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大模型城市研究进展 ——记龙瀛博士北大讲座

big data

2014年4月30日下午2:00-5:00,在北京大学逸夫贰楼3459教室,来自北京市城市规划设计研究院的高级工程师、北京城市实验室(Beijing City Lab,简称BCL)创始人龙瀛博士介绍了关于大模型的概念,以及他和合作者利用大规模数据开展全国范围微观尺度城市研究的若干案例。龙瀛博士在清华大学建筑学院获得城市规划工学博士,最近刚刚结束了为期一年的剑桥大学学术访问。他的主要研究方向城市模型等定量城市研究。他的讲座信息量大,逻辑思路清楚,而且态度谦逊,表达严谨,一个经历过良好的学术训练,拥有创新意识和开放胸襟的年轻学者典范。龙博士在报告开场也特别强调了模型的其他共同倡导者所付出的努力,包括吴康、刘行健、王江浩、李栋等。

传统模型VS大模型

龙博士从他们团队最近的一个工作讲起,即覆盖全国所有城市的地块尺度的城市增长模型,引入大模型的概念。直观感觉,既然有大模型,就会有小模型。因此,在他们的界定中,是将传统模型作为参照标准,大模型是与之相对的一个概念。具体来讲,大模型是“一种由大规模数据驱动,多利用简单直接的建模方法,兼顾大尺度和精细化模拟单元的定量城市与区域研究工具,代表了一种新的研究范式”。几个特点:(1)大规模数据驱动,与传统模型用到的数据可能不在一个量级。注意,此处并不是大数据,而是大规模数据,不一定多源;(2)兼顾更大尺度范围和更精细化的模拟单元。在传统模型中,模型的尺度和分辨率两者往往不能兼顾,如更大的尺度需以牺牲分辨率为代价;而在大模型中,利用数据和技术的支持,可以有效拓展模型的可能性边界,可以在尺度上超过常规模拟单元对应的空间范围,而且在精度上对应更精细的空间和社会单元,如地块和个人,即兼顾了大空间和细粒度。比如刚刚提到的全国范围所有城市地块尺度的模型。(3)简单直接的建模方法。与传统模型中用到的建模与模拟方法更为简单直观。因为海量数据本身就有可能反映整体的特征与变化趋势,即有学者认为的“数据就是模型”,通过数据时间演化、空间分布和属性方面的简单分析即可得出结论。龙博士十分严谨地提出,大模型的概念在学术研究中处于起步阶段,目前尚不够严谨,未来会进一步推敲完善。

大模型提出的时代和技术背景

大模型概念的提出有其时代和技术背景。当今是一个大数据的时代,这里暂且不探讨大数据概念的严谨性,自认为龙博士提到的大规模数据概念能让人更好地理解这一时代背景,即数据获取渠道的增加和数据量规模的增大已经为城市研究带来新的机遇,比如各类手机应用数据、公交智能卡数据、出租车轨迹数据等。对于城市研究来说,当今也是一个开放数据的时代。随着政务公开的趋势,各类涉及到城市发展的信息可以为更多人获取,如规划许可信息、土地交易信息、房屋信息、公共服务设施信息等。对于中国城市发展来说,新型城镇化策略的提出,也标志着规划越来越朝着“以人为本”的方向发展。

这样的时代背景下,城市研究技术支持水平也有了新的突破。计算能力的提高、自下而上研究方法的日益成熟,为海量数据的处理和更微观层面的研究提供了支持。以往规划决策支持模型大多面临建模思路复杂、开发周期长、维护成本高的困境,“数据就是模型”的思路从建模技术改进以外的另一个路径找到了应对困境的切入点。应该说,是一种数据的量变积累引起的思维方式的转变。

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中西医诊治方法与北京交通拥堵问题:研讨一

the five elements

今天上午9:00-11:20在中国地质大学土地科学技术学院会议室,来自七八个研究单位的十余名学友进行了规划理论年聚后的第一次小组研讨,研讨针对的题目是《中西医诊治方法对比研究对北京交通拥堵问题的启示》。这一题目也是今年年初在规划理论年聚上定下的一个研究方向,初衷是希望借鉴其他学科较为成熟的思想和方法,来探讨城市发展中的问题。城市作为一个复杂巨系统,与有机体存在很多相似之处,那么中医和西医理论方法是否会对诊治城市病产生一些启示,是我们小组希望探讨的问题。

