以計(jì)算性設(shè)計(jì)創(chuàng)新為引領(lǐng) 支撐現(xiàn)代化人民城市建設(shè)
發(fā)布時(shí)間：2025-09-27 08:41:53 瀏覽次數(shù)：134
時(shí)隔10年，黨中央再度召開的中央城市工作會(huì)議，精準(zhǔn)錨定我國(guó)“城鎮(zhèn)化從快速增長(zhǎng)期轉(zhuǎn)向穩(wěn)定發(fā)展期、城市發(fā)展從大規(guī)模增量擴(kuò)張轉(zhuǎn)向存量提質(zhì)增效”的“兩個(gè)轉(zhuǎn)向”歷史方位，明確提出以建設(shè)創(chuàng)新、宜居、美麗、韌性、文明、智慧的現(xiàn)代化人民城市為核心目標(biāo)，為未來中國(guó)特色城市現(xiàn)代化道路劃定了清晰路徑。其中，“創(chuàng)新”被置于六大目標(biāo)首位，會(huì)議特別強(qiáng)調(diào)要在城市建設(shè)中發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)城市治理體系與治理能力現(xiàn)代化。在此背景下，作為城市建設(shè)領(lǐng)域重要?jiǎng)?chuàng)新研究與實(shí)踐范型之一的“計(jì)算性設(shè)計(jì)”，能夠深度融合計(jì)算科學(xué)與設(shè)計(jì)科學(xué)，并整合“算法”“算力”“算據(jù)”新質(zhì)生產(chǎn)力優(yōu)勢(shì)，將城市建設(shè)中的復(fù)雜需求轉(zhuǎn)化為更加客觀、更加量化、更加科學(xué)的精準(zhǔn)方案，推動(dòng)設(shè)計(jì)過程從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，從被動(dòng)適應(yīng)轉(zhuǎn)向主動(dòng)優(yōu)化，從單一領(lǐng)域轉(zhuǎn)向跨域協(xié)同，為現(xiàn)代化人民城市多元建設(shè)目標(biāo)落地提供全鏈條技術(shù)支撐。
計(jì)算性設(shè)計(jì)精準(zhǔn)畫像人民需求，賦能舒適便利的宜居城市建設(shè)。中央城市工作會(huì)議指出，宜居城市建設(shè)的核心是“堅(jiān)持人民城市人民建、人民城市為人民”。計(jì)算性設(shè)計(jì)能通過多源數(shù)據(jù)融合與智能算法優(yōu)化，對(duì)城市居民的行為模式、出行特征和空間需求進(jìn)行精準(zhǔn)刻畫，破解既有城市建成環(huán)境與多樣化現(xiàn)代業(yè)態(tài)需求適配難、用戶動(dòng)態(tài)需求反饋遲滯導(dǎo)致運(yùn)維管理響應(yīng)不及時(shí)等問題，讓“人民需求”成為宜居城市建設(shè)的精準(zhǔn)坐標(biāo)。通過建立“人口—空間—需求”關(guān)聯(lián)模型，計(jì)算性設(shè)計(jì)技術(shù)可以為公共服務(wù)設(shè)施布局、住房供給策略、社區(qū)生活圈規(guī)劃等提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)人口、產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)、交通一體規(guī)劃，優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)。
計(jì)算性設(shè)計(jì)助力建筑全生命周期減碳，驅(qū)動(dòng)綠色低碳的美麗城市建設(shè)。我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)能源消耗規(guī)模大、碳排放量高，推動(dòng)建筑行業(yè)減排、提升建筑綠色性能是實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵。計(jì)算性設(shè)計(jì)能夠突破傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)“經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)”的局限，通過創(chuàng)立“降維—嵌入—轉(zhuǎn)譯—仿真”思維模型，創(chuàng)新建筑“設(shè)計(jì)—建造—運(yùn)維—改造”全生命周期碳排信息協(xié)同技術(shù)，研發(fā)整合人工智能技術(shù)的性能預(yù)測(cè)技術(shù)與多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)決策技術(shù)，創(chuàng)新建筑“材料—構(gòu)造—空間—設(shè)備”多元素耦合減碳策略體系，實(shí)現(xiàn)多綠色低碳性能的均衡提升，為建筑領(lǐng)域減碳提供系統(tǒng)性解決方案，推動(dòng)我國(guó)協(xié)同減碳設(shè)計(jì)理論與方法發(fā)展，顯著提升我國(guó)建筑資源與能源利用效率，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)源頭控碳，助力碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
