【学术论文】未来城市智能低碳场景设计的导控体系构建——基于“理想之地”项目实践

面对未来城市智能分布式和去中心化的趋势，本文提出“如何利用交互场景设计方法体系应对未来城市空间的发展需求”，从“需求分析、诊断研判、场景创新”入手，通过整合“智能

+

”先进技术与“低碳

+

”智能方法，建立场景“设计

+

”的方法体系，通过技术预见、推演强化、情景分析、全息场景、场景创新路径，推进“理想之地”的场景设计过程，形成紧凑混合街区、绿色智慧交通、开放友好环境、绿色低碳建筑、节能高效设施、普惠人文治理等

6

个场景，并提出创新导控体系。在此基础上，未来可以推动“理想之地”品牌推广与“预见大都市未来”理论发展，持续推动多元场景的迭代升级。

1

研究问题：场景交互平台如何整合技术需求进行迭

代

？

当下城市空间各模块联系弱且整合周期长，难以应对未来需求进行前瞻性技术升级，应促进“智能

+

”与“低碳

+

”相互交融，建立街道空间的导控体系。场景具有设计研发、应用整合的含义，包括具体的时空环境、行为心理构成、环境氛围和感觉范围，在确定场景界限中应将信息环境和自然环境纳入关键因素。基于交互场景融合平台，“设计

+

”的工作方式将构建数据基础及适应技术发展的场景，“智能

+

”技术将探索城市生命特征及规律，还可通过自主学习和预测推演完成街道方案的智能生成与完善。

研究框架图

来源：笔者自绘。

2

需求分析：“未来城市”交互场景需匹配智能低碳设计范式

城市空间场景的“智能设计

+

”方法尚未形成理论体系，需要进行系统设计改革，未来场景需融合“智能

+

15

分钟生活圈”的指导意见，未来城市需要面向人民美好生活，进行系统设计改革；未来街道场景对于数据应用、智能计算、分布式计算的多式联运组织将催生跨专业场景创新；街道空间场景需致力于建设智慧生活服务圈，整合社区到家服务，链接社区周边服务业资源

①

。人工智能技术可通过数据挖掘处理助力发现街道空间生命特征和规律，新设计分析方法将通过大模型、大数据、物联网、全息的智能技术手段，加强自主学习能力和预测推演能力。智能技术将推动空间设计跨界创新，体现在其将计算性城市设计应用于城市空间品质测度与评价、人的空间行为活动特征分析等。

2.1  

“街道数据库”预判需求

交互场景设计需要预判需求，匹配智能分析感知方法。未来城市以“人民需求”及发展预期为本，顺应智能分布式和去中心化趋势，以“城市形流”

②

为基础，借助人工智能技术、发现规律、支撑街道空间设计编制。智能技术方法介入街道全工作流程，建立了从选址、投资、设计、建设以及运营的“智能平台”，提出空间导引、方法框架和管理机制，以应对城市更新的现实需求。场景建设需能符合规划管理部门的要求，探索符合各个利益相关方诉求，利用空间设计、大数据、物联网平台建立多维度评价体系，促使需求、技术、空间及时间相互整合，围绕活力、低碳、智慧核心理念将环境、生活、学习、工作、娱乐、出行

6

大场景融为一体，打造人与自然亲密共生的“理想之地”。

2.2  

“未来城市”预见价值

未来导向的规划组织需要公私合营共建，使交互场景设计与上海市区政府共同构建“未来城市”解决方案。“理想之地”项目以智慧街道网络体系来满足

80%

的生活需求，打破社区围墙分隔和功能切块，鼓励人与人交流，从而提升公共价值和城市活力。交互场景以“城市形流”为基础，架构借助智能技术、发现规律、支撑街区设计编制的逻辑模式。智能技术介入街道全工作流程，建立了从选址、投资、设计、建设到运营的“多方案模拟平台”，未来将进入城市治理业务逻辑中，并完善保安监控、环卫保洁、商业服务及管理服务等功能，提升场景运营质量和资产价值，为生态合作伙伴打造一体化的管理运营模式。

2.3  

“理想之地”预构模型

“理想之地”项目顺应智能化趋势，建构多级场景模型，从“城市级—单元级—场景级”的系统逻辑构建了未来城市方案。城市级方案结合数字、交通、能源、水资源、废弃物、蓝绿网络等

6

类未来技术的系统升级，探索未来基础设施建设路径；单元级方案以

10 min

步行活动范围为单元，构建各有特色、高度复合、独立又相互联系的未来城市治理单元；场景级方案构建居住、商业、办公、生态等多元场景复合的“迷你城市”，探索如何将人的日常生活场景与技术创新相结合。

