谋定研究智慧城市空间规划-经信研究：基于可持续发展目标

中国经济和信息化网 新闻中国采编网 中国新闻采编网 谋定研究中国智库网 经信研究 国研智库 国情讲坛 万赢信采编~“随着新一代信息技术、物联网、云计算等技术的深入发展和广泛应用，智慧城市越来越成为城市建设和规划关注的重点话题。”谋定研究：对话中国经济和信息化，中国经济和信息化研究中心主任、中国经信研究国研智库主任、中国经信研究国情讲坛主持人万祥军对记者表示：在分析智慧城市发展背景、概念内涵、建设状况的基础上，从智慧城市建设层次和可持续发展目标的角度，阐述智慧城市与可持续发展的关系。

万祥军说：“从生命有机体的视角分析智慧城市的空间组织，基于技术、社会经济、管理、空间等要素相互作用的新空间范式，进行智慧城市空间组织。”他表明：通过城市智能应用系统建设，将智慧发展理念融入城市规划体系，解决城市化发展的关键性问题，建设健康、宜居、生态、可持续发展的城市空间。

关键词：可持续发展，智慧城市，空间组织，智慧城市规划以资源、能源的大量投入为主要特征的工业革命，促进了城市工业经济发展和人口快速集聚，加速推进了城市化发展进程，但同时也带来资源短缺、环境污染、生态破坏、交通拥堵、公共安全等“城市病”，影响城市化发展的质量。为了应对快速城市化发展过程中出现的“城市病”问题，“精明增长”、“集约发展”等城市发展理念不断被提出。2008年全球金融危机之后，为促进城市社会经济转型发展，2009年IBM公司提出智慧城市的概念，旨在通过一系列信息化、智能化的手段，促进城市交通、医疗、环保等方面的智慧化发展，通过技术手段来解决城市可持续发展的要求。

对于“智慧城市”概念和内涵的解释，主要集中在两个方面：一是通过政策引导城市集约、紧凑、高效发展。2000年，美国提出“精明增长”（smart growth）概念，并以此为原则指导城市规划建设（Pollard，2000）。欧盟一直致力于在推动区域和城市发展过程中融入智慧发展理念。同时，强调知识创新作为城市发展的动力，尤其是信息和通信技术（information and communication technology）对城市经济和社会文化的智慧化影响。二是强调信息技术对城市功能的作用。这种视角的分析认为，信息技术的变革和进步，带来新的城市形态出现，第三次科技革命、信息技术和互联网发展带动了“数字城市”、“信息城市”等城市组织形式的出现。

近年来，新一代信息技术、物联网、云计算等技术的广泛应用，促进了信息时代的城市形态向智慧城市建设转变。对智慧城市两个方面解释的视角不同，前者强调通过城市土地利用节约、资源利用效率提高来实现城市的可持续发展，后者强调信息技术在城市系统建设、城市功能提升的重大作用。本研究综合上述两种观点，将“智慧城市”界定为：以技术创新、资源节约和可持续发展为目标，将智能技术与城市设施建设、居民活动、城市空间相结合，形成满足居民生产生活的智能基础设施、智慧公共服务和智慧产业等智慧应用功能，以及融入智慧发展理念的城市空间结构[1]。

随着信息和智能技术的深入发展，智慧城市逐渐成为全球城市建设的热点，欧洲的阿姆斯特丹、巴黎、巴塞罗那，美国的迪比克，亚洲的新加坡、首尔、釜山、仁川等城市相继提出了智慧城市建设目标，重点从智慧经济发展、智慧基础设施建设、智慧公共服务与社会管理等方面进行建设。

与此同时，智慧城市建设在中国也得到了极大的关注，北京、深圳、广州、杭州等城市在国民经济和社会发展“十二五”规划中提出建设智慧城市，上海、宁波、武汉等城市在国内较早编制了“智慧城市建设行动规划”，这些城市试图通过新一代信息技术和物联网发展，推动城市信息化建设和经济社会发展转型。