計(jì)算性設(shè)計(jì)創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)診斷與防控技術(shù)，引領(lǐng)安全可靠的韌性城市建設(shè)。韌性城市建設(shè)的關(guān)鍵在于提升城市應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害、公共衛(wèi)生事件等多元風(fēng)險(xiǎn)的能力。計(jì)算性設(shè)計(jì)可通過融合多源遙感數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空間要素整合建模，構(gòu)建面向多災(zāi)種的“診斷—重構(gòu)—推演—監(jiān)管”一體化風(fēng)險(xiǎn)診斷與防控技術(shù)體系，開發(fā)基于多模態(tài)智能體的城市空間平急轉(zhuǎn)換綜合信息平臺(tái)與協(xié)同決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市綜合風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)識(shí)別與科學(xué)防控，并開展高精度疏散行為仿真，以此合理劃定防災(zāi)避難空間、提升城市空間疏散效率，為科學(xué)確定不同風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的發(fā)展策略和風(fēng)險(xiǎn)防控要求提供支撐，持續(xù)提升城市設(shè)施韌性、管理韌性、空間韌性，推動(dòng)城市安全發(fā)展。
計(jì)算性設(shè)計(jì)革新文脈賡續(xù)新路徑，促進(jìn)崇德向善的文明城市建設(shè)。文明城市建設(shè)離不開城市歷史文化的保護(hù)與傳承。計(jì)算性設(shè)計(jì)通過三維激光掃描、無人機(jī)航測(cè)和圖元自組織生成方法，能夠?qū)崿F(xiàn)歷史建筑、歷史文化街區(qū)、歷史文化名城的多尺度數(shù)據(jù)庫(kù)建構(gòu)，并基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市歷史文化基因的精準(zhǔn)解碼，自組織生成城市肌理與歷史文化風(fēng)貌的治理方案，助力城市歷史文化的數(shù)字化保護(hù)與傳承。在歷史建筑的改造與活化利用過程中，計(jì)算性設(shè)計(jì)能夠運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)與進(jìn)化計(jì)算方法研發(fā)歷史建筑綠色化改造的自適應(yīng)性能驅(qū)動(dòng)技術(shù)，并基于設(shè)計(jì)建造運(yùn)維一體化技術(shù)精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)歷史建筑整體性能提升，讓歷史建筑空間更好適配多樣化現(xiàn)代使用功能需求，助力歷史文脈延續(xù)與歷史建筑新生。
計(jì)算性設(shè)計(jì)夯實(shí)數(shù)字治理技術(shù)底座，支撐便捷高效的智慧城市建設(shè)。通過研發(fā)城市信息模型（CIM）平臺(tái)，構(gòu)建城市級(jí)數(shù)字孿生系統(tǒng)，匯聚基礎(chǔ)地理、建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施三維數(shù)據(jù)和各類城市運(yùn)行管理數(shù)據(jù)，能夠加強(qiáng)國(guó)土空間規(guī)劃、城市建設(shè)、測(cè)繪遙感、城市運(yùn)行管理等各有關(guān)行業(yè)、領(lǐng)域信息開放共享，為城市精細(xì)化管理、智能化決策提供統(tǒng)一數(shù)字底座。融合CIM數(shù)字底座、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)、多模態(tài)大模型、多智能體決策集群等技術(shù)，構(gòu)建“問題診斷—需求嵌入—實(shí)時(shí)推演—智慧決策”的城市治理模型，探索形成系統(tǒng)賦能城市智慧化管理的新型應(yīng)用范式，高效解決群眾急難愁盼問題，提高城市規(guī)劃、建設(shè)、治理信息化水平。
