吳志強院士的履歷與很多我國重大城市規(guī)劃工程緊緊聯(lián)系在一起：上海浦東聯(lián)洋總規(guī)劃師，2010年上海世博會總規(guī)劃師、汶川地震后成都災區(qū)重建總體規(guī)劃師、北京城市副中心總體城市設計工作綜合方案總規(guī)劃師……他完成的規(guī)劃項目可以說是中國城市規(guī)劃信息化發(fā)展史上的里程碑。
▲吳志強：博士，教授，中國工程院院士，德國工程科學院院士，瑞典皇家工程科學院院士，同濟大學原副校長，中國城市規(guī)劃學會副理事長，中國2010年上海世博會園區(qū)總規(guī)劃師，北京城市副中心城市設計綜合方案總規(guī)劃師，上海市人民 *** 參事。
CIM技術已經成為城市規(guī)劃領域不可或缺的技術之一。我國各城市已經普遍認識到CIM對于智慧城市建設和城市精細化治理的突出作用。帶著一些問題，我走進了吳志強院士的辦公室。
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▲劉宏愷采訪吳志強院士
看CIM
CIM概念的提出緣起于上海世博會。針對上海世博園區(qū)256個場館，不同國家的設計方案及其采用的不同軟件使數(shù)據(jù)無法合一的問題，吳志強作為上海世博園區(qū)的總規(guī)劃師，2005年在總規(guī)劃師辦層面提出要求：所有提交的規(guī)劃設計方案必須采用統(tǒng)一 BIM（Building Information Modeling）標準。同時，由總規(guī)劃師牽頭，總師辦研發(fā)可以承載單體建筑設計的CIM平臺。當時的“C”，指的還不是City，而是Campus。
世博會結束后的2011年，CIM中的“C”的含義已經擴展到了“City”――城市的范圍。在2015年上海數(shù)慧于南京承辦的第九屆規(guī)劃信息化實務論壇上，吳志強對CIM做了詳細詮釋。2016年，吳志強又在北京城市副中心的規(guī)劃設計中進行了深度開發(fā)實踐，將建筑指標、人口指標、學校、醫(yī)院、能耗、就業(yè)等通過CIM平臺進行精準分析，為未來的城市精細管理提供智能平臺，這也是CIM技術在大規(guī)模城市規(guī)劃設計實踐中的率先嘗試和成功落地的應用。2017年起，城市規(guī)劃行業(yè)經歷了從BIM走向CIM，走向城市規(guī)劃、建造、運營、管理全生命周期的智能化過程。目前，吳志強團隊又開始將AI技術導入到CIM中，將CIM提升到了“CIMAI”的新高度。
2010年上海世博會園區(qū)總規(guī)劃效果圖（資料來源：吳志強院士智能規(guī)劃團隊）
“城市”的邊界怎么確定？自然管城市還是城市管自然？孤立地考慮城市或者自然都是片面的。
CIM的“C”指“城市”，這里“城市”的邊界怎么來確定？城市是否屬于自然資源的管理范疇呢？我討教了吳院士。
吳院士從國家空間管理的本質講起，“國家空間管理，實際上是國家的生態(tài)、生產和生活空間及其裝備的管理總和。如都江堰，就是祖先兩千年前就為我們的生態(tài)、生產和生活空間準備好的工程裝備，使人民在此空間中受益了兩千多年。又有些沒有裝備好的空間，如黃河，就在歷史上經常改道造成災害空間。數(shù)千年來，人們不斷地逐步裝備好城市，使其成為人類集聚財富和智慧的生態(tài)、生產和生活的地方。
“生態(tài)、生活與生產空間及其裝備的管理，是各個文明發(fā)展永恒的課題。在我國的封建社會時期，講的是‘普天之下，莫非王土’，直到現(xiàn)代思想導入后有了改變。最早設想規(guī)劃國土空間總布局的當推孫中山先生，《建國大綱》設想在什么地方建東方大港、什么地方應該建鐵路、什么地方應該建大都會，籌劃的是整個國家空間的總布局，也體現(xiàn)了家國情懷的總體理性思考。
