智能时代城市规划的革新与教育变革
AI 时代城市规划理论、方法与教育创新
王伟 李翔 赵丽虹 王鹏
AI 时代的到来深刻影响着城市规划领域。本文从组织行为视角认识城市与城市规划，城市是组织体，规划是有组织行为且编制到实施是有组织过程。AI 时代规划面临转型机遇，包括从模糊经验认知到精细计算支持、从低频宏观规划到高频动态响应、从空间单侧供给到“空间 +”协同治理。理解和解码多元主体组织行为是规划创新源泉，涉及管理、市场、公众等主体。AI 技术体系对规划教育影响显著，可辅助规划教育各要素，新教育技术体系促进其转型，规划专业教育需植入管理学、经济学和数学与信息学三门基础理论。面对 AI 时代规划转型，规划教育至关重要，应开展更多产学研联动式系统创新。
在人类历史进程中，已经完成了两次城市革命。第一次是大约5000年前城市起源，城市随着畜力、农具与文字的使用而产生，成为人类文明起源的标志与文明进步的中心。第二次是工业革命以来现代大城市兴起，化石能源、机器和电信技术得到广泛应用，城市作为现代科技发展的舞台，推动了汽车、电梯、电话等发明的普及。两次城市革命都建立在物质、能量、信息三要素的生产与转移方式共同转变的关键时间点上。近年来，以自动驾驶、机器人、扩展现实、泛在网络、可再生能源和能源互联网、人工智能等技术为代表的第四次工业革命正在加速发展。人类物质、能量和信息三者的生产和转移方式都再次发生深刻变革，第三次城市革命正在浮现。在这一轮变革中，城市的内涵不再是单纯的物理空间，而是物理空间、社会空间与数字空间高度融合的复杂系统，城市的形态、功能与运行方式都将发生根本性的变化，其规划也面临着重大变革与新的机遇。
随着人工智能技术的广泛应用，传统的城市规划模式在应对快速变化的社会需求、复杂的城市系统以及多元的利益主体时，逐渐显露出局限性，城市规划的理论与方法亟待创新。AI 时代的城市规划理论、方法与教育创新是时代的呼唤，也是我们构建更加美好城市未来的必由之路。
1组织行为视角的城市与城市规划认识
亚里士多德认为人天生是一种政治的动物，城邦则是人类天然趋向的生活形式。城市之所以变的复杂，是因为人和由人构成的组织在规划、设计、建设、运营、治理城市中展示的行为复杂性，包括思想认识的差异性、组织行为的涌现性、空间创造的不确定性以及三者之间的循环影响关系。其中，规划是人的天性，城市规划包含着对城市空间的创造、使用和管理，本质是对城市中众多个体不同动机和行为的协调统一。因此，跳出传统规划的认识，从人和社会的组织行为来审视城市和规划，将有助于我们产生更深、更好的认识。
1.1城市是一个组织体
（1）自组织的视角
城市作为一个复杂的系统，其诞生和发展首先具有自组织的特性。在没有外部特定指令的情况下，城市中的各个要素通过相互作用和反馈机制，自发地形成一定的结构和秩序。例如，城市中的商业街区往往是在市场需求的驱动下，商家自发聚集形成的；城市中不同的社区、产业集群等也会逐渐形成独特的文化和特色；自组织的城市发展还体现在交通网络的形成上，随着城市的扩张和人口的增加，居民的出行需求不断增长，交通线路也会逐渐优化和扩展。这些自组织的发展模式使得城市具有更强的适应性和创新能力。
（2）他组织的视角
城市的发展也受到外部力量的干预和引导，即他组织的作用。政府的规划和政策、大型基础设施建设、重大项目的引进等都属于他组织的行为。政府通过制定城市总体规划、详细规划等，对城市的发展方向、空间布局、功能分区、建设强度等进行引导和控制。他组织的城市发展可以快速实现特定的目标，如建设新的工业园区、打造城市新中心等。他组织的行为可以弥补自组织发展的失灵现象，如解决城市发展中环境污染、交通拥堵等问题。然而，过度的他组织干预也可能会破坏城市的自组织机制，导致城市发展缺乏活力和创新。
