城市仿真實驗室是一個智慧化的城市治理決策平臺，旨在從規劃源頭感知并量化建設活動與城市環境之間的互動關聯，通過多源數據融合與增值，構建空間數學模型，模擬復雜城市系統，為規劃師、規劃管理者、決策者提供輔助城市規劃決策的量化手段，為公眾提供可獲取政府可公開信息的平臺。城市仿真實驗室促進了城市資源的公平、快速調配，支撐構建更加高效、智慧的城市空間治理體系，滿足人們日益增長的美好生活需要。

背景

作為潛在的全球城市，武漢被國家賦予了重要的歷史使命，與此同時，城市發展面臨的問題也更加復雜，“大城市病”、城市品質空間提升、城市個性化特色、主城更新與新城拓展等逐漸成為困擾城市發展難題。在這個特定的發展階段，需要規劃師在整體層面上更加清晰認知城市短板，動態感知城市運行狀態，嘗試建立規劃建設的快速應對能力，建立更加智慧、高效的工作平臺，實現經濟、城市、民生的全面升級。

2018 年4 月10 日，武漢市召開武漢城市仿真實驗室專家研討會，成立國內首家城市仿真實驗室。來自各地的數據管理、系統建設、規劃管理等專業領域的權威專家、學者和機構代表匯聚武漢，包括了聯合國人居署、中國城科會、北大、清華、中規院、IBM、百度、阿里巴巴、騰訊、上海數慧等，就如何更加科學、更加精準、更加高效地治理城市進行了深入探討。相關領導出席研討會并發表主旨演講，強調要以習近平新時代中國特色社會主義思想為指引，充分運用大數據提升城市治理現代化水平，大力推動武漢早日建成國內首家城市仿真實驗室，讓城市規劃管理工作更加科學、精準、高效。

需求

武漢一步一個腳印，先行先試，開展了強化頂層設計、加速數據匯集、建立監測體系、實施仿真模擬等城市仿真實驗室的前期工作，希望在較短時間，逐步完成城市仿真實驗室的框架建設和示范項目應用，努力打造一個科學研究、技術創新和應用支撐的平臺，為全國城市規劃管理決策提供借鑒樣本，為全面深化改革提供武漢經驗。通過建立一套城市仿真實驗室平臺，輔助解決以下問題：

（1）城市是一個復雜巨系統，如何遵循城市發展規律，提高城市運行效率，是一件極富挑戰性的工作，也是武漢一直努力的方向。需要對城市現狀進行整體認知，涵蓋城市規模、用地發展方向、用地布局結構、道路網系統等指標，以實現對城市建設活動適時進行細化、優化和合理調校，并對城市問題提出預警。

（2）對規劃實施情況進行評估建立一套指標體系，將總體規劃、各類專項規劃、詳細規劃方案與實際結合，評價各類規劃實施效果，以輔助下一輪規劃修編。

（3）對城市未來的模擬，旨在從規劃源頭感知并量化建設活動與城市環境之間的互動關聯，提前科學管理，促進城市資源公平、快速調配，支撐構建更加高效、智慧的城市空間治理體系。通過在規劃設計階段運用模型進行預測計算，為規劃的合理性判斷提供有效的技術手段，滿足人們日益增長的美好生活需要。

解決方案

城市仿真實驗室整體上分為數據層、計算層、應用層和決策支持層。一是在整體架構中，以規劃大數據庫為基礎，將各類數據匯集，形成統一底板；二是開展城市生命體征的量化研究，分專項用數據量化城市運行狀態，形成城市 “儀表盤”；三是根據規劃設想進行方案模擬與仿真預演，形成規劃“預演室”；四是對城市運行狀態進行動態檢測，對照規劃目標，形成城市仿真決策的智慧“大腦”。

基于對以上需求的理解以及平臺的整體架構，針對不同的用戶群體的不同使用習慣，武漢城市仿真實驗室提供了四套視圖，分別面向城市決策者、業務管理者、規劃研究者以及公眾。

武漢城市仿真實驗室四套視圖

1.城市決策視圖

通過業務需求定制城市儀表盤，對“人口社會、產業經濟、國土規劃、公共服務、交通體系、市政設施、自然資源與生態環境、空間形態”八大專項領域的建設情況進行全面監測，通過地圖中的預警提示以及重點業務指標的監測，例如建設用地指標使用情況、中小學覆蓋率、交通易擁堵地段等，將城市問題及時暴露，輔助領導做出精準決策。

武漢城市仿真實驗室城市決策視圖

2.業務管理視圖

通過指標、規則和模型把數據轉化成信息，將產生于不同部門、不同專業領域的多源數據進行組織，按規劃劃分為八大專項領域。在各專項領域