上午的讨论虽然只有两位老师和六七位年轻的规划从业者和研究生参加,但还是在牛老师的方向引领,黄老师的细节补充,和年轻人新观点的协同中取得了一些进展。

首先是对去年《中医理论把脉北京城市交通》一文的再学习与找不足。去年的文章凝聚了研究小组的心血,尝试在众多文献书籍中概括出中医的核心思想,整理了北京交通问题相关大量翔实数据,并尝试建立起中医思想与北京交通问题的关联。虽然在借鉴中医思想对具体交通问题进行把脉的方面,尚有待进一步深入探讨,力图找到除了整体观以外更为具体的治疗方式,但从总体上,去年的成果为今年中西医的对比研究开了个好头。

接下来团队成员挨个介绍了过去一个月自己思考的内容,然后大家采取头脑风暴的方式,发散思维,进一步讨论可能的研究方向,主要内容包括:

1、隐喻的方法在研究中的运用。可以尝试将城市有机体与人体的各个构成要素一一对应起来,加深对城市的阴阳、五行和经络的理解,这样可能在运用中医思想方法诊治城市病时能够有一些具体的着力点。城市与人体可能无法做到一一对应,在隐喻的时候可能存在牵强之处,但这还是一种在研究探索初期可以遵循的联想方法,也许会得到一些启示。讨论决定由小组成员继续研究中医的几个核心思想与城市交通拥堵问题之间的联系:

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“城市人”理论介绍和延伸探讨——第六届城市规划理论年聚参会小结

gathering of ideas

2014年2月28日至3月2日,由中国城市规划设计研究院和中国城市规划学会主办的第六届中国城市规划理论年聚在中国城市规划设计研究院13层会议室举行。第一次参加理论年聚,有两方面的原因:一来,年聚的发起人梁鹤年先生是我非常敬重与佩服的前辈,每一次跟先生见面的机会都十分珍惜;二来,年聚的主题是围绕城市规划的理论探索,是当前中国城市规划发展急需的议题,想去学习和了解理论开发的过程和形式。两天半的日程安排,三四十位来自高校、政府、企业的学友,通过演讲、头脑风暴、小组讨论、沙龙分享、团队筹建等形式,主要结合当前城市规划的理论发展和现实问题,探讨了“城市人”理论及其发展的方向、医学研究视角对城市规划的启示等问题,形成了未来一段时间各参与者将进一步研究的议题。本文是年聚第一天关于“城市人”理论的介绍和延伸探讨的记录。

开场及理论年聚介绍

中规院的李晓江院长在致辞中讲到:最近几年来,规划师面对的各方压力都在增大,政府的要求在提高,公众的要求也在提高,规划师需要不断提高理论水平和解决现实问题的能力,特别是在规划理论、方法和价值观等方面形成稳定的体系,十分需要在理论探索方面下功夫。从这几年理论年聚的发展来看,跨界专家对城市规划的关注日益增加,年聚参与人也越来越多,表明了大家对理论探索拥有强烈的意愿。去年金经昌论文奖的获奖论文中,有几篇是在理论探索方面做出贡献的,梁先生的“城市人”就是其中一篇。李院长希望能在理论年聚的推动下,有更多人参与到中国自己的规划理论建设中来。

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科幻、城市与规划师

science fiction1

科幻作品主要包括科幻小说与科幻影视作品,诞生于19世纪,是欧洲工业文明崛起后特殊的文化现象之一,一般指描写想象的科学或技术对社会或个人的影响的虚构性文学或影视作品。虽然从科幻史的角度,尚无公认的定义标准,但一些核心词汇常常出现在其定义中,如“幻想”、“未来”、“科技”、“人类”和“变化”等[1]。现代意义的城市规划同样起源于19世纪初期,为应对工业革命产生的各种城市问题而生。城市规划主要研究城市的未来发展、城市的合理布局和管理各项资源在城市中的合理配置,核心词汇包括“城市”、“未来”、“人类”和“发展”等。可以看出科幻作品与城市规划在关于未来的预测与人类的发展方面,具备很强的相关性。城市规划往往立足过去的发展趋势和今天的发展条件,面向未来,运用经济、社会、空间等理论提出未来的发展设想,在这一过程中,多种途径的学习思考、把握未来的能力和敏锐的洞见是规划师需要不断强化的基本素质。根植于当今城市社会,具备强大的想象力和宏大叙事能力的科幻作品能否对城市研究产生一些启示,规划师能否从科幻作品中发现公众对于城市理论的理解与认知?

