导读

中国城市规划学会科技奖是规划领域首个专享的社会科技奖，专门奖励规划领域的科学技术成果和规划科技人才，是学会的最高科技奖励。2022年度中国城市规划学会科技进步奖授奖项目共31项，其中一等奖4项，二等奖9项，三等奖18项。“中国城市规划”微信公众号将陆续介绍授奖项目。

北京清华同衡规划设计研究院有限公司等单位的恽爽团队凭借多维精准城市认知、条块耦合更新决策和多元主体联动参与的存量空间智慧认知模式，城市多元数据融合、机器辅助规划管控、人机交互决策推演和“使用-反馈”双向数据迭代的存量更新智慧技术，海量数据三维融合调用、部门协同智能决策分析、多元主体数据共享联动的存量更新智慧应用，获得2022年度中国城市规划学会科技进步奖三等奖。

项目名称：面向高质量发展的存量空间规划智慧赋能关键技术与应用

主要完成人：恽爽，袁昕，党安荣，杨军，吕涛，刘巍，王飞飞，梁向春，鲍茜，马琦伟，田昕丽，唐婧，于润东，柴维普，张淏楠

主要完成单位：北京清华同衡规划设计研究院有限公司，清华大学

一、技术研发背景

我国进入高质量发展新时期，对当前的城乡规划提出了更高的目标。面对城市存量地区的复杂特征和回归人本的转型需求，迫切需要探索针对存量空间规划实施瓶颈问题的理论和前沿信息技术应用新范式。由此，以国家重大战略项目和具有影响力的典型实践为契机，提炼面向高质量发展的存量空间规划的理论、技术和应用创新，形成相互支撑的创新体系。

自2014年以来，以住房与城乡建设部关于存量更新的系列课题为契机，结合国家重点研发计划、北京城市副中心规建管平台、海淀区街道更新规划、国家体育场（鸟巢）智能化改造等项目的实践，从存量更新的现实需求出发，以数据的精细化为基础，集成应用数字技术方法，破解存量规划各环节的难题瓶颈，形成智慧赋能下面向高质量发展的存量空间规划理论、技术和方法创新。

二、总体思路

在高质量发展背景下，成果围绕存量空间精准认知、条块耦合规划决策、多元主体协同行动三个关键环节，在复杂科学理论的指导下，基于城市规划理论、城市治理理论和信息技术交叉的学术与实践探索，构建面向高质量发展的存量空间规划智慧赋能中国特色新范式。成果的总体思路包括：

首先，提高人居品质，重构存量空间的认知模式和技术方法。城市存量空间具有“主体多元、方式多样、任务多线、机制复杂”的特点。高质量发展背景下的存量空间规划应坚持以人民为中心，让城市成为人民群众高质量生活的空间。面对城市存量地区的复杂特征和回归人本的转型需求，迫切需要重新建构针对存量空间的认知模式和技术方法。基于统一的空间网格梳理、整合、重构分散在各部门、各渠道的数据，以多维度、多尺度、全周期的数据融合应用，提升对城市存量空间的精准认知。

其次，提高决策水平，建立条块耦合的智能辅助决策体系。高质量发展背景下的存量空间规划应遵循城市发展规律，坚持系统观念，综合考虑城市的经济、生活、生态、安全需要，统筹谋划和系统推进各项存量更新工作。在多元数据精细化融合的基础上，重新回归整体性视角发现问题、寻找对策。通过分类识别存量空间规划核心业务的对象特征，构建存量空间规划知识图谱，以实现从数据到知识的升级，为存量空间的复杂治理决策提供量化支撑、智能推演与科学辅助决策。

最后，提高治理能力，推动智慧赋能多元主体实现协同行动。高质量发展背景下的存量空间规划需要更强调公共政策属性的回归。面对存量更新的复杂利益格局，应探索政府、社会、市场等多主体的协同工作方法。针对多元主体参与过程中的信息不对等、参与路径不清晰、参与能力不足等问题，应探索以技术集成的手段，形成具备评价评估、众包调研、数据更新、信息共享等功能的应用模式，满足不同主体在规划、建设和管理运营中的实际需求，推动多元主体深度高效地协同行动。

