智慧规划框架及建设探索：南京城市规划中心十周年论文集

智慧规划总体框架及建设探索

王芙蓉　窦　炜　崔　蓓　周　亮　诸敏秋　迟有忠

摘　要：近年来，与“智慧”相关的新理论、新方法和新技术蓬勃发展，城市规划作为一项公共政策，也需要通过“智慧”的方法和手段寻求更为广阔的研究和服务空间。研究将城市规划的发展历程划分为标准化、动态化和智慧化三个发展阶段，指出智慧规划是城市规划未来的主要发展方向。智慧规划充分借助物联网、云计算和PSS等新技术，创新规划管理理念与方法，通过多知识融合和挖掘，力求实现更透彻的信息感控、更全面的互联互通及更深入的智能决策。

关键词：数字规划；智慧规划；总体框架；建设

1　引言

伴随着城市化进程的加速，国内各级规划管理机构先后启动了数字规划建设。目前，数字规划平台已基本建成并运转良好，具有业务覆盖可扩展、系统集成可并联、资源整合可共享和阳光运行可监控等典型特征，较好地支撑了日常规划管理工作，并应对了新时期规划领域不断出现的各项变革。例如，作为我国著名古都的南京，通过建立历史文化名城保护规划的数字框架体系，对城市快速发展时期下历史文化资源保护和利用的新模式和新途径进行了探索。

近两年，随着国内外的“智慧”战略层出不穷，与“智慧”相关的新理论、新方法和新技术蓬勃发展。城市规划作为一项公共政策，随着生态城市、低碳城市、安全城市、智慧城市等概念的不断提出，其服务领域和内容深度不断地被拓展，这为城市规划本身提供了更为广阔的研究和服务空间，因此更需要用智慧的方法和手段去开展城市规划管理工作。鉴于此，南京市规划局在2011年率先提出“智慧规划”的理念，并启动了其建设框架的研究工作，希望借助共享服务、虚拟化、云计算、物联网等技术的蓬勃发展，迎接一个智慧规划的新时代。

2　数字规划到智慧规划的发展历程

图1　从数字规划到智慧规划的发展阶段

2．1　城市规划发展阶段

不同的城市规划发展阶段具有不同的规划管理内容及技术支撑手段，通过对“智慧”涉及的感控、交互和决策三个典型特征进行分析，将数字规划到智慧规划的发展历程划分为标准化、动态化及智能化三个阶段，每个阶段的典型特征如图1所示。

在标准化阶段，重在利用标准化和规范化的手段实现城市规划管理过程中的流程固化和信息规范，让城市规划管理变得更加规范准确；在动态化阶段，重在利用全生命周期的数据管理理念实现城市规划管理过程中的信息动态流转和自动实时更新，让城市规划管理变得更加真实准确；在智慧化阶段，架构在物联网、云计算等新技术上的规划管理更加注重全面的规划整合和挖掘，更加有利于实现规划管理过程中的综合分析和辅助决策，让城市规划管理变得更加集约和智能。

2．2　城市规划发展阶段的思辨

随着社会的发展和新技术的推陈出新，城市规划的理念、内容和方法不断得到发展和更新。随着规划管理需求和水平的不断提高，从标准化到动态化再到智慧化成为城市规划逐步发展的必经之路。

（1）标准化、动态化和智慧化三个层次像阶梯一样逐级递升，当某一规划管理层次的需要相对满足了，就会向更高层次发展。因此，满足更高、更好的规划管理层次的需要就成为了驱使行为的动力。

（2）规划管理层次的提升不是简单的取代，后一层次是对前一层次的传承和发扬，前一层次是发展的基础，后一层次是发展的必然。

（3）标准化、动态化和智慧化三个层次之间相互依存，任何一个层次都不会因为更高层次的发展而消亡。后者形成时，前者仍然存在，只是前者的影响力相对削弱，两者互相促进、互相提升。