1. 规划与科幻中的想象力

科幻作品和城市规划都是在19世纪后期工业化城市中,在危机四起的情况下出现的(Abbott,2007),都是人们开始拓展思考的空间,追求美好未来的一种尝试。理性的科学实践、工业化进程和与之相伴的技术和社会变革都展示了人们是如何通过利用科学来推动社会发展的(Kitchin and Kneale, 2001)。而在科学为支撑的未来与现实之间,想象力作为媒介,支撑着城市规划与科幻作品的发展。 Read More

知识、创新与城市研究三书(3)

innovation, global change and territorial resilience第三发,这本书更多地与创新政策相关,与空间的关系并没有前两本密切,因此只是粗略翻了翻,主要吸收一些观点上的启发,继续分享之。

Innovation, Global Change and Territorial Resilience

编者:Philip Cooke,Mario Parrilli,Jose Curbelo

研究区域创新系统的权威学者Philip Cooke,以及另外两位学者编著的《Innovation, Global Change and Territorial Resilience》,书中观点探讨的现实背景是金融危机、气候变化等影响经济和社会发展的全球重大变化,理论背景是学术界对区域发展“弹性”的再次关注,特别是涉及到地域创新的一系列理论。作者认为创新是提升地域发展弹性的途径,从而帮助区域应对未知的全球变化。书中的文章阐述了在全球变化的背景下,地方和国家地域需要通过提升它们创新的竞争力和能力升级它们的弹性,地方化的创意、小型高技术企业、相关创新平台、社会资本嵌入在有活力的开放地域社区中和特定背景下持续升级的政策平台等,是面对新挑战、提高地方和全球地域吸收能力的途径。书中的作者认为这种能力在当前全球化的经济中尤为重要,特别是作为面向可持续和为居民创造新机会的途径。他们按照潜在的和地域的联结,分析了地方/区域内部、跨区域的生产系统,帮助探索政策行动的机会。这与当前的政策环境尤为相关,因为市场的力量不能解决资源和机会的均衡分配问题,特别是对于中小企业来说。

在本书中,作者提出,在全球很多问题中需要参考新的观点,即来自“弹性”思维的考虑。这包括了衡量任何社会-经济系统两个特点的质量和优势。首先是潜力(potential),根据经济中所呈现的多样性来衡量,即从多样化主体之间的互动中产生创新;第二是联结(connectedness),即支持治理的组织、制度和传统在系统中相互联结的程度。这两者共同带来区域或其他系统的能力,通过创新和恢复来面对不稳定的冲击,管理创造性破坏的过程。恢复意味着形成一个新的路径,而不是继续已经建立的区域路径。

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知识、创新与城市研究三书(2)

creative knowledge cities

继续分享有关知识、创新与城市研究的第二本书的内容,主要是基于阅读时做的翻译笔记,记在这里,也算是归档了。

Creative Knowledge Cities: Myths, Visions and Realities

编者:Marina Van Geenhuizen,Peter Nijkamp

这本2012年出的《Creative Knowledge Cities》,由荷兰两位研究城市经济学和城市区域发展政策的学者Marina Van Geenhuizen和Peter Nijkamp编辑,收录了代尔夫特理工大学的最新研究成果和Regional Science Association中部分相关的论文。全书的主旨为:创意型知识城市的可持续发展问题超出了环境维度,包括经济、社会和制度层面,重点关注地方经济的治理与所有城市人口群体的生活/场所质量之间的平衡。编者认为当前很多研究的不足之处是缺乏审慎的模型,即构成城市发展表现的决定因素,这应该由充足的统计作为支撑;也缺乏新环境下城市管治模型的视野,该书针对这些问题进行了探讨。

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知识、创新与城市研究三书(1)

building prosperous knowledge cities

在准备论文开题的过程中,读了一些关于知识、创新、高技术和城市发展方面的书,有几本是最近几年跟规划和政策研究关系非常密切的。我读文献的一个毛病是不太会泛读,或者说泛读的都记不住,过一阵子再看一点印象没有,所以就用笨办法,觉得之后写作可能会用到的论文,就都边看边把重点内容翻译过来。虽说有些浪费时间,但一方面能让自己集中注意力,另一方面也能清晰地了解每篇文章的写作模式,零零碎碎也积攒了很多笔记。笔记存着也是存着,跟大家分享一下也算是翻译的功夫没有白费啦。接下来准备分享的这三本书大部分内容翻过,一些重要的文章精读过,希望能对关注知识城市、科技城市、创新城市、创意城市研究的同行们有点借鉴意义吧。