2.4  

“导控体系”探索范式

基于交互场景所形成的智慧街道创新平台，就特定专题展开持续的跟踪研究设计和反馈，优化设计分析方法和城市产品。探索未来城市街道空间可复制、可推广的理想模式，将各方利益用信息系统方式进行协调，采用适度超前的技术形成“蝶变城创”

③

的机制，在前期分析（大数据、人工智能辅助）、方案生成（生成式算法、边缘计算）、设计评估（视觉表达模型）等环节实现联通，以支持街道空间升级和设计方法完善。

3

诊断研判

诊断研判作为设计分析的核心路径，包含技术预见、强化推演、情景分析、全息场景、场景创新等环节。

3.1  

知识图谱引导技术预见

技术创新是未来城市发展的动力，其时间跨度可能在

5

—

30

年之间，预测由用户、设计者和政策制定者之间相互咨询、相互交流所形成。例如，过去

10

年智能交通工具发展迅猛，如共享单车、智能汽车、无人驾驶技术等，人工智能正在重塑交通乃至城市格局。智慧街道作为生态系统，以改善城市生活、保障经济和运营可持续性为前提，始终基于项目实施进行需求调研、成本核算、资源整合和创新运营，形成下一代街道场景模型。该模型包括空间落位、技术架构、产品清单和实施要点，形成导控体系，后续项目可在技术选择与决策时使用，为前期技术决策提供参考，为技术应用提供方案模型，并为项目落地运营设立空间基础，在验证导控体系有效性的同时也可指引未来城市产品升级。

3.2  

AI

强化场景推演 

推演强化从优化专业配置、集成关键信息、生成式设计、多元评价判断、智能技术融合等方面开展。推演过程将处理人力、时间、资本等多种信息，提供丰富的可视化分析手段，展示智能设计及其各参数变化过程，并与设计流程相结合，涵盖“社会经济预测、人居环境提升、空间形态优化”等领域。前期分析判别用户需求，方案基于

AI

生成式算法建立设计模型，设计评估采用计算机推演的特征表达模型。未来，智能体将学习大量优质设计数据，形成规律性的演进逻辑，提供智能预判辅助设计师准确高效决策，并及时解决难点问题。

未来城市政企合作平台

来源：万物云城研究院。

3.3  

多元情景分析

情景分析预先将后端实施评估指标作为空间方案中的约束条件，采用

BIM

分析模拟、空间句法分析等方法，建立智能运算规则，从而预判不同方案下产生的碳汇、能耗、交通量、建设成本等相关指标，可以帮助城市规划者预测和评估各种可能的结果。情景分析有助于识别在“智能

+

低碳”技术应用中可能出现的关键风险，从而形成应对不同风险情景的应急预案以提高城市的应变能力，确定最佳分配方式确保资源的高效利用。情景分析可帮助决策者选择最优方案，形成更具弹性和适应性的法规以应对未来的不确定性，在不同情景下评估各种技术的可行性和适用性，最大限度地发挥“智能

+

低碳”技术的潜力。

“理想之地”交通流量承载力情景分析

来源：万物云城研究院。

3.4  

全息场景

全息场景模型通过数字地图实现了场地物理环境与空间形态的高度耦合，提供丰富的可视化分析手段，全面展示智能设计及其各参数的变化过程和实时状态，可辅助管理者全面掌握街道运行状态，有效提升监控力度和组织效率。在方案创作与推敲阶段，可以将全息场景模型与

VR

技术链接，使设计师能够进入虚拟现实场景中体验设计，从而进行针对性调整和方案验证。全息平台可以将设计的街道场景进行

VR

渲染，构建一个涵盖物理空间全要素的三维动态时空信息模型，支持交流、决策等多领域的智能设计应用。智能推演将加强评价的客观性，设计研判模型基于多元数据平台进行创新升级，智慧街道创新平台承担研究互动的角色，通过数据比对、数据模拟与层次分析将未来项目的评价标准拆解为安全、可达、景观、商业、休闲与便民

