周星宇 涂勝杰 黃曉芳 袁建峰

關(guān)鍵詞：社區(qū)規(guī)劃；圖像智能識別；大數(shù)據(jù)；量化分析軟件；公眾參與

1 研究背景

在國外，社區(qū)規(guī)劃包含住房、社會、人文等在內(nèi)的廣泛內(nèi)容[1]。在國內(nèi)許多地區(qū)，社區(qū)規(guī)劃也被認為是一項促進規(guī)劃、建設(shè)和社會治理無縫銜接的工具[2]。社區(qū)規(guī)劃不同于傳統(tǒng)居住區(qū)規(guī)劃，不僅強調(diào)物質(zhì)空間環(huán)境，更是被賦予人文關(guān)懷且引入公眾參與等。這對社區(qū)規(guī)劃工作提出更多和更高的要求。借助大數(shù)據(jù)、圖像智能識別、量化分析軟件和網(wǎng)絡(luò)平臺等新工具平臺，可以支撐規(guī)劃師更高效和全面地開展規(guī)劃工作。

根據(jù)社區(qū)規(guī)劃存在物質(zhì)性、社會性和過程性[3-4]等特點，本文認為在社區(qū)規(guī)劃中，這些新工具和方法可以運用到3方面。

其一，對社區(qū)人群行為的精準刻畫是社區(qū)規(guī)劃的關(guān)鍵。社區(qū)規(guī)劃與傳統(tǒng)居住區(qū)規(guī)劃的最大不同點在于其對社區(qū)人群概念的關(guān)注和介入，而要了解社區(qū)多元人群的復(fù)雜需求，可以借助以大數(shù)據(jù)和機器學習等為代表的新工具，更加全面、精準地分析社區(qū)人群行為。這不僅有利于規(guī)劃師熟悉社區(qū)情況，也有利于推動社區(qū)規(guī)劃的實施。

其二，對社區(qū)物質(zhì)環(huán)境的科學分析是社區(qū)規(guī)劃的本職工作。社區(qū)規(guī)劃的主要對象——老舊社區(qū)存在空間擁擠、環(huán)境品質(zhì)不佳、交通阻塞等問題，有必要使用多種量化分析工具，詳實地探明老舊社區(qū)的各類問題，針對性地支撐社區(qū)物質(zhì)環(huán)境設(shè)計。

其三，社區(qū)居民的深度參與是社區(qū)規(guī)劃的核心內(nèi)涵。正是因為引入社區(qū)人群、社區(qū)組織和社區(qū)意識等概念，社區(qū)規(guī)劃不再只關(guān)注結(jié)果，同樣也注重中間參與過程，“漸進式”社區(qū)規(guī)劃、“參與式”社區(qū)規(guī)劃[5]等概念開始被提倡。在這些理念的影響下，規(guī)劃師需要通過更高效便捷的溝通手段（如網(wǎng)絡(luò)），加強與社區(qū)居民的對話，向社區(qū)共規(guī)、共建和共享的方向努力。

2 相關(guān)文獻和實踐概述

隨著科技進步，各類新工具和方法層出不窮。本文簡要論述這些新工具和方法在社區(qū)規(guī)劃中發(fā)揮的獨特效用。

2.1 大數(shù)據(jù)： 增加調(diào)查的全面性

大數(shù)據(jù)是個很廣泛的概念，其中與社區(qū)規(guī)劃關(guān)聯(lián)密切的大數(shù)據(jù)主要有兩類。一是人口軌跡類大數(shù)據(jù)，包括手機信令、網(wǎng)絡(luò)平臺后臺定位和移動傳感設(shè)備信息記錄等類型?；诖藬?shù)據(jù)可以判斷社區(qū)人口的活動時空范圍和特點。二是設(shè)施點位（POI）類大數(shù)據(jù)。依托該數(shù)據(jù)可以進一步分析不同活動時空范圍內(nèi)的設(shè)施類型、數(shù)量和分布情況，從而形成人群需求畫像。龍瀛等[6]在街道和社區(qū)均開展過類似實踐。

