吳志強院士：智能規劃，城市未來——城市必須智慧起來

由中國城市規劃學會和中國城市規劃協會主辦，中國城市規劃學會城市規劃新技術應用學術委員會、中國城市規劃協會信息管理工作委員會、貴陽市城鄉規劃局承辦，貴陽市地理大數據中心協辦的“2018年中國城市規劃信息化年會”于8月11日在貴州省貴陽市召開。

吳志強副理事長致辭并作“智能規劃，城市未來”主旨報告演講。吳院士提出城市規劃中的人工智能應用是城市規劃的時代標志性變革。

他介紹了人工智能與城市生命體和研究在發展中的關系、如何互為推動力的切入點、在智能規劃的支撐下未來城市發展的價值取向方向和如何理性認知城市等知識要點。之后又展示了人工智能的技術突破將為城市研究、城市規劃、城市管理、城市生活帶來的巨大變革。接著他還在演講中介紹了其工作小組在智能數據捕捉、城市功能智能配置、城市形態智能設計等方面的實際應用案例，對人工智能輔助城市規劃的前沿動態和城市未來做出具體詮釋。

現在讓我們一起來回顧下整場報告（本文內容來自現場演講整理）。

吳志強

中國城市規劃學會副理事長、中國工程院院士、瑞典皇家工程科學院院士、同濟大學副校長吳志強

尊敬的各位領導、親愛的各位同事們，非常高興有這個機會在自己的年會上把我最近這幾年的工作，尤其是今年2018年的最新工作給大家做一個匯報。

為什么要做智能規劃？實際上還是要回歸到根本的事。一說到城市史，已經有8000年，這8000年從建設城市整體上來說，有非常多的愚蠢的地方。

比方說現在城市高溫，人類、動物、植物需要大量的雨水，這是解旱的。但是所有的城市把大自然的恩賜全部作為洪澇災害：流動的叫做洪水，不流動的叫做內澇。所以“戰勝洪澇之日，即高溫日之始”。這個就是我們現在的狀態，想想是不是很愚蠢？假如沒有人類，自然是一個非常好的體系，該沖就沖，該流就流，這是一個非常好的事。因為人類認識到這個問題，所以變成了流就叫做洪，不流直接叫做澇。

高溫是自然界把最多的能量送到我們的窗口，我們卻用最高的價值買來能源去抵抗自然送來的能源。現在大氣怎么會不熱呢？所有的空調都在抵抗自然的能源，更多的錢、更多的能量消耗來抵抗自然的能量，這不是很愚蠢嗎？說明人們沒有看懂真正的自然、城市、人三者之間應該是什么的關系。

我們都喜歡小街小巷，復合空間，我們規劃師在工作時卻按照蘇維埃模式進行了分隔，多元功能復合的缺失，造成了空蕩蕩的新城，土地的污染、水系的污染，以及土地與空氣的不可持續，這些問題我們必須反思。

40年的改革開放帶來了偉大的成就。我們看到每一個城市都欣欣向榮，但卻忽視了目前正面臨著的可持續發展的問題。土地大量污染，大量的重金屬污染，整個水系的污染，長三角地區大量的藍潮事件。我們有：可以城鎮化的人口，可以城鎮化的土地，可以城鎮化的空氣，但這些都是有限的資源，所以是很不可持續的。我們必須反思我們的城市到底出了什么問題？

我們有一句話：城市必須要智慧起來。

我們的城市以前是由骨肉組成，例如交通、基礎設施、用地等。現在我們還需要城市的神經中樞系統。如今，我們擁有了“大智移云”——大數據、人工智能、移動互聯網、云計算。它可以為我們帶來這個時代偉大的可能性，我們要認識到城市的“不智慧”，通過努力讓城市智能起來。  

2006年我在世博會做規劃師，當時有一個口號：聰明的地球。當時成立了第一個IBM，同濟大學的智慧城市研究中心。這個詞造成了后面一連串的結果、掛牌，做了第一次的課題，完成了一系列的活動。當時我理解的智慧城市，可以用幾個原圖表達出來。

第一個是感知。城市要知冷暖。第二是判斷。智能城市要知道判斷好壞。第三要快速地自我反應。第四要自我學習，然后變成聰明的城市。這是第一張圖。

后來就變成了復雜系統，感知，包括城市的主動感知、數據上報、數據挖掘；判斷，包括數據分析、預測模擬、評測工具；反應，包括政府決策，企業決策，治理決策；學習，包括模型改善、流程改善。經驗的一次次提升，就變成一個持續的進化、持續的聰明。