6

大指数，经过多轮专家讨论、数据拟合为各个指数设定权重，基于数据分析来优化空间方案。

4

场景创新：智能设计与技术引导

场景创新设计是一个复杂过程，例如“欧洲绿色首都”瑞典斯德哥尔摩哈马碧湖城，旨在打造“

Twice as Good

”高循环、低能耗、生态宜居的滨水新城，为有效整合投资建设环境友好的住宅和高品质生活环境，准确设定了总体环境目标、实施监管过程及生态循环模式。在确定前瞻性目标时，需要推动空间技术的创新整合，包括能源利用、交通运输、资源流转、给水排水、建筑材料、土地使用等通用性目标和土壤治理、湖水治理、排放控制等特定性目标。在目标的引领下，哈马碧在土壤修复、城市形态、交通、绿色建筑、能源、固体废弃物管理、用水效率等方面设定

9

未来城市治理单元应用模型

来源：万物云城研究院。

场景创新的街道空间构建路径落实在“街区紧凑混合、交通绿色智慧、环境开放友好、建筑绿色节能、设施高效节能、管理普惠人文”

6

个方面，在智能设计导向与智慧产品把控方面建成一个高循环、低能耗、生态宜居的新型城市。基于国内外实践探索、国家与地方政策，针对传统社区功能单一、交通拥堵、能耗高等痛点提出解决思路，以“双碳”目标、健康社区等愿景设定量化指标，选择成熟且可推广的技术确保落地性，在紧凑开发与生态保护、效率与人性化之间寻求最优解。

街道空间构建路径

来源：万物云城研究院。

4.1  

紧凑混合街区

街区紧凑混合场景中，保障每个地块混合不同功能；建筑以围合形式布局，低区商业配合中高区住宅；内部形成半私密活动场所，外部形成社区生活商业界面，将公司、家庭和咖啡厅等共享办公空间相互融合；所有住宅单位到组团出口为

2

—

3 min

步行距离；所有住宅单位都应在建筑入口的

300 m

之内设置药店、便利店、餐饮小食、生鲜店、健身房、银行自助机、面包店、咖啡店等设施；同时每个地块布局

1

处邻里客厅，以

10 min

社区生活服务可享为目标，成为老幼友好、小型聚餐、公益活动、个人展览等的理想场所；优化建筑布局，降低室外人行区、室外休息区、儿童活动区的风速。

紧凑混合街区（“理想之地”项目）

来源：笔者自摄。

4.2  

绿色智慧交通

绿色智慧出行场景中，在项目的中轴路打造灵活可变街道，平日保障慢行空间与沿街外摆空间一体化设计，宽度占总体道路断面宽度一半以上；预先规划连接组团内部跑道、代建道路慢行空间与城市滨水绿化空间，打造

3 km

跑步道；争取公交线路和站点在项目周边的一体化设计；通过能量环、地下车库连通、共享单车布点等方式，实现所有楼栋到公交站点和地铁站点的

10 min

可达。“理想之地”强化公交枢纽与通道的步行接驳，引导多元绿色的交通出行模式，进一步提升城市级“理想之地”的集约化出行比例。驾驶自动化通过人工智能、人性交互以及高等级（

L4

—

L5

）的自动驾驶技术，给使用者提供便捷的出行体验；出行服务化（

MaaS

）将交通工具转变为服务，智能平台与车联网全面打通，使智能平台从调控模型浮动数据提升为全时空实时数据。

4.3  

开放友好环境

环境开放友好场景中，户外空间任意点步行百米即可达公园、广场或运动场地。户外活动空间使用功能应综合多样化，并保证一定规模能够在冬至日接受充足光照；通过布局弹性绿地网络扩大户外空间，并体现地域和时令特征，鼓励可食用植物与生境配置方式；智慧养护方面倡导低养护的绿化管理方式，通过低养护植物配置、智能滴灌系统、智慧养护系统降低植物管养成本；采用菌仓及绿植新风墙等新式健康产品将有效地形成卫生屏障。

4.4  

绿色节能建筑

建筑绿色节能场景中，核心市集通过被动式手法尽可能多地实现自然通风、自然采光，应用光储直柔、湿垃圾本地化处理和循环利用系统等，集成应用先进技术，通过与新兴技术部门合作，促进行业技术革命、前沿技术探索及企业实践，充分论证技术价值、应用场景、成本与效益等内容。低碳社区建立

CIM

④

智能平台，建设运营引入试验性模块，利用

AI

赋能城市治理场景升级。

绿色节能建筑市集（“理想之地”项目）

来源：笔者自摄。

4.5  

低碳共性技术

低碳共性技术场景以“全域达低碳（降碳排

20%

），局部近零碳（降碳排

40%

）”为目标，在能源、用水、垃圾、数据等领域进行成熟技术集成与前沿技术试点并行。微电网架构、智能化光伏和电池存储解决方案让微能源网络变得可负担，同时可再生能源利用比重得到大幅度提高。公共建筑及中高层屋顶安装光伏面积比例不低于

