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以下是上海市数字城市规划研究中心主任 奚文沁 在云宇星空 擘画未来 | 上海量子城市时空创新基地开启日 的精彩发言,由云现场整理。


各位领导、各位嘉宾,很荣幸在这里做一些分享,我的总体汇报分四个部分:

    一、总体背景。

    上海的城市发展进入快速高质量发展期,同时也面临很多机遇和挑战。机遇包括新质生产力的发展需要我们上天入地,自动驾驶的空间,以及满足人民美好生活,尤其一些元宇宙文旅体验空间一些机遇。我们也面临一些挑战,包括空间资源的紧约束,甚至我们有一些商业、商务楼宇效率利用的问题,同时我们的城市也面临越来越多安全风险的频发,空间运行的预测以及应急时效的问题也困扰着我们,空间治理模式的转型是上海城市高质量发展与高品质生活必然的要求。

    很多超大城市加大了城市空间治理模型的建设,包括新加坡、东京、伦敦等城市积极建立城市空间大模型,利用数字孪生和人工智能构建城市空间智能的孪生体,并应用于部分垂类的场景。包括新加坡的虚拟新加坡,东京PLATEAU城市白膜以及伦敦用于文物保护建筑。但是超大城市全域全场景级别,系统集成型的空间智能大模型仍然有待进一步探索。

    上海刚才张局也说了,我们2008年起步,率先在全国推进了规划资源一张图,系统的信息化、网络化、数字化三个阶段的建设,现已初步形成全域覆盖,完整流程、动态更新的时空三维的基座赋能城市数字化的转型。

    未来,上海超大城市模型可能有这样一些方向:

    1.全域系统治理。将整个城市系统作为一个联动的整体。

    2.精细治理。微观层面深入到城市治理方方面面、角角落落。

    3.即时反馈治理,通过全量感知数据采集与分析,实现空间治理实时监测、动态反馈与调整。

    4.数字智能治理,我们依托智能化和数字化手段向AI驱动的城市空间人工智能治理模式进行转变。

    二、A星孪生

    对象覆盖上海1.7万平方米的国土空间面积,包括城镇、郊野、海洋这样一些空间,这些空间承载人开发利用活动以及生物生长活动的这样一些空间。第二全域立体空间,简单说上天入地,除了地表还要分析天上和地下的资源。

    孪生定义四个规则:

    1.以精准刻度界定受空间基因单元。

    2.通过提体升维,划定立方体。

    3.空间可编码,给予一个空间独特的,唯一的身份认证以及动静结合,实现空间的虚实联动。

    1.界定最小空间,我们这里分为有形空间和无形空间,有形空间以实体要素为基础,业务管理为考量,统筹使用形态等因素,包括建筑的房间,基础设施的段,城镇空间的地块,郊野空间的斑块等等,还有一些无形空间像海洋,低空空间是网格为标尺界定最小空间。

    2.基因单元的共构,我们也分了建筑和市政建筑两个层面,建筑的共构按照间、套、层、楼栋建筑组成生长组合,市政基础设施可能从认识市政基础设施的生产到通道到变化处以及端口,细分“源段接转用”的流程环节,刚才看的这张图就是从水厂到水龙头这样一个环节,水系、供水设施,按照设施的使用和服务需求进行设施的共构。

    3.城镇空间就是建筑以及市政管线有机结合,空间生长也有一些原则,比如说功能有机组合,空间布局的协调,启合活动规律、空间价值最优、负面影响最小等原则,从最小尺度的建筑空间和市政设施组合,成长为地块、街坊、片区等一系列城镇空间,包括市政管网。

    4.郊野空间依照湿法自然、生态融合、乡村振兴、文化传承,以方、块、隔、区、片、域这样的脉络进行生长,促进人和自然的和谐共生。

    建筑空间是我们划定的立方体,是复刻实体建筑为基础,划定地块空间单元的空间权利范围与影响范围。

    这里包括三种盒子:

    1.实体盒子,实体建筑界限的表达。

    2.附属盒子,建设开发行为的权利边界,与建造实体紧密相关,周围排他性空间。

    3.影响盒子,从噪音、安全、日照等角度考虑对周边的影响,是空间建造中优化相邻,减少邻避的主要依据。

    (视频)

    这是一个动画,这是地上的实体盒子,这是附属盒子,这是影响盒子。

    郊野我们主要是用水林田湿地立方的盒子为实体基础,附属盒子考虑了动植物生长发育的空间,比如乔木还有20%的生长空间,影响盒子主要考虑动物对外活动的一些影响因素,是我们盒子的划式。