（4）在城市规划发展的每一时期中，总有一种发展阶段占支配地位，并起决定作用，成为该时期的工作重点，而其他阶段处于服从或隐藏状态。

（5）各个城市需要根据城市规划管理的职能及其实际社会、经济情况，选择适合自己发展的城市规划。

2．3　智慧规划是城市规划未来的主要发展方向

通过对我国城市现状进行分析和研究可以发现，当前我国城市规划的发展正处于从数字规

划向智慧规划迈进的阶段。一些起步早且条件成熟的城市已达到动态化的阶段，并开始尝试智慧化的应用，如武汉、重庆和南京等，当然，还有很多城市处于标准化向动态化迈进的阶段。在我国快速城镇化和信息化技术日新月异的今天，无论是外部环境发展的要求，还是内部管理建设的需求，开展智慧规划的研究都是必要的和迫切的。基于新一代信息技术，结合智慧城市、智慧地球、物联网、云计算等技术建立的智慧规划，将有利于提高城市规划管理的科学性和准确性，并能全面推进城市建设和管理的社会化、系统化和信息化。那么，什么是智慧规划，如何建设智慧规划，成为摆在规划人员面前的新课题。

3　智慧规划的概念与总体框架设计

3．1　智慧规划的概念

智慧规划，顾名思义，就是智慧地开展城市规划工作。智慧规划充分借助物联网、云计算和PSS等新技术，不断地创新规划管理理念与方法，通过多知识融合与挖掘，实现城市规划领域更透彻的信息感控，实现规划管理不同时间尺度、空间尺度以及职能和功能尺度上更全面的互联互通，同时实现城市规划研究、规划编制管理和规划实施管理中更深入的智能决策。

3．2　智慧规划的核心特征

3．2．1　感控

感控，即更透彻的感知和控制。通过互联网、物联网等新途径获取更多、更准确、更及时的城市规划信息，并具有更好的控制客观世界的能力。

3．2．2　交互

交互，即更全面的互联互通。在规划管理的制度规范建设及技术实现保障上，实现行业内外更为全面的城市规划管理与服务。

（1）跨服务对象的互联互通。智慧规划将针对规划编制人员、规划管理人员、社会公众及规划技术服务人员等角色，构建不同对象间互联互通的服务平台，为服务对象提供公众参与的畅通渠道。

（2）跨管理机构的互联互通。对接我国现行规划体系和行政体系，充分发挥各级规划管理机构的职能，智慧规划将构建全国各级管理机构之间互联互通的渠道，使各级管理机构能够各取所需地把握城市或区域的规划及发展情况，有利于规划的制定、报批、管理与监督。

（3）跨规划层次的互联互通。通过智慧规划构建不同层次规划之间的联系，快捷方便地提供不同层次规划之间互通的数据接口，从而实现不同层次规划之间的有效衔接，并开展切实有效的评估。

（4）跨行业部门的互联互通。依据《城乡规划法》，城市总体规划的编制应当依据国民经济和社会发展规划，与土地利用总体规划相衔接。同样，在规划实施管理过程中，城市规划管理活动也与国土局、水利局、文物局等其他相关政府职能部门密切相关，通过智慧规划对接各相关部门，实现各部门间业务的协同、数据的共享与关联，为各相关部门的规划编制和行政管理提供技术支撑，形成相互促进、协同发展的工作局面，同时提升城市规划的权威性。

3．2．3　决策

决策，即更深入的智能化。在规划编制管理和规划实施管理过程中，采用更多的新技术手段，建立更加智能的规划支持系统和规划决策系统，以更好地体现城市规划公共政策属性，提供更加高效的公众服务。

3．3　智慧规划的性质

3．3．1　知识融合性

智慧规划所涉及的知识与技术极为广泛，以经济学、社会学、文化学、环境学、地理学、城市规划学、计算机科学等多学科理论和研究为基础，综合运用物联网、云计算、地理信息系统、遥感、全球定位系统和三维动画等技术手段，开展多学科交叉、融合的新技术应用研究是智慧规划的重要特征。

