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科技手段如何应用到城市发展问题解决方案中【清华同衡学术周精彩快递】

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2017-07-29

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当今社会,追寻可持续的城市发展已然成为现代城市发展变革的主导方向。在这样的发展道路上,城市依托环境、科技、知识、文化,以绿色和健康为理念不断优化社会环境,探索“创新”和“健康”的发展路径。


2017年6月8日下午,第五届清华同衡学术周“健康·城市·创新”分论坛在北京清华同衡规划设计研究院召开,该分论坛由北京清华同衡技术创新中心清城同衡大健康科技研究院共同承办。专场邀请到了城市规划、交通规划、数据分析、空间分析、智慧城市、绿色建筑等方面的专家,围绕这一主题从静态交通与慢行系统、城市环境、疾病模拟与空间分析、健康建筑、智慧养老、城市精细化管理等多个角度展现了“健康”和“创新”的城市,全面探讨城市发展中环境、交通、健康问题的互动关系。


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北京清华同衡规划设计研究院技术创新中心常务副主任李栋主持论坛



领导致辞

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北京清华同衡规划设计研究院院长袁昕为分论坛致辞


袁昕院长谈到,人类社会进步的历史是人类与自然协调发展的过程,科技是人类最主要的手段和工具,我们依靠持续的科技创新挑战自然,增强生存与探索的技能。


然而随着科技进步的加速,人类的肌体却无法适应其所带来的生活方式的改变,比如长时间在电脑前的坐姿给我们的肢体带来的病痛等常见的职业病,因此利用科技进步的快速迭代去弥补人类在自身肌体上的演化能力的不足,是现在科技和健康之间正在呈现出的一种关系。城市与人是类似的,我们的交通、环境、能源等在给我们带来享受和舒适度的同时,也产生了很多的城市病的问题,科技进步和科技创新也是应对这些问题的可能唯一的解决途径。


清华同衡在2015年组建了技术创新中心,致力于将现代科学技术手段应用到探究城市发展问题和解决方案的过程当中——这是清华同衡的思考,即怎么实现城乡规划与科技创新的结合。城市规划行业未来的发展需要更多地思考未来人类凭借科技所产生的快速迭代的能力,以及对未来城市和人类生活所产生的影响,我们必须要有相应的预见和应对,否则就会产生滞后的城市建设,这也是为什么我们规划师要关注健康、关注创新、关注科技。


主题报告


王婕:智慧停车技术在城市静态交通规划中的应用


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北京清华同衡规划设计研究院静态交通规划设计研究所所长王婕从智慧停车云平台架构、“三维一体”的智慧停车平台应用和未来展望三方面介绍了智慧停车技术在城市静态交通规划中的应用。


首先智慧停车云平台构架上运用云计算、人工智能、移动互联网等技术,对城市小轿车出行、停车设施运营和管理等领域全过程进行管控支撑,使城市停车系统在不同的时空范围具备感知、互联、分析、预测、控制等能力,以充分保障停放安全、发挥停车设施效能、提升停车系统运行效率和管理水平,为城市人居和可持续的经济发展服务的平台系统


之后,王婕所长就目前的停车问题在政府监管、市民出行以及停车管理上的难题和痛点提出了包含路内停车管理平台、停车场互联互通停车位分时共享管理和区块链技术的金融结算管理的城市及停车智慧管理平台以实现道路停车、路公建配建外停车、清分结算三维一体管理。


最后,王婕所长从自动泊车系统、以Google无人驾驶汽车等未来新型城市交通以及在警用商用等领域全方位助力智慧城市的信息化建设上进行了展望。


刘岱宗:交通与空气污染

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世界资源研究所中国可持续城市项目主任刘岱宗以PM2.5空气污染所带来的城市交通和空气质量、人居健康等问题为例,介绍了中国城市目前面临的交通与空气质量问题,并向观众展示了最新的碳排放测算模型与平台。该平台对规划师开放,以期提供一种基于不同专业合作,共同向绿色健康城市努力的路径。


这种基于交通整个体系的建设有两部分,其一是基于交通运输过程中燃料的消耗或通过直接排放监测这种“自上而下”理论;其二是基于车辆活动水平对交通排放进行测算这种“自下而上”的理论进行排放的社会成本因子计算用以评估交通排放的社会的影响成本。