1.2城市规划是一种有组织的行为活动
（1）人与人的有组织
首先，城市规划要有人参与，城市中的不同人群有着不同的利益诉求和行为习惯，规划需要协调好不同人群之间的关系，实现社会公平和和谐发展。例如，在居住区规划中，需要考虑到不同收入群体的需求，提供多样化的住房选择；在商业区规划中，需要考虑到商家和消费者之间的关系，营造良好的商业环境。因此，城市规划一般是针对某个城市问题通过组织化的过程来解决，包括构建组织、提出问题、安排过程、制定标准、执行规则和评估结果等。此外，人与人的有组织关系还体现在城市规划对社区形成与建设的影响。社区是城市的基本单元，社区建设需要促进居民之间的交流和合作，增强社区的凝聚力和归属感。例如，通过城市规划实施中举办社区活动、建立社区组织等方式，提高居民的参与度和社区的自治能力，营造和谐的邻里关系。
（2）物与物的有组织
其次，城市规划涉及到对物与物的有组织安排。城市中的建筑物、道路、桥梁、公园等各种物质要素需要进行合理的布局和组合，以实现城市的功能需求和审美要求。例如，商业区的建筑物需要集中布局，以方便商业活动的开展；居住区需要有足够的绿地和公共设施，以提高居民的生活质量。在物与物的有组织过程中，需要考虑到各种要素之间的相互关系和影响。例如，建筑物的高度和密度会影响城市的通风和采光；道路的布局会影响交通流量和出行效率。因此，空间规划需要综合考虑各种因素，制定出科学合理的规划方案。
（3）人与物的有组织
最后，城市规划需要考虑的是人与物的有组织关系。城市是人类居住和活动的场所，人的需求和行为是空间规划的重要依据。例如，居住区需要靠近工作地点、学校、医院等公共服务设施，以方便居民的生活；商业区需要有足够的停车位和交通便利，以吸引消费者，而在城市的公共空间设计上，公共空间需要满足居民社交、休闲、娱乐等不同活动需求；公园需要有不同的功能分区，如儿童游乐区、健身区、休闲区等；广场需要有足够的空间供人们聚集和活动。
1.3规划从编制到实施是一种有组织的过程
（1）政府内部门分工的组织过程
城市规划的编制和实施需要政府内部多个部门的协作和配合。规划部门负责制定城市总体规划、详细规划等规划方案；建设部门负责城市基础设施建设和房地产开发；环保部门负责环境保护和生态建设；交通部门负责交通规划和交通设施建设等。政府内部门分工的组织过程需要建立有效的协调机制，确保各个部门之间的工作能够相互衔接和配合。例如，通过建立规划联席会议制度、项目审批协调机制等，加强部门之间的沟通和协作。同时，政府内部还需要建立科学的决策机制和监督机制，确保规划编制和实施符合法律法规和公众利益。
（2）政府与市场分工的组织过程
城市规划的编制和实施也需要政府与市场的分工协作。政府在城市规划中主要发挥引导和监管的作用，通过制定规划政策、提供公共服务等方式，引导市场力量参与城市建设。市场则在城市规划中发挥资源配置的作用，通过房地产开发、商业投资等方式，为城市建设提供资金和技术支持。政府与市场分工的组织过程需要建立健全的市场机制和监管体系。政府需要制定公平、透明的市场规则，保障市场主体的合法权益；同时，政府还需要加强对市场行为的监管，防止市场失灵和不良竞争。市场主体也需要遵守法律法规和市场规则，积极参与城市建设，为城市的发展做出贡献。
（3）政府与社会分工的组织过程
