生物准则城市概念与日本的智慧城市规划的互见研究

苏畅，王培严/SU Chang, WANG Peiyan

生物准则城市概念与日本的智慧城市规划的互见研究

苏畅，王培严/SU Chang, WANG Peiyan

生物准则城市的概念是城市规划建设的一种新兴思路。在传统城市强大的能源消耗能力与薄弱的资源及能量自循环现状背景下，生物准则城市以生物的自循环属性作为概念的切入点，利用可再生资源、杂交技术和生物技术等先进技术，强调探索自给自足和改善生活品质为基本要求的新型城市结构。与此相对应的，讨论并实施规划的日本智慧城市的若干试点规划和建设实施，同样在寻求新城市规划思路中可循环的高能效利用与现存城市化种种问题的解决新思路，为城市节能、城市更新等问题提供新的模式探索方向，与生物准则城市概念存在互见性。在刚刚结束的十二届全国人大五次会议中，“ 特色小城镇”概念首次写入政府工作报告[1]。在新形式下的城镇化建设模式探索过程中，本文希望通过生物准则城市概念以及日本智慧城市规划的相关案例的讨论，为我国特色城镇化发展提供新思路和新视野。

生物准则城市，日本智慧城市，能效循环

1 “生物准则”在日本

生物准则城市的规划发展思路，提高了城市规划过程中对城市本体的资源消耗、能源使用等问题的重视程度。通过新的资源利用策略和能源节约策略，依托新技术的发展，探索新型城市可能的样貌。例如，建筑材料的循环利用，生活生产垃圾的再回收处理等问题，都将成为生物准则城市在指导规划过程中的重点课题，也将成为新型城市有别于传统城市的重要特征。其中，循环这一关键词将扮演非常重要之角色。

就日本而言，城市的循环发展有相当悠久的历史。可追溯至日本城市聚落的起源时期。日本并非是传统的适宜发展农业的国家，整体多山。在传统农业、传统城市聚落的早期发展中，形成了以循环农业经济为基础的“里山”概念。在山地同平原之间的山地缓和地带发展循环农业，同人居环境产生重要联系，加速了日本的传统农业产业发展和城市化进程[2]。进入现代，由一系列战争等因素所主导的国家产业结构变化，将日本的传统循环生态产业淹没在工业发展大潮之中。

在战后的经济高速增长期，日本也同世界其他国家一道，无一例外地经历了环境污染公害、大都市人口过度集中、无序开发、能源利用不合理等一系列问题[3]。在传统自然资源匮乏的先天条件下，日本开始寻求与传统循环农业产业相似的现代城市发展策略，将城市能源资源消耗进行高度调控，并结合各领域先进技术，创造具有科技代表性的舒适的人居环境。

2 日本智慧城市概念以及“生物准则”解释

最初的智慧城市（smart city）概念由IBM提出。概念强调信息和通信技术作为支撑基础，收集分析城市中组织（人）、业务/政务、交通、通讯、水和能源六大核心系统产生的信息变量，并分析内部需求，提出智能响应并提供策略[4]。在其后的理论发展中，不同的学者对基础概念进行了补充和改进。纽约大学的学者安东尼·汤森（Anthony Townsend）在《智慧城市：大数据、城市黑客,寻求新的乌托邦》（Smart Cities∶ Big Data, Civic Hackers, and the Quest for a New Utopia）一书中，将智慧城市定义为，通过信息技术作为桥梁，将城市基础设施的建设同日常生活以及居民紧密结合而形成的有能力解决社会经济以及环境问题的未来型城市[5]。

日本智慧城市理论具有其深刻的地域背景与发展时序特征。2011年日本人口发展迎来拐点，正式进入人口下行区间[6]。老龄化与少子化将成为日本社会未来需要面对的重大问题。与此同时，2011年的东日本大地震对福岛核电站机组的摧毁式打击改变了人们传统对能源需求的态度。通过加大“输入”解决能源短缺问题的传统思路受到了挑战。人与能源的问题作为城市的基本问题，成为了带有日本自身特点的智慧城市理论诞生发展的两大背景。

发展背景决定了日本独特的智慧城市概念是围绕能源循环利用、解决社会发展矛盾为题目展开的。即在交通、水、能源、信息通信、垃圾处理、防灾减灾等基础设施，以及教育育儿、老龄化对策（看护、医疗）、治安、国际化等民生基础方面，通过应用信息和通信技术来实现城市和地域的管理机制的高效化和循环化，提高市民、企业、政府的工作和生活质量[3]。

在日本智慧城市概念中，不仅呼应了生物准则概念中城市生物循环自我满足的需求，同时强调了智慧城市在信息和通信技术支持下的解决城市现阶段多种矛盾的功能，是生物准则城市概念在日本城市规划发展过程中的概念展开方式。