總的來說，作為城市建設(shè)領(lǐng)域的前沿交叉方向，計(jì)算性設(shè)計(jì)正通過與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的深度融合，重塑城市規(guī)劃、建設(shè)與治理模式。其價(jià)值不僅體現(xiàn)在提升設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量的技術(shù)層面，更在于通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與算法優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展質(zhì)量、治理效能與民生福祉的全面提升。通過持續(xù)創(chuàng)新，計(jì)算性設(shè)計(jì)將為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化人民城市建設(shè)目標(biāo)、走出中國(guó)特色城市現(xiàn)代化道路提供強(qiáng)大技術(shù)支撐，為城市高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的新動(dòng)能。
摘自 《中國(guó)建設(shè)報(bào)》 2025.09.26 哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院院長(zhǎng)、國(guó)家級(jí)高層次人才計(jì)劃特聘教授 孫澄
計(jì)算性設(shè)計(jì)精準(zhǔn)畫像人民需求，賦能舒適便利的宜居城市建設(shè)。中央城市工作會(huì)議指出，宜居城市建設(shè)的核心是“堅(jiān)持人民城市人民建、人民城市為人民”。計(jì)算性設(shè)計(jì)能通過多源數(shù)據(jù)融合與智能算法優(yōu)化，對(duì)城市居民的行為模式、出行特征和空間需求進(jìn)行精準(zhǔn)刻畫，破解既有城市建成環(huán)境與多樣化現(xiàn)代業(yè)態(tài)需求適配難、用戶動(dòng)態(tài)需求反饋遲滯導(dǎo)致運(yùn)維管理響應(yīng)不及時(shí)等問題，讓“人民需求”成為宜居城市建設(shè)的精準(zhǔn)坐標(biāo)。通過建立“人口—空間—需求”關(guān)聯(lián)模型，計(jì)算性設(shè)計(jì)技術(shù)可以為公共服務(wù)設(shè)施布局、住房供給策略、社區(qū)生活圈規(guī)劃等提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)人口、產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)、交通一體規(guī)劃，優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)。
計(jì)算性設(shè)計(jì)助力建筑全生命周期減碳，驅(qū)動(dòng)綠色低碳的美麗城市建設(shè)。我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)能源消耗規(guī)模大、碳排放量高，推動(dòng)建筑行業(yè)減排、提升建筑綠色性能是實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵。計(jì)算性設(shè)計(jì)能夠突破傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)“經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)”的局限，通過創(chuàng)立“降維—嵌入—轉(zhuǎn)譯—仿真”思維模型，創(chuàng)新建筑“設(shè)計(jì)—建造—運(yùn)維—改造”全生命周期碳排信息協(xié)同技術(shù)，研發(fā)整合人工智能技術(shù)的性能預(yù)測(cè)技術(shù)與多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)決策技術(shù)，創(chuàng)新建筑“材料—構(gòu)造—空間—設(shè)備”多元素耦合減碳策略體系，實(shí)現(xiàn)多綠色低碳性能的均衡提升，為建筑領(lǐng)域減碳提供系統(tǒng)性解決方案，推動(dòng)我國(guó)協(xié)同減碳設(shè)計(jì)理論與方法發(fā)展，顯著提升我國(guó)建筑資源與能源利用效率，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)源頭控碳，助力碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
計(jì)算性設(shè)計(jì)創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)診斷與防控技術(shù)，引領(lǐng)安全可靠的韌性城市建設(shè)。韌性城市建設(shè)的關(guān)鍵在于提升城市應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害、公共衛(wèi)生事件等多元風(fēng)險(xiǎn)的能力。