    第一,空间可编码,对锚定的建筑或者是中心点进行赋码,作为唯一空间身份的标识,这个码有空间码、分类码、扩展码三个码段组成,一共26位,空间码是X、Y、Z轴,分类码主要是管理环节、功能类型、使用方式等等。以空间编码来实现虚实的关联,包括空间位置和挂载的属性,实现空间运行的监测、弹性的转换和复合利用。

    除此之外,我们还要构建张局讲的“空、形、量、质、联、智”六维将近百个指标体系进行挂载,这里既有动态的因素,也有静态的因素,通过生成的挂载、动态感知计算、以虚促实,动静结合,监测空间的使用状态,实现空间的提质,价值的实现,体验的舒适,弹性利用以及安全的保障。

    我们这里近期开展了商务楼宇试点,以陆家嘴为例,以楼为基本单位,拓展为层或者间,挂载区域条件、建筑情况、社会经济贡献、商务服务等四大类24项指标。包括空置率、租金等指标,同时可以支持检索和统计,以及未来一些问题的预警,为部门和企业数据提供支撑依据。

    三、A星智造

    怎么样造一个A星,也是分新旧两种状态,新的按照完整的6个BIM来形成生成的新建筑空间,但也要注意渲染轻量化的工作。旧的既有建筑,通过逆向建模或者是摄影扫描等方式来进行建构。

    从复刻安排上坚持以空为主,以用为先,繁简得当,有序推进。先外后内,因为外面的空间白膜基本建成,已经有比较好的基础,但是内部空间现在还相对来说缺乏,我们要逐步补充内部的全量模型,比如说力学结构的模型、空间分割的模型等等。还有分区分类,有序推进,以人民广场为原点,向周围进行辐射,选择一些试点,比如金桥的智能汽车、陆家嘴的商务楼宇、朝阳街道的生活圈等等。先易后难,急用先立,选择一些资料比较全,有电子资料的我们先建,同时不同的建筑可能有不同建筑筋膜的要求,同时新老结合,繁简得当,对增量我们建的比较精细一点,对存量希望通过两年BIM的单易模型全面补充。

    在空间的转移当中,我们需要特别注重识别城市特色的基因,包括它的功能基因、文化基因形态基因,探索富有创意的虚拟空间的打开方式,智能识别、拓展、演绎,保护上海的文脉特色,塑造更优的空间形态和使用方式。实现全息空间网络的自动生成,基于时空知识图谱和空间逻辑关系,将碎片化、分散、异构的城市数据以“孪生空间体”为对象整合,并提取空间基因原型,遵循空间生长的规律,采用空间关联的工具,实现网络的生成。

    四、星系生态

    刚刚讲的是A星,我们还有另外四颗星,五个星球一共构成了量子城市星系生态的循环,满足多种治理需求。我们试着给这些星提出八步生成法,A星主要识别、转移、生成,点量是通过挂载数据,点亮A+星,共享我们用A--星和A-星做一些共享,A++星主要负责推演和治理,最后显值可能在A星或者是到实体空间。

    举个例子,A+星是空间点亮,我们银联聚焦在五角场合生汇等三处大型商业综合体做了这样一个初步的测算,感知这样一些商铺的信息,人流的信息、消费流水的信息等等,精准的来赋能银联券的发放活动,提升商圈的活力和品质,提高用户的体验度。

    A-星,主要通过数据的脱敏,为各级政府,不同的政府提供数据共享的支撑,尤其为安全保障的部门,对风险安全保障,保障城市安全风险提供防控的场景。A--星是元宇宙虚拟的星球,大家可以在这里共创,共创梦想,为探索文娱体验、创新模式,推动数字文化产业发展提供的数字空间,也是华建做的一个复兴岛的元宇宙搭建哔哩哔哩2025世界大舞台,在真实的场景当中进行,包括UP主虚拟舞台、虚拟观众席以及弹幕等等,通过区块链技术发放NFT票务和虚拟纪念品等等。

    A++星,推演推理,是各类智能仿真推演能力集中的展示。这里举个例子,是土基魔方的场景,通过全市安排土方消纳出方的匹配,这是东海,刚才张局说的可以容纳1亿立方的,它通过挖土、堆山、离水、种林,实际含的是林立方、湿地立方、土立方等多种立方,实现土方消纳的智慧感知和空间可视化的管理。

    我的汇报就到这里,谢谢大家!