城市空间形态重构

王　林

上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院建筑系教授

刘　淼

上海市城市规划设计研究院

高级工程师

赵晶心

同济大学城规学院

研究生

1　空间重构的技术要素背景和方向

1.1　技术要素背景——能源、材料、信息及人工智能技术的突破

（1）能源技术突破（可再生能源如太阳能转化、潮汐能、地热、风能的转化效率大幅提高；巨大能源的存储运输方法）。

（2）材料技术突破（3D打印）。

（3）信息化突破（物联网、大型运算技术）。

（4）人工智能技术突破（包括交通的陆海空无人驾驶技术、信息处理生产上的应用）。

1.2　基本变革的方向——社会资源转移更加高效

形成的发展趋势是工程建造、工业制造的单位成本极大降低；交通物流、社会设施的组织利用效率大大提高。

（1）交通运行更加高效：① 设施通行效率更加高效。人体生物反应速度限制引起的安全车距等系列交通运行低效，随着自动驾驶形成的自动连接形成规则发生改变（安全距离、自动连接、红绿灯）。② 时间资源利用更加高效。夜间时间资源的浪费（考虑疲劳驾驶、安全驾驶），在自动驾驶、新能源革命下得到充分利用。③ 新型交通工具的出现。

（2）物流组织更加高效：① 信息化促进物流组织高效。信息不对称和计算不足的无效运输低效，在物联网、分布式计算等带来的物流组织效率大幅提高，库存存储空间和物流运输数量得以大量节省；② 无效物品跨区域转移将被极大减少。3D打印技术普及后，工业品更多的“模型数字化+本地模块化材料打印”引起物品跨区域转移需求大幅下降。部分传统制造业大幅衰落，将会引起枢纽体系、航运体系格局和规模的变革。

（3）社会资源利用更加高效：以小汽车使用为例，实际的利用效率只占到5%，大部分时间都在停车位上。公共交通在非高峰时间上都是浪费。在社会设施组织高度信息化及智能化后资源利用效率大幅提高，加上设施制造和能源成本的急剧降低，基本的私人门对门机动化也将成为公共服务的一种。

（4）能源利用更加高效。① 能源转化更加高效。可再生能源如太阳能转化、潮汐能、地热、风能的转化效率大幅提升，且能源采集无处不在；② 能源存储更加高效。当前跨区域转移效率过低、跨时间段的能量不能转移引起浪费。未来在能源转化和存储技术革命后将大幅增加能源利用效率，加上人工智能的飞跃，将会产生不知疲倦的机器人作业，进行生产任务和建设任务，将会产生现在看来更夸张的“超级工程”（水下城市、地下城市等）。

1.3　基本思路

相较于技术的日新月异，人性的进化是极其缓慢的，其具有保守和追求的双重特征：

（1）保守方面。对对面交流、大自然融入的偏好。如人与人之间面对面的交流体验一直被逼近，但始终未被替代（电话、网络、视频及可能的全息）。判断是城市更加重视对社区建设、大自然融入的重视。

（2）人性的追求方面。作为人类群体的自我实现。如洗衣机、电饭煲、小汽车并未让人的时间变得更多。判断是超级工程的出现、新的生活和工作方式出现。

2　城市形态重构设想

城市空间形态的每次变化，其背后都是科学技术的推动。步行到马车、汽车、飞机等让城市扩展的更大，砖土到混凝土、电梯等让城市建筑越来越高，马桶、青霉素等让城市建筑可以更加密集……根据前述技术要素背景、方向和思路，从城市居住、生活、休憩、交通四个基本功能出发，认为城市形态将发生重要重构：

（1）城市空间物质形态方面：① 海权时代削弱，传统枢纽衰落，新型枢纽涌现。传统大型客货运枢纽、航运港口因传统需求下降而衰落，服务新内容和趋势的新型枢纽（如新型航空飞行器、地下枢纽）将涌现。② 超级工程不断涌现。出现超级地下城市、水面（下）城市、超级市政工程（地下各种功能的通道）。

（2）城市空间功能形态方面：① 产城融合不再是问题。专业的规模型工业厂房均成为无人厂房，从建造到生产均为自动化和远程遥控。居民生活工作更加社区化。空间资源（路面等）更多的释放给社区，供交流使用，交通、市政等非目的性需求设施更加“隐形”（如地下化等）。② 社会阶层圈子化集聚更加明显，地球村变得更“小”更“近”下的优、劣势人群的空间分异现象将继续保持，“择邻而居、择友而行”更加成为社会特征。③ 政府提供的公共服务受地理的限制大大弱化。新型交通组织效率使大型都市范围内文化、教育、体育、医疗等方面的服务可以快速到达，以及依靠远程遥控和人工智能得到满足。④ 大型都市区域范围内的自然环境品质和地方特色成为吸引高端办公及居住的主要因素。

3　应用意义与前景

通过对未来空间形态变革的科学预见，可以克服未来发展的不确定性可能带来的损害，提高决策的质量，进而实现各类要素和资源的合理配置，以及各类城市功能的合理划分。

同时，通过更好地开展城市空间布局（产业用地、公共服务设施、枢纽重大基础设施等），以选择符合可持续发展的空间引导路径，支撑城市未来的国际竞争力。