時隔10年，黨中央再度召開的中央城市工作會議，精準錨定我國“城鎮(zhèn)化從快速增長期轉向穩(wěn)定發(fā)展期、城市發(fā)展從大規(guī)模增量擴張轉向存量提質增效”的“兩個轉向”歷史方位，明確提出以建設創(chuàng)新、宜居、美麗、韌性、文明、智慧的現(xiàn)代化人民城市為核心目標，為未來中國特色城市現(xiàn)代化道路劃定了清晰路徑。其中，“創(chuàng)新”被置于六大目標首位，會議特別強調要在城市建設中發(fā)展新質生產力，以技術創(chuàng)新驅動城市治理體系與治理能力現(xiàn)代化。在此背景下，作為城市建設領域重要創(chuàng)新研究與實踐范型之一的“計算性設計”，能夠深度融合計算科學與設計科學，并整合“算法”“算力”“算據(jù)”新質生產力優(yōu)勢，將城市建設中的復雜需求轉化為更加客觀、更加量化、更加科學的精準方案，推動設計過程從經驗驅動轉向數(shù)據(jù)驅動，從被動適應轉向主動優(yōu)化，從單一領域轉向跨域協(xié)同，為現(xiàn)代化人民城市多元建設目標落地提供全鏈條技術支撐。
計算性設計精準畫像人民需求，賦能舒適便利的宜居城市建設。中央城市工作會議指出，宜居城市建設的核心是“堅持人民城市人民建、人民城市為人民”。計算性設計能通過多源數(shù)據(jù)融合與智能算法優(yōu)化，對城市居民的行為模式、出行特征和空間需求進行精準刻畫，破解既有城市建成環(huán)境與多樣化現(xiàn)代業(yè)態(tài)需求適配難、用戶動態(tài)需求反饋遲滯導致運維管理響應不及時等問題，讓“人民需求”成為宜居城市建設的精準坐標。通過建立“人口—空間—需求”關聯(lián)模型，計算性設計技術可以為公共服務設施布局、住房供給策略、社區(qū)生活圈規(guī)劃等提供科學依據(jù)，促進實現(xiàn)人口、產業(yè)、城鎮(zhèn)、交通一體規(guī)劃，優(yōu)化城市空間結構。
計算性設計助力建筑全生命周期減碳，驅動綠色低碳的美麗城市建設。我國建筑產業(yè)能源消耗規(guī)模大、碳排放量高，推動建筑行業(yè)減排、提升建筑綠色性能是實現(xiàn)2060年碳中和目標的關鍵。計算性設計能夠突破傳統(tǒng)建筑設計“經驗主導”的局限，通過創(chuàng)立“降維—嵌入—轉譯—仿真”思維模型，創(chuàng)新建筑“設計—建造—運維—改造”全生命周期碳排信息協(xié)同技術，研發(fā)整合人工智能技術的性能預測技術與多目標優(yōu)化設計決策技術，創(chuàng)新建筑“材料—構造—空間—設備”多元素耦合減碳策略體系，實現(xiàn)多綠色低碳性能的均衡提升，為建筑領域減碳提供系統(tǒng)性解決方案，推動我國協(xié)同減碳設計理論與方法發(fā)展，顯著提升我國建筑資源與能源利用效率，實現(xiàn)設計源頭控碳，助力碳中和目標實現(xiàn)。
計算性設計創(chuàng)新風險診斷與防控技術，引領安全可靠的韌性城市建設。韌性城市建設的關鍵在于提升城市應對自然災害、公共衛(wèi)生事件等多元風險的能力。計算性設計可通過融合多源遙感數(shù)據(jù)和人工智能技術，實現(xiàn)復雜空間要素整合建模，構建面向多災種的“診斷—重構—推演—監(jiān)管”一體化風險診斷與防控技術體系，開發(fā)基于多模態(tài)智能體的城市空間平急轉換綜合信息平臺與協(xié)同決策系統(tǒng)，實現(xiàn)城市綜合風險的精準識別與科學防控，并開展高精度疏散行為仿真，以此合理劃定防災避難空間、提升城市空間疏散效率，為科學確定不同風險區(qū)的發(fā)展策略和風險防控要求提供支撐，持續(xù)提升城市設施韌性、管理韌性、空間韌性，推動城市安全發(fā)展。
計算性設計革新文脈賡續(xù)新路徑，促進崇德向善的文明城市建設。文明城市建設離不開城市歷史文化的保護與傳承。計算性設計通過三維激光掃描、無人機航測和圖元自組織生成方法，能夠實現(xiàn)歷史建筑、歷史文化街區(qū)、歷史文化名城的多尺度數(shù)據(jù)庫建構，并基于數(shù)據(jù)挖掘技術實現(xiàn)城市歷史文化基因的精準解碼，自組織生成城市肌理與歷史文化風貌的治理方案，助力城市歷史文化的數(shù)字化保護與傳承。在歷史建筑的改造與活化利用過程中，計算性設計能夠運用機器學習與進化計算方法研發(fā)歷史建筑綠色化改造的自適應性能驅動技術，并基于設計建造運維一體化技術精準實現(xiàn)歷史建筑整體性能提升，讓歷史建筑空間更好適配多樣化現(xiàn)代使用功能需求，助力歷史文脈延續(xù)與歷史建筑新生。
計算性設計夯實數(shù)字治理技術底座，支撐便捷高效的智慧城市建設。通過研發(fā)城市信息模型（CIM）平臺，構建城市級數(shù)字孿生系統(tǒng)，匯聚基礎地理、建筑物、基礎設施三維數(shù)據(jù)和各類城市運行管理數(shù)據(jù)，能夠加強國土空間規(guī)劃、城市建設、測繪遙感、城市運行管理等各有關行業(yè)、領域信息開放共享，為城市精細化管理、智能化決策提供統(tǒng)一數(shù)字底座。融合CIM數(shù)字底座、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)、多模態(tài)大模型、多智能體決策集群等技術，構建“問題診斷—需求嵌入—實時推演—智慧決策”的城市治理模型，探索形成系統(tǒng)賦能城市智慧化管理的新型應用范式，高效解決群眾急難愁盼問題，提高城市規(guī)劃、建設、治理信息化水平。
總的來說，作為城市建設領域的前沿交叉方向，計算性設計正通過與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網等新一代信息技術的深度融合，重塑城市規(guī)劃、建設與治理模式。其價值不僅體現(xiàn)在提升設計效率與質量的技術層面，更在于通過數(shù)據(jù)驅動與算法優(yōu)化，實現(xiàn)城市發(fā)展質量、治理效能與民生福祉的全面提升。通過持續(xù)創(chuàng)新，計算性設計將為實現(xiàn)現(xiàn)代化人民城市建設目標、走出中國特色城市現(xiàn)代化道路提供強大技術支撐，為城市高質量發(fā)展注入源源不斷的新動能。
摘自 《中國建設報》 2025.09.26 哈爾濱工業(yè)大學建筑與設計學院院長、國家級高層次人才計劃特聘教授 孫澄