計(jì)算性設(shè)計(jì)可通過融合多源遙感數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空間要素整合建模，構(gòu)建面向多災(zāi)種的“診斷—重構(gòu)—推演—監(jiān)管”一體化風(fēng)險(xiǎn)診斷與防控技術(shù)體系，開發(fā)基于多模態(tài)智能體的城市空間平急轉(zhuǎn)換綜合信息平臺(tái)與協(xié)同決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市綜合風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)識(shí)別與科學(xué)防控，并開展高精度疏散行為仿真，以此合理劃定防災(zāi)避難空間、提升城市空間疏散效率，為科學(xué)確定不同風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的發(fā)展策略和風(fēng)險(xiǎn)防控要求提供支撐，持續(xù)提升城市設(shè)施韌性、管理韌性、空間韌性，推動(dòng)城市安全發(fā)展。
計(jì)算性設(shè)計(jì)革新文脈賡續(xù)新路徑，促進(jìn)崇德向善的文明城市建設(shè)。文明城市建設(shè)離不開城市歷史文化的保護(hù)與傳承。計(jì)算性設(shè)計(jì)通過三維激光掃描、無人機(jī)航測(cè)和圖元自組織生成方法，能夠?qū)崿F(xiàn)歷史建筑、歷史文化街區(qū)、歷史文化名城的多尺度數(shù)據(jù)庫(kù)建構(gòu)，并基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市歷史文化基因的精準(zhǔn)解碼，自組織生成城市肌理與歷史文化風(fēng)貌的治理方案，助力城市歷史文化的數(shù)字化保護(hù)與傳承。在歷史建筑的改造與活化利用過程中，計(jì)算性設(shè)計(jì)能夠運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)與進(jìn)化計(jì)算方法研發(fā)歷史建筑綠色化改造的自適應(yīng)性能驅(qū)動(dòng)技術(shù)，并基于設(shè)計(jì)建造運(yùn)維一體化技術(shù)精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)歷史建筑整體性能提升，讓歷史建筑空間更好適配多樣化現(xiàn)代使用功能需求，助力歷史文脈延續(xù)與歷史建筑新生。
計(jì)算性設(shè)計(jì)夯實(shí)數(shù)字治理技術(shù)底座，支撐便捷高效的智慧城市建設(shè)。通過研發(fā)城市信息模型（CIM）平臺(tái)，構(gòu)建城市級(jí)數(shù)字孿生系統(tǒng)，匯聚基礎(chǔ)地理、建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施三維數(shù)據(jù)和各類城市運(yùn)行管理數(shù)據(jù)，能夠加強(qiáng)國(guó)土空間規(guī)劃、城市建設(shè)、測(cè)繪遙感、城市運(yùn)行管理等各有關(guān)行業(yè)、領(lǐng)域信息開放共享，為城市精細(xì)化管理、智能化決策提供統(tǒng)一數(shù)字底座。融合CIM數(shù)字底座、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)、多模態(tài)大模型、多智能體決策集群等技術(shù)，構(gòu)建“問題診斷—需求嵌入—實(shí)時(shí)推演—智慧決策”的城市治理模型，探索形成系統(tǒng)賦能城市智慧化管理的新型應(yīng)用范式，高效解決群眾急難愁盼問題，提高城市規(guī)劃、建設(shè)、治理信息化水平。
總的來說，作為城市建設(shè)領(lǐng)域的前沿交叉方向，計(jì)算性設(shè)計(jì)正通過與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的深度融合，重塑城市規(guī)劃、建設(shè)與治理模式。其價(jià)值不僅體現(xiàn)在提升設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量的技術(shù)層面，更在于通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與算法優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展質(zhì)量、治理效能與民生福祉的全面提升。通過持續(xù)創(chuàng)新，計(jì)算性設(shè)計(jì)將為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化人民城市建設(shè)目標(biāo)、走出中國(guó)特色城市現(xiàn)代化道路提供強(qiáng)大技術(shù)支撐，為城市高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的新動(dòng)能。
摘自 《中國(guó)建設(shè)報(bào)》 2025.09.26 哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院院長(zhǎng)、國(guó)家級(jí)高層次人才計(jì)劃特聘教授 孫澄