2.2 圖像智能識別技術(shù)： 強化分析的精準性

盡管圖像智能識別技術(shù)涉及海量圖片（大數(shù)據(jù)）的訓(xùn)練和處理，但該技術(shù)在社區(qū)規(guī)劃中的運用更多地是從中微觀視角入手，對鳥瞰圖（如衛(wèi)片、無人機拍照）和人視圖（如街景、攝像頭拍照）中的人群行為和環(huán)境要素進行智能解譯。該技術(shù)領(lǐng)域隨著以卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）為代表的計算機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學習技術(shù)（機器學習）的發(fā)展，近年來在方法技術(shù)上已取得重大突破。目前科學界已經(jīng)研發(fā)了許多高效的圖像解析模型，可用于人群和環(huán)境特征的精準識別與分類。規(guī)劃行業(yè)也開始嘗試引入類似技術(shù)，如劉瀏等[7]研發(fā)的C-IAMGE模型可以對街景影像數(shù)據(jù)進行切割分析，將行人、車輛從背景圖像中有效分離，并進行統(tǒng)計和分析；茅明睿等[8]研發(fā)的“貓眼象限”APP軟件進一步實現(xiàn)了手機拍照和人車自動統(tǒng)計功能的一體化整合。借助以上技術(shù)，規(guī)劃師可以開展更加精確高效的人群行為記錄和統(tǒng)計。

2.3 量化分析工具： 完善方案的科學性

規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域的量化分析軟件工具類型眾多，發(fā)展歷史長久。考慮到老舊社區(qū)的問題特點，這里重點從空間環(huán)境和交通環(huán)境模擬分析展開論述。在空間環(huán)境模擬分析方面，受生態(tài)城市、綠色建筑等理念的影響，以及隨著對影響人類生活和工作的光、熱、風等環(huán)境要素分析模型的改進，在規(guī)劃、建筑和園林景觀等多個行業(yè)內(nèi)，有關(guān)空間環(huán)境量化分析的技術(shù)運用日趨成熟，并且越來越多地運用于老舊社區(qū)，如羅夢怡[9]利用基于CAD軟件的衍生工具Ecotect，開展了對老舊社區(qū)的通風和日照環(huán)境的分析。另外，近年受到低沖擊開發(fā)、海綿城市等理論的影響，老舊社區(qū)的內(nèi)澇問題受到關(guān)注，如張寶祥[10]利用SWMM等專業(yè)水文軟件分析了老舊社區(qū)場地和綠化的海綿改造效能。而在交通環(huán)境模擬分析方面，一些先進的交通仿真模型（如anylogic、EMME等）開始使用基于“agent”理論的行人仿真技術(shù)。簡單來說，在該模型中的虛擬行人移動時，會像現(xiàn)實中行人一樣具有一定智能化和社會化人格，實現(xiàn)類似排隊、聚團等擬人化選擇和操作。規(guī)劃師可以利用該模型，實現(xiàn)對一定規(guī)模的人群行為仿真模擬和調(diào)整優(yōu)化，如劉瀟[11]在社區(qū)養(yǎng)老設(shè)施布局研究中就采用了相關(guān)的模型技術(shù)。

2.4 網(wǎng)絡(luò)平臺： 提升規(guī)劃的效率

在“漸進式”“參與式”的社區(qū)規(guī)劃中，公共參與的內(nèi)容主要包括3個方面：前期的意見收集、中期的參與設(shè)計，以及后期的信息反饋與實施管理。上述工作都需要規(guī)劃師與社區(qū)保持密切溝通。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新運用，各類便捷的網(wǎng)絡(luò)平臺和媒介已成為促進社區(qū)規(guī)劃公眾參與的主要方式。其中既有北京的“CityIF”、武漢的“眾規(guī)武漢”等綜合門戶型平臺，也有北京大柵欄這種針對特定社區(qū)的地域型平臺。此外茅明睿及其團隊還研發(fā)出“云雀象限”微信小程序，可針對單個社區(qū)構(gòu)建定制化公眾意見搜集平臺。該技術(shù)方式操作便捷，在北京回龍觀社區(qū)、鴨子橋社區(qū)等社區(qū)規(guī)劃中均得到有效使用和推廣。

3 研究實踐

青翠苑社區(qū)位于武漢市青山區(qū)，用地面積約6.74 hm?。青翠苑社區(qū)人口約7 500人，含小學、幼兒園各1所（見圖1）。社區(qū)建于1997年，當初的規(guī)劃建設(shè)方案已經(jīng)無法滿足居民日益增加的現(xiàn)代生活需求，并且隨著時間推移，社區(qū)物質(zhì)環(huán)境正逐步衰敗，是武漢市1990年代老舊社區(qū)的典型代表。

結(jié)合社區(qū)實際情況，規(guī)劃師將大數(shù)據(jù)、圖像智能識別、量化分析軟件和網(wǎng)絡(luò)平臺等與社區(qū)規(guī)劃現(xiàn)狀調(diào)查、分析構(gòu)思和聯(lián)合設(shè)計等環(huán)節(jié)深度融合，具體技術(shù)框架如圖2所示。