图1 总体技术路线图

三、科学技术内容

成果紧扣存量空间精准认知、条块耦合规划决策、多元主体协同行动三个关键环节，围绕存量地区开放复杂巨系统的本质特征，从人本视角出发建构我国存量空间规划理论体系，依托精准匹配规划需求的前沿信息技术，进行技术自主研发，并在北京城市副中心、河北雄安新区等国家重大战略项目中实践应用，形成了应用前沿信息技术针对性解决存量空间更新瓶颈问题的方法路径，推动我国存量空间规划智慧赋能技术达到国际先进水平。主要包括如下三个方面的科学技术内容：

内容一：复杂存量空间的精准认知智慧赋能应用

针对存量地区开放复杂巨系统的本质特征，构建多维度精细化的城市认知模式，首创基于统一空间网格和编码标准的城市数据融合新方法，形成了多元数据集成应用新模式，实现了复杂存量空间的精准认知智慧赋能应用。

在理论层面，系统梳理了城市建成区人口、产业、空间等规划关联内容，针对存量地区作为开放的复杂巨系统本质特征，原创性提出了兼具统一规范性和高兼容性的空间网格划定标准，构建了多部门属地视角下对同一存量空间的多维度数据采集、评估准则；统一规范了城市要素数据精度，确保多维数据在同一精度层面的可叠加计算和关联分析；首创了人本视角下，以多层级多维度精细化多元数据为基础的存量空间精准认知模式。

在技术层面，融合了包括行政区划、城市管理、规划单元、实施单元、交通、房屋建筑、政策等多元网格，构建了统一的城市多层多类空间网格；首创了从城市部件到建筑构件统一规范的多层级城市要素编码体系及标准；创造性提出了基于统一空间网格和城市要素编码体系及标准的城市多元数据融合方法，实现对存量空间任意范围、任意对象及其关联数据的分类调取、交叉分析。

在应用层面，研发了基于三维矢量技术的智慧信息平台，实现多维度、多尺度、全周期海量数据的多层级应用分析，成功实现对存量空间进行精细认知画像和精准问题识别的应用示范；在北京城市副中心规建管三维智慧信息平台中，汇总了超过300个图层、300万条信息，创新实现了二三维联动运算、城市运行规律动态推演等功能；在海淀区街区体检平台中，汇总了各个社区的全部人口、在地企业、公服设施、拆违点位、楼宇物业等数据，实现了对人和空间关系的精准刻画和认知。

内容二：条块耦合、人机交互的多层级辅助决策智慧赋能应用

原创性构建了城市数据知识图谱和规划管控知识图谱，研发了面向城市更新规划“纵向贯通、横向耦合”的协同决策分析工具，以及基于规则推演、机器学习的三维规划管控机器辅助审查和决策技术，实现了条块耦合、人机交互的多层级辅助决策智慧赋能应用。

在理论层面，面向高质量发展，以“人”为目标，系统重构了存量空间多维多层海量数据之间的内在联系，原创性构建了城市数据知识图谱；系统梳理了各层级规划管控的要素、指标的传递关系和管控规则；提出了城市存量空间更新工作分层级人机交互、多部门条块耦合的决策模式。

在技术层面，基于城市数据知识图谱和各层级规划管控规则，原创性建构了机器辅助审查及辅助决策的规则库；将存量空间规划的管控规则、要素、推演逻辑转译成结构化、语义化的专业计算模型和推演引擎；首创实现了人机交互决策从宏观层面的数据推演辅助，到微观层面的数据联勤联动的多层级机器辅助审查和决策技术，并通过机器学习实现辅助能力的持续迭代。

在应用层面，成功建立条块耦合的多级管控要素清单，为存量空间的复杂治理决策提供量化支撑和科学辅助，推动多层级的存量空间规划机器辅助审查决策应用；在北京城市副中心，建立基于要素管控的“目标-路径-实施”三级框架和评估反馈机制，研发条块联动管控规则下的全口径数据量化决策支撑工具，为宏观目标落地、多规指标管控、项目精准选址、编审流程优化等决策提供联动数据和辅助决策支撑；在国家体育场（鸟巢），将多专业数据实时标定在孪生建筑模型上，实现建筑和周边区域运行状态的实时跟踪和模拟推演，实现对空间环境的智能感知和自适应调节。

