上周,全球顶尖的科技盛会——「2020云栖大会」落下帷幕。今年的云栖大会毫无意外地再一次将目标人群面向了整个社会——“数智未来,全速重构”,全方位展示数字新科技、新产业、新物种。


 


 

会上阿里巴巴发布了第一台云电脑“无影”和第一款物流机器人“小蛮驴”,将云的变革带入终端。阿里云智能总裁张建锋宣布阿里云进入2.0时代,即利用飞天云平台+数字原生操作系统,构建一个“万物皆可云的时代”,真正迈入数字化社会。


 

当五十年前香农提出著名的“香农定律”和摩尔提出著名的“摩尔定律”之后,几十年后的今天整个信息科技行业都接近了这两个定律的物理极限。如何在“后香农”和“后摩尔”时代在整个行业找到突破点,就成为了当前整个信息科技行业最为迫切的问题。而面对问题,此次阿里提出的解决方案就是”无影“——全球首款”云电脑“。


 


 

这款在网上引起热议的新物种与传统电脑不同的是,“无影”的整个基建都在“云”上。对于用户而言,只需要一个显示屏和一个操作硬件(键盘,鼠标)即可,剩下的所有传统硬件比如显卡,CPU等全部“搬进云端”,用户只需要在需要时打开自己的“云终端”,即可随时使用性能远超传统电脑的超级“云电脑”。可以预见的是,“无影”的发布很有可能彻底引爆“后香农”时代,引领一场由“云电脑”开启的“核爆”。


 

阿里云研究中心于“云栖大会”上发布的《动态数据增强未来城市设计倡议》白皮书,成为本届云栖大会的另一大亮点。


 


 

影响百万人的城市规划,往往依赖十年一次的人口普查和百中选一的问卷反馈,权威判断和创意想象填补空白。


 

近年,数字技术的爆发式增长,让我们得以通过城市动态数据全局了解人们的集体行为,作出惠泽数百万人的早期决策,并使在落地、运营中持续微调成为可能。


 

本白皮书旨在探讨城市规划和设计行业如何善用前沿数字技术和泛在城市数据,通过革新规划方法和构建数字基础设施等举措,全面提升规划工作的效率和效果,并达至弹性发展和以人为本等终极目标。


 

《白皮书》主要探讨了数字经济时代的城市规划、城市构建数据基础设施的重要性、基于动态数据增强规划的革新倡议、动态数据增强规划应用场景。以下是《白皮书》的部分节选的亮点内容。


 

 


 

数字和传统基础设施结合创造价值 
 


 

为把握数据智能带来的机遇,本白皮书倡议未来的城市规划设计围绕“规运合一”、“敏捷规划”、“众筹规划”与“数字总体规划”四个方面进行数字革新。


 

长年以来,城市规划和设计工作者依赖团队经验、场地调研和规划原理来编制影响百万人口和千亿建设的方案,能掌握的数据往往只有数个小时的交通峰值记录、十年一次的人口普查数据和百中选一的采样问卷反馈。权威判断和创意想象补足了规划技术的空白。


 


 

近年,数字技术的高速发展颠覆了一个又一个的传统行业。物联网和移动互联等新技术的应用带来了城市动态数据的爆发式增长,“没数据”已不能成为无法全面和客观理解城市的借口,人类首次有了从“上苍的视点”俯瞰城市活动的可能性。然而犹如埋藏在地下深处的原油,城市数据的存在不等于可用,需要经过有系统的钻探、开采、输送、提炼、储存以及发动机的量身定制才能焕发其能量。


 

城市的动态数据是描绘城市内部各种“流动”信息的数据,相较于规划行业使用的常规数据,其优势在于来源多样、样本量大、不断更新、收集速度快、能够捕捉人口行为,最终有助于形成及时的、循证的、定量的和以人为本的城市规划方案。此外,动态数据的收集和分析能够深度剖析城市系统的复杂性,并使规划人员能够评估城市决策的连锁效应。