這是第二張圖，當時畫得很隨意。我們現在面臨的問題，其實就是我剛才說的，城市不夠聰明。比如醫療，我記得很清楚，當時我的父母生病，每一次半夜就醫都非常困難，所以我覺得就醫很重要。再比如就學，這也是現在很多家庭關注的事情，在我的認知當中，一定在最近的范圍，一定要找自己的孩子最需要的老師，何必到那么遠的地方找一家學校，最遠的地方不一定有你最需要的老師。假如在就醫和就學時打通數據，你可能會發現那個住在隔壁但從未說過話的鄰居正是你孩子最需要的老師。交通、金融服務等等文化活動亦如此。所以我們要想通過城市讓生活更美好，就要先知道城市需求，把整個過程智慧化、智能化。

第三張圖直接把使用的對象找到了。第一層政府，第二層是企業，最后市民是主體。很多企業跑到一個新城市，什么都不知道，怎么能讓企業更便捷地找到需要的信息呢？剛才也說了市民的需求，例如就醫、就學、交通等。這就需要用可持續的經濟、社會、環境三大問題把整個城市串聯起來，和政府、企業、市民的需求結合起來。

第四張圖，我覺得由內部系統感知以后，需要數據的收集，當時寫了6種收集數據的辦法，現在把它發掘到8層的系統，然后由感知，到數據庫、中心處理等。我們城市的社區、城區、區域，整個城市那么多種需求進行整合，組合以后形成整個的城市不同的功能和空間。這里面哪些節點最為重要？那就把它做起來。這個時候到了2008年的后期，正好是10年以前做的事，非常高興10年以后拿出來，可以看到不同的使用者的內在結構。

再往下走我們做了落地，從街區、社區，到城區，最后到一座城市。

再往下走到了第五張原圖，把規律放上去了讓城市學習、挖掘。沒有規律的話，城市就不算真的聰明。

這是2010年左右工程院做得特別多的題目，做了支撐層、運行層、邏輯層，去學習、感知、判斷、反應，再回去到邏輯循環上，落實到整個空間。這是最重要的。

我自己當時想象了幾件事：第一是突破空間的距離。我們那時講城市規劃就是“空間位置決定城市規劃”，但是當時我覺得要突破空間的距離。城市的數據、鏈接、框架連接這是空間第一個突破。第二是提升組織效率。第三個是替代大量實體的形態。這是當時世博會期間的一些想法，要解決發展城市動力的問題、路徑的問題、區域平衡的問題、要素制約的問題、科學決策的問題。這是當時的初衷，我今天，也就是10年以后，把這些初心挖出來了。

世博會人數超過7000萬，為了世博會的人流預測，將世博會劃分為20米乘以20米的22525個單元，進行了單元研究，模擬20、40、60、80、100萬人的分布情況。當時發現了很多問題，其中最大的問題，就是在河邊的中國館參觀流量巨大，江邊人口集聚，導致人流進出困難，于是將中國館移動到了南邊廣場最大的一片場地中，如果當時沒有模擬系統，就不可能完成，當時還創造了同時在場一百多萬人的世界記錄。可以說，沒有模擬就無法做好世博會的規劃。

通過世博會的智能平臺，我們研發了“智能市長桌”，將世博會的指揮系統，運用到了城市的指揮系統。

在都江堰災后重建規劃中，通過城市智能平臺模擬了城市的風流、水流、日照數據采集，實現了36平方公里大規模的風場、水流和地形要素模擬，這個工作第一次讓我們看到了城市中最大的兩個自然要素：水流和氣流的模擬關系，讓我們認識到城市中最大的自然要素，風與水，認識到這些隱形的知識，是如何用科學的手段挖掘出來的。

2014年我們沒有停下來，建立了“城市樹”系統。原始數據庫是在德國開始的，到了今天做到第四代的數據庫，我們把2014年開始所有的衛片全部進行匯總。我們現在的城市樹八大數據中心的一類就是衛片，我們進行了導入。14年開始，用人工智能閱讀衛片，因為衛片變化太大了，從第一張75年的衛圖到現在40年的衛圖，實際上密度、圖象、常態，一定要用人工智能讀片。歐洲一直用的1平方公里，我想推進，不斷推進后到現在的30米×30米衛片，這樣一張張疊起來以后，像一個樹，這就是城市樹。我們一個一個城市，建立一棵一棵的城市樹，我們站在全球的角度，研究整個世界的人類城市問題，掌握世界城市發展規律。

當時80年代非常崇敬的美國，他們原有200個城市的積累，我們就把全世界100平方公里的所有城市全部挖個遍，發現有937個，我們的小組停不下來了，繼續挖50平方公里的城市2000多個；30平方公里的城市3000多個等等。到2018年1月全部完成，我們完成了全人類一平方公里以上的所有的城市：13810個。

我們得到了這張圖。大家過去看到的都是叫照片，而我們這是真正一個一個點畫出來的，一個一個點挖出來的，一個一個點積累起來的，完成人類13810個城市的第一張原樣地圖，這是非常高興的！2018年，我們中國人在這里完成全世界的第一張最完整的城市建成面積的圖。