内容三：存量空间规划实施的高效协作智慧赋能应用

突破了多元主体存量空间更新工作瓶颈，优化了协同工作方法，首创了面向多元用户的城市数据精准共享、更新、迭代标准，研发了多元开放协同平台，实现了存量空间规划实施的高效协作智慧赋能应用。

在理论层面，突破多元主体参与存量更新工作协同瓶颈，协助政府优化面向存量地区的精细化治理模式，打破部门壁垒，研发多元开放协同平台；引导实施机构前置运营方案，确保存量空间更新项目的可行性和高品质；创新公众参与的辅助工具，建立多元主体的协同机制。

在技术层面，针对存量空间城市数据精度高、敏感性强、用户多元化的特点，首创了以空间范围和对象属性为维度的多级授权矩阵，精细管理多元主体权限范围，最短化数据传递链条，实现了保障城市数据安全的精准分类共享；首创了数据使用者同时也是数据贡献者的数据动态更新模式，通过数据协同管理平台，实现了城市数据的双向更新和高频迭代。

在应用层面，成功构建了存量空间多元主体基于统一协作平台共享城市现状场景、规划成果、实施进展、任务计划的工作协同机制；在北京城市副中心，通过在基础空间数据底图上对接网格化管理体系，将全区重点工程纳入平台进行实时跟踪和统一管理，并在副中心老城区双修与更新工作中实现了多部门依据统一任务清单协同开展工作；在海淀数据协同管理平台中，精细设定角色权限，实现了“数据使用者即贡献者”的数据更新机制，原创开发了基于“众包”理念的现状调研、成果解读、设施校核等系列应用，实现全流程多元主体的即时互动和高效协同。

四、科技创新点

成果在存量空间规划的理论、技术和应用方面进行了系统创新。

成果的理论创新点包括：回归人本的转型需求，拓展“全方位”数据维度、提升城市要素数据精度，构建了多维精准的城市认知模式；创建了反映城市存量空间多维多层数据内在联系的城市数据知识图谱，构建并首次实践了条块耦合的存量空间更新决策模式；优化了多元主体参与存量空间更新的工作协同模式，创新“城市识别画像-规划设计决策-多主体行动实践”的存量空间规划流程，实现多元主体共建共治共享。

成果的技术创新点包括：构建了多类型多层级的城市空间网格和城市要素编码标准，首创基于统一空间网格和编码标准的城市多元数据融合新方法；创建了数据知识图谱和规划知识图谱，建构了支撑机器审查的结构化、语义化规则库，并基于规则推理引擎和审查计算模型，在存量规划领域首次实践了机器辅助三维规划管控审查和人机交互决策模拟推演；以基本空间单元为统一层级，建立基于数据共享使用和反馈的双向数据更新迭代新模式；首创多级授权矩阵技术，精细管理主体权限和数据传递范围，保障数据安全和有序共享。

成果的应用创新点包括：首次实践了基于统一空间网格的多元数据融合应用新模式。突破了条块数据壁垒，实现多维度、多尺度、全周期海量数据的多层级调用，为“北京城市副中心”、“河北雄安新区”等国家重大战略项目提供精准量化支撑；研发了面向城市更新规划“纵向贯通、横向耦合”的协同决策分析工具。系统梳理存量规划业务联动机制，首创多层级指标纵向贯通框架和同层级要素横向联动规则，为北京城市副中心核心指标传导落实、国家体育场（鸟巢）智慧运营提供智能推演与科学决策辅助；实现了面向多主体的高效协作和智慧赋能应用。成果创新多元主体数据共享和任务协同机制，推动更新规划由单向信息传递向双向反馈互动转变，在“北京城市副中心老城双修”、“海淀区详细规划”等项目中实现多主体全流程高效协同。