2012年底，住房和城乡建设部在全国开展智慧城市建设的试点，并先后确定193个试点城市，旨在通过技术创新来促进新型城镇化发展。国家新型城镇化规划（2014～2020）中提出推进智慧城市建设，全面提升城市内在品质。但从目前中国智慧城市规划建设来看，仍以城市信息化建设为主，忽视智慧城市建设的顶层设计和空间整体规划控制，部门整合程度较低，重复建设和资源浪费现象较严重。

因此，本文基于信息技术、互联网和物联网等智能技术发展，从技术、社会、经济、制度和空间一体化协同发展的角度，探讨智慧城市空间组织和规划建设。试图通过智慧化的城市基础设施建设和城市功能营造，提升城市空间效率、节约能源资源、改善城市环境、提高居民生活质量，来实现城市社会经济发展转型和健康城镇化发展。

1 智慧城市与可持续发展智慧城市是把新一代信息技术充分运用在城市的各行业、各领域的基于知识社会下一代创新的城市信息化高级形态。智慧城市基于物联网、云计算等新一代信息技术以及维基、社交网络、FabLab、LivingLab、综合集成法等工具和方法的应用，营造有利于创新涌现的生态。利用信息和通信技术（ICT）令城市生活更加智能，高效利用资源，带来成本和能源的节约，改进服务和生活质量，减少对环境的影响，支持创新和低碳经济。

实现智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民、以人为本的持续创新，完成从数字城市向智慧城市的跃升[2]。Caragliu等指出，智慧城市将对智力和社会资本、包含传统交通和现代信息通信技术的基础设施的投入作为支撑经济可持续增长的动力，并通过参与式治理对上述资本及自然资源进行智能化管理，进而实现高质量的宜居生活[3]。国外学者普遍认为智慧城市包括智慧经济、智慧人群、智慧生活、智慧管理、智慧基础设施和智慧环境等方面内容[4，5]，智慧城市建设也重点围绕这几个方面展开。

智慧城市建设有助于从技术、经济、社会、管理、空间等不同角度实现城市的可持续发展。“智慧城市”总体上是作为一个包含人、企业、政府、社会和环境等所有现代城市生产要素的战略概念被推出的，体现了信息通信技术、社会和环境资本对于增强城市竞争力的日益重要性，致力于实现城市的经济、社会、环境的和谐可持续发展[6]。智慧城市建设可以从以下几个维度体现可持续发展：

（1）智慧城市建设可以满足可持续发展的技术创新。通过新一代信息技术以及物联网、互联网、云计算等技术的集成和应用，进行“三网融合”、大数据平台建设，形成智慧城市创新技术支撑系统。

（2）智能应用和智慧经济发展可以提升社会服务效率、促进生态、低碳经济发展。依托智慧城市的创新技术支撑系统，提高城市基础设施和社会服务的智能化水平，有利于提高城市基础设施的管理水平、降低能源资源消耗、改善生态环境质量，有利于提高社会的整体服务质量、效率，通过效率提升来节约能源，引导城市更加生态低碳发展。

（3）通过技术创新来提高城市智慧管理水平，实现社会管理、社会运行成本的节约，从而提升整个社会的可持续发展水平。

（4）智慧空间的建设可以实现城市不同功能区的统筹和协同发展，优化整体城市空间的功能结构，实现空间的可持续发展。利用物联网、互联网技术，实现人、空间、生态、基础设施的协调和一体化发展，促进资源配置的公平性，引导社会公平公正（图1）。由此可见，智慧城市建设可以促进城市技术创新，提高城市创新发展能力和运行效率，并实现城市的生态、低碳、协调、公平和可持续发展[7]。

图1  智慧城市与可持续发展的关系2  智慧城市空间组织与结构2.1  生命有机体的智慧城市空间组织城市就像一个具有生命力的组织。1980年以来，学者、规划师和政府官员陆续提出城市生命有机体的概念，重点探讨对城市这一有机器官的理解，以及城市政策如何影响居民的生活质量。梁思成在中国最早系统论述历史城市的整体性保护，认为城市是一门科学，它像人体一样有经络、脉搏、肌理，如果你不科学地对待它，它会生病的[8]。生命有机体的概念体现了城市有机协调、可持续发展的状态。智慧城市生命有机体包括大脑和神经系统、心脏、器官和循环系统等方面。