它的偉大意義在于，不僅是全亞洲，更重要的是把世界城市的研究的動圖建起來。我們現在統一標準，同一個體系，同樣的密度，同樣的面積，所有達到同樣的質量，這就是我們中國人今天可以挺挺地告訴大家，我們中國人掌握了統一標準，這是我們中國人的驕傲！

在2018年2月份，對樣本城市樹的邊界、發展過程進行辨識，從一萬多個城市中，辨識出完整的城市分類，可以總結七種類型：萌芽型435個，佝僂型  3601個，成長型  2365個，發育型  831個，成熟型  1900個，區域型  143個，衰退型  201個。

在做北京城市副中心城市設計中，我們讓CityGo學習了整個通州的樣片，從2018年進行推演，一直推演到2035年，完成了世界上第一個純粹人工智能推演的發展模型。這個模型里面有六種棋子，職、住、學、商、醫、休。城市規劃往后不再是一張2035年的圖，而是一年比一年推進演化的圖。為什么城市規劃那么累，因為我們只有一個空間的模型，而不知道“前后手”，“前后手”的決定，可以影響一個城市的興旺和衰退，我們過去長久以來只有空間問題，不提時間的前后秩序。

目前，我們在繼續推進人工智能城市的原型設計與研發。城市的發展我們一直在依靠外力，讓我們的城市尺度在不斷發展，高度不斷擴張，但只有到了人工智能階段，才是城市發展的革命性時代。通過長期的積累，2016年中國工程院向中央提出了關于中國人工智能的戰略報告，得到迅速的批復，2017年7月，發布了《新一代人工智能發展規劃》，而在同時，美國、英國、歐盟都在做，這次的革命是從來沒有過的、中國與世界同步的革命。

《新一代人工智能發展規劃》專門寫了這一條：用人工智能推進城市規劃、建設、管理、運營全生命周期的智能化。這是最高科技的計劃中第一次寫到城市規劃建設、管理、運行。

中國的人工智能發展，需要科技的推動，因此本次會議邀請了很多IT領域的專家，在下圖中，右手邊是大量的應用來驅動，左邊是大量的技術推動。

未來三年關于人工智能的計劃的終極構思非常清楚，按照人的需求，以城市的規律為背景，把現在的城市幾大內容生產、生活、生態、人民共享，插入整個城市配套系統，包括居住、醫療、教育、衛生等整個人工智能化。在實踐過程當中，從規劃、設計、建設、背景整個分布推進，最后落到不同的用地上。

接下來介紹的項目，是正在規劃建設的第一個人工智能小鎮，城鎮集聚上萬個研究者，建立世界級人工智能產業集群，建設完整的城鎮集成平臺，包括城市的大小腦，中樞系統，加上城市迷走神經系統，三層系統疊加，在世界上是最前沿的人工智能城市模型，讓生產更加成功，讓生活更加便捷，讓生態更加宜人。

我們希望把這個東西落下來，我們希望落到地域中間，落到都市的家園中間，落到鄰里中間，在生產中間和國際標準結合，不斷地動態支配，從而形成云端的運用的鏈接，全球的鏈接，然后在生態中間我們需要感知、低碳、安全，我們希望做一些新的概念。

我們實踐了世界第一個地塊尺度的人工智能小鎮建設推演，讓機器在政府、規劃、資本、市民的博弈中，通過機器模擬，看它到2030年會變成什么樣子。我們不僅僅是地塊的模擬，而是元空間尺度的模擬。

我們要做元功能，我叫功能元空間尺度，就是POI的這么一種尺度，一家店，一個廠，然后進行全鎮模擬，不同的組合推演成怎么樣。

最終，我希望每個人在這里都可以就近地完成這六個日常需求，15分鐘找到你的基本需求。推演到2030年以后，不同的組合，落實到土地上，落實到復合的用地色彩，多樣化的復合功能，再進行不同的園區組合。然后再按照不同的功能，診斷每一塊地的不同功能配比，落到不同的建筑要求，對建筑的功能進行組合，并將建筑進行分層，進行三維推演，形成三維尺度的智能配置。真實的城市就是這樣，是多元的，每一個上面是不同的組合。

最后，我們會完成世界上第一個人工智能的廣場，它會對個人做人臉識別、情緒識別，從而為你作曲，甚至你所看到的圖、整體的形象都會為每一個個體來做。比如為今天上臺的領獎者，配上屬于你的主題音樂，從藝術、感覺、整體上來完成。

世界上第一個人工智能中樞塔我們也在做。這是人工智能中樞的整個群落，底部中樞的數據庫。

還有第一個人工智能的餐飲街、人工智能活力社區、人工智能定制公交、人工虛擬現實婚姻殿堂、全鎮域個人安全健康智能護理系統等。

我們還希望做到世界上第一個人工智能智能生產產業鏈、AI服務機器人、AI金融等，我們希望人工智能可以大規模地推進。

因為時間關系，我后面的就不再講解了，希望這一套系統可以讓我們實現人工智能的智慧城市，在世界上再一次真正地說中華民族復興了。謝謝！

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