五、国内外同类技术比较

从国内外存量空间更新既有理论、技术和实践应用现状来看：

国际城市更新由于发展阶段、产权制度、社会经济水平等客观条件差异，在城市更新的理论、方法层面与我国有着明显差异，虽然其目标原理有可以借鉴的地方，但在具体的城市更新动力机制、运行逻辑、技术方法层面，难以直接进行移植应用和横向对比。

从国内相关实践来看，城市规划领域的信息化探索从上世纪90年代已经展开，目前已经从大数据、遥感、地理信息等单项技术应用实践，逐步转向通过构建智慧化信息平台综合解决城市问题，但一方面由于受到既有体制机制的客观限制，一方面现有前沿技术也仍然需要在实际应用场景中进行长期迭代完善，目前国内城市更新领域的智慧化实践更多地集中在局部节点，缺乏从理论到技术再到应用的系统性探索和基于现实场景的落地实践。而本次成果在完整体系构建和具体实践应用两个层面均走在了国内前列，对我国存量空间规划的智慧实践具有重要的推动作用。

六、推广应用和应用前景

成果全面系统地研究了存量空间规划智慧赋能的一系列关键技术，并首次对存量空间智慧治理的完整体系进行了系统梳理，构建了存量空间规划“理论-技术-应用”的完整体系。成果的核心技术能够有力支撑新时代各类存量空间规划的体系搭建、资源认知、方案校核、科学决策、动态跟踪、评估反馈等关键内容，广泛应用于存量空间规划建设项目、存量空间理论课题研究、空间治理智慧平台搭建、政府空间治理决策支撑等相关领域，对提升我国存量空间规划领域的智慧化水平具有重要推动最用。

成果技术广泛应用于北京城市副中心规建管平台、老城双修、详细规划编制、海淀区街道更新规划、国家体育场（鸟巢）智能化改造等项目中，并推广至上海、成都、珠海、保定等地，既服务于国家重大工程建设，又支撑地方特色空间发展，促进了城市高品质建设和高质量发展，具有较强的示范作用和推广应用价值。

成果有力支撑国家重要工程项目规划实施。成果支撑了北京城市副中心城市绿心片区规划和规划实施统筹平台、北京城市副中心老城区双修调研平台、基于数字孪生技术的国家体育场（鸟巢）智能场馆管理系统、雄安新区规划建设项目管理系统等重大项目，成功实践了应用前沿信息技术针对性解决存量空间规划瓶颈问题的方法路径，实现了机器辅助三维规划管控审查和人机交互决策模拟推演，助力存量空间规划理论和方法体系变革。

图2 北京城市副中心规建管三维智慧信息平台

成果有效推动我国城市更新技术方法创新。成果构建了多维度精细化的城市认知模式，创新了条块耦合的规划协同方法，建立了多元主体参与存量更新的支撑体系，并广泛应用于城市更新实践中，包括城市存量土地规划利用研究、安定门方家胡同综合整治提升、海淀区一刻钟便民生活圈在学院路地区的更新实践项目、城市老厂房及老厂区更新改造路径研究等，解决了多条块多专业工作无法协同、多元主体利益难以协调等核心痛点问题。

图3 国家体育场数字孪生操作系统（测试版）

成果有力保障多元主体高效参与更新工作。成果提出了以基本空间单元为层级的双向数据更新及共享迭代模式，构建了基于多类型多层级网格的城市多元数据融合治理方法，实现了面向多主体的高效协作和智慧赋能应用，如海淀区规划管理基础数据更新维护平台及机制研究等，保障多元主体在存量更新工作体系中相关业务信息的真实准确，推动更新规划由单向信息传递向双向反馈互动转变，突破了多元主体存量空间更新协同工作瓶颈。

图4 海淀区规划管理基础数据更新维护平台（个人终端）

七、经济社会效益

在经济效益方面，成果为企业带来了直接经济效益。同时，所研发的面向城市更新规划“纵向贯通、横向耦合”的协同决策分析工具，还节省了数据重复建设，提升了工作效率，为政府管理部门、产权主体、市场主体、社会公众等提供了信息共享的支撑，稳步推进城市规划精准落实，创造了间接经济效益。