3 日本智慧城市的发展及特征

日本国土交通省在日本智慧城市概念发展过程中总结归纳了其中的各项因子与整体的城市规划发展需求特征，对日本智慧城市的规划形成提出了整体提高、发挥地域特征、解决地域矛盾的发展思路和策略。提出了自然资源及能源循环利用型，交通、防灾、安保指向型，教育、医疗及养老型社会指向型3种智慧城市模型的发展倾向，并赋予不同智慧城市不同的发展特征及使命[7]。

（1）自然资源及能源循环利用型

以这一发展倾向形态作为侧重点的智慧城市模型最符合生物准则城市概念，在兼顾整体的智慧城市规划理念的基础上，更侧重创造基础的资源与能量的节约方式可能。通过对水的阶梯利用，生产生活肥料的循环处理方式进化、依赖信息与通信技术的精准能源使用调节控制，提升城市整体的节能和循环利用能力，代表了生物准则城市概念同日本智慧城市发展趋势的部分概念重合。

（2）交通、防灾、安保指向型

这一类智慧城市发展倾向形态同样是在智慧城市概念大框架下，利用地区发展的优势解决问题，多是在轨道交通与陆上交通枢纽等人流较为集中的区域进行城市区域更新计划。在兼顾各种能源节约的基础上，通过新的城市规划理念手段优化区域人行、车行、轨道交通等多种交通载体的使用效率与安全性，确保足够面积的自然灾害避难场所，并规划科学迅速的避难路线，保证提供区域内住民及活动人群足够的安全及使用舒适度。

1 日本传统的里山循环农业模式（图片来源：参考文献[2]）

2 日本智慧城市概念解释（图片来源：参考文献[7]）

3 柏之叶校园城智慧城市实践的“公、民、学”共建模式（图片来源：国立大学法人東京大学フューチャーセンター パンフレット）

表1 日本国土交通省智慧城市试点实践项目统计（信息来源：参考文献[3]）

（3）教育、医疗及养老型社会指向型

教育、医疗及养老型社会指向型智慧城市的规划建设，是日本在智慧城市建设背景下的务实性尝试。对于在日本社会发展趋势影响下的城市规划体系如何呼应并解决社会问题，智慧城市的规划建设尝试提供解决方案，通过依靠城市更新、网络化布局、信息与通信技术等方式，将教育医疗养老型社会进行具体的问题划分并提出解决方式，提供更为便利快捷的教育医疗养老服务，从城市规划的角度缓解日本整个社会老龄化、少子化所引发的教育医疗等问题。

在此3类发展倾向的规划指导下，日本国土交通省进行了一系列的智慧城市的试点项目实践。通过与大学、地区政府、企业等多种实施主体的多方向集中发力，形成了一系列具有自身特征的日本智慧城市示范案例[3]。

4 特色智慧城市案例研究——日本千叶县柏之叶校园城

位于日本千叶县的柏之叶校园城是日本在建智慧城市中较为完善和特点相对鲜明的示范性智慧新城。柏之叶校园城面积约273hm2，以学术研究型都市为基本概念进行概念规划，由政府、民众、学校科研机构三方面共同支撑组成，2011年12月由日本内阁府授予“综合特区”“环境未来都市”等称号。

4 东京大学柏之叶校区 智慧城市试点试验建筑（摄影：苏畅，王培严）

5 柏之叶校园城智慧城市规划核心区范围示意图（图片来源：柏の葉アーバンデザインセンター［UDCK］ パンフレット）

6 核心区电力能源控制及传输概念模式图（图片来源： 柏の葉スマートシテ取組，三井不動産株式会社）

日本三井不动产公司以柏之叶校园城智慧城市规划作为切入点，将柏之叶校园城车站周边12.7hm2的核心区域进行整体智慧城市改造，以环境共生、健康长寿等内容作为主要设计理念，引入商业、办公、高层住宅、酒店等设施，吸引5000人进行日常活动和居住。整体区域利用太阳能、风能等方式进行电力生产，同时通过大型蓄电池进行储能。利用中央控制室的调配，高效率地调配区域能源的使用，提出了2030年整体CO2排放减少60%的具体目标[8]。

在进行智慧城市概念的规划和设施改造中，柏之叶校园城始终贯彻了将科研机构、地方政府、住民三方面社会分工的融合协作概念；利用光伏、风能等一系列发电装置产生电量，供给区域内多种机能建筑使用，同时利用蓄电等设施调配区域能源的需求；使有限的城市空间通过能源的调配利用，提高整体的能源使用效率；通过对城市核心区域的智慧城市规划提升，形成教育、医疗等设施的中心效应，辐射影响区域内以及区域周边一定范围内的住民生活习惯。这些措施贯彻了柏之叶校园城智慧城市规划的发展倾向及目标。

