【研究】高质量发展背景下国际新城案例研究(五):智慧城区——打造智慧产业运用于城市生活的试验田

作者:市规划编审中心

【引言】2016年,上海市智慧城市相关规划便提出,“建设宜居宜业、特色鲜明的智慧新城,推动信息化与新城开发同步规划建设,鼓励智慧城市相关建设标准和导则在新城先行先试”。新城具有后发优势,可以成为本市探索智慧城区新模式、打造特色样板区的首选地。(特别说明:本文涉及的数据、策略、指标和建议均为案例研究成果,非行政管理要求,仅供参考。)

现状分析与研究思路

智慧城市是当下建设的热点和趋势,且正不断涌现出新的实践探索。上海市提出“创建面向未来的智慧城市”战略的十年来,新城进行了积极的实践,如5G通讯网络、区城运中心、传感器等新型基础设施的建设已全面开展,   “一网通办”、“一网统管”等智慧政务和智慧社会管理愈发完善,针对无人驾驶的智慧交通、智慧能源与市政、智慧产业与物流、智慧公共服务等方面也开始了初步探索。但目前智慧技术的运用仍多聚焦于城市管理和运营维度,在城区面上运用智慧技术改造住区宜居性方面仍相对欠缺,在产业区智慧性方面仍处于探索阶段。

因此,本专题的研究侧重于地区特色下的目标导向,以柏叶智慧新城和多伦多sidewalk作为重点案例,韩国釜山智慧新城、瑞士CST地下物流等为补充案例,集中探讨智慧技术如何助力城市宜居和宜业。

柏叶智慧新城为已建成的案例,它较成功地将当下的智慧技术运用于城市生活,提高了居民生活品质和城市运转效率。多伦多sidewalk为规划案例,它强调以数据和产业串联起城市运行,产业成果在城区先行先试、产业与城区空间的共生。由于疫情等的影响,多伦多sidewalk项目被迫中止,但其前瞻性的探索对于解决城市问题、加快智慧技术从试验到日常生活的过渡都具有重要意义。

案例借鉴

1、依托智慧技术提升住区生活品质和城市运转效率

(1)搭建主动式需求管理的能源管理系统

一是建设智慧化的能源管理系统,以串联区域内不同功能空间、分布式产能设备、储能设施、公私营电力线路等,打造从“节能”向“节能+创能+储能”转变的“智能电网”,实现能源管理的智慧化。二是加强分布式能源的运用,分布式产能设施可就地生产、就地使用,可结合建筑布局并融入人们日常生活场景,从而消解传统能源设施的邻避效应。三是布局智能化终端,通过在家中安放“智能阅读器”,住户可随时确认整体和单项能源消耗、二氧化碳的排放量,外出时可对家中的照明、空调进行控制,实现能源利用的可视化与远程可控。四是开展与能源智慧管理相结合的可持续发展设计,柏叶智慧新城的建筑多运用太阳能板、风力发电、雨水再利用冷却墙等新技术,并将可持续建筑设计产生的能源接入能源管理系统,供区域使用,增加区域清洁能源供应。

(2)运用信息通讯技术(ICT)建立智能交通系统(ITS)

日本是世界上率先开展ITS研究的国家之一,ITS的整体框架和技术较为成熟,随着信息通讯技术与交通技术的发展,柏叶智慧新城将电动汽车、公共交通与车联网相关联,综合运用路面与车辆传感器、信息通讯、数据分析、人工智能模拟等,加强对交通信息的收集、分析和反馈,实现公共交通与个人交通、路面与地下交通更加高效、快捷、有序的组织。

(3)将生命健康与信息计算、智能技术垂直整合

将腕套型生活记录仪等健康仪器与健康数据分析系统连接,实现居民健康状况的可视化与实时分析; 在创造大量步行空间的基础上,制作了电子版的步行设计指南,实现双向反馈,以智能指引加持步行空间的规划设计。

2、以数据和产业串联起城市运行,实现产业与城区空间共生

当前,国际上多以3-5km²的城市区域为试点,通过与实力雄厚的新经济新技术公司合作、在城区实践一项或多项新型技术,以创造新兴产业生态系统和未来智慧城市空间。如多伦多sidewalk是以Google为主导,以打造以人为本的完整社区、数字创新试验场为目标,探索无人驾驶、模块化街道、“建筑雨衣”等产业成果在城区先行先试,在促进技术转化和产业发展的同时,提升所在城区的生活品质。

(1)搭建物质空间与数字技术相融合的平台

利用实时数据搭建共享数字平台,开展城市试验,为城市的长远发展提供决策。如多伦多sidewalk将数据平台与街道交通、公共空间、建筑功能、基础设施等四层空间串联,以科技统筹和引导城市物质空间的转变。韩国釜山智慧新城打造基于数字孪生的增强城市,将数据分析与AI直接融合,提供尖端的测试场所,提高真实空间与虚拟空间的联系。

(2)探索应对无人驾驶的新型交通空间

一是在道路分级上,从原先的机动车导向,向针对轨道交通、无人驾驶和慢行交通等不同交通方式的需求转变,实现无人驾驶与慢行交通和谐共处。二是在道路断面上,车行道将更窄更高效,无人驾驶汽车的外形更小、行车更智能有序,两车间更窄的安全距离,使得车辆将降低对车道数量与宽度的需求;卸客空间将更多更分散,无人驾驶汽车可在街角的各个角落停留落客,因此在不影响交通的情况下,卸客车道和站点将是街道设计中需要着重考虑的。

