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不論是交通運輸系統、能源系統，還是建筑物、城市基礎設施之間總有著(zhù)千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。借助西門(mén)子打造的一個(gè)軟件平臺，可以更加輕松地掌控城市規劃的復雜性。

Bernd Wachmann博士是西門(mén)子中央研究院（CT）開(kāi)展的“可持續發(fā)展的城市”項目的負責人，他在屏幕上打開(kāi)了一幅衛星地圖，找到新澤西州普林斯頓近郊的一片草地。輕點(diǎn)鼠標，他在圖中插入了兩棟寫(xiě)字樓。然后，他繪制了建筑平面圖，并添加了停車(chē)場(chǎng)和出入道路——在這個(gè)虛擬世界里，一座建筑綜合體便初具雛形。在Wachmann執行這些操作的過(guò)程中，圖像下方的條形圖顯示了諸如這些建筑物在不同時(shí)期不同時(shí)段的能耗、光伏系統將如何改善其電力均衡、可以容納多少人在里面上班、這些人的活動(dòng)會(huì )對交通流和電網(wǎng)產(chǎn)生什么影響、他們將產(chǎn)生多少垃圾和空氣污染以及預計運行成本等數據。Wachmann解釋道，“這些數據不過(guò)是我們模擬的眾多參數中的一小部分，我們模擬的參數還包括諸如步行適宜性、電動(dòng)汽車(chē)對建筑項目的電力均衡乃至人們生活質(zhì)量的影響等。所有這些方面都可以被量化，從而被納入建*疇。”

在此過(guò)程中，Wachmann使用的軟件平臺是西門(mén)子中央研究院的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)的“城市生活管理（CLM）”項目的一部分。CLM平臺是西門(mén)子美國研究院與西門(mén)子中央研究院的合作研發(fā)成果，城市數據評估則在柏林和維也納進(jìn)行，西門(mén)子中央研究院負責提供基礎設施方面的專(zhuān)業(yè)知識。該項目開(kāi)發(fā)并提供了用于全景式審視城市、模擬轉變造成的長(cháng)期影響以及制定適當對策的解決方案。CLM為城市規劃者提供了一個(gè)預知其決策的潛在后果的簡(jiǎn)便方法。借助該平臺，還可以輕松模擬“如果…那么…”式替代場(chǎng)景，譬如，將雙向道改為單行道、增加建筑物的高度，或者利用光伏設施來(lái)改善某個(gè)社區的電力均衡等。這個(gè)平臺為通過(guò)簡(jiǎn)單、直觀(guān)的途徑解決錯綜復雜的城市規劃問(wèn)題開(kāi)辟了新的可能。

城市的經(jīng)濟、環(huán)境與社會(huì )發(fā)展目標之間的相互關(guān)系極其復雜。例如，提倡駕駛電動(dòng)汽車(chē)與擴建公共交通網(wǎng)絡(luò )，哪種做法更為明智？如果選擇前者，則不能緩解交通擁堵，但可以降低二氧化碳排放量，而這也僅當可再生能源發(fā)電并網(wǎng)向電動(dòng)汽車(chē)供電時(shí)才會(huì )成為現實(shí)。這進(jìn)而要求高性能電網(wǎng)，有時(shí)候，首先要修建高性能電網(wǎng)，并且必須設立充電站。另一方面，如果選擇擴建公共交通系統，則必須確保人們有充分的動(dòng)機去使用公交工具。對于任何一個(gè)人，甚至對于許多城市的政府而言，這一切都太過(guò)復雜，難以評估。不過(guò)，CLM平臺可以讓這個(gè)難題迎刃而解。Wachmann說(shuō)：“盡管我們的模型做出的預測并不確切，但其精確度可達80%，從而為諸如政府機關(guān)、政治家、民間機構和當地居民等制定決策奠定堅實(shí)的基礎。”

像城市這樣復雜的實(shí)體，不能靠權宜之計來(lái)解決問(wèn)題，同時(shí)，摩擦領(lǐng)域勢必日益擴大。新工業(yè)園或新城區的建設計劃一經(jīng)宣布，政府機關(guān)和市民就要開(kāi)始解決其潛在的影響。初步計劃制定完畢之后，需要經(jīng)建筑部門(mén)、公用事業(yè)公司、經(jīng)濟和環(huán)境管理局、建筑管理局以及能源供應商等諸多機構逐一審查。通常，政府機關(guān)也可提供這些計劃供公眾查閱。諸如CLM等在線(xiàn)平臺能為項目規劃者省去許多麻煩，特別是在容易引起爭議的項目中。在這種情況下，適當的市民參與能起到關(guān)鍵作用。

