任 睿，武思含，白 梅，連海濤

引言

城市化的加快與消費水平的提升促使商業(yè)建筑迅猛發(fā)展，但空間品質良莠不齊，不乏在設計中過分追求建筑形式而忽略空間體驗感與商業(yè)規(guī)律，進而導致空間活力缺失。當前關于商業(yè)廣場空間活力提升的研究備受關注，主要分為設計實踐與理論研究兩方面。設計實踐方面，為了吸引年輕消費者，并讓更多用戶產生共情，商業(yè)廣場空間的設計發(fā)展趨勢偏向時尚化、傳統化、改造類與科技化，如造型時尚的三里屯太古里、融入傳統的成都太古里、新舊交織的上海新天地以及科技靈動的韓國天安格蘭亞商城等。理論研究方面，雷姆·庫哈斯（荷蘭）闡釋了商業(yè)建筑設計方法[1]。谷口汎邦（日本）提出了商業(yè)設施規(guī)劃設計方法[2]。丹尼爾·舒爾茨（德國）從場地規(guī)劃與空間組織方面闡述了設計趨勢[3]。羅伯·克里爾（奧）從空間原形與設計手法角度對廣場空間進行研究[4]。李翔宇提出差異邏輯、情感訴求與審美泛化的設計維度[5]。查翔[6]和姜涌[7]等分別基于場所感與商業(yè)建筑性質及物聯網發(fā)展提出了設計方法。蔡永潔從公共性與人文性對廣場空間進行研究[8]。通過對設計實踐與理論研究總結發(fā)現，當前商業(yè)廣場空間設計重視人群感知，因缺乏人群運動量化分析工具，對人群感知的重視多反映在宏觀設計理念與原則中，無法落實到具體空間形成操作與尺度上。

針對行人仿真的商業(yè)空間設計量化分析研究逐漸受到關注，主要研究方向分為四種，分別為基于大數據的行為分析[9]、基于行為模式的空間優(yōu)化[10]、基于空間句法的空間設計[11]、基于虛擬現實技術的尋路設計[12]。既有研究中行人仿真模型的核心算法多采用吸引子或者空間句法算法，忽略了空間中視覺刺激對人群行為的影響。

基于此，本文根據視覺注意理論構建更適于商業(yè)空間人群行為運動特征研究[13]的行人仿真模型[14]，結合模型與既有建筑設計方法，提出商業(yè)價值與空間活力并重的商業(yè)廣場空間設計優(yōu)化方法。以北京三里屯太古里南區(qū)為例展開實踐應用，證明方法的合理性。以期從商業(yè)特征與人群行為角度出發(fā)解決商業(yè)廣場活力與空間形式的互饋關聯問題。

1 行人仿真模型

本文采用的行人仿真模型是以視覺注意理論為基礎、以MATLAB R2016a 為平臺構建的視覺分析連續(xù)模型,重視商業(yè)空間中的人群尋路機制特征。視覺分析連續(xù)模型包括環(huán)境模型、行人模型、行為模型與躲避模型四部分。環(huán)境模型簡化空間環(huán)境并分解空間要素；行人模型采用具體特征向量描述人群運動行為，例如運動速度、前進方向、當前位置等；行為模型模擬人群各運動行為；躲避模型模擬人群繞過障礙物的運動軌跡。

以店鋪訪問量作為行人仿真模型的模擬評價指標，評判商業(yè)廣場活力，訪問量的變化直觀反映店鋪活力的提升或下降。當前空間活力評價標準主要為定性分析，本文提出量化比較指標——活力比較指數，其公式為：

其中Pb指模擬設定場景下進入店鋪的人數，Pa指原場景中（場景0）進入店鋪的人數。Indexe為活力比較指數，其數值反映店鋪活力的變化程度，數值為正表示活力增加，為負表示活力下降。

2 空間設計優(yōu)化方法的構建

本文針對商業(yè)廣場因空間體驗感缺失而產生的空間“低活力”現象，提出空間活力視角下的設計優(yōu)化方法。基于語言學與設計方法學，對既有空間設計方法進行總結提煉，從空間意向要素與行為感知兩個角度構建空間操作方法知識圖譜（圖1）。再結合行人仿真模型，提出商業(yè)廣場空間設計優(yōu)化方法的三步驟：問題表征、空間賦形、模擬評價。其中空間賦形與模擬評價聯系緊密，彼此交替佐證共同完成空間賦形，是辯證統一的兩部分，故并置討論。