表1  作为一个有机器官的智慧城市[9，10]智慧城市城市要素相应描述大脑和神经系统智慧城市管理监督与评价学习创新智慧城市的管理中心等同于一个有机体的中枢神经系统，对整个城市进行公共服务、社会管理、社会监督等。

一个智慧城市能很好地监督和评价其目标实现、规划建设、基础设施运行、公共服务效率、环境保护、创新经济发展以及社会民主。

智慧城市具有较好的创新和学习能力，不断改进城市的服务和管理水平。

心脏一体化的数据平台共同的价值身份识别智慧社区智慧产业园区智慧城市包含一个一体化的数据平台，为城市的各项基础设施和功能区运行提供动力，强化城市的创新、文化价值，打造创新能力较强、充满社会活力、独具文化和人文关怀的城市。

器官智慧商贸区智慧开敞空间智慧历史文化区一个智慧城市包括便捷、时尚的社区，具有创新能力强、生态环保的产业园区，具有电子商务引领，满足购物消费和文化休闲功能的商贸区，具有可接入互联网、公共交通方便联系的公园绿地和开敞空间，重视历史建筑、文化街区的保护。

循环系统资源和生态网络智慧交通和物流智慧能源网络信息网络和物联网智慧城市通过维持其活动的生态资源网络而得以联系起来，包括水、原料、污水等；具有智能化的公共交通网络、高效的物流和货物运输系统；低碳、智能的能源网络，保证城市运行的能源需求；具有完善的移动信息网络和物联网应用系统。

智慧城市管理和智能决策体系可以视为智慧城市的大脑和神经系统。通过感知网络、“三网融合”技术以及数据管理中心建设，达到对智慧城市基础设施和功能区的控制作用，对整个城市进行公共服务、社会管理、社会监督等。数据管理中心的功能不仅仅是实现政府对城市的“自上而下”的监管。

而更多的是通过对城市居民诉求相关信息的全局、动态采集，以实现更加人性化的城市管理。并且强调居民主动参与城市建设和管理，尤其突出城市规划、城市管理过程中的公共参与，借助智慧城市管理平台将居民反馈的信息和城市规划管理决策系统结合起来，从而更好地评价城市的目标实现、

规划建设、基础设施运行、公共服务效率，促进城市的环境保护、创新经济发展以及社会民主，实现城市规划及管理的“自下而上”作用，提升城市发展决策的智能化和民主化。因此，通过“自上而下”的城市智慧监管和“自下而上”的城市管理公共参与，提升城市的创新和学习能力，不断改进城市的服务和管理水平。

一体化的数据平台。在“三网融合”、信息技术发展的基础上，建设城市一体化的数据平台，为城市的各项基础设施和功能区运行提供动力，实现城市服务的便捷化，强化城市的创新、文化价值，打造创新能力较强、充满社会活力、独具文化和人文关怀的城市。

智慧城市的功能器官。国际建筑协会（C. I. M. A.）于1933年在雅典会议上制定了一份关于城市规划的纲领性文件，并指出城市的居住、工作、游憩与交通四大活动和功能[11]。信息和智能技术的发展，对城市活动和功能产生革命性的影响，实体城市功能空间逐渐向虚拟空间转变，这种变化赋予了空间和场所新的意义。

因此需要综合信息和智能技术，打造更加智能化的城市居住、工作、休闲、交通、历史文化等功能空间。一个智慧城市包括便捷、时尚的居住社区，具有创新能力强、生态环保、智慧技术广泛应用的产业园区，具有电子商务引领，满足购物消费和文化休闲功能的城市综合体、商业中心，具有可接入互联网、公共交通方便联系的公园绿地和开敞空间，重视历史建筑、文化街区的保护。

各种智能化的流要素是城市功能区联系的循环系统。城市内部不同功能区和空间之间的要素流动，进行资本、物质、能源、技术、人才的交换，成为城市可持续发展的重要保障。通过智能化的技术手段，提升城市不同空间要素流的效率和服务水平，从而提升城市的智慧化和可持续发展程度。