随后刘主任基于这种建设理论以成都的交通排放测算为案,着重展现了在该测算模式下使用交通工具数量、行使状态、能源效率、排放因子等核心数据进行测算并得到排放清单和社会成本评估等评估结果。


最后刘主任以美国全国缓解拥堵和改善空气及质量计划、英国伦敦、斯德哥尔摩等城市减排措施实例对国外相关减排措施进行了补充。指出城市可持续发展策略需要建立在各地不同的能源结构测算与成本基础上,为可持续发展的政策制定与投资提供了新视角。


王劲峰:疾病制图的方法选择(Mapping Diseases)

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中国科学院地理科学与资源研究所研究员王劲峰首先指出疾病制图的重要价值,即通过有限的采样点数据、依靠有效的算法拟合采样点未覆盖区域的数据,以尽可能地反映疾病的真实分布情况。并以此为基础,研究疾病与污染物分布的相关关系、疾病发生的风险等等,对城市人居健康具有重要意义。


王老师介绍疾病制图的方法中包含三个重要的因素,即采样点的位置、采样点数据获取的方法、算法的选择,“三位一体”才能得到可信的制图结果。上述三个要素都与疾病本身的特性有关,空间随机和具有空间分异性的疾病发生特征所选择的方法会有所不同。


由此王老师介绍了空间随机性的验证方法,强调在疾病具有一定的空间分异性情况下疾病制图的有效性,并介绍了适用于空间自相关性的克里金空间反距离加权方法和基于空间数据分层的三明治插值法。随后王老师通过坦桑尼亚丝虫病、吉林鼠密度分布、中国癌症的分布等数个案例详细介绍了不同疾病类型所对应方法的实践。


 孔宪娟:基于大数据分析的养老精细化管理与精准服务体系设计研究

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北京清华同衡规划设计研究院技术创新中心主任工程师孔宪娟博士首先介绍了中国目前正在面临养老人数多,养老速度快的背景趋势进而提出了养老精细化管理与服务体系。该体系的精细化建设建立在云计算、大数据、人工智能、网格化、物联网以及移动互联网等信息技术为养老精细化管理与精准服务提供新的方法和手段,进而为老人、服务单位和政府管理提供个性化需求。


随后孔博士用北京和呼和浩特市新城区作为案例通过养老(助残)服务规划、老年人画像研究、消费行为等多源数据的时空行为分析,结合机器学习模型和离散选择模型研究,对老人服务设施等对象进行多级维度分析,从而改善设施规划,优化养老政策。


最后她就中国老龄化问题需要政府、企业、社会协同应对,需要各界力量坚持对老龄问题的研究,坚持对养老实践的探索和研究做出展望。并强调从养老产业的顶层设计、产业链及服务链的形成与统筹、机制与体制的改革与创新等等方面需要继续进行综合研究与实践。


雪娅:WELL开创健康人居

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国际WELL建筑研究院亚洲总裁雪娅首先阐述了当今城市由社会和生活环境为首的因素影响着我们的健康。她指出了人们有90%的时间在室内度过,因此绿色健康的人居环境是改善当今城市人居健康的首要任务。在该背景下她引出了WELL健康人居的建筑标准,通过在WELL人居实验室环境下,从建筑科学与技术、行为科学、健康科学、经济学四大方向为模拟人居环境进行实验。在模拟过程中充分考虑了人体对空气、水、营养、光、健身、舒适和精神这七个必备要素,相互结合以验证和量化不同类型的建筑技术和建筑室内环境对人的健康和工作效率的影响


之后,雪娅以世邦威理仕全球总部为WELL健康人居建筑为案例,强调了员工因为WELL建筑的效果而进行的民调显示出在该环境下带来的生产力提升,有助于开创新业务,员工们的健康状况改善,带动工作积极性和促进合作性。同时用悉尼马丁广场50号、深圳前海一号、香港花旗银行总部、北京中国人寿总部等国内外建筑充分印证了WELL建筑带来的促进城市人居健康的显著且重要推动作用。


齐美薇:健康建筑的试点成果展

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北京同衡能源技术研究院有限公司副总经理齐美薇通过阐述由清华同衡自行开创的健康建筑落地实践方案实现健康建筑如何“看得见,摸得着”。


