计;可持续;公正;宜居性;生活实验室
“三级跳类比”示意图
| 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
摘要:未来城市基金会(Future City Foundation)和26个合作伙伴致力于研究如何设计智慧城市。该组织网络假定城市设计及其产物正在发生根本性的变化,就像其他行业一样;并试图了解智慧城市的运行机理、未来机遇及风险。研究结果如《智慧城市,我们要这样做——互联、灵活且有意义:打造真正的未来城市》一书所示,重点关注智慧城市设计的4个设计原则:追求一个可持续发展和民主的城市;在其中以智能网络的方式进行设计;设计具有灵活性;进行有意义的设计。
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
嗅探器自行车(荷兰Civity和Sodaq公司会同乌得勒支省和荷兰公共健康和环境研究院开发的一个项目)是一种安装在自行车上的传感器。这使地方当局可以了解空气质量、道路情况和自行车路线。数据通过开放数据实现平台共享。该传感器可实时测量温度、湿度、颗粒物(PM1、PM2.5和PM10),挥发性有机化合物和路面震动情况。此图显示了2020 年1月19日在荷兰乌得勒支周围道路上PM2.5的数值。在乌得勒支地区,有500辆自行车安装了传感器
|“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
摘要: 第三届联合国住房和城市可持续发展大会(人居三大会)的《新城市议程》为实现可持续发展目标进行了“范式转变”。但是,对“安全、韧性、可持续和包容城市”的新呼吁仍然依赖指标等旧方法论工具、智慧城市等技术管理解决方案和无效的生态现代化范式的体制框架。在这个旧框架内追求新的城市范式只能起到类似免疫的作用:它为公民和环境接种“疫苗”,以便他们将来可以承受更大的不平等和退化风险;它参与解决全球社会—环境不平等问题,但收效甚微。诚然,现在全世界越来越多的社区拒绝接受这些免疫学方法。相反,他们打破了路径依赖性,并建立了获得住房、医疗保健及卫生设施等的有效替代方法。真正的智能解决方案和真正的社会革新不在建立共识的行为中,而在这些持异议的做法中,它是能够反映什么问题才是迫切需要被解决的活指标。
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
| 自下而上建设智慧城市
著:(荷兰)维尼·马斯 译:温雯 胡一可
摘要:目前,智慧城市的创新始终由科技公司主导,鼓励创造革新技术,让居民被动消费而非主动创造。为扭转这一局面,笔者研究了一种通过软件来运转的替代模式,对技术连接城市涉及的规划法规、经济运作、实体结构进行编码,并允许公民(甚至那些技术能力有限的公民)参与智慧城市的建设。这些软件是在MVRDV的维尼·马斯(Winy Maas)和研究机构“The Why Factory”的引导下开发的,演示了智慧城市将如何从政府和科技公司创造的自上而下的单一产品,转变为由智慧市民通过不懈努力主导的自下而上的智慧城市新产物。
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
“垂直村庄”软件的屏幕截图,显示了在不同设置下所呈现的“垂直村庄”的不同元素(太阳光锥、日光锥、进出路线、边界框和房屋)
| 智慧城市中的风设计
著:(比利时)艾瑞克·特里 译:徐琴
摘要:随着城市密度变大,越来越多高层建筑的出现导致了步行高度上风速的增加,降低了行人舒适感和整个社区环境的吸引力。城市内的平均气温同样随着城市密度的增加而升高,难以降低的温度导致死亡率的提升。可以通过增强街道通风和散热等方式给城市降温,从而缓解这类问题。Actiflow对政府部门的建议为:1)在评估风对所在城市的影响时,须同时考虑其他因素;2)确定城市中的关键区域,设想如何应对其所面临的挑战;3)确定需要达到的品质标准;4)将大尺度上的解决方案及品质要求转化为实际操作导则。
一般来说,城市环境下的风参数评估技术有3种:实景测量、风洞实验和CFD计算机模拟(也称CFD或计算机流体力学)。对于城市中完整的风参数评估来说,实景测量并不是最佳选择,而CFD与风洞实验相比的主要优点为:1)能将整个风场可视化,而不仅是安装了传感器的离散点;2)即使是阳台或其他私人区域周边细微的空气流动都可被研究。CFD的最大缺点在于当模拟风的动态特征发生时(例如狂风等情况),就会由于计算量太大而变得非常困难。
荷兰NEN8100标准描述了2种评估步行环境风舒适度的方法:风洞实验以及CFD计算机模拟。Actiflow基于这项标准在风参数评估领域积累了相当丰富的经验,其中一个案例便是阿姆斯特丹附近的Amstel III区域。Actiflow向市政府提供了在公共场所缓解风障碍和危险的可行措施,并为该地区的房地产开发商们制定了详细的导则。
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
指示风向的流线图
| 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