 


 

城市规划是对城市资源的分配管理,随着信息科技的不断发展,数字世界将进一步与物理世界相互融合,数字总体规划将成为城市规划不可或缺的一部分,城市产生的动态数据也将成为非传统的规划资源。而这些动态数据能基于数字基础设施,帮助建立起物理城市的数字孪生,以完善数字总体规划、更合理地分配城市资源并提升市民生活质量。


 

“规运合一”指在规划阶段的评估方法尽量反映运营阶段的绩效指标,通过梳理使用群体的真实需求,反推出这类规划所需要的数据与规划方法。这一理念能够帮助规划在合适的情况下直接将人群的需求作为规划决策的基础,并能够保障前期对数据规划投资的可行性。为实现上述目标,活动信息模型(Activity Information Modelling, AIM)需要被建立起来。AIM指的是在数字物理空间环境中,结合实时人群活动或环境数据采样,通过分析与预测人口活动或环境质量的情况,同时为城市规划、建设与运营提供数据和信息。


 

“敏捷规划”提供了在运营阶段微调原始规划方案或规范的可能性,以感知-体检-预警-调整的机制,容许规划设计和参数在一定范围按城市运营的实际绩效调整,而非等待规划过时才进行过程冗长的大幅度修改。要实践这一理念,在早期规划阶段需要有意识地在合理的范围内设置规划区间,以应对潜在的后期变更需求。同时,借助动态数据与信息技术的作用,规划系统能够自动收集相关数据,在经过分析与处理后,对超出预期的建设状况提出警告并建议规划调整方向。


 


 

“众筹规划”指通过集合多方提供的城市数据、咨询和意见,为城市规划作出更精准和符合实际需要的决策。众筹规划的新信息来源可以粗略分为三类:由于政府治理透明化而发布的非敏感城市数据;企业与社会团体公开收集到的城市数据;与市民和社会团体通过主动上传共享信息、问题报告、兴趣点评价与被动征询意见的城市数据。但多元化的城市信息来源会导致数据收集接口和数据格式的差异巨大。因此,数据的准确性会变得难以控制。其次,数据涉及的个人隐私问题也不可忽视,本白皮书建议通过城市数据信托(Urban Data Trust)的方式,确保数据准确性并维护市民隐私,保障众筹规划这一理念的实践。


 


 

“数字总体规划”是满足前三个倡议的前提。规运合一、敏捷规划与众筹规划是基于动态数据增强城市设计的假设,并以动态数据为基石,因此需要对其进行规划才能确保数据能被畅通、综合和持续地运用到规划中。同时,城市规划和设计方案需要预留出城市规划数据的收集、处理、计算及规划的基础设施位置和空间。数字总体规划是对海量城市数据的管理、整合与应用的准备工作,它将成为未来城市规划中不可或缺的部分。


 

 


 

动态数据及其优势


 

随着虚拟技术的发展,城市数据量以几何速度增长。线上活动在不停产生数据,线下活动在移动支付等手段普及后也开始产生大量可用数据。全球数据爆炸式增长,数据总量每年增长50%,并且这个趋势将保持下去:据互联网数据中心(Internet Data Center, IDC)预测,预计2020年全球数据总量将达到44ZB。


 

城市动态数据是描绘城市运动的数据,它既是活动的记录,也是信息的传递记录。城市动态数据量随着5G技术的飞跃发展,在人们每迈出一个步伐,每留下一个网络印记时也在迅速膨胀。下图将本报告关注的城市动态数据按照数据来源、动态数据与动态主体三个类别作出梳理。


 


 

动态数据较统计年鉴等传统规划数据有着显著的优势。随着5G技术的发展,网络数据量也将迅速膨胀,这使得更多来源广、样本量大、时效性强的数据能够被产生并获取;而这些多元化的数据通过捕捉市民的活动与偏好,使对实际人群需求的量化分析变得可能,为修正根据经验值的规划方法提供理据。不同来源动态数据的综合也需要多部门、多行业数据之间的联通,这也形成了“多规合一”的统一数据基础。