圖1 空間操作方法知識圖譜

方法的具體操作如下（圖2）：第一，完成問題表征，分解設計任務。結合建筑師自身分析能力，將設計初期面臨的問題（場地信息、約束條件、設計目標等）轉化為建構問題、賦形問題與具體化問題[15]。其中建構問題指場地規(guī)劃條件，具體化問題指空間場所活力，賦形問題指空間形式質量。第二，進行空間賦形，生成多方案場景。將建構問題（場地與規(guī)劃條件）轉化成為空間形式邊界，如限高、限容與退界。再依據上述知識圖譜選擇操作手法對空間形式進行塑造，賦形方法主要包括界面延伸、路徑引導、空間布局、節(jié)點調控，并結合建筑師的自身經驗與設計偏好，將賦形問題（空間形式質量）轉化為多方案場景。第三，進行模擬評價，對比各場景活力。利用行人仿真模型對生成的多方案場景進行模擬評價，將具體化問題（空間場所活力）轉化為定量分析；通過對比各模擬結果中行人軌跡、店鋪訪問、密度分布等信息，進而判斷各方案場景活力的優(yōu)劣，并選擇最優(yōu)方案。對最優(yōu)方案的評價若認可，則確定最終商業(yè)廣場空間設計優(yōu)化方案；否則，返回上一步。

圖2 商業(yè)廣場空間設計優(yōu)化方法

3 空間設計優(yōu)化方法的應用

案例的實踐應用分別從變量賦值、問題表征、空間賦形與模擬評價三方面進行闡述，以證實設計優(yōu)化方法的有效性。案例選取北京三里屯太古里南區(qū)（以下簡稱為三里屯）。選取依據為：從設計角度出發(fā)，三里屯擁有專業(yè)的設計團隊——歐華爾顧問有限公司、美國SHOP Architect 公司與日本隈研武建筑事務所。設計舍棄傳統大盒子綜合體方式，采用二十多棟建筑物與街巷的設計組合形式，創(chuàng)造出獨具特色的商業(yè)內街。從商業(yè)角度出發(fā)，三里屯店鋪的空間尺度合理、功能匹配豐富，以富有開放性與藝術氣息的人性化設計激活內街商業(yè)氛圍。從用戶角度出發(fā)，三里屯在網絡調查問卷中被評選為北京地區(qū)最受歡迎商業(yè)街區(qū)。

通過對三里屯項目運營過程的調查，發(fā)現現狀設計方案是在2004 年方案（圖3）的基礎上經過調整修改后所得。為了佐證現狀方案的合理性，在空間設計優(yōu)化方法的應用中，同時將2004 年方案進行仿真模擬評價與對比。

圖3 區(qū)位圖(左)；2004 年首層平面圖（中）；現狀首層平面圖(右)

3.1 變量賦值

行人仿真模型變量包括模擬容量、環(huán)境變量與行人特征變量。各變量賦值如下：一、模擬容量，總人數依據空間面積進行匹配；各開口進入人數依據其寬度進行匹配。二、環(huán)境變量（包括空間尺寸、店鋪位置與數量）依據測量數據進行定位。三、行人特征變量（包括平均速率、視距與視域夾角等）依據表1 參數進行賦值。

表1 參數設置表

3.2 問題表征

本項目的建構問題是如何滿足設計規(guī)劃條件，以及建筑如何回應場地；具體化問題是如何激發(fā)空間的商業(yè)活力；賦形問題是如何塑造項目的空間質量。具體化問題與賦形問題是矛盾統一體，須通過空間賦形與模擬評價相結合方法進行迭代優(yōu)化。而建構問題憑借建筑師直覺與分析可以獲取設計結果，規(guī)劃條件的滿足依據收集與分析項目地塊相關資料進行，不須贅述，在此重點闡釋建筑設計如何回應場地。首先，場地是一個矩形，建筑紅線長184m，寬138m，長寬比為1 ∶3，面積為2.54萬m2（圖3）。該場地較寬，故不宜設計為單條主街，更適合設計成橫縱交錯的網格式街巷。其次，據問卷分析發(fā)現，場地周邊的公共交通站點是人流匯集的主要來向，周邊的道路交叉口是人流匯集的次要來向。如圖3區(qū)位圖所示，在場地的東南方向有地鐵站（團結湖地鐵站），是該商業(yè)街區(qū)最主要的人流入口（東南方向）。