摘要:时至今日,建筑师和设计师倾向于在小规模范围内讨论一些未证实的概念和解决方案——普遍以展亭等小型建筑的形式来表达一些创新的概念和想法,也许有一天这些想法会在某些问题中派上用场。但是面对实际生活和急迫的挑战,已经没有时间再提出模糊的概念和乌托邦式的提案了。建筑师和城市设计师现在需要去设计和开发可落地的解决方案来面对当今的挑战,提高城市生活的质量。不过,为了达成和评估预期的结果,动态、创新的实验场地不可或缺,以保证设计师和规划师可以在实践中获得经验。以近期的Brainport智慧街区项目为例,介绍在真实生活中进行实验的整体解决方案,来应对建成环境中的挑战。
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
BSD 位于荷兰埃因霍温附近的赫尔蒙德市,该市以其设计的创新性而闻名。BSD的目标是在真实生活环境中监测新的生活方式
| 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
摘要:公园是城市绿地系统的重要组成部分,近年来其在城市中的重要性日益凸显。通过分析当前公园存在的管理精细化程度偏低、游客游憩体验不佳等问题,研究探索智慧公园的建设理念和技术框架,并提出其核心框架——智慧综合信息平台、智慧管理系统和智慧服务系统,其中智慧管理系统包括智慧生态监测、智慧管养、能耗管理、智慧安防等,智慧服务系统包括智慧导览、景观互动设施、智慧健身设施、智慧服务设施等方面。以北京海淀公园智慧化改造为例,结合智慧公园核心框架的3个层面,探讨智慧化技术在城市公园中的具体实践途径和应用场景,旨在为未来智慧公园的建设提供参考和借鉴。
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
智慧城市与智慧公园关系
| 绿色雨水设施的在线监测系统设计
周怀宇 刘海龙*
摘要: 智慧城市中,物联网技术正逐步改变风景园林师的设计方式。针对中小尺度绿色雨水设施(green stormwater infrastructure, GSI)监测设计的技术问题,从风景园林学科视角探讨在线监测的指标、方法及系统原型。重点阐述了一种基于水量平衡的绿色雨水设施出入流计算及监测方法。针对不同GSI流域开放/封闭、下渗/不可下渗及有无稳定水体的情景,提出了3种传感设计原型,为风景园林师开展相关监测提供了初步指南。进一步介绍典型的物联网数据传输方案并指出:在线监测系统的搭建是通过较小的空间干预,来实现虚拟数据空间与实体空间的融合。
关键词:物联网;无线传感网络;雨洪管理;在线监测;智慧城市
GSI在线监测项目
| 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
摘要:关于日照朝向和城市形态的话题既是永恒的,又是应景的。“生态都市主义”的论述和实践将我们的注意力吸引到与水文网络和生态功能相关的主题。而阳光都市主义提议通过回到日照性能这一话题来修订和扩展当下生态都市主义的议程。在最近的项目中,许多领先的建筑师和城市主义者根据日照朝向提出了城市秩序的新形式。在许多此类项目中,设计师将城市形态与复杂而矛盾的日照性能经济联系在一起。日照朝向和社会秩序、公共卫生和政治经济学等主题是许多现代规划师及其项目面临的基本问题。随着现代规划的崩溃,基于纬度和日照公平性的城市秩序单一模型已被受市场驱动的城市化新自由主义模型所取代。笔者重返城市秩序这一古老议题,并通过一系列规划政策和先例展示其潜力。不论经纬度如何,在许多文化中,晒太阳被公认为是一项古老而不可侵犯的权利。笔者重新考虑了与社会公平相关的日照获取,继而考察了源于资本积累的建筑形态与基于环境共识的采光需求之间的矛盾关系。20世纪70年代的能源危机和经济冲击引发了建筑和城市主义的一系列实验性的、反文化的实践。当前的环境危机包括对于零碳政策的应对,并将其操作规模推广到了城市形态的尺度。拉尔夫·诺尔斯(Ralph Knowles)的“日照包络体”(solar envelope)概念提出了一种设计工具,该工具预示了当代对设计参数化和关系化建模的兴趣。包络体提供了一种预测形态,从而将城市形态与日照性能相互关联。过去10年的技术发展带来了意想不到的精确度和反馈程度,也许能为这一有着半个世纪历史的创意注入新的可能。本研究从概念及预测角度出发,分析了当代计算机几何模型对该设计模式所带来的变革。
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
未建成的曼哈顿,2016年
访谈
| 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
采访:张诗阳
摘要: 耿百利教授有着风景园林与计算机科学的双重学术背景,他曾在美国多所高校任教,并开展了大量计算机科学与风景园林领域相结合的研究、教学与实践。目前他主要关注混合生态系统、响应式景观、设计可视化等领域。耿百利认为计算机不仅应该帮助我们了解自然与环境过程的运转模式,同时也应与环境进行直接互动。同时,他谈到了第三类智能的概念,他认为这类智能在短期内将提供一种新的方式来帮助我们思考景观的形式与模式,而在长期视野下,则将帮助我们理解景观形式的内涵,提供维持或创造新生态系统的策略。此外,他谈到风景园林计算机教育不应仅关注工具的应用,更应该借助学生去理解计算机技术在风景园林不同领域的应用方式,并利用数字方法来理解景观和自然。