该方案涵盖了三个方面,第一是通过物联网监测传感温度、湿度、光照、噪音、PM2.5等元素实现建筑环境监测。第二是以多种控制设备进行空气净化、水处理、温湿控制、睡眠管理以达到建筑环境控制。第三是通过海量数据挖掘人体模型、医疗健康、专家诊断、数据分析等方面实现建筑环境评价。


然后,齐副总具体介绍了基于以上三方面研发的空气净化与新风解决方案。方案指出了EIC环境职能化管理平台作为环境监测平台,运用分布式、集中式新风与净化系统进行环境控制,以本地环境显示与交互面板、顾客手机互动平台进行环境评价。


最后她以国家大剧院、天津恒大蓟县大酒店、北京众海办公楼、新清华学堂等建筑作为案例阐述了空气净化与新风解决方案带来的健康剧场、健康客房、健康办公等健康建筑成果。



尹大朏:共享单车与城市规划探讨

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摩拜单车首席数据科学家尹大朏首先阐述了摩拜单车对城市发展所产生的积极影响,例如提高短距离通勤的便捷性,有效缓解了停车难问题,同时节省了大量城市用地以用于学区房等更多急需的城市用地建设等。


摩拜单车作为拥有多项创新的第一个基于物联网的智能共享单车,在目前国内使用群体上有许多鲜明的特征,尹老师总结道,70%以上的用户为70至90后;以上班族为主的30%的城市人通过摩拜单车达到骑行健身运动目的;此外20%的城市人通过摩拜单车实现公交地铁出行无缝连接。再这样的积极骑行模式下,他提出了三点探讨,即共享数据、贡献机器学习和人工智能技术,以及对骑行道建设等向规划部门的诉求,希望通过上述三种合作方式,一起推动城市环境的改善。


随后尹老师介绍了北京早晚高峰不同时段的摩拜单车使用情况以及实时供需预测与调度的案例,基于残差神经网络发现城市骑行规律的具体时间,预测每小时骑行误差实现供需预测,以共享单车大数据DMS系统展示了共享单车的实时交通使用情况监测,并介绍了目前在规范用户使用方面的一些时间和探索。


孙小明:基于大数据支撑的城市精细化管理

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京清华同衡规划设计研究院技术创新中心规划师孙小明介绍了技术创新中心今年在城市精细化管理方面的实践和探索。在演讲中,孙老师首先回顾了城市精细化管理理论的提出和部分城市实践,随后重点介绍了清华同衡技术创新中心在基于大数据城市精细化管理规划实践方面的两个案例成果,最后提出了一些展望和思考。


从2015年底到2016年初,国务院出台了许多重要文件,从国家层面推动了原有的从重增量规划、重城市建设、重建轻管到建管并重的转变。城市管理包含了整个城市的方方面面,从城市管理的内涵是伴随着城市规模的不断扩大和城市管理复杂性的提升而变化的。


孙老师介绍了“十三五”生态西城发展规划和北京市第一次地理国情普查采集与应用系统建设两个案例。在北京市西城区的实践中通过相关数据的采集和数据挖掘与规律识别,进行了无照游商和店外经营情况、机动车乱停放现象与停车场设置、生态环境影响因素等研究,并对西城区的发展规划提供了支持。在北京市第一次地理国情普查采集与应用系统建设中布设了室外环境质量传感器和人车流监测传感器,可监测温度、湿度、PM2.5、氮氧化物、硫氧化物等空气污染物,噪音、光照、风速、风向等环境指标,以及人流车流的出入情况。


城市的精细化管理一方面是服务端,另一方面是基础端,因此我们需要将人本需求与大数据支撑进行结合,识别相应规律,探索基于规律的决策支持。城市精细化管理要实现管理对象的精细化、管理流程的精细化、和管理手段的精细化,通过实现政府的前置管理,让更多的城市问题消灭在萌芽阶段,提升城市治理体系和治理能力的现代化水平。


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人与环境系统是息息相关的,当我们在关注人本身健康的时候,便不能把人和环境割裂开。通过“健康·城市·创新”分论坛,我们希望从多个视角、多个维度,在技术和数据的视角探索如何衡量构架更加健康的未来。在此感谢参加技术创新中心“健康·城市·创新”分论坛的各位嘉宾和观众,希望城市规划行业能够支撑这个城市健康地发展,能够走得更远!


(本内容转载自清华同衡规划播报,由清华同衡技术创新中心提供)



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