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日本丰田“编织之城”规划建设情况及启示

2021-08-29
来源:数字科技说
关键词: 编织之城

  编者按:2020年初,日本丰田公司发布“编织之城(Woven City)”试验城市项目,因其诸多前沿规划建设理念、融合实践AI及无人驾驶等先进技术而广受关注,本文对“编织之城”规划建设的理念、特点、主要做法及对上海五大新城建设的启示进行梳理分析。

  “编织之城(Woven City)”是世界上最大的车企丰田集团提出并负责设计建造的新型智能未来城市,预计2024年竣工。届时,丰田将会在这座新城内与新城居民一起测试自动驾驶车辆和各种新兴技术,包括货运、载人以及流动商铺等,而这座城市本身也将作为智能化数字时代未来城市的“样板”。该新城建设项目主要由丰田日本先进技术开发研究中心(TRI-AD)进行规划与技术开发,选址于静冈县裾野市的丰田东富士工厂旧址(距东京约2小时车程),总占地面积约70公顷,已于2021年2月启动建设34.7公顷的先行区。

  01“编织之城”规划建设的理念与特点

  总体来看,“编织之城”的规划、建设和运营将秉持三大理念,即:以人为本的城市、实证实验的城市、未完成的城市。总体目标是:以无人驾驶技术的实证为中心,建立一个实现自动驾驶、MaaS、个人出行、机器人、智能家居和AI等一系列技术应用的城市试验场。“编织之城”得名于对城市道路的重新设计,地面上将由三类道路编织而成,分别是步行者专用慢行道路、自动驾驶车辆专用道路及步行者/单人低速移动交通工具共用道路组成,同时将物流需求转移到地下物流专用道路,实现货物的点对点配送。

  除交通自动化智能化之外,编织之城拥有三大显著特点:

  一是基础设施和建筑实现能源清洁化。包括氢燃料电池系统在内的城市基础设施将全部设置在地下,建筑材料则以碳中和的木材为主,屋顶设置太阳光发电板,在实现环境协调和可持续发展的前提下推进城市建设。

  二是居住环境智能化。建筑物、车辆和居民可通过传感器相互沟通,房屋配备AI助手,人们不仅可以体验室内机器人等新技术,还能够通过基于传感器数据的人工智能来检查健康状态。

  三是日常生活彰显人本价值。城市中将建造各式各样的公园和广场,为居民们提供社交的场地,促进人际交流、形成人际关系紧密的现代化人文社区。

  02“编织之城”规划建设的主要创新点

  一是政府支持、企业主导的城市开发模式。在政府支持方面,2020年“编织之城”设想发布后,静冈县与裾野市两级政府形成合力,共同支持丰田集团建设“编织之城”,明确提出将“依托先端研发据点,发展新型未来城市”的目标纳入县、市两级新一轮的总体规划。目前,裾野市已在2021年初修改了“编织之城”先行区的土地用地性质,由“工业用地”调整为适宜复合机能开发建设的“准工业用地”1,并叠加了“研发用地据点地区”属性,对单体商业设施的建筑面积(不超过1万平方米)和娱乐设施的种类进行限制。在企业方面,丰田集团首选将搬迁工厂后腾出的土地作为编织之城的建设用地。其主要原因是:在相对封闭的私有土地上进行城市研发试点,适用的法规及限制相对于公共城市空间较少,而且丰田作为地权者在用地性质准许的范围内对于建设方案具有决定权,但是这一举措也同时意味着丰田作为投资主体将承担从基础设施到城市建设的高额投入。

  丰田“编织之城”之所以选择这种开发模式,主要是吸取了先前国际上新城建设项目流产的经验教训,旨在减少政企双方在城市建设层面的分歧、避免因数据隐私问题导致项目搁浅。比如,美国谷歌公司旗下的Sidewalk Labs在2017年宣布与加拿大多伦多市合作建设智慧城市项目Sidewalk Toronto。但由于该项目是多伦多水岸码头区域城市更新项目的组成部分,当地政府在建设用地面积和建设用途层面具有决定权;同时,在开放的城市公共区域中对个人行动数据进行采集、保存,甚至是具体使用的方式和细则均需取得城市居民的同意和法律法规的支持,这给新城项目的推进带来了各种意想不到的阻碍。因无法协调民众对个人隐私问题的担忧,政府迟迟没有批准该建设计划,加之财务上的不可行性,谷歌公司最终放弃了该项目。