3.3 空間賦形與模擬評價

該商業(yè)街區(qū)的空間賦形分為界面延伸、路徑引導、空間布局、節(jié)點調控四步驟，并結合空間操作知識圖譜輔助完成。首先，依據空間操作步驟，選擇適合的空間操作。其次，對空間操作形成的多個方案場景進行模擬評價。最后，擇選較優(yōu)解形成最終方案。具體步驟如下：

3.3.1 界面延伸

空間賦形：以三里屯1 號街道為例分析其界面延伸過程（圖4）。節(jié)點擴大，確定重要節(jié)點空間位置，并延申出支路。細部嵌折，對轉角細部再進行“折”的操作，使空間形式層次更加豐富。斜切扭轉，通過斜切增加界面，阻斷過于貫通的視覺，并使空間形態(tài)更具動感。通過三次遞進式操作，街道空間質量依次經歷了形式豐富化、層次豐盈、動感提升三階段。商鋪臨街面長度由330m增至494.2m，增加164.2m，故而可設置更多臨街商鋪，整體商業(yè)價值增加。

圖4 界面延伸操作方法

模擬評價：參數標定，通過對國內20 個商業(yè)步行街寬度的統計分析，并依據《商店建筑設計規(guī)范（2014 年）》的要求，選定4m、4.6m、6m、11.7m 四個參數作為街道寬度。街道長度與店鋪布置以三里屯1 號街為參照，其余模型變量賦值參照表1 進行標定。最終形成設計場景包括三里屯1 號街與2004 年1 號街在內共6 種（圖5），并對場景進行模擬評價（圖5、6）。

圖5 界面延伸—多場景比對分析

圖6 界面延伸—各場景訪問量統計結果

比較發(fā)現，街道寬度越小，人群運動軌跡密度越高；當寬度為6m 時，訪問量最大；然而其訪問量與街道寬度的關系并非呈相同趨勢。三里屯1 號街現狀的訪問量與6m 寬街道近似。4m、4.6m 街道與2004 年1 號街的訪問量次之。11.7m 寬街道的訪問量最低。結果表明商業(yè)街道不宜過寬。三里屯1 號街的寬度上下浮動，平均值為7m，局部最大值接近11.5m，最小值為4.6m，絕大部分街道寬度維持在6m 左右，故街道寬度兼具空間變化與店鋪活力。

圖9 路徑引導—各場景訪問量統計結果

3.3.2 路徑引導

空間賦形：以三里屯1 號入口為例分析其入口廣場的生成過程（圖7）。模式擇優(yōu)，如上所述，主要人流從東南角地鐵站位置進入三里屯，故設計三種入口廣場場景——南側進入、東側進入與東南方向斜向進入，包含三里屯1 號入口與2004 年1 號入口在內共五個場景（圖8）。通過模擬分析，選擇人流量最大、進入方式最順暢、入口廣場店鋪界面最大且訪問量最高的場景。切割，根據入口方向擇優(yōu)，以人流道路切割出內部主要商業(yè)界面。擴展，將入口處邊界進行擴展形變，突出入口的方向性與引導性，增強人群行為動向引導。內嵌，嵌入內部公共中庭空間，將環(huán)形界面整合進原本的線性商業(yè)界面當中。切角，豐富界面層次，增加界面視覺變化，增加店鋪前人群聚集時間，提高店鋪中商品售出概率。