Building Prosperous Knowledge Cities: Policies, Plans and Metrics

编者:Tan Yigitcanlar,Kostas Metaxiotis,Francisco Javier Carrillo

随着全球创新能力竞争的日益加剧和以知识为基础发展(Knowledge-based development)概念的提出,知识城市成为很多城市发展的目标。三位知识城市研究学者Tan Yigitcanlar, Kostas Metaxiotis, Francisco Javier Carrillo于2012年编辑出版了这本《Building Prosperous Knowledge cities: Policies, Plans and Metrics》,主要探讨了以知识为基础的城市规划、发展和评估,全书包括三个部分,分别探讨构建繁荣的知识城市的政策、规划和指标,重点关注知识城市的构建过程,提供了最近世界各国知识城市构建的实践进展和学术界关于知识城市、创新城市研究等方面的新进展。

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时空框架中的研究

time and space

时间和空间是对特殊的存在,一纵一横串联起整个宇宙,无数学者为他们之间那扑朔迷离的关系所倾倒。从物理学到地理学,从进化论到系统论,这对好朋友激发了研究者无数灵感与研究热情,也促成了科技的进步。针对一个研究主题,学者们往往通过时间和空间两个维度将尽可能多的信息概括进来,架构自己的研究框架。我今天在写文献综述的过程中,深刻感到了二者互动的难题,主要发现了两个问题。

1、时间和空间的交织

时间角度探讨研究问题,总是由时间纵轴上的很多横断面所构成,每一个横断面都涉及到产业、社会和空间等信息,可以说是众多横断面的时间线集合;空间角度探讨研究问题,又不可避免地会涉及到很多个时间节点上的空间,分析空间变化、格局和机理,是纵贯线串联起来的空间面的集合。两个视角相互交织,你中有我,我中有你,很难严格区分开来。

写文献综述明显的一个直观感受是,时间和空间关系的不对等,似乎时间的解释力大于空间,不仅包含了全部的信息集,而且是影响一切事物的背后因素。比如,我们可以说时间影响着经济、社会和环境,而空间一般来说处于被社会、经济和环境所影响的地位。

事实上,空间的解释力并不弱于时间,我们在研究中往往忽视了空间的主体作用。当我们真正站在空间的立场上去反思时间时,会发现空间不仅被各种因素影响,同样影响着它所承载的一切事物。比如空间邻近性带来同质性和互动性,产生文化认同、关系认同、组织建构和知识溢出;空间距离给系统带来的异质性和多样性,促成碰撞、矛盾和冲突,也进一步激发了系统的活力。空间承载起的集聚与扩散,空间差异促成的专业化和多样化,成为很多变化产生的内在机制,带来物种的进化和系统的演化。因此,空间视角的解释力完全不亚于时间视角。

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交通问题的洛杉矶经验——记周江评老师《洛杉矶交通-土地利用-城市发展》

los angeles

2013年6月26日,在清华同衡城市规划设计研究院16层百人会议室,美国爱荷华州立大学助理教授周江评老师介绍了洛杉矶的交通、土地利用和城市发展的过程和启示。周老师是南加州城市规划专业的博士,研究的重点在交通领域,近年来在国际一流杂志上发表了很多文章,对很多交通问题的研究都很深入。他的演讲平实诚恳,乐于与大家分享他的经验与思考,也推荐了很多有趣又有价值的信息。他的演讲按照人们的理解、问题的本质、交通需求管理、当局的声音、城市的历史、教训和启示几个部分展开。增进了我们对美国洛杉矶这座城市的了解,也让大家对交通问题有了更进一步的认识。