3.1 現(xiàn)狀調(diào)查： 高效完成居民需求調(diào)查和行為畫像

由于社區(qū)規(guī)劃更強調(diào)“人本”屬性及自身情況的復(fù)雜性，除了需要規(guī)劃師開展更加細致、更加深入的工作以外，更重要的是悉心請教當?shù)鼐用?。結(jié)合這兩種需求導(dǎo)向，規(guī)劃師嘗試以手機移動網(wǎng)絡(luò)平臺為基礎(chǔ)，融入圖像識別的相關(guān)技術(shù)，提升工作效率。

3.1.1 利用“貓眼象限”程序，分析社區(qū)內(nèi)部居民多類活動規(guī)律

為了提升調(diào)查效率和準確性，利用“貓眼象限”程序進行實地拍攝，實現(xiàn)人群行為的快速精準化統(tǒng)計。該程序可自動記錄拍攝的地點，利用機器學習技術(shù)中一個著名網(wǎng)絡(luò)——SegNet，在程序后臺對人視角圖像進行自動識別切割和統(tǒng)計人數(shù)，并通過添加多種標簽選項進行人群行為分類。經(jīng)統(tǒng)計，共識別出234起社區(qū)居民活動，包括聊天、親子、娛樂和健身等4大類（見圖3）。每類活動均存在各自時空特征（例如兩三人聊天活動最為常見、親子和娛樂活動與空間關(guān)聯(lián)密切等）。結(jié)合這些行為特征，后續(xù)規(guī)劃設(shè)計中可相應(yīng)地增補親子、體育和娛樂設(shè)施，并對座椅、健身器材等社區(qū)家具的布局進行優(yōu)化調(diào)整。

3.1.2 利用“云雀象限”程序，共同找準社區(qū)問題“靶位”

在現(xiàn)場訪談和問卷的基礎(chǔ)上，嘗試利用網(wǎng)絡(luò)問卷聯(lián)系社區(qū)居民，進行更為高效的信息調(diào)查。借助“云雀象限”程序，聯(lián)合眾多社區(qū)居民，通過“問題分類+拍照定位”的方式進行信息和問題采集。該方式不僅有助于居民將各類社區(qū)問題描述得更清晰，而且能使規(guī)劃師了解其具體位置和居民對該問題的關(guān)注程度。根據(jù)程序后臺統(tǒng)計的結(jié)果，共收集到居民反映的問題317項，其中251項附帶文字描述。將這些居民最關(guān)心的問題歸納為交通出行、公共停車、采光晾曬等8類。

3.2 分析構(gòu)思： 提升方案的科學性

根據(jù)調(diào)查，老舊社區(qū)普遍存在“人—空間（設(shè)施、場地）”矛盾，需要對社區(qū)的空間進行重新設(shè)計布局，但如此一來，規(guī)劃師又需面對老舊社區(qū)的另一個常見矛盾——“空間—車”：大部分空間或被無序停車占用，或被無序交通所阻塞。因此解決“人—空間—車”三者爭地的矛盾，是社區(qū)規(guī)劃方案構(gòu)思的重點。

3.2.1 “人—空間”矛盾分析

（1）設(shè)施問題：利用POI和手機信令大數(shù)據(jù)，開展社區(qū)生活圈服務(wù)設(shè)施評估

《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計標準（GB50180-2018）》提出按照5、10和15分鐘生活圈進行公共服務(wù)設(shè)施配置，因此在社區(qū)規(guī)劃中需要按照該要求，自上而下地開展多個生活圈層級的設(shè)施評估。生活圈范圍面積大、設(shè)施類型復(fù)雜，僅靠人力難以完成評估，必須借助大數(shù)據(jù)展開工作。首先利用手機信令、騰訊宜出行，以及委托部分居民安裝的六只腳APP等軌跡數(shù)據(jù)，開展居民活動熱點范圍研究，判斷出社區(qū)居民日常主要活動范圍集中在社區(qū)周邊5—10分鐘的生活圈內(nèi)（見圖4）。然后結(jié)合百度POI數(shù)據(jù)，對該范圍進行設(shè)施評估，判斷該范圍內(nèi)養(yǎng)老和體育等設(shè)施相對缺乏。因此上述公共服務(wù)設(shè)施用房和空間成為后續(xù)規(guī)劃需要重點考慮增補的內(nèi)容。

（2）場地問題：利用多種環(huán)境分析軟件，對社區(qū)進行全面“體檢”