“一個國家是社會、經濟、人口、歷史、文明和生態(tài)在一個特定空間里的整體。它是一個底盤，孤立地考慮城市或者自然都是片面的。做國家空間治理，不必糾結于城市還是自然。很多國家部委的設立也是與時俱進的，如法國最早設立城市發(fā)展與空間裝備部，后來不斷改名，發(fā)展成為了空間規(guī)劃、交通、自然資源等相關領域的主管部門，又改為‘可持續(xù)發(fā)展部’。我國以后的空間治理也是遵循‘可持續(xù)發(fā)展’的規(guī)律，開拓生態(tài)文明的歷史需求，應把所有的空間要素都考慮進去。”
CIM總體上是應當容納流結構的，以流定形，形流相成，這是未來CIM發(fā)展的重點方向。
吳院士介紹，CIM的目標要最終把中國城市地上、地下的數(shù)據(jù)精化、細化、立體化，目前的追求是動態(tài)化，對各行業(yè)數(shù)據(jù)進行動態(tài)管理。
CIM可以在更多領域發(fā)揮作用。比如交通和電力，這些行業(yè)固有的數(shù)據(jù)結構是“流結構”，交通關注的是在路上跑的“交通流”，電力關注的是在電線里面跑的“電流”。關注“流結構”，就是要探索規(guī)劃布局、道路走向、建筑形態(tài)因素。與此同時，城市的生態(tài)也有大量的“流”與城市的可持續(xù)發(fā)展密切相關，例如“風流”、“水流”這兩大自然流動要素是城市形態(tài)密切相關的，據(jù)此可以提出對不同山水條件下的規(guī)劃方案的相應契合度的評估 *** 。
“流”就是關注過程，其必然跨越空間和時間維度。了解“流”的變化規(guī)律，做空間的形態(tài)規(guī)劃時方可掌握城市生命本質。CIM總體上是應當容納流結構的，以流定形，形流相成，這是未來CIM發(fā)展的重點方向。
吳院士認為，未來應該在CIM的基礎上提出一個更高層面的概念：SIM（Space Intelligent Modeling），這里面的“S”指的是國家不同的空間，不論城市、鄉(xiāng)村、森林、海洋和農地，本質上都是一種空間。有了空間作為載體，才能承載一個國家的生態(tài)、社會、經濟、歷史和文明，因此軟件開發(fā)者和使用者應當在充分理解“空間”內涵的基礎上架構軟件系統(tǒng)。
我國的城鎮(zhèn)化轉型正從“速度”城鎮(zhèn)化走向“深度”城鎮(zhèn)化，從“體力”導向走向“智力”導向，勞動生產率也會隨之大幅提升。吳院士團隊的研究根植于對城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)律的認知，通過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)的采集與分析，揭示存在于各類城鄉(xiāng)發(fā)展形態(tài)下的經濟、社會、生態(tài)等要素的流動，用以診斷規(guī)劃問題，從而制定和總結出城市發(fā)展模型和 *** 。“流”意味著城市發(fā)展中的力量，其累加或結合產生了勢能，構成了空間交互模型的基礎。
CIM相對于“數(shù)字孿生”，有更深的內涵。
在吳志強的觀點中，CIM中的“I”一直指是“Intelligent”，而不僅僅是“Information”。
“因為很清楚，CIM必須要有一個學習的過程，否則就只是數(shù)字和信息的堆砌。”由此，吳院士談到CIM與“孿生”的區(qū)別，“不能只做城市的‘鏡像’，還要知道城市的過去、未來，借助CIM要能夠看到城市的前世今生，更看透超越幾代的過去和未來。不僅僅是雙胞胎，更要通過數(shù)據(jù)看到今天城市的祖輩和明天的孫輩。工業(yè)和工廠可以提數(shù)字孿生，而城市提孿生是遠遠不夠的。只關注與現(xiàn)實一模一樣的‘鏡像’，數(shù)字技術就失去了更高價值。這就是我一直提倡CIMAI的重要性和人工智能深度學習的必要性。”
在吳院士的理解里，CIM相對于“數(shù)字孿生”，有更深的內涵。主要體現(xiàn)在：
1、CIM要以預見未來為目標。CIM不是僅是為還原真實城市而研制的數(shù)字系統(tǒng)。“鏡像”今天的城市，不足以發(fā)揮信息化、智能化對城市發(fā)展的強大賦能。通過應用智能模型前瞻性地創(chuàng)造出未來場景，以幫助使用者看到明天的城市問題并據(jù)此引導今天的發(fā)展路徑。