在社会效益方面，成果围绕存量空间规划的工作取得了显著社会效益，为我国以提升质量为主的城镇化转型发展新阶段贡献力量。具体包括：第一、改善人民生活品质。面向人民美好生活需要，成果围绕存量空间规划“城市识别画像-规划设计决策-多主体行动实践”一体化流程，集成应用数字技术方法，走出集约化、高质量发展的新路径，促进存量地区的功能优化和品质提升，使更多人民群众享有更高品质的城市生活；第二、服务国家重大项目。成果提出的理论体系和技术方法整体达到国际先进水平，支撑了国家体育场（鸟巢）智能化改造、北京城市副中心规划与建设等重大项目，保障了2022北京冬奥会和冬残奥会开闭幕式的顺利举办，推动了雄安新区、北京城市副中心等地区人居环境的高质量发展；第三、推动行业进步和学科发展。成果在总结我国新时代城市发展建设特征的基础上，紧扣时代背景和热点问题，推动规划技术和方法的创新，以技术创新破解存量空间规划各环节中的难题，对于中国特色存量空间规划理论和技术方法构建具有重要意义。此外，成果基于有影响力的实践不断反馈校验，为规划行业的转型发展积累了经验。

八、知识产权

成果研发过程中，累积申请专利4项，完成国际国内规范标准5项，发表专著论文60余篇。已经从关键技术节点的突破逐步形成了较为完善的存量空间规划智慧赋能整体技术体系，同时，相关技术方法和技术指标，也形成了统一的规范标准，具有较强的可复制性和可推广性。在实施应用方面，完成了“北京城市副中心规建管平台”、“北京城市副中心老城区双修调研平台”、“海淀区街道社区更新规划平台”、“国家体育场（鸟巢）智能场馆管理系统”、“雄安新区规划建设项目管理系统”等一系列落地实践，形成了成熟的城市规划智慧平台实施路径和系统架构。

九、客观评价

自启动以来，成果在国家重大项目开展实践并推广至其他地区，深受多地区政府领导认可，获得数十项奖励。同时，来自规划、信息化多领域的行业专家给予了高度评价。

在奖项获得方面：成果在各地的应用推广共计获得奖励42项，其中全国优秀城乡规划设计奖16项，北京市优秀城乡规划奖12项，北京市更新最佳实践奖3项，优秀工程勘察设计奖5项，国际奖励2项，其他类奖项4项。

在领导批示与政府评价方面：中共中央国务院在关于对《北京城市副中心控制性详细规划（街区层面）（2016-2035年）》的批复中对以“北京城市副中心规建管平台”为代表的创新实践给与了肯定；2020年7月18日，时任北京市委书记蔡奇调研北京城市副中心，在城市副中心党工委管委会查看规划三维智慧管理平台，给予了高度评价，并建议在全市范围内进行示范推广；北京冬奥组委开闭幕式工作部高度赞扬了“国家体育场（鸟巢）智能场馆管理系统”的先进技术水平，项目出色地完成了国家体育场智能场馆示范项目的顶层咨询设计、跟踪技术发展情况、编制详细技术方案、数字孪生底板设计与建设、配合和监督项目落地实施等工作任务；中国住房和城乡建设部建筑节能与科技司高度肯定了“国内外城市更新典型案例与趋势研究”等相关课题研究成果对于政府部门治理能力提升的积极作用。

在行业专家评价方面：北京城市规划学会理事长邱跃主任、清华大学毛其智教授、中国城市规划协会会长唐凯先生等多位专家学者，对于成果本身和其中包含的一系列关键技术成果，在相关专家评审会和成果鉴定会上均给与了高度评价，认为成果整体达到了国际先进水平。

供稿人：恽爽，北京清华同衡规划设计研究院有限公司副院长、教授级高级工程师（第1作者）；杨军，北京清华同衡规划设计研究院有限公司详细规划研究中副主任、高级工程师（第2作者）；吕涛，北京清华同衡规划设计研究院有限公司主任工程师、高级工程师（通讯作者）。