  二是新兴技术深度融入城市数字基础设施建设。基于未来城市的“数字化”、“智能化”特征,“编织之城”建设过程中十分注重新一代网络与通信技术、数字孪生等新兴技术在城市基础设施和早期规划中的应用。其中,“编织之城”将重点打造强大的都市操作系统(OS)。在此过程中,日本主要通信运营商日本电报电话公司(NTT)将作为城市通信及数据运营方深度参与其中。短期内,重点研发和试点基于5G通信技术的城市应用;在中长期,重点面向后5G时代,探索研发IOWN2智慧城市解决方案,通过研发负责信息通信的全光子网络技术(All-Photonics Network)、负责计算决策的认知基盘(Cognitive Foundation,CF)和负责模拟现实的数字孪生技术,最终实现超大容量、超低时延和超低能耗三大性能目标的城市“数字底盘”。

  根据设想,都市OS将成为打通城市硬件资产与软件服务的桥梁,并接入各类业务平台的数据。由于都市OS会收集居民的行动履历、家电利用情况及车辆位置等各种数字信息,分析居民行为,反馈用于城市进化。为此,出于保护个人隐私和防止数据滥用等目的,“编织之城”在使用个人数据的方式上采用了不同于以往智慧城市的解决方案,即:个人数据不归属企业所有,企业不会使用个人数据投放广告进行获利,而归属于全体居民。为了实现这一目标,编织之城计划使用边缘计算设备减少数据向云端的传送;在数据储存及调用层面,计划打造区块链数据台账,提高数据的安全性和耐久性,并对单个应用可以调取的数据进行严格限制,防止居民隐私泄露。

  三是依托数字孪生革新城市区域规划方式。为实现“编织之城”规划、建设和运营的三大理念,丰田提出了以“数字孪生技术”为核心,结合KAIZEN3哲学(小的、连续的、渐进的改进)的城市区域规划新方式。具体来讲就是,在区域规划过程中及时听取城市居民的需求和想法,利用基于数字孪生的虚拟城市环境,对城市建设过程中的选择和优化城市构成的各种想法进行事前模拟和验证,对建设规划方案进行多轮迭代,以实现对传统城市规划建设方式的超越。在技术层面将重点达成三个目标:

  (1)加速用于硬件设计的计算机辅助设计技术(CAD)的开发;

  (2)为城市提供可视化的虚拟测试环境;

  (3)通过大规模模拟对软硬件结合的城市系统进行验证,并加速软件升级和硬件开发。

  03“编织之城”对上海新城建设的启示

  不同于过往的未来新城试点项目,丰田“编织之城”可以视作是一个以企业为主导的、软硬件结合的大型未来智慧城市实验室,尝试去研发可推广、可商业化的技术、产品及解决方案。结合国内智慧城市试点项目的实践及上海新城规划建设的创新需求,提出以下建议:

  一是打造城市数字化转型与基础设施数字化改造深度结合的未来城市“样板”。建议以“五个新城”建设为契机,运用全新的城市建设理念,尝试在一定区域范围内结合硬件基础设施的开发建设或更新改造,试点软硬件深度结合的未来城区或未来新型街区的孵化项目,探索更具有突破性的创新解决方案。

  二是打通各垂直领域的城市智慧化解决方案,集成为综合而鲜明的未来生活场景。目前,国内城市智慧化解决方案在许多垂直领域,如智慧交通、智慧安防、智慧能源、智慧政务、智慧医疗等应用方面,都已经进入世界领先水平行列。但各垂直领域之间的互通性尚有不足,综合型城市大脑项目仍面临一些现实限制。为此,建议上海在充分借鉴国内外经验的基础上,在新城建设中设立重大试点项目,集成各领域的解决方案,打造功能多样化、特色鲜明的未来城市生活场景,努力消除垂直领域间、政府部门间、行政区域间的“数据孤岛”,为新型城市的整体规划与顶层设计积累经验。

  三是为未来城市建设的自我迭代、持续进化积累先行先试经验。面向未来城市的建设需求,建议在科学合理的范围内,探索形成更为多元开放、广泛参与的城市规划与管理体系,进一步扩大数字化手段在辅助规划、模拟城市运行等方面的运用,以适应未来城市规划建设、更新改造和升级的需求。同时,积极鼓励国内外创新型企业广泛参与,共同探索和试点适应未来城市特征的新业态新模式,努力在都市经济、城市服务维度上实现创新策源。此外,探索建立居民体验参与有关城市规划建设或试点项目的机制,提升城市数字化转型和新城建设的感知度,形成具有社会影响的、可复制、可推广、具有上海特色的未来城市体验“案例”。




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