2、CIM要以智能模型來輔助決策。CIM不是簡單的信息管理平臺，而是從對城市數(shù)據(jù)的積累、處理提升為對復雜信息的智能響應，以適應現(xiàn)代城市綜合治理的需要。通過對水文地理、氣候環(huán)境、建設項目、市政工程等城市數(shù)據(jù)的集成計算，實現(xiàn)針對城市發(fā)展、市政、交通、公共服務等關鍵決策領域資源的智能動態(tài)配置，以優(yōu)化城市設計的效果，輔助城市規(guī)劃、建設、管理的科學決策。
3、CIM更突出人與城市信息的互動。CIM不僅是針對城市數(shù)據(jù)的技術平臺，還應是能以更智慧的方式將城市信息有效傳達給用戶的互動系統(tǒng)。借助CIM可以使城市規(guī)劃、建設、管理的過程更輕松、人性化，而在用戶的干預和反饋過程中，CIM系統(tǒng)也得以持續(xù)迭代增強，體現(xiàn)出人的主觀意志和城市智能生命的互動協(xié)調。以對城市大數(shù)據(jù)的智能分析、模擬、推演為基礎，人機協(xié)同決策，制定更優(yōu)的解決方案，維護城市全生命周期的健康發(fā)展。
CIM不僅僅等于“BIM+GIS+IoT”。
隨著建筑行業(yè)信息化逐步成熟，BIM( 建筑信息模型 )、GIS( 地理信息系統(tǒng) )與IoT( 物聯(lián)網 )技術得到廣泛應用，與之相關聯(lián)的CIM成為社會各界多個領域的技術共識。CIM與上述三類技術是怎樣一個關系？
問：外界認為CIM=BIM+GIS+IoT，我看到一篇您的文章，您認為不是簡單相加，這中間怎么解讀？如果不是簡單相加還要再加什么？
吳院士：BIM像城市的細胞；GIS是提供數(shù)據(jù)基礎的平臺；IoT是指城市中所有物質的數(shù)字化。CIM在細胞、平臺和城市物質數(shù)字化的融合后，更重要的是另外三個更有價值的內容――流動、生命規(guī)律和動力辨識――而這是超出前面三項要素的。那就是：1）空間加上時間以后產生的城市自然和人工要素的流動；2）城市流動和空間形態(tài)之間的互動規(guī)律；3）理解城市生命發(fā)展的動力所在。而前述三項技術簡單疊加是無法做到這些內容的。
需要讓CIM面向更廣泛的用戶群體，讓遠程訪問CIM變?yōu)榭赡埽惨嵘鼵IM應用的便捷性。CIM應當能夠感知城市中人的活動規(guī)律、需求，進而通過大數(shù)據(jù)的智能模擬、迭代，優(yōu)化城市規(guī)劃設計方案，要有精準服務用戶需求的應用端，滿足不同主體在城市規(guī)劃、建設和管理中的實際需要。就像超圖公司的所有產品，其實都是要為人服務的，為人創(chuàng)造更美好的生活，是一切技術工具研制的目的。
看城市
任何城市都是文明形成的，把自然要素對接到文明之中，融合得越好這個文明就越高級。CIM從業(yè)者要去做文明和自然的數(shù)字鏈接。
吳院士是一個對城市有情懷的人。2010年上海世博會，他提出了“城市，讓生活更美好”的主題，并在園區(qū)規(guī)劃中處處體現(xiàn)。
“任何城市都是文明形成的。沒有城市就沒有文明，沒有文明也就沒有城市，兩者無法分開。”吳院士認為，好的城市一定有自然要素，有山、有水，而好的文明一定能把自然要素接合進城市來。如果自然要素無法接合進來，文明就得不到發(fā)展，接得好就會形成好的文明，融合得越好這個文明就越高級。
“我們評價一個城市的好，不正是因為它的自然要素和文明要素接合得好嗎？沒有自然要素的文明一定會衰亡。文明和自然的粘接處，就是CIM從業(yè)者要去努力的方向，就是要去做文明和自然的數(shù)字鏈接。這就是我們說的物質空間、社會空間和數(shù)字空間的連接。”