圖7 路徑引導操作方法

圖8 路徑引導—多場景比對分析

模擬評價：對各場景進行模擬評價（圖8、9），比較發(fā)現，三里屯1 號入口場景人流最均勻順暢，訪問量最高，場景3 次之。三里屯1 號入口場景是在保持東南入口的基礎上，將東側建筑南移，削弱入口廣場空曠感，尺度更加適宜。同時，斜切界面的方向順應人流，更易引導人流入內，并且使中心建筑物之間的空地面積減少，店鋪面積增加。場景1（南入口）、場景2（東入口）以及2004 年1 號入口場景均造成部分人流分流，場景1、2 的入口界面開敞性不強，且可視性較弱；2004年場景的開敞性雖有加強，但入口處建筑物尖角使入口與內部廣場的空間聯系存在割裂感。場景3（東南入口）的歡迎姿態(tài)較場景1、2 及04 年場景明顯加強，且促使更多人流進入廣場；但其入口位置過于寬敞空曠，空間尺度感欠佳，人流過于分散。本文研究對象為商業(yè)廣場，故未考慮直接面向城市街道的店鋪訪問情況，只考慮進入商業(yè)街道后，從內部廣場進入店鋪的情況。

3.3.3 空間布局

空間賦形：以三里屯1 號廣場為例分析其空間布局的生成過程（圖10）?？臻g架構擇選，依據羅伯·克里爾提出的街道與廣場的對位關系，設計中心穿過、偏心穿過、角落進入、角落雙口介入四個場景，包含三里屯1號廣場與2004 年1 號廣場（此二者都為角落雙口介入型的變體）在內共六個場景（圖11）。通過模擬分析，選擇人流量進入最大、訪問量最高的場景?；棋e置，“平移”使街道錯落，在盡端產生視覺界面。斜切縮放，“斜切”改變界面方向，引導人流；“縮放”增加廣場空間，豐富空間效果。最終形成的街道場景使店鋪與人群運動方向的絕對距離減小，令消費者更易觀察到店鋪，更易觸發(fā)消費者的消費行為。

圖10 空間布局操 作方法

圖11 空間布局—多場景比對分析

圖12 空間布局—各場景訪問量統計結果

模擬評價：對各場景進行模擬評價（圖11、12），比較發(fā)現，三里屯1 號廣場與場景4 的平均軌跡密度高于其它三種場景；場景4 的訪問量最高，三里屯1 號廣場次之，由于其東側入口過大，致使訪問量有所下降。前三種場景入口布局方式的行為軌跡略有不同，軌跡密度逐步升高，軌跡熱點集中于邊角與店鋪入口位置。2004 年1 號廣場場景的入口布局方式是場景4 的斜切變體，其訪問量卻遠低于場景4。綜合分析發(fā)現，三里屯1號廣場的空間布局方式設計合理，采用了角落雙口介入形式，同時為了產生類似威尼斯圣馬可廣場的L 型廣場形制，設計了大小兩個廣場，將其東側開口加大，雖然略微損失了廣場整體的行人訪問量，但獲得了極其豐富的空間效果。

3.3.4 節(jié)點調控

節(jié)點調控包括主力店調控與廣場家具調控。主力店與高吸引力廣場家具對人流運動產生磁場擾動影響，進而激活局部空間活力。

（1）主力店調控

主力店調控設計場景以三里屯1 號入口為例進行分析，場景包括無主力店、全主力店、單主力店（1、6號店分別為主力店）。對各場景進行模擬評價（圖13、15），比較發(fā)現，全主力店的行人運動分布密度明顯高于無主力店，且訪問量最高；6 號店為主力店時，1 號店附近人流密度并未產生明顯減少現象，整體人流平均密度近似全主力店，訪問量僅次于全主力店。

圖13 節(jié)點調控1—主力店分布多場景比對分析

結果表明，若兩者擇一為主力店，那么6 號為主力店的方案可有效優(yōu)化入口的人流運動分布，激活入口整體活力。最終方案為人流密度最高的全主力店場景，運動品牌阿迪達斯與服裝品牌優(yōu)衣庫分立1 號店與6 號店位置，通過奪人耳目的造型與色彩打造其主力店效果。

（2）廣場家具調控

廣場家具調控設計場景以三里屯1 號廣場為例進行分析，場景包括無廣場家具、分散布置點狀家具（其間可通過）、中心布置大型不可通過類家具三種（圖14）。對各場景進行模擬評價（圖14、15），比較發(fā)現，場景3（中心設置舞臺，人流無法通過舞臺）的平均人流密度最高，店鋪訪問量最高。場景1（無廣場家具）的廣場中心人流密度偏低，表明行人多選擇沿店鋪邊緣行走，只有少數進行對角運動的人流從中心穿過廣場。場景2（中心設置柱型噴泉，噴泉間可通過）的廣場中心人流密度明顯提高，整體人流密度變大。