人们对洛杉矶的误解

人们往往一提到洛杉矶,脑海中就会浮现出低密度蔓延的画面,似乎洛杉矶不可避免地与粗放型的土地利用模式密切相关。但周老师用数据说明了这是人们对洛杉矶的一种误解。他对比了美国各个大都市区的住房和人口数据,数据显示洛杉矶都市区的单位住房密度低于美国都市区的平均值,人口密度高于平均值,千人高等级道路长度低于平均值。可以看出,洛杉矶并不完全与低密度蔓延相关。相关研究显示,1946年时,洛杉矶还是一个公交都市,人年均426次出行都依靠公交,占全部出行次数的58%,对比当前即使是纽约这样一个注重公交的城市,这一比例也不过30%。如果说经济发展程度与城市公交水平相关,也不尽然,因为当时的美国的人均GDP已有18000多美元,人们并不是因为不富裕才坐公交,而且公交似乎也可以保证很好的经济、社会运转。然而,今天洛杉矶更富有,但公共交通已经降低到很低的水平,知耻后勇,正在致力于向其它城市学习,力图恢复过去良好的公交传统。一座城市和一个人一样,会犯错误;可贵的是,城市要能尽快意识和纠正自己的错误。当然,洛杉矶在公共交通发展上的错误,很惨痛,需要花很大的力气去纠正。这值得别的城市很好的借鉴,以免重蹈覆辙。我们一直喜欢学习先进、正确的东西,这乃人之常情;但我们也需要从别人的失败和错误中学习和借鉴,不犯同样的错误,避免类似的失败,其实和学习先进、正确的东西同等重要。因此,今天谈的洛杉矶,也许很多方面是不成功的;但是,这些不成功一样可以让我们反思,学习到很多先进、正确的城市也许不能告诉我们的经验、教训。

交通问题的本质

关于交通问题的本质,周老师提出了他的观点:交通需求只是一个派生需求,它是由交通背后更深层次的需求所决定的,解决交通拥堵问题,不应该是无奈之举,而应该致力于满足本质需求,这一本质需求即为人的需求。周老师提到马斯洛的需求层次理论,来分析人的需求,认为这是一个分析交通问题的好视角。他根据自己的理解,构建了一个交通需求的金字塔模型,排列了决定交通需求的影响因素,从下到上依次是:(1)历史、文化、制度、地理,以及最重要的社会问题的发现、研究、诊断、决策和执行能力;(2)社会经济属性+道路设施容量;(3)前几个要素+土地利用;(4)前几个要素+环境+公交;(5)前几个要素+可达性+可持续+空间正义;(6)前几个要素+?其他新的因素。利用这一框架,我们可以很好的解释人们对交通需求的理解。 人们对交通需求的认识和管控,基本上是从(2)上升到(6)。(1)当中提到的社会问题的发现、研究、诊断、决策和执行能力是解决好交通、城市问题的最终途径。 Read More

弹性城市研究新进展——记张庭伟教授《城市弹性理论及情景规划》讲座

resilient cities

6月21日下午3:30-5:30,清华建筑学院王泽生厅,伊利诺斯大学(芝加哥)城市规划系教授,亚洲和中国研究中心主任,张庭伟老师举办讲座,围绕《城市弹性理论及情景规划》的主题,介绍了美国城市规划理论的最新动向,包括两个方面:一是城市弹性理论的背景、基本理念、原则、评价体系等问题,二是情景规划,作为一种弹性理论知道下的规划对策,在美国规划实践中具体的应用方法。虽说张老师点评城市弹性理论其实是“新瓶装旧酒”,用一种新的方式探讨的还是城市规划理论的老问题,却也提供了一种思考城市规划问题的新视角。以下是讲座主要内容的记录。

城市弹性理论的背景

2013年ACSP/AESOP(美国和欧洲规划院校联盟)联合年会主题是“规划弹性的城市和区域(Planning For Resilient Cities and Regions)”。城市弹性理论正在替代“可持续发展理念”,成为新的规划理论热点。该理论由于强大的包容性和相对中立的位置,可以被经济和社会中的左右两派都接受,因此得到广泛关注。

城市弹性理论提出的背景有三:(1)全球经济和社会背景,包括2008年后的西方经济危机、社会矛盾加剧、全球气候变化的挑战。具体来说,经济方面,从基本依靠服务业到向多元经济转型,2010年奥巴马提出重新工业化的战略;环境方面,环境因素作为政治问题涉及到不同的利益集团,作为经济问题涉及环保成本代价,而日本核泄露事件后绿党的兴起,代表了环境问题有转为政治问题的趋势;政治方面,不同党派政治理念不同,解决问题的途径也不同,难以形成共识;(2)是城市发展的不确定性突出,成为普遍性的问题。应该说,所有城市都会面临不确定性,而经济和自然环境,国内和国外政治环境的不稳定和不确定性加剧了城市的不确定性,比如曾经声势浩大的曹妃甸近来的发展面临的债务危机;(3)是城市规划基本功能是应对不确定性,需要不断寻找新的规划方法来应对。于是,弹性城市作为一种新的规划理论被提出。而相应的新的规划方法为情景规划。

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