智慧城市具有智能化的公共交通网络、高效的物流和货物运输系统；低碳、智能的能源网络，保证城市运行的清洁能源需求；具有完善的移动信息网络和物联网应用系统，实现城市要素的互联互通。同时，通过信息平台建设，提高城市资本、技术和人才的流动效率（图2）。

图2  智慧城市生命有机体组织2.2  智慧城市空间结构特征智慧城市的空间结构，与传统空间形式的组织结构存在较大差异。在传统城市空间要素基础上，还需要统筹考虑智能技术与数据平台建设对城市空间结构的影响，并从城市空间管理、智慧空间应用组织和智慧功能区等方面架构智慧城市的空间结构，打造新的技术—社会经济—制度—空间相互作用范式。

其中，智能技术和数据平台是智慧城市空间结构的基础支撑；智慧管理为智慧城市空间架构提供制度上的保障；智能基础设施、智慧公共服务、智慧产业经济等智慧空间的应用组织，是智慧城市空间联系和要素流动的重要方式，这些应用设施的空间布局也成为智慧城市的重要节点；智慧商业中心、智慧社区、智慧产业园区等智慧功能区，是智慧城市最主要的空间形态（图3）。

（1）新的城市空间范式：技术—社会经济—制度—空间的多元复合无线通讯、GPS、无线射频、物联网等技术的结合所带来的从有线连接到无线接入的重大进步，以及高速铁路的普及，带来了地理空间的剧烈转型。

之前的基于信息技术的数字城市框架正向一个融技术、经济、社会、空间于一体的智慧城市演变。相对于工业化城市而言，智慧城市是一个全新的城市形态，也是信息城市的高级形态[12]。Castells提出了基于信息技术的流空间概念，认为在人流、物流、资金流、信息流等各种“流”的作用下，功能化和等级化的网络节点将生产、分配和管理功能定位在最有利的区位，并通过电信网络将所有活动联系起来[13]。

智慧城市则代表了更加全面的要素流动、更加紧密的时空联系，成为当前新的城市空间范式。这种新的城市空间范式以互联网、物联网、无线通讯技术以及海量数据处理平台为基础，进行城市基础设施和公共服务设施网络的智能化连接，发展智慧型的产业和对传统产业的技术改造，改进城市规划管理、城市应急管理方式，达到技术、社会经济、制度、空间之间互联互通、多元融合和关联协同发展。这种基于智能技术的空间结构范式，有助于提升整体社会服务和管理水平、形成绿色高效的能源和空间利用方式，从而实现城市的可持续发展。

（2）智慧化的城市要素流动和功能联系信息时代围绕生产组织和行为活动产生的人流、物流、信息流、活动流等各种流要素构成了居民的流动性，流动性特征在很大程度上代表了“流空间”的空间组织结构和特征[14]。

智慧化的要素流动是信息时代要素流动更高级的方式，对“流空间”的空间组织结构产生巨大的变革。物流、金融、电子商务、信息等的智能化流动方式出现，促使城市商业中心、产业园区、居住社区等的实体空间向虚实结合的空间形态转变，相互之间空间联系结构产生相应的变化。智能交通、电子商务、远程通勤等不断革新居民的活动方式，并对城市活动空间组织结构和对应的实体空间结构产生不同程度的影响。

图3  智慧城市空间结构示意图无线感知、传输技术和智慧城市时空信息平台，构成城市要素和功能联系的各种无线网络，对产业、基础设施、公共服务设施等空间分布的节点和整体系统进行感知、信息传输和远程控制，实现对各种城市系统的远程协作与智能管理。

远程协作正是一种基于网络的非空间集聚的生产方式[15]，不断改变着传统的城市功能空间互动模式。通过智能化的无线网络实现城市基础设施、公共服务设施的远程控制，在更大范围进行城市公共资源的优化配置，智能电网、交通、给水等网络的远程连接，可以提高社会公共资源利用效率，实现绿色、低碳发展。智慧医疗、学校、社区的应用，为居民提供更加智能化、便捷化和公平公正的社会服务。