數字建模城市。CLM以用于產(chǎn)品生命周期管理（PLM）的工業(yè)解決方案為藍本，后者可用于集中管理產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、倉儲和銷(xiāo)售等方面的全部數據。這種方法不僅提高了透明度，而且大大提高了整個(gè)價(jià)值創(chuàng )造過(guò)程的效率。利用這項創(chuàng )新技術(shù)，汽車(chē)行業(yè)已大幅節省了成本，縮短了開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)率。然而，直到最近，這項技術(shù)尚未被大量用于城市規劃應用。但是，西門(mén)子美國研究院的CLM平臺項目經(jīng)理Thomas Gruenewald堅信，專(zhuān)為規劃大型基礎設施項目而打造的精巧平臺，可以取得類(lèi)似的成功，還可以促進(jìn)城市的可持續發(fā)展。

目前，西門(mén)子中央研究院的專(zhuān)家正在重點(diǎn)研究城市基礎設施的規劃階段，這個(gè)領(lǐng)域存在巨大的改進(jìn)空間。西門(mén)子美國研究院的高級資深專(zhuān)家George Lo博士指出，在具體計劃出臺之前，75%的決定建筑物生命周期成本的決策便已敲定。此外，德克薩斯大學(xué)*分校開(kāi)展的一項研究發(fā)現，大多數建筑項目都因多番修改初稿而浪費了多達57%的時(shí)間。換句話(huà)說(shuō)，要想滿(mǎn)足預算和進(jìn)度要求，設計出可持續發(fā)展的城市建筑項目，就必須在初稿階段制定好決策。

CLM平臺的開(kāi)發(fā)得益于西門(mén)子在規劃、樓宇、工作水、污水處理和能源供應系統以及交通運輸基礎設施等方面擁有多年的豐富經(jīng)驗。西門(mén)子中央研究院的建模專(zhuān)家Tim Schenk表示，“我們之所以能夠處理如此盤(pán)根錯節的復雜關(guān)系，是因為我們懂得如何對這些系統的物理行為進(jìn)行數學(xué)建模。”此外，Schenk與其他人正在研究越來(lái)越多的城市提供的關(guān)于其人口結構和發(fā)展、能源消耗和交通運輸要求等的海量數據。然后，可以根據這些分析結果，在CLM上創(chuàng )建逼真的模型，讓參與者一窺現實(shí)主義風(fēng)格的未來(lái)場(chǎng)景。

所有這一切促成了范式轉變，因為現在規劃者可以幾乎實(shí)時(shí)地看見(jiàn)其在一個(gè)領(lǐng)域做出的決策，例如，建筑物的高度，會(huì )對諸如當地交通或社區電力均衡等產(chǎn)生什么樣的影響。

中國和中歐有兩個(gè)大型項目都打算*采用這項技術(shù)，CLM工作組現在正在與其代表談判。

模擬生活質(zhì)量。Wachmann表示，“這只是開(kāi)端。目前，我們也在利用諸如能耗、交通運輸量、二氧化碳排放量等關(guān)鍵績(jì)效指標（KPI），來(lái)推算社會(huì )經(jīng)濟指標。”Wachmann提到的社會(huì )經(jīng)濟指標，可用于評估生活質(zhì)量、經(jīng)濟發(fā)展等諸多方面。為此，西門(mén)子研究人員正在根據專(zhuān)家意見(jiàn)和統計研究結果，開(kāi)發(fā)估算模型。生活質(zhì)量評估嚴重依賴(lài)于諸如工資、公共安全、生活條件等因素，但文化條件也要納入考慮。

模擬中還應更加精確地考慮諸如建筑法令和能效規定等地方性因素，以及影響力超越了地方界限的因素，譬如全球氣候變化趨勢，因為未來(lái)的建筑物能源消耗必將受到氣候變化的影響。人口變化也應納入考慮。畢竟，隨著(zhù)人口老齡化，諸如帶斜坡適于輪椅上下的人行道和殘疾人停車(chē)場(chǎng)等設施的需求也會(huì )隨之增長(cháng)。“只要這些因素是可以量化的，我們就能將之建模，”Wachmann如是道。

CLM的應用潛力不只是虛擬規劃。該平臺不僅可用于為今后數十年設計新的社區和重新設計城市，而且有助于在建筑物和社區建成后對其進(jìn)行管理。比如，只要輕點(diǎn)鼠標，規劃者和市民就能確定，如果增加一條有軌電車(chē)線(xiàn)路，某個(gè)社區對電動(dòng)車(chē)停車(chē)場(chǎng)和充電設施的需求將如何變化。