為了進一步確認現(xiàn)狀調(diào)查中居民反映的各類場地環(huán)境問題，嘗試利用各類環(huán)境分析軟件，對社區(qū)進行空間建模和專業(yè)化分析。結(jié)合目前業(yè)內(nèi)相對成熟的模型技術(shù)，從光、風、雨水內(nèi)澇3類常見的場地環(huán)境要素入手，對社區(qū)進行標準化的環(huán)境“體檢”。

首先利用Ecotect軟件對社區(qū)的建筑日照環(huán)境進行分析。青翠苑社區(qū)和其他老舊社區(qū)一樣，絕大多數(shù)住宅無法滿足《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》提出的大寒日日照時數(shù)不少于2 h的要求，由此佐證了之前調(diào)查中較多居民反映的晾曬需求確實存在。同時Ecotect軟件還能分析社區(qū)綠化植被的太陽輻射情況，判斷約43%的社區(qū)綠化日均輻射標準值低于侯鳳武等[12]提出的一般喜陽類植物所需的3 MJ/m?·d標準，社區(qū)也可能會出現(xiàn)局部植物長勢不良的情況。

然后繼續(xù)使用Ecotect軟件附帶的Winair插件對社區(qū)室外空間進行整體風環(huán)境分析。結(jié)果顯示，由于社區(qū)建筑以行列式布局為主，社區(qū)場地的地面通風效果較好，這使社區(qū)對于冬季西北方向寒風的阻隔效果較差。數(shù)據(jù)顯示，社區(qū)約65%的公共空間在冬季西北風環(huán)境中的模擬風速會增加約0.5 m/s（順風效果），加劇冷風的灌入。該結(jié)論也符合現(xiàn)狀調(diào)查時居民反映冬天風大影響外出社交活動的現(xiàn)象。

另外還使用SWMM水文軟件的LID（低沖擊）模塊，開展社區(qū)活動場地降雨內(nèi)澇分析。結(jié)果顯示，由于社區(qū)場地硬化比例偏大，導(dǎo)致雨水的地表徑流比較高，給社區(qū)本身已經(jīng)老舊淤塞的雨水管網(wǎng)帶來巨大壓力。分析表明，模擬常見中雨環(huán)境（12 h內(nèi)降水量達到15 mm）下，大概0.5 h后約53%的社區(qū)活動場地就開始出現(xiàn)不同程度的積水。

通過軟件分析，前期現(xiàn)狀調(diào)查暴露的問題進一步形成更為量化、清晰的結(jié)論，輔助規(guī)劃師有針對性地提出有效對策。例如結(jié)合日照分析結(jié)果，規(guī)劃在顯示日照時長較高的區(qū)域，布局綜合式或獨立式公共晾曬設(shè)施，并對日均輻射量偏低的綠化區(qū)域更換喜陰植物；結(jié)合風向環(huán)境模擬，對部分社區(qū)公共設(shè)施進行選址調(diào)整和方案改造，增加活動式或固定式防風阻隔設(shè)備，減少冷風滲透；另外結(jié)合水文軟件模擬，在社區(qū)場地適當增加雨水桶和進行綠地化下沉改造，提高雨水的地表截蓄比例，降低地表匯水量。

3.2.2 “空間—車”矛盾分析

青翠苑社區(qū)除了存在較為普遍的過量無序停車問題以外，還存在一個特殊性問題：社區(qū)的小學和幼托布局在一起，帶來潮汐性的上下學交通阻塞壓力。針對這兩類矛盾，規(guī)劃嘗試通過圖像識別、行人仿真模擬等提供技術(shù)支持。

（1）停車問題：利用無人機拍攝和圖像識別技術(shù)，全面統(tǒng)計社區(qū)停車時空變化

傳統(tǒng)情況下通過人工統(tǒng)計社區(qū)停車數(shù)量，不僅耗時耗力，而且準確度較低。利用無人機拍攝技術(shù)則可以實現(xiàn)快速、準確的統(tǒng)計。規(guī)劃師對工作日和休息日期間的社區(qū)進行了約10次全方位掃拍，并利用圖像智能識別程序，對合成的俯瞰圖進行車輛智能識別（見圖5），快速并有效地統(tǒng)計出社區(qū)周邊的道路沿線停車數(shù)在150—200輛之間波動，社區(qū)內(nèi)停車數(shù)量在180—250輛之間波動，并對各個社區(qū)院落內(nèi)停車數(shù)的晝夜變化都進行了詳細記錄。由此判斷出社區(qū)除了滿足自身居民一定數(shù)量的潮汐性停車需求，還滿足了較多的外部臨時停車需求。基于以上數(shù)據(jù)結(jié)論，規(guī)劃方案中提出在保障社區(qū)居民正常需求的情況下，限制外來車輛總量，并根據(jù)統(tǒng)計的停車總量，適當遷出和優(yōu)化社區(qū)內(nèi)停車空間。這樣不僅能緩解社區(qū)內(nèi)過量且不必要的停車壓力，更重要的是為公共設(shè)施的增補和優(yōu)化騰出空間。