城市规划的编制和实施还需要政府与社会的分工协作。社会力量包括社会组织、企业、居民等，他们在城市规划中可以发挥监督、参与、建议等作用。政府需要积极引导社会力量参与城市规划，建立健全的公众参与机制，听取社会各界的意见和建议。政府与社会分工的组织过程需要加强信息公开和沟通交流。政府需要及时向社会公布规划信息，让社会各界了解规划的内容和进展；同时，政府还需要积极回应社会关切，解答社会各界的疑问和问题。社会力量也需要积极参与城市规划，通过各种渠道表达自己的意见和建议，为城市规划的编制和实施提供参考。
2AI时代规划转型的关键机遇
2.1从模糊经验认知到精细计算支持
按照香农对信息的定义，信息是用来消除不确定性的东西。传统规划多数依靠专家经验加以判断定夺，而大数据，算法以及人工智能对人类生活世界带来的深刻变化在于，数据系统变得越来越强大，对生活的嵌入越来越深，关于人的行为等一切都变得可以量化，甚至一切都可以通过数据进行预测。在这种技术环境下，规划决策的基本问题已经从“哪些由政府决定，哪些由市场和社会来安排？”变成“人们的生活，有多少，在何种条件下由数字系统指导和控制？” 在AI技术“计算-连接”能力的作用下，城市的空间系统、交通系统、能源系统从完全异质化的系统，会逐渐被改造成基于统一的供需匹配逻辑运行的新的体系。城市中数据驱动的、基于“流”特征的物质与能量交换将越来越复杂。人工智能，尤其是生成式人工智能的发展，正在快速接近通用人工智能的愿景，基于高维向量并行计算的算法逻辑，使城市高维复杂系统的计算和高效供需匹配成为可能。数据驱动的规划决策、智能规划方案设计与仿真、动态监测与体征评估、多主体协同规划等系列创新，将为城市规划带来全新的思维、能力、工具和解决方案，助力我们可以构建更加科学、高效、可持续的城市，为人们创造更加美好的生活环境。
2.2从低频宏观规划到高频动态响应
中国城市发展已经进入存量时代，面向存量空间的更新规划与空间治理越来越成为城市规划的主要任务。在城市增量发展阶段，我们逐步构建并完善了一套适应当时发展需求的规划方法体系。在存量背景下，面向更加复杂的社会-经济-空间耦合关系、更加多元的决策体系，以及更加灵活动态的行动机制，空间治理所要处理的问题呈现出微观、动态的特征。这要求我们在空间治理中更加注重细节，关注个体与局部的需求与变化，具备高度的灵活性与应变能力，以应对各种不确定性因素。AI等新技术为此提供了有力的技术支撑。从互联网大数据到城市感知体系，让我们可以更有效的感知人本需求、暴露自下而上的城市问题。随着AI技术从感知智能走向认知智能与决策智能，更为我们即时化处理动态问题提供助力。这在能源供应、交通组织、低效用地利用、活力重塑、临时性空间使用等方面尤为重要。
2.3从空间单侧供给到“空间+”协同治理
传统规划更加侧重空间资源单侧供给，缺乏以需求为导向的精准规划。随着我国城市发展进入从建设为主到运营与治理为主的新阶段，空间治理与社会治理、经济治理、文化治理等多维治理类型共同构成国家治理体系的重要组成部分。空间作为各种人类活动的容器，其治理过程离不开与其它治理体系的协同融合。社会治理的和谐稳定为空间治理提供了良好的社会环境；经济治理的高效运行则为空间治理注入了持续的发展动力；文化治理则为空间赋予独特的文化内涵与精神标识，增强空间的文化认同感和归属感。过去，我们大多只能在原则层面进行治理的协同。而数字技术的深入应用则为驱动协同治理提供了技术抓手。《关于深化智慧城市发展推进城市全域数字化转型的指导意见》（2024）中提出，“系统性变革城市管理流程”，“构建统一规划、统一架构、统一标准、统一运维的城市运行和治理智能中枢，打造线上线下联动、服务管理协同的城市共性支撑平台。”其中，城市信息模型、时空大数据、国土空间基础信息、实景三维中国等基础平台，为城市治理提供统一的时空框架。数字孪生、仿真推演等技术实现对城市运行状态的实时监测、精准模拟、以及各类资源的统筹调度。以数字化、智能化为手段，实现城市管理流程的系统性变革。