研究一座城市、一個文明的發(fā)展，CIM是極其重要的底板，沒有這個底板相應工作就沒法展開。今年6月，吳院士宣布啟動的“CiMA（人類數(shù)字城市圖譜）全球科學家計劃”中，就是用各類數(shù)據(jù)來“解析”全球的13861座城市，從而分析出城市、城市群的發(fā)展動態(tài)，及其發(fā)展的長板與短板。GIS技術將在其中發(fā)揮重要作用。
社會學讓城市規(guī)劃具備了人性的溫度，城市規(guī)劃不是造物，而是呵護。
吳院士告訴我們，“今天中國城市規(guī)劃的水平和二十年前完全不一樣了，進入數(shù)字化時代后，我國的城市規(guī)劃數(shù)字化水平已經處于世界一流！”
吳院士介紹，城市規(guī)劃是一門非常年輕的學科，又是一門發(fā)展非常迅速的學科。在QS排行榜上，城市規(guī)劃是中國在世界上排在A+的三個學科之一，這說明了我們的城市規(guī)劃學科在世界上的地位，尤其是在數(shù)字化、智能化的研發(fā)方向上的引領地位。
吳院士常說的一句話是“城市規(guī)劃千萬不要鳥瞰，要‘人看’，要以人的視角出發(fā)，多設計一些人性化的空間。”
在吳院士眼里，城市規(guī)劃不是規(guī)劃師作出一幅供旁人欣賞的作品，而是要設計出讓百姓每天用到的，讓住在其中的人感到滿意、感到幸福的場景。城市規(guī)劃不是造物，而是呵護。所以城市規(guī)劃師不僅僅要學習給水、排水、電力、交通、綠化、建筑這些知識，還要學習大量的社會學知識，這是讓城市規(guī)劃具備人性溫度的基礎。城市規(guī)劃歸根到底就是設計出可用最少的資源讓百姓與自然和諧共處的空間。盡管城市規(guī)劃的定義在不斷演變，但不變的是人的需求，是人對城市的美好夢想。人類最初懷揣夢想來到城市，而智慧城市，就是把天時、地利、人和通過數(shù)據(jù)串聯(lián)起來，最終形成三者合一的效果。這樣，城市設計和規(guī)劃才能變得更加智慧。
城市是人類建造的更大的智能生命體，抓住“智”、“綠”、“人”這三個關鍵字，提升城市的控熵能力。
問：未來城市和現(xiàn)在有什么不一樣呢？未來城市有什么樣的圖景？
吳院士：未來的城市，最看重“智”、“綠”、“人”這三個關鍵字，這三個方向決定了城市未來的發(fā)展。要實現(xiàn)“城市，讓生活更美好”，需要更多的智慧、更多的綠色、更多的人和自然的互動與和諧融合。而在這個融合的過程中，在我們當今時代，最重要的就是“大、智、移、云、鏈”這幾項過去沒有的手段。這些技術手段會把城市打造成一個高級的智能生命體，城市是人類在地球上創(chuàng)造的最復雜系統(tǒng)，過去只能憑感覺和經驗管理，今天有了大規(guī)模數(shù)字化的手段，未來的城市治理就可以更理性。
吳院士提出，城市是人類建造的更大的智能生命體，人類要熱愛城市，要尊重城市本身的生長規(guī)律。是生命總會產生熵，提升城市的控熵能力，可以延長快樂、愉悅，帶來美好的生活。
“我們國家城市的控熵能力是非常強大的。在其他國家1000萬人以上的特大城市中，人們晚上在城市里走一走都會感到害怕。但這在中國是難以想象的，中國的特大城市給市民提供了超過世界其他地區(qū)的安全感。新冠疫情就是因為在中國有這種管理體制才得到有效控制。也有人說，中國的城市‘千城一面’，其實在今天，從城市的發(fā)展來看，理性之后開始趨同，趨同以后還會再往上發(fā)展，各個城市發(fā)展路線隨后又會開始分化。這是一個分久必合、合久必分的過程。”
吳院士認為，中國城鎮(zhèn)化發(fā)展已經到了一個轉型的必然階段，即從過去的靠體力的空間轉移的城鎮(zhèn)化階段，進入了一個靠智力創(chuàng)新的發(fā)展階段。在這個追求美好生活的過程中，城市的現(xiàn)代治理水平也隨著城市規(guī)模的擴大得到了提升。沒有數(shù)字化的治理都不能稱為現(xiàn) *** 性治理。現(xiàn)在黨中央提出的現(xiàn)代治理能力和現(xiàn)代治理體系的系統(tǒng)架構，是數(shù)字化和智能化非常好的政策支撐背景，應該抓緊這樣的發(fā)展機遇。
CIM引領，科技加持，未來的城市一定更美好。