（3）智慧化的城市空间形态智能化的要素流动和城市功能连接，一方面拓展了城市空间相互联系和作用的空间距离，使得城市空间相互联系的网络化程度更高；另一方面大大缩短了活动的时空距离，使得空间之间联系更加便捷和密切。这些变化促使传统基于实体空间联系所形成的城市等级结构逐步转向虚实空间互动的城市网络结构，并且随着城市要素和功能节点的互联互通程度加强，城市网络结构将向更加扁平化、均质化的网络空间形态演变。

沈丽珍等认为，节点、线和面3个层面构成了流动空间的结构模式[16]，这3个层面同样是网络化城市空间结构的构成形式。城市各种基础设施和公共服务设施分布的网点，通过无线感知和互联互通，可以认为是网络化智慧城市空间结构中的节点，节点的远程协作和共享服务，成为智慧城市功能提升的基础。

公共交通、无线网络等构成智慧城市空间联系的物质和技术支撑。面主要指城市的各种功能区，但与传统意义上的城市功能区相比，智慧城市功能区在内涵、功能特性和相互联系方式等方面发生变化。物联网、无线传感器和互联网信息技术正在加速改变城市实体空间，新的虚实结合的空间不断出现，城市空间的功能逐步转向多元化和复合化，城市居住、就业、休闲等活动空间的边界日益模糊[15]。这赋予传统空间新的内涵和活动形式，如智慧社区成为居家生活、网上购物、在家办公、休闲等功能于一体的复合空间，网络购物消费带来的消费环节的空间联系和相互作用方式的重构。

与此同时，区域空间结构和城乡空间关系也呈现出新的形态。物联网和信息技术发展，改变着区域内部的城市地位和相互联系程度，从而影响着区域空间结构组织。智慧农业、电子商务发展，对城乡生产、生活要素联系也产生一定影响，通过发展智慧农业，对农产品的生产、加工、配送进行全过程监控，为居民提供放心、安全的食品保障；农民借助于乡村电子商务平台，可以直接与城市消费者建立联系，这些将不断重塑新的可持续发展型的城乡关系。

3  智慧化的城市规划智慧城市建设，对城市生产、生活空间组织和要素布局产生变革性影响，这对城市规划理念、城市规划目标、城市规划方法和内容等带来新的要求。在可持续发展和健康城镇化发展背景下，如何将智慧城市发展理念融入已有的城市规划体系和内容，进行协同规划设计、规划思路与方法创新，为智慧城市建设提供科学、公平、人性化的规划，成为当前国内城市规划创新的首要任务[17]。

3.1  智慧发展理念融入城市规划体系当前国内的城市规划体系主要包括战略规划、总体规划、分区规划和详细规划等方面，可以将智慧发展的理念融入到不同层面的规划，构建智慧城市的规划体系（图4）。在城市战略规划中，在对城市社会经济发展条件和外部环境变化客观分析的基础上，研究智慧城市建设的可行性、建设重点以及智慧城市的顶层设计。

总体规划层面，确立智慧城市建设目标与规模、落实智慧生产、智慧生活、智慧生态等空间布局，按照“宜居城市”、“生态低碳城市”、“可持续发展城市”等要求，进行基础设施、公共服务设施和智慧产业等专项规划，并且与城市总体空间布局、社会文化、自然生态等相协调，最大限度满足居民的实际社会生活需要；按照因地制宜、技术适用的原则进行智慧城市的近期建设规划。

分区规划层面，主要考虑商业中心、居住社区、产业园区、绿色开敞空间等功能区规划，从功能优化、品质提升的视角规划各类智慧功能区。详细规划层面，重点落实智慧城市的技术和空间指标、容量控制、设计意向等内容。总之，智慧城市发展理念不仅需要融入到不同层面的规划中，而且可以逐步突破现有的城市规划体系，围绕“智慧技术、生态、生活、生产”等核心发展要素，拓展新的城市规划类型，如进行智慧宜居生活城市规划。