3理解和解码多元主体的组织行为是 AI 时代规划创新源泉
城市作为人类活动的最大足迹，它们在地球生态系统中，地域经济社会发展上，人的行为上，到底是怎样运转和产生影响，很大程度上仍然是个迷。然而城市的人造性决定了规划的本质主要是创造活动（invention），而非发现（discovery)活动，尽管无数建成后的城市具有一定的自然和社会问题，需要研究和解释。因此，城市规划研究，如果缺乏对行为本质的观察和认识，对研究问题和概念定义不是从行为出发点开始研究和推理，而只是对空间现象或政策结果的历时性描述和相关性分析，研究结论只能表面猜测性的说明，甚至是用“用问题来解释问题”，这就导致用其来支撑后续规划方案制定时便又陷入回到“问题原点”的循环之中。造成这种状况的一个很重要诱因是，城市规划在不断引入其他学科研究方法的过程中，没有把握好“城市和规划本质特点之一是创造性（包括有形的空间创造和无形的政策设计），这决定了其必然是缺乏自然规律（不以人的意识为转移）”的基本事实特征，一方面说明简单套用自然科学的城市规划研究基本行不通，另一方面也说明城市和规划必然存在价值判断和目标及目的，且存在一定程度的经验和统计一致性或重复性，意味着可以从人和组织的行为出发来做原创性基础研究。这个方面，阿隆索的地租理论从家庭和企业基本行为本质出发，说明行为主体的选择决定了土地利用，进而又决定确定了城市形态，最后结论又回到用规划调控和优化职住行为，其解释力和政策建议就很有借鉴意义。挖掘“城市人的惯常行为—规划组织行动—空间创造和利用—城市人的新行为变化—城市系统的运行状态”因果链规律，摆脱理论借用搬抄，实现中国规划基础理论的原创性突破。
3.1理解和解码管理主体行为
（1）一把手决策者的行为
城市一把手决策者在城市规划中起着关键的领导作用。他们的决策行为直接影响着城市的发展方向和重点项目的实施。理解和解码城市一把手决策者的行为，需要从他们的领导风格、决策偏好、政治考量等方面入手。在 AI 时代，可以通过大数据分析和人工智能技术，对城市一把手决策者的决策过程进行模拟和预测。例如，通过分析他们的讲话、文件、行动等信息，了解他们的关注点和重点工作；通过建立决策模型，预测他们在不同情况下的决策倾向。这样可以为城市规划提供更加科学的依据和参考。
（2）基层执行者的行为
基层执行者是城市规划的具体实施者，他们的行为直接关系到规划的落地效果。理解和解码基层执行者的行为，需要从他们的工作态度、执行能力、利益诉求等方面入手。在 AI 时代，可以通过智能监测和数据分析技术，对基层执行者的工作情况进行实时监测和评估。例如，通过安装传感器、监控设备等，了解他们的工作进度和质量；通过数据分析，发现他们在工作中存在的问题和困难，并及时提供解决方案。这样可以提高基层执行者的工作效率和执行力，确保规划的顺利实施。
3.2理解和解码市场主体行为
参与城市开发的企业家在城市规划中起着重要的推动作用。他们的投资行为和开发策略直接影响着城市的经济发展和空间布局。理解和解码参与城市开发企业家的行为，需要从他们的商业利益、市场需求、风险偏好等方面入手。在 AI 时代，可以通过大数据分析和人工智能技术，对企业家的投资行为进行预测和分析。例如，通过分析市场数据、行业趋势等信息，了解他们的投资意向和重点领域；通过建立风险评估模型，预测他们在不同项目中的风险承受能力。这样可以为城市规划提供更加准确的市场信息和投资建议，吸引更多的企业家参与城市建设。