3．3．2　网络互通性

信息间的彼此关联可以极大地提升信息的价值。智慧规划系统需要实现高度的内部和外部的互联，这些互联不仅表现在网络的联通上，更重要的是要实现数据的共享和业务的交互。

3．3．3　资源池化性(www.xing528.com)

采用池化思想组织资源，实现资源的动态配置及可伸缩，是提高资源利用率及系统可扩展能力、提升系统复用能力的重要手段。

3．3．4　数据集成性

城市规划作为一门综合学科，需要具有对多源、异构、多时相的信息进行综合处理的能力。因此，智慧规划系统需要具有与智慧城市的其他组成部分的集成能力，如智慧电力、智慧医疗、智慧交通和智慧环保等。

3．3．5　信息共享性

实现规划信息的公开与共享，推行“开门规划”的理念，采用全民参与、集思广益、群策群力的新规划模式，是推进公共利益保护、创建社会主义和谐社会的重要途径。因此，公开和共享也是智慧规划的重要特性。

3．3．6　预知主动性

在智慧规划阶段，要实现规划管理过程中被动检查向主动预警、事后改正向事前预防的转变。

3．3．7　服务智能性

要建立完善的数据仓库，应具有较强的ETL（抽取、转换、加载）及数据挖掘的能力，并拥有齐全的规划管理全过程支持模型。实现智能的用户交互是服务智能性的核心内容。

3．4　智慧规划的总体框架设计

智慧规划主要由基础设施云服务层、资源云服务层、平台云服务层和应用云服务层组成，这些层组成了数据感控中心、网络交互中心及应用决策中心（图2）。

图2　智慧规划总体框架

3．5　智慧规划与智慧城市、数字规划的关系

数字规划是智慧规划的基础，两个概念在外延上有所区别，不需要从内涵上进行分割。智慧规划是数字规划的传承和创新，是数字规划的发展方向，是智慧城市的重要组成部分。一方面，它遵从智慧城市建设的指导思想和顶层设计框架；另一方面，又促进和支撑智慧城市的建设，并与智慧城市的其他组成部分有机整合，有效发挥智慧城市的服务功能。

4　智慧规划建设探索

4．1　建设思路

在智慧规划的系统设计上要重视顶层设计，在关注重点上要突出公共利益，在技术手段上要及时吸纳新技术，在系统建设上要因地制宜。

4．2　智慧规划的建设内容

数字规划向智慧规划的迈进主要体现在规划管理方面（规划编制管理、规划实施管理和规划研究等的全过程）。通过打造智慧规划的基础设施、专业构件、应用软件及数据四个方面的服务平台，使规划管理具有更透彻的感知，并实现更全面的互联互通和更深入的智能化。

4．2．1　打造多渠道、可伸缩的智慧规划基础设施服务平台（SP＿IaaS）

智慧规划基础设施服务平台（SP＿IaaS）是一个整合的、安全的、自动化的、易扩展的、高性能的、服务于规划行业的开放性平台，其将基础设施资源作为服务交付使用，实现全面的、真正的虚拟化IaaS平台。在该平台中，信息传感器、服务器、存储系统、网络系统等硬件资源都是以弹性的、共享的、标准化的方式整合使用，为进一步实现感知化、互联化、智能化的智慧规划奠定先进而坚实的IT基础。

改变传统的“烟囱式”系统建设方式，构建IaaS模式的智慧规划基础设施云平台，能够为智慧规划各个业务系统提供数据接收、存储、处理、交换、分析和整合等服务，从而提高智慧规划数据中心的硬件资源利用率，同时也确保了系统的高可用性和稳定性。

信息感知和控制是智慧规划基础设施服务平台的信息获取和控制部分。通过物联网等技术的应用，城市规划管理部门可以实时获取规划管理所需的各类交通、市政、环保等基础资料，为智慧规划提供重要的数据支撑。

4．2．2　打造高整合、可复用的智慧规划专业构件服务平台（SP＿PaaS）

智慧规划专业构件服务平台（SP＿PaaS）基于规划中常用的AutoCAD、ArcGIS等各类底层专业平台，从规划实施、规划编制、用地管理、行政办公等应用系统的实现入手，分析系统功能模块的相关性，合并整合相同或相似的功能，形成相对独立的专业构件，实现构件调用的接口，打造智慧规划专业构件服务平台。