(3)技术加持下更加以人为本的城市生活空间

一是在公共空间上,采用模块化的街道设施,实现公共空间的错时、多样化利用,如sidewalk的所有非交通性道路都采用模块化铺装,根据人们的使用需求,模块是可以实时替换的,工作日的白天采用道路模块,晚上和周末替换为休憩娱乐模块,为公共活动和街道集市等提供空间(如下图所示);运用气候调节技术,模糊室内外公共空间的界限,提升室外空间的舒适性,如采用薄膜式大型室外装置,基于对环境数据的实时感知,同步开启配套的气候调节设备。

二是在住宅供应和社区治理上,依托数据库提供更精准的住宅供应和社区治理,如整合居民信息数据库,将具有共同爱好和价值观的人聚在一起,提供合作居住、微型公寓等新型居住模式;以数字手段提高社区治理的参与度,对于合作居住的居民,所有住户都可在特定规则下,自行编程来重组社区的公共空间。

(4)全部地下化与智慧化管控的基础设施

一是建设地下综合管廊,该管廊可通过数据平台的操作系统协调工作,便于检查、维修和升级。二是设立区域冷热网等分布式清洁能源网络,在能源中心的管理下,多渠道捕捉的热能和冷能,通过冷热水管道按需分配给各栋建筑,实现废热和冷能循环利用。三是搭建固体废物智慧处理链,包括设置地下垃圾管道、有机垃圾的资源化处理为热网供能等。

3、其他补充借鉴

(1)既要适度超前布局智慧基础设施,也要考虑空间预留

一方面,聚焦宏观层面的新一代网络、物联感知、数据和计算基础设施等的建设,为智慧城市场景应用提供网络和数据基础。另一方面,对未来技术发展进行适当预判,考虑空间预留,为未来建设留足弹性。

(2)依托自动驾驶,推进智慧技术在生产领域的使用

一是无人驾驶的公路运输,高速公路干线物流与园区物流是较易实现的商用场景,可探索无人驾驶技术在地面物流运输网中运输距离较长的干线、支线通道的运用,以衔接物流园区、工业园区与重要运输枢纽。二是地下物流管道运输,区别于公路物流,地下物流主要应用于城市内部,通过以清洁能源为动力的自动导引车(AGV)、胶囊小车等运载工具,以单独或编组的方式在隧道、管道等空间中全自动化的运输货物,最终将货物配送到各终端,可结合综合管廊建设。

(3)地下停车互联互通

随着停车智能化与信息化应用的普及、停车基础数据库的建立,对于停车需求较大的区域,可通过地下连通道或组团开发模式,将居住区、商办区、产业区的地下相连,形成不同功能区的停车资源共享。

(4)结合可行性与经济性,运用智慧手段改造已建区域

在尽可能少影响居民生活的情况下,植入智慧技术,提升地区品质。包括采用按需灵活调配路侧空间,满足城市支路在不同时段停车、通行、甚至移动市集等功能的切换;优先选用缆线型综合管廊,以应对已建城区传统市政基础设施的升级和智慧化改造;其他建设与管理层面的智慧化改造,包括综合智慧灯杆、海绵城市改造及实时感知等,韩国釜山的智慧水务与海绵城市的建设理念基本一致,用植被代替密实的混凝土地面,在道路、公园等公共空间及建筑物上构建“绿色基础设施”,如屋顶绿化、雨水花园等。

4、案例总结

针对新城智慧城市建设现状,借鉴各案例,研究认为,智慧城市建设需以本市十四五规划等的目标为导向,考虑适度超前布局新型基础设施、强化智慧技术对城市管理与运营的赋能、加强城区面上运用智慧技术改造住区宜居性与产业区智慧性。

对上海新城的对策建议

对于新城的智慧城市建设,分别从规划、建设、管理三方面提出建议如下:

在规划方面,一是强化智慧技术对住区宜居性、产业区智慧化的改造。住区宜居性的改造上,鼓励开展智慧社区的建设,进行地下停车互连互通、自动化物流配送、智慧公共服务与公共空间等应用场景的探索,并对各场景所涉及的设施选址、地上地下空间预留等进行探讨;产业区智慧化的改造上,推进智慧产城融合,城区既是生活区也是生产研发区,产业成果在城区内先行先试,鼓励建设自动驾驶示范区、智慧园区,探索智能交通技术下,如何打造更加适合慢行的城区,包括在道路断面、路权分配、路网结构等的新趋势以及对空间的新要求,无人货运车道的系统布局、地下物流管道的规划、智能物流中枢的建设对城市空间的需求等。二是结合智慧市政规划提升城市运行效率,探索建设自动化、智慧化的新型基础设施,如智慧综合管廊等,同时考虑为智能管控系统建设预留空间。

在建设方面,一是要加快推进新一代基础设施布局,包括高水平建设5G和固网双千兆宽带等网络基础设施,建设基于超级计算的城市计算设施、数据中心、赋能平台等,布局智能传感器等终端基础设施。二是已建区域的智慧化建设,综合考虑可行性与经济性,强调在尽可能少影响居民生活的情况下,结合城市更新,通过增加智慧灯杆、海绵城市改造等措施,提升地区品质。

在管理方面,一是统筹完善“城市大脑”构架,助力本市探索建设数字孪生城市,将数据分析与人工智能直接融合,提高真实空间与虚拟空间的联系。二是持续深化“一网通办”、“一网统管”以及智慧公共服务,不断拓展各类服务场景,提升快速响应与高效联动处置水平,推动智能服务普惠应用。

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下期预告

下期预告:新时期“以人民为中心”的价值导向下,从吸引人才将新城作为入沪就业、生活首选地的角度,有必要在推动公共服务设施加快建设的基础上,进一步提升设施能级和服务水平,强化对全年龄段、多元化人群需求的定制化设施配套。在本轮新城建设中,新城将如何探索公共服务设施的配套,欢迎关注系列(六):宜居区——打造具有高度吸引力的服务体系。