 


 


 

数据基础设施和传统基础设施深度融合


 

中国的城市正在迅速地发生着变化,许多公共服务已经实现了“一次都不用跑”,市民在手机上动动手指就可以交水、电、煤气费,在手机上刷下脸就完成驾驶证等证件的换领。在杭州,城市大脑的“一键护航”功能能够为救护车开辟一条智能的绿色通道,一路绿灯为患者抢夺救命时间。而这变化的背后,都离不开信息在城市里的流动。


 


 

城市信息指的是通过集合多方提供的城市数据、资讯和意见,进行梳理并筛选出有效的、具有意义的信息。今天城市的组成部分,除了例如地下管网,公共区域、道路和建筑等摸得着的传统基础设施,还有看不见摸不着的城市信息与数字基础设施发挥着巨大的作用。城市信息作为城市数据的有效集合,为城市决策提供了循证支持,而数字基础设施通过数据的流动和算法的预测,提升城市的物理资源配置的效率,将资源更加个性化和主动地配置给需要的市民,从而提升人们的居住体验和城市的管理效率。未来城市将会是数字基础设施和传统基础设施深度融合的复杂系统,数字基础设施会成为城市不可或缺、至关重要的一部分。


 


 

未来城市是数据基础设施和传统基础设施深度融合


 


 


 

四大倡议支撑动态数据在城市规划的应用


 

基于城市动态数据对城市规划设计工作可预见的价值和重要性,本文倡议未来的城市规划设计围绕规运合一、敏捷规划、众筹规划与数字总体规划四个方面进行数字革新。


 

倡议一:规运合一


 

规运合一指在规划阶段的设计评估方法尽量反映运营阶段的绩效指标,通过梳理使用群体的真实需求,反推出这类规划所需要的数据与规划方法。有别于以往的规范性规划(prescriptive planning),它是基于城市生活体验感与市民需求的绩效性规划(performance-based planning)。


 

澳大利亚墨尔本地铁线路延长规划

Transport for Victoria(TfV)作为墨尔本地铁部门,希望研究延长线路对当地出行偏好的影响。通过由奥雅纳研究发布的Mobility Mosaic软件,收集到了海量的数据和反馈。在这些数据基础上,TfV了解到了当地的通勤发生区、自驾通勤原因并描绘出了城市多中心的通勤关联性。这些反馈帮助TfV明确了地铁线路延长的各个方案对当地行为产生的影响与其中潜在的风险,并为规划方案提供了行为数据以支撑决策。


 


 

Mobility Mosaic通过五个步骤帮助推动了此项研究。首先,项目立项明确研究目标、签署相关保密协议并制定调研问题;利用软件收集出行的定量与定性数据;在分析阶段,将收集到的定量数据转换成可追踪的行程记录,结合统计学与机器学习技术推断出行偏好;并通过对部分调查人群进行访问,深入了解出行偏好以及原因;最后,综合收集到的所有信息与数据,为TfV制定具有可行性的策略以解决复杂的行为偏好问题。


 

倡议二:敏捷规划


 

传统规划具有滞后性,由于在行政审批与技术上耗时较多,当外部条件发生变动时,原有规划方案未必能满足新的需求。敏捷规划指以感知-体检-预警-调整的机制,容许规划设计和参数在一定范围按城市运营的实际绩效调整,而非等待规划过时才进行过程冗长的大幅修改。


 

伦敦弹性路面研究

敏捷规划能够赋予空间“弹性”属性。奥雅纳在2018年发表了弹性路面研究报告(Road for the future: FlexKerbs),提出了根据实时车流与驾驶模式比例,改变路面固定装置(例如路肩与行道树)以拓宽可使用的道路空间,在不同时段作为不同用途使用。譬如在高峰时段通过升降路肩等方式,将此段路面在早上充作自行车道,在午餐时段抬高充当行人广场,或在夜间时段成为无人驾驶物流的行车道与货物装载区。这一概念设计已经入围国家基础设施委员会(National Infrastructure Commission)举办的未来之路竞赛。