（2）上下學人流阻塞問題：基于定點錄像分割識別和交通仿真技術(shù)，模擬優(yōu)化方案

在常規(guī)條件下，僅靠人力幾乎無法完成高峰期的上下學人流車流統(tǒng)計，必須借助圖像智能識別等新技術(shù)來完成。調(diào)取社區(qū)內(nèi)小學和幼托校門前上學和放學前后約2 h的攝像頭視頻，通過半人工化形式截取數(shù)百張圖片，并利用圖像智能識別程序來進行視頻圖像解析，實現(xiàn)人流識別和變化時空統(tǒng)計（見圖6）。結(jié)果顯示在人流高峰期，校門前最大人流數(shù)量超過100人/min，人流高峰時間持續(xù)大概為早晨上課前1 h和下午放學后2 h，其中下午放學的人流高峰時間比其他類似學校的高峰時間延長了0.5 h以上。

結(jié)合人流統(tǒng)計結(jié)果，利用Anylogic軟件對其進行交通仿真模擬（見圖7a），為后續(xù)交通疏導(dǎo)優(yōu)化方案的制定提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。規(guī)劃方案建議將社區(qū)小學和幼托校門前設(shè)置為機動車禁停區(qū)，并重新組織非機動車和步行接送線路及空間。將優(yōu)化方案導(dǎo)入交通仿真模型，并與現(xiàn)狀進行對比，預(yù)計交通環(huán)境優(yōu)化后，上下學期間學童在社區(qū)路段消耗的時間平均減少25%左右（見圖7b）。

3.3 聯(lián)合設(shè)計： 居民深度參與方案設(shè)計

在居民聯(lián)合設(shè)計環(huán)節(jié)，通過手機程序使居民深度參與方案選址、方案比選和空間功能安排等具體設(shè)計工作。

一是對設(shè)施整體布局的建議。規(guī)劃師既可以在手機程序里增加設(shè)施布局選址的界面，讓居民可以自定義設(shè)施類型和自由點擊選址，也可以讓居民針對規(guī)劃師上傳的某類設(shè)施初步選址方案進行投票。以移動公廁預(yù)選址為例，規(guī)劃師上傳了8個公廁擬選址點的初步方案，供居民投票選擇，最終選出票數(shù)最高的3個點位作為移動公廁建設(shè)點。二是設(shè)計方案的比選。例如在對社區(qū)內(nèi)某條道路進行停車改造時，規(guī)劃師上傳了若干個概念方案供居民選擇，最終由居民確定選擇其中改造工程難度較小的方案作為可行方案。三是對設(shè)施內(nèi)部功能安排的建議。例如在對新建的社區(qū)中心文化長廊的內(nèi)部空間劃分和功能選擇上，由居民投票決定布置棋牌文娛活動、理療看護等功能。

4 總結(jié)與展望

面對社區(qū)規(guī)劃的復(fù)雜性和新要求，規(guī)劃師有必要從當下日新月異的新技術(shù)、方法和數(shù)據(jù)中，提取、總結(jié)并構(gòu)建一套可以有效輔助社區(qū)規(guī)劃工作的技術(shù)框架。本文以武漢市青翠苑老舊社區(qū)規(guī)劃實踐為例，借助大數(shù)據(jù)、圖像智能識別技術(shù)、量化分析工具和網(wǎng)絡(luò)平臺等，在社區(qū)規(guī)劃的現(xiàn)狀調(diào)查、分析構(gòu)思和聯(lián)合設(shè)計3個階段，以及在公共設(shè)施評估、人群行為研究、場地環(huán)境分析、停車和人流組織和公眾參與等多項具體工作環(huán)節(jié)中，發(fā)揮較大的輔助效用，支撐規(guī)劃師更高效和全面地開展規(guī)劃工作。隨著社區(qū)規(guī)劃理論和實踐的不斷發(fā)展，新工具在社區(qū)規(guī)劃中的運用將更加廣泛和深入。