图4  智慧城市规划体系3.2  智慧城市协同规划设计智慧城市建设，涉及到数据与信息平台、资源环境、社会文化、设施布局、空间结构、城市管理等众多内容，以及政府、企业、市民等不同主体，因此需要进行协同规划与设计，实现基础平台共享、不同主体协作规划、多元功能复合、空间融合建设和一体化规划建设管理。构建城市基础数据和信息平台，满足不同主体的平等使用和信息共享要求。

城市社会经济发展中的不同参与者，包括政府、社会、市场间的沟通和协同努力，不同层级、类型的规划之间的合作与协调，以及区域内部不同城市之间、城乡之间的协同互动，将有助于解决制约城市可持续发展的重大结构性问题。城市的重要节点、有线和无线的流动要素，以及不同功能区的空间复合和融合建设，将大大提升城市的运行效率。一体化的城市规划建设管理，实现城市规划过程、城市建设实施、城市日常管理的协同发展。

3.3  智慧城市规划方法与技术创新智慧城市规划方法创新，可以从规划公众参与、基础数据调查与获取手段、城市空间模拟和空间结构优化等方面进行。可以利用社交网络平台（如微博）、电子政务等信息时代的互动平台和智慧城市数据中心，满足城市规划的公众参与要求，进行规划的反馈和评价，增加城市规划的社会透明度。利用大数据应用等技术手段，获取居民活动、交通流量、生态环境等时空间数据，为城市规划提供更加全面、精准的基础数据。

同时，通过位置服务LBS、GPS等技术方法对城市系统的时空动态规律进行分析，尤其是对居民行为的时空分布进行研究，由物质空间规划转向强调社会生活的综合性空间规划；利用云计算等技术手段，对城市空间布局、空间演变趋势进行模拟与可视化。

4  结语智慧城市建设是实现可持续发展的重要途径和技术手段，并非城市发展的终极目标。在城市规划建设中，通过数据和信息平台构建、智能应用使用，将智慧发展理念全面融入城市空间组织和规划，打造新的融智能技术、自然生态、社会经济、制度文化为一体的城市生产、生活和空间组织范式。

智慧城市空间组织，围绕居民的活动与地理空间的关系，打造便捷、舒适的生产生活服务设施，构建高效、畅通的城市各类要素流网络，营造生态、低碳的城市功能空间。根据居民生产、生活的实际需求，从智慧基础设施支撑、智慧公共服务、智慧的资源和能源利用、智慧的生态环境建设、公共健康安全、智慧城市管理等方面，解决城市化发展的关键性问题，提升城市化发展质量，建设健康、宜居、生态、可持续发展的城市空间。

智慧城市规划建设首先应坚持因地制宜的原则，根据城市的发展基础和实际需求，确定差异化的智慧城市建设目标和内容，引导技术与生产、生活、社会生态的全面协调和均衡发展，避免技术过渡超前发展而造成的社会资源浪费。结合当前的城市规划体系，将智慧城市建设内容融入城市战略规划、总体规划、分区规划、详细规划等不同层面规划中，并根据智慧城市建设需要拓展新的规划类型。

突出智慧城市规划中的政府、社会、市场等多元主体的协作，提高居民公众参与程度。智慧城市应在总体统筹规划的框架下，落实分期建设内容和重点，突出规划的弹性和可操作性。智慧城市近期建设规划应以物联网、信息技术等基础网络和系统建设为重点，搭建智慧城市建设的信息数据平台和智能应用基础；中远期规划逐步扩展智慧应用领域，将智慧应用与空间功能相结合，提升城市功能品质和可持续发展能力。

基金项目：国家自然科学基金项目（40971094）；江苏高校哲学社会科学研究重点项目“基于沪宁高铁的沿线城市流动空间研究”（批准号：2011ZDIXM002）；江苏省研究生创新工程项目（项目编号：CXZZ12_0040）。

作者简介：席广亮（1985-），男，甘肃庆阳人，博士研究生。主要研究方向为智慧城市、城市与区域规划。

通信作者：甄峰，南京大学建筑与城市规划学院教授，南京大学城市规划设计研究院院长，南京大学智慧城市研究院副院长，博士生导师。E-mail： zhenfeng@nju.edu.cn参考文献：

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