圖14 節(jié)點調控2—廣場家具布置多場景比對分析

結果表明，廣場中心布置家具優(yōu)于無家具，家具自身吸引力會激活廣場中部空間，而中部空間人流會反饋至四周店鋪，進而激活整體廣場空間。舞臺等不可通過型家具既能壓縮廣場四周空間，又不會使消費者產生壓迫感，其吸引力會激活廣場中心活力，人流駐足停留又會提高店鋪訪問概率與廣場整體活力。三里屯1 號廣場家具方案采用場景2+場景3 的模式，即日常為噴泉，節(jié)假日則布置舞臺或圍合形旱冰場。利用場景2 中部空間的通過性、開敞性與可參與性，在保證激活廣場活力同時，增加其空間體驗上的變化。

圖15 節(jié)點調控—各場景訪問量統計結果：(左)主力店調控；(右)廣場家具調控

結論

從界面、路徑、空間、節(jié)點四個層面出發(fā)選取三個三里屯典型區(qū)域：1 號街道、1 號入口與1 號廣場（圖1），采用本文提出的空間設計優(yōu)化方法對實例進行操作與仿真分析，闡釋了實際方案設計的合理性與必然性，進而證明了該方法的有效性。本文的研究重點不在于三里屯的原始方案如何形成，更不是復原其生成過程，而是借實際項目為例，闡釋所提出方法的合理性與有效性。以下將該方案形成過程進行整體討論：

設計項目計劃確定后，首先，應確定項目規(guī)劃方向，如三里屯確定設計形式為商業(yè)街，而非高層商業(yè)綜合體。其次，進行問題表征，將設計中所面臨的問題轉化為建構問題、具體化問題與賦形問題?？臻g賦形處理建構問題（退線、容積率與建筑密度等）與賦形問題（界面、路徑、空間、節(jié)點形式等）；模擬評價優(yōu)化處理具體化問題，如商業(yè)空間活力等。最后，依據各問題進行具體操作，過程如下：

如圖16 所示，一、依據建筑紅線要求，進行退線。二、依據容積率確定建筑層數。三、依據街道與店鋪建筑尺度經驗，確定街道寬度與店鋪進深；并且根據地塊尺度，確定網格型商業(yè)街道形式。四、依據路徑引導操作方法設計場景，對各場景活力與人流行進方向進行比對分析（人流運動軌跡與店鋪訪問量），確定開口位置、尺度與形式。五、依據界面延伸操作方法設計場景，對各場景活力進行比對分析，確定各條街巷位置、尺度與形式。六、依據空間布局操作方法設計場景，對各場景活力進行比對分析，確定中心廣場尺度、位置、與街巷對接關系。七、依據節(jié)點調控操作方法設計場景，對各場景活力進行比對分析，確定廣場、入口、街道、交叉口處的主力店位置以及廣場家具布置。八、通過以上七個步驟，最終形成三里屯商業(yè)街的最終形式。以上第四、五、六、七四個步驟操作順序可依據項目實際情況重新排列，并且在操作方法運用層面可加入不同建筑師的設計風格與習慣。

圖16 操作過程圖

討論與展望

本文以提升商業(yè)廣場空間活力為出發(fā)點，結合行人仿真模型與空間操作方法知識圖譜，提出了重視人群行為感知的空間設計優(yōu)化方法，包括問題表征、空間賦形、模擬評價。并以實際項目為例，對方法進行應用與驗證，表明其合理有效。

商業(yè)廣場作為城市公共空間的重要組成部分，其設計形式影響著人群行為感知，進而表征空間活力。行人仿真模型為商業(yè)廣場空間設計提供了人群行為模擬工具，依此提出的空間設計優(yōu)化方法具有一定創(chuàng)新性。商業(yè)廣場空間活力的表征形式除了店鋪訪問量外，還包括駐留時間、活動類型等，在后續(xù)研究中將從多維度模擬評價指標展開更為全面的活力評價。

圖、表來源文中圖、表均由作者繪制。