智慧规划专业构件服务平台基于通用性考虑，充分体现出可配置、可扩展的特征，体现了代码维护量最小、复用度最高及模块化的管理理念，便于应用系统的灵活搭建、高效维护。其主要内容包括：①OA平台——负责业务表单和报表的设计与表现，构建业务流程及流转；②城市空间信息数据库动态维护平台——通过统一的数据操作接口，实现涵盖各类数据质检、建库、更新的软件工具功能；③图形整合平台——模块化实现图形的浏览、查询、编辑、统计、分析及制图等图形操作；④二、三维的一体化平台——实现二、三维的一体化管理、查询、展示；⑤移动办公平台——基于3G无线网络，依托移动设备实现全新的工作模式。

4．2．3　打造人性化、智能化的智慧规划应用软件服务平台（SP＿SaaS）

智慧规划应用软件服务平台（SP＿SaaS）对城市规划的各种应用进行统一管理及按需分配，并通过服务构建应用的框架，依托SP＿IaaS、SP＿PaaS提供的服务，充分考虑服务器、存储设备、Oracle、MS SQL以及ArcGIS、AutoCAD等专业软件对于云计算的支持，快速搭建智慧规划的各个应用系统。该平台对各类应用进行统一的管理，实现规划应用的有序和可复用，同时针对不同的用户群体的需求，分配不同的应用服务，如为规划审批人员分配“一书两证”系统，为区县分配城乡一体化系统，为编研中心分配成果查询、规划研究等应用。通过智慧规划应用软件服务平台的建设，可以实现规划辅助设计、规划审批、规划监察等规划管理工作的辅助决策，使规划管理工作的效能实现最大化，为城市规划提供全方位的服务。随着城市规划的发展，该平台的应用也越来越广泛。

4．2．4　打造高质量、种类全的智慧规划数据服务平台（SP＿DaaS）

智慧规划数据服务平台（SP＿DaaS）以共享共建的思想建立数据标准；以整合的思路构建多维数据仓库；以应用为导向形成涉密版、政务版和公众版等专题数据集市；以服务的方式，基于OGC等规范，通过WMS、WFS等提供数据服务；以集中的方式存储数据的元数据并提供目录服务，便于数据的检索和调取，为规划管理提供数据支撑。通过智慧规划数据服务平台的构建，用户无需了解规划管理数据存储的细节，充分保证了共享数据仓库的低延迟性、高扩性和高可用性。

为了保障上述四类服务平台的建设，需要组建一套包括管理部门、实施部门、支持部门等在内的高效率、高水平的队伍，并打造一套包括发展规划、年度计划、管理制度在内的高完备、易实施的制度体系，以推进智慧规划的制定、落实、运维、监督和评估工作。

5　结语

综上所述，从数字规划到智慧规划经历了标准化、动态化和智慧化三个发展阶段，这是城市规划发展的必然，是一种传承和发扬。本文对智慧规划的概念、性质、特征、框架和建设内容进行的分析，希望能对行业发展和其他城市的规划管理起到抛砖引玉的作用，同时，各个城市也应结合自身实际情况去开展各项规划管理工作。当然，智慧规划的研究和应用刚刚拉开序幕，本文的研究还存在诸多不足，对于智慧规划建设的内容、实现途径的确认等均需要进行进一步的研究，智慧规划的明天也需要全体规划人员付出加倍的努力。

参考文献

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［3］周岚，叶斌，王芙蓉，等．基于GIS的城市历史空间格局数字复原研究——以南京市为例［J］．规划师，2011（4）：63－68．

［4］李德仁，邵振峰，杨小敏．从数字城市到智慧城市的理论与实践［J］．地理空间信息，2011（6）：1－5．

［5］黄天航，刘瑞霖，党安荣．智慧城市发展与低碳经济［J］．北京规划建设，2011（2）：39－44．

（本文原载于《规划师》2013年第2期）