关键词:计算机科学;风景园林;混合生态系统;响应式景观;数字模型
混合土壤景观
作品
| 智慧城市始于智慧设计
著:(美)保罗·施拉波贝斯基 (美)丹尼斯·帕普斯 译:陈崇贤
摘要:在智慧城市设计的各个领域中,科技最受关注,而空间设计最不受关注。但从城市建设的角度来看,现实应该正好相反。成功的智慧城市首先需要从根本上保持大城市始终具有的基本特质,它们必须是可以反复记录人类生活复杂性和多样性的载体。当前城市中的智能化数字网络必不可少,也应该加以整合,但我们更应该重点关注卓越的实际城市场所营造。目前,多伦多可能是全球最受瞩目的智慧城市创意试验场,基于此,主要详细介绍Sasaki事务所在多伦多大都市区设计的2个案例研究。
关键词:智慧城市;智慧设计;科技;场所营造;生活质量;福祉;可持续;气候变化;都市主义;城市规划;城市设计;Sasaki事务所
湖景村面向安大略湖的俯视图
| 张江艺术公园
West 8 城市规划与景观设计事务所
张江艺术公园原来是2座比邻的公园,建于不同年代、风格各异,沿碧波路一南一北排列。北侧较为开敞,南侧林木密集。张江当代艺术馆位于南侧公园中心,多年来积攒了众多优秀的当代雕塑作品,堆聚放置在南侧公园有限的室外空间中。
总体规划鸟瞰
竞赛
| 首届北京国际花园节大学生花园(花境)设计竞赛
竞赛采取邀请赛的组织形式,2020年1月6日向清华大学、北京林业大学、中国农业大学、华中农业大学、浙江农林大学 5 所国内院校发出邀请。经过初评和终评,最终花园和花境设计作品分别诞生大奖 2 名,金奖 3 名,银奖 8 名,优秀奖 12 名,共计 50 个奖项。同时,美国弗吉尼亚大学和马来西亚博特拉大学受邀参赛,最终分别提交两份花园设计作品,获得佳作奖(国际)。
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花园设计大奖
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花境设计大奖
本期引文格式
2020/05
[1] 郑曦.城市愿景与数字技术[J].风景园林,2020,27(5):4-5.
[2] 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[J].风景园林,2020,27(5):11-29.
[3] 阿扬·范提默伦,沈锋.荷兰视角下的迈向可持续、公正及宜居的智慧城市[J].风景园林,2020,27(5):30-40.
[4] 简-威廉·维斯林克,孟宁.互联、灵活且意义非凡:设计智慧城市的正确方式[J].风景园林,2020,27(5):41-51.
[5] 玛利亚·凯卡,宋岩,陈崇贤.“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[J].风景园林,2020,27(5):52-58.
[6] 维尼·马斯,温雯,胡一可.自下而上建设智慧城市[J].风景园林,2020,27(5):59-63.
[7] 艾瑞克·特里,徐琴.智慧城市中的风设计[J].风景园林,2020,27(5):64-70.
[8] 本·范伯克尔,张博雅. Brainport智慧街区:应对未来生活的荷兰创新举措[J].风景园林,2020,27(5):71-77.
[9] 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[J].风景园林,2020,27(5):78-87.
[10] 周怀宇,刘海龙.绿色雨水设施的在线监测系统设计[J].风景园林,2020,27(5):88-97.
[11] 查尔斯·瓦尔德海姆,邬峻,张博雅.走向“新的”阳光都市主义[J].风景园林,2020,27(5):98-104.
[12] 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[J].风景园林,2020,27(5):105-109.
[13] 保罗·施拉波贝斯基,丹尼斯·帕普斯,陈崇贤.智慧城市始于智慧设计[J].风景园林,2020,27(5):110-116.
[14] West 8 城市规划与景观设计事务所.张江艺术公园[J].风景园林,2020,27(5):117-120.
相关链接:
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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)
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微信编辑 刘芝若
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