5 结语

日本智慧城市规划与实践的发展，对其他国家和地区进行城市更新以及新城建设具有一定程度上的借鉴价值。日本智慧城市的概念同生物准则城市概念具有互见性。此外，日本智慧城市规划跨越了传统的能量能源节约、生物循环等技术思路，试图通过能源节约的城市信息化网络同城市或社会发展的相关现实问题联系起来，以期形成未来社会的标准样板，利用新的城市规划实践思路试图回答防灾、少子化社会、养老型社会的相关难题。然而，日本智慧城市规划实践仍面临挑战。

日本智慧城市的规划发展受限于发展主体，多数是以政府牵头、企业开发的形式，在小区域内进行智慧城市的建设。例如，柏之叶校园城的智慧城市规划项目中，仍是以中心区域带动周边地区的形式进行实践。同时，智慧城市规划建设受限于成本等因素，难以形成真正意义上的城市尺度，因此仍是以试点规模实施。日本城镇化水平较我国仍有相当优势，在引入新的城市规划发展思路并实施的过程中存在先天基础，具有一定操作可行性，同时也面临若干问题。智慧城市的探索为未来城市模型的实践提供了若干思路，仍面临诸多挑战。

生物准则概念侧重于城市资源与能量的生物依赖于循环利用，而日本的智慧城市概念在能源创新的同时试图通过区域协同辐射解决周边更广阔范围的社会发展难题，两者具有重合的部分但同时存在各自延展的概念特点。相较于生物准则城市概念与日本智慧城市规划概念，我国在新型城镇化建设、特色小城镇实践的过程中，还应围绕地区问题，不拘泥于一种或几种新型城市发展思路，发展出具有国家特色、时代特点、地区优势的城镇模式。

[1] ZAKER. “特色小城镇”首次写入政府工作报.(2017) [2017-03-05] https://www.myzaker.com/art icle/58bb9a739490cb750200002e/.

[2] 富田昇. 里山の性格とその変貌: 史資料に見る山林利用の変遷[J]. 身近な自然環境·里山との付き合い方.-(静岡大学公開講座ブックレット; 1), 2009: 3-39. [3] 日本驻中国大使馆. 日本智慧城市理念和实践. (2014) [2014-09-09] http://www.cn.embjapan.go.jp/ media/media140909.htm.

[4] IBM. 《智慧的城市在中国》白皮书. (2010) [2017-03-05] http://www.jpcollege.com/cn__zh_cn__ cities__white_paper_0924__4918kb.pdf.

[5] Townsend A M. Smart Cities: Big data, civic hackers, and the quest for a new utopia [M]. WW Norton & Company, 2013. [6] 日本人口推計 -総務省統計局. （2017）[2017-03-05] http://www.stat.go.jp/data/jinsui/new.htm.

[7] 国土交通省. 持続可能な都市の創造と 海外に展開するスマートシティ. (2014) [2014-03] https:// www.mlit.go.jp/common/001029873.pdf.

[8] 谷口力也, 馬郡文平, 野城智也, 等. 41549 スマートシティにおける建物の環境調和技術の統合手法に関する研究: 柏の葉キャンパスシティ駅前 148 街区複合開発計画を対象として (省エネルギー, 環境工学 II, 2013年度日本建築学会大会 (北海道) 学術講演会·建築デザイン発表会)[J]. 学術講演梗概集, 2013, 2013: 1113-1114.

Research on the Interrelationship Between Bioprincipled Cities and Smart Cities in Japan

The concept of the bioprincipled city is a new idea in urban planning. In the current situation, the traditional urban area exists with major problems includes strong energy consumption and weak ability to cycling resources and energy. The bioprincipled city makes the biological self-circulation as the starting point of the concept, such as the use of renewable resources, hybrid technology and biotechnology and other advanced technologies, aiming to explore the self-sufficiency and improve the quality of life as the basic requirements of the new urban structure. Corresponding to this, the smart cities planning in Japan also seek new ideas for solving the new urban planning ideas by energy saving, urban renewal, and other issues to provide a new model to explore the possible model for the future city, the two concepts meet similarities. In the Twelfth National People's Congress fifth meeting, 'Featured small towns' concept was written into the government work report for the first time. In the new form of urbanisation construction mode exploration process, the paper hopes to explore the bioprincipled city concept and smart cities in Japan to discuss the relevant cases of urban planning for the development of China's urbanisation to provide new ideas and new horizons.

bioprincipled city, smart city in Japan, energy recycling

日本千叶大学

2017-03-10