40%

，智能微电网管理系统采用高级量测体系（

AMI

）与快速转换开关，实现项目用电的预测、优化与协同调度。固废资源利用方面倡导生活垃圾减量，推广健康智能垃圾房，改善社区环境体验；通过打造韧性水环境、海绵城市建设、科学高效的雨洪管理强化城市水环境。智慧街道跨越建造与运营两个阶段实现项目全周期减碳。共性技术工具包以智慧街道项目为基础进行空间融合与系统升级，以改善城市生活、保障经济和运营可持续性为前提，逐步应用能源、饮用水、垃圾、食物、数据、高速网络等技术模块。

未来城市共性技术工具包

来源：万物云城研究院。

4.6  

普惠人文治理

普惠人文治理场景中，全域全龄居民签署低碳环保合约，社区服务设施整合民政系统，“智慧健康管理”系统打通居民健康档案与公共卫生系统，链接远程医疗资源提供健康管理服务。“理想之地”项目未来将以市集为中心进行低碳理念与技术展示宣传，定期举行社区培训与低碳主题活动；借助智能平台积分体系，倡导绿色低碳消费与生活方式。未来项目打造的“数字家园”将以“普惠、高效、安全”为目标，重点打通居民、社区与城市信息服务系统，实现有限资源下的城市服务、社区治理高效覆盖、高密度融合，在传统物业响应的基础上，通过

CIM

数字信息智能平台的搭建，物业城市服务将红线内外进行统一管理。

普惠人文治理展示场景

来源：万物云城研究院。

未来，上海市社区将呈现出深度老龄化、人口流动大和街区管理难的特点，因此针对老龄化社区，公共服务应尽量做到“生活便利产品服务要好用”。构建普惠人文场景时要全面评估基础设施、数据服务运维成本，开拓微养老模式—居家养老服务，明确责任划分，实现多方盈利。

5

结语

未来城市“理想之地”项目已于

2022

年通过上海市规划和自然资源局审批，智慧街道的建设运营被纳入控制性详细规划文件的编制中，利用人工智能进行城市治理并建立了上海首个由企业主导的社区级

CIM

智能平台，持续探索并融合大都市预测、全息构建、人工智能、绿色低碳、生态环保、健康宜居、智慧普惠等领域。

“理想之地”建成效果图

来源：万物云城研究院。

“理想之地”项目建立了跨界整合街道空间的多领域、全周期智能平台，并探索了智能技术推动的设计方法，将立足于本土城市更新、社区治理、街道单元的建设实践提供智能产品或解决方案，并采用主动知识推送、客户交互、生成式设计、知识图谱更新等服务，为特定设计需求提供智能化的专家推荐服务和知识响应交互。

“理想之地”品牌理论模型

来源：万物云城研究院。

“理想之地”项目作为上海新城发展战略的示范点，承接社区功能高度混合、便捷的公共服务及一体化设计开发的需求，建立智慧家园、低碳社区、近零碳社区的示范场景。在项目研究探索中，团队不断寻求多源数据，实现有效数据融合和数据治理，并进行新空间规划设计理论的实践应用，通过集约化智能化技术，构建感知、互联、智能的街道运营体系，提高街道人性化品质。

注释：

①

国家发改委，城市社区嵌入式服务设施建设工程实施方案，

2024

。

②城市形流：基于人工智能与大数据的新的规划设计方法，关注城市空间形态与城市内各种流动要素之间的相互作用和协调发展，尊重城市生命体复杂形态和流动要素演化过程中的规律，以流动需求为导向寻求更具适应性的城市形态，通过调节城市空间形态，改善流动环境并促进可持续发展。

③蝶变城创：世界大都市正在完成智能、高效、生态、韧性、活力和全球影响力的蝶变，六要素在战略空间中相互支撑、关联创新并迭代升级，以活力为核心，资本与智能深度融合，韧性保障开发稳定安全。

④

CIM

（

City Information Model

）：实现精准映射城市运行细节、挖掘城市发展规律、推演仿真城市未来的综合信息载体。

详情请关注《上海城市规划》

2025

年第

3

期《未来城市智能低碳场景设计的导控体系构建——基于“理想之地”项目实践》，作者：郑迪，上海城建职业学院，万物云城研究院，上海市发展改革研究院；张逸、黄轶伦，上海市城市规划设计研究院；王剑新，万物云城研究院。本文内容仅代表作者观点。

“规划上海SUP

DRI”联系邮

箱