 


 

可变车道可运用在潮汐车道设计中。当下较为常见的潮汐车道做法,是使用不设固定的道路指示方向、提供可变信号灯以及拉链路障车等。在动态数据的帮助下,可以对道路拥堵情况进行预测并通过可移动装置提前应对道路拥堵。这要求在规划阶段借助历史数据与算法,辨认出容易产生潮汐流量的路段,并在此类路段整合道路绿化、路肩以及街道家具等固定装置以便释放足够的道路空间。


 

倡议三:众筹规划


 

众筹规划指通过集合城市信息,为城市规划作出更精准和符合实际需要的决策。


 

共享出行信息报告

美国马萨诸塞州相关律法要求共享出行公司(Transportation network companies-TNCs)需要向政府提供共享出行数据。在2018年,TNCs已经提供了81,300,000例出行数据,相较于2017年多出约25%。而这些数据则被整理公开,列出了共享出行的起始信息、移动速度、换乘数据以及用户数量等信息,为交通规划提供了更多数据支撑。


 


 

众筹规划需要政府作为主导者和引导者,并合作建立起城市数据信托的角色,通过建立制度与法规,以鼓励、奖励和建立互信等多种方法建立起第三方数据共享和应用制度。此外,由于城市数据种类众多并数量庞大,须基于数据的最终城市规划和运营应用情景来反推所需收集的数据,以确保资源运用在最有价值的部分。


 

倡议四:数字总体规划


 

数字总体规划是基于城市数据的新规划方式的顶层设计,是实践规运合一、敏捷规划与众筹规划等理念背景的框架。数字总体规划必不可少,而数字孪生为实现上述目标提供了技术方法,数字基础设施则成为了落实数字总体规划的平台与工具。


 

雄安新区数字规划平台

雄安新区在建设物理空间的同时也对数字城市进行了规划,探索一种新的城市成长方式:在实体城市建设的同时,还要同步建成一座全时空感知、全要素联动、全周期迭代的虚拟城市。


 

2019年9月,雄安新区规划建设BIM管理平台(一期)启动建设,这一平台将实现对雄安新区生长全过程的记录与管控,为新区建设绿色智慧城市打下坚实的基础。规划建设BIM管理平台(一期)包括数据层、应用支撑层、应用层,覆盖现状空间、总体规划、详细规划、设计方案、工程施工、工程竣工六大环节的展示、查询、交互、审批、决策等服务。


 


 

除建设平台外,新区还将深入挖掘地理信息系统和建筑信息模型的应用深度,充分发挥雄安新区规划建设BIM管理平台(一期)的效用,协同相关单位研究编制覆盖规划、建筑、市政和地质四个专业的《数字雄安规划建设管理数据标准》。

 


 


 

涵盖数字基础设施和数字孪生的城市数字总体规划架构


 

城市数字基础设施是由物联网、云计算、大数据、人工智能等数据智能科技构建起来的数据智能技术综合体,城市真实活动实时产生的动态数据,利用智能的算法来把城市资源分配给最需要的人群和场景,提升城市物理资源利用效率。城市的数字基础设施自下而上可以划分为数据采集层、数据传输层、计算层、数据汇聚层、通用算法层、应用支撑层和智能应用层七层的架构。


 


 

真正意义的智慧城市将融合数字基础设施和传统基础设施,而城市大脑就是数字基础设施的核心部分,就像是城市的数据智能操作系统,利用实时和全量的城市数据资源全局优化城市公共资源。在互联网+政务服务、城市的精细化治理、公共安全、交通等不同领域,城市大脑已经为越来越多的城市创造数据价值。


 


 

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