3.3理解和解码公众主体行为
（1）参与关键人物的行为
公众参与关键人物或意见领袖在城市规划中起着桥梁和纽带的作用。他们可以代表公众的利益和诉求，参与规划的制定和实施过程。理解和解码公众参与关键人物的行为，需要从他们的社会背景、利益诉求、参与动机等方面入手。在 AI 时代，可以通过社交媒体分析和人工智能技术，对公众参与关键人物的行为进行监测和分析。例如，通过分析他们在社交媒体上的言论、活动等信息，了解他们的关注点和诉求；通过建立参与模型，预测他们在不同情况下的参与行为和影响力。这样可以更好地发挥公众参与关键人物的作用，提高公众参与的质量和效果。
（2）利益相关居民的行为
利益相关居民是城市规划的直接影响者，他们的行为和态度直接关系到规划的实施效果和社会稳定。理解和解码利益相关居民的行为，需要从他们的生活需求、利益诉求、文化背景等方面入手。在 AI 时代，可以通过问卷调查、数据分析等技术，对利益相关居民的行为和态度进行调查和分析。例如，通过发放问卷调查居民对规划项目的看法和建议；通过数据分析了解居民的生活习惯和需求。这样可以更好地满足居民的利益诉求，提高居民的满意度和支持度。
3.4理解和解码城市规划师的行为
城市规划师是城市规划的专业技术人员，他们的规划理念和方法直接影响着城市的发展方向和质量。理解和解码城市规划师的行为，需要从他们的专业背景、职业素养、创新能力等方面入手。在 AI 时代，可以通过大数据分析和人工智能技术，对城市规划师的规划过程进行模拟和优化。例如，通过分析历史规划数据、案例经验等信息，了解不同规划方案的优缺点；通过建立规划模型，预测不同规划方案的实施效果。这样可以提高城市规划师的规划水平和创新能力，为城市规划提供更加科学、合理的方案。
综上所述，规划是意图的展现与愿景的引导，其核心载体便是信息，通过信息的传递与交互改变其他人的行为。如果说工业时代我们通过发明和生产更多的产品、创造更多的城市空间来满足需求的增长，那么AI时代，我们需要通过数字空间的计算与连接，更加高效地连接供需双方，实现物理空间和社会空间中资源更精准的匹配，使有限的存量资源能发挥更大的效率。因此，理解和解码城市系统中多元主体的组织行为，建立起行为与行为之间、行为与空间之间、空间与之间之间更精准高效的链接，将成为AI时代规划创新的源泉。
4AI技术体系对城市规划教育的影响
4.1人工智能辅助规划教育
随着人工智能技术的不断进步，其在教育领域的应用逐渐受到关注。尽管AI在规划教育中的普及尚处于初期阶段，但其增长趋势已日益显著。2017年，WUPENiCity推出的线上AI规划教育平台标志着AI辅助教学在该领域的首次创新应用。
AI技术的应用能够显著提升规划教育的效率，这主要得益于其对规划教育各要素的辅助作用。规划教育的要素可以归纳为知识、技能、价值观和实践四个方面。深入理解这些要素是探索AI如何有效介入规划教育的前提。基于此，结合教育心理学和多元智能理论，我们可以发现人类智能与人工智能在规划教育的各要素上存在协同作用的可能性（表1，表2）。
以人工智能为代表的新教育技术体系，能够在多个层面大幅辅助规划教育，推动其转型。在人类智能与AI的互补关系中，可以观察到AI在处理简单、重复性、单线程和可预测的任务时表现出显著优势。相反，在处理多线程、复杂性和充满变数的任务，如谈判、交流、创意设计和价值观培养等方面，人类智能则更为有效。
表 1 人工智能和人类智能在规划教育中的优势对比