Hubertus Breuer

城市基因項目勾勒城市新圖景

為開(kāi)展“綠色城市指數”系列環(huán)境研究，西門(mén)子與經(jīng)濟學(xué)人智庫必須分析各種各樣的海量數據，并開(kāi)展大量調查。此外，從那時(shí)起，諸如維也納、倫敦和柏林等城市運行的上發(fā)布了越來(lái)越多的信息，這些數據涵蓋了城市的方方面面，從能源和經(jīng)濟，到藝術(shù)與文化，不勝枚舉。事實(shí)上，可用的數據如此之多，亞利桑那州立大學(xué)的可持續發(fā)展專(zhuān)家Jonathan Fink認為，解碼“城市基因”的時(shí)機已經(jīng)到來(lái)。然而，說(shuō)起來(lái)容易，做起來(lái)難。因為免費提供的關(guān)于城市的社會(huì )經(jīng)濟與環(huán)境發(fā)展的數據，繼續按照諸如交通運輸、醫療和人口結構等領(lǐng)域進(jìn)行劃分，并且這些信息在質(zhì)量、數量、粒度和*性等方面經(jīng)常地顯示出巨大的差異?，F在，作為西門(mén)子中央研究院（CT）開(kāi)展的“可持續發(fā)展城市”燈塔示范項目的一部分，西門(mén)子專(zhuān)家正在研究可以更加快速地收集、整合和解讀這些數據的方法。目前可用的是一些基于城市發(fā)布的數據的、在許多情況下有待改進(jìn)的簡(jiǎn)單程序。這些程序允許用戶(hù)調看當前的交通狀況，或找出可以在哪里丟棄舊衣物或可回收的玻璃廢品。然而，更為重要的是，這些程序能夠快速、清晰地呈現城市生活概貌，包括城市的電力均衡及其人口結構或社會(huì )發(fā)展等方面。奧地利維也納的西門(mén)子中央研究院計算機科學(xué)家Axel Polleres博士表示，“要解決的挑戰是，利用五花八門(mén)的數據源以及多種不同的時(shí)間和空間分辨率，勾勒出協(xié)調、全面的城市圖景。隨著(zhù)城市相互之間的聯(lián)系日益緊密，這項工作終將得到捆綁式報告標準的支持。”奧地利格拉茨的西門(mén)子中央研究院的Stefan Kluckner博士正在開(kāi)發(fā)的一個(gè)有用工具采用了*的成像處理技術(shù)，將常規數字二維圖像，轉換為整個(gè)城市行政區域的三維模型。該系統從重疊視角和不同時(shí)點(diǎn)記錄了相關(guān)場(chǎng)景，然后利用自動(dòng)化技術(shù)，將之合成為一個(gè)三維模型。其目的是利用這些從空間和時(shí)間上編排起來(lái)的數據集，幫助未來(lái)的自動(dòng)化分析程序顯示城市的當前狀態(tài)，繼而將這些描繪用作城市建模和模擬的基礎。例如，這有助于創(chuàng )建持續更新的動(dòng)態(tài)“綠色城市指數”。

電力獨立型建筑物？歡迎光臨“水晶宮”

西門(mén)子斥資約3000萬(wàn)歐元，在倫敦維多利亞碼頭區修建了一個(gè)城市可持續發(fā)展知識與對話(huà)中心。該中心亦稱(chēng)“水晶宮”，于2012年夏季揭幕，預計每年將吸引約10萬(wàn)名參觀(guān)者。該建筑群包含一個(gè)2000平方米的交互式展示區，突出展示了城市可持續發(fā)展的方方面面，從樓宇科技和交通，到能源與供水系統，不一而足。一個(gè)設有270個(gè)座位的禮堂將用于做演講和開(kāi)討論會(huì )。來(lái)自西門(mén)子的專(zhuān)家將與合作組織一道，同建筑師、城市規劃者、市政官員、學(xué)校和學(xué)生等建立并保持對話(huà)，還將為城市開(kāi)發(fā)項目給予支持。在這個(gè)中心，游客將一睹未來(lái)的環(huán)保型建筑物。這座設施*采用太陽(yáng)能電池和地熱泵提供的可再生能源，通過(guò)處理雨水來(lái)獲取飲用水，廢水也將在經(jīng)凈化處理之后，用于灌溉植物。這個(gè)建筑群通過(guò)了嚴格的國際LEED和BREEAM標準認證，擁有諸多堪稱(chēng)*的特性，如附屬于西門(mén)子在倫敦運營(yíng)的充電網(wǎng)絡(luò )的電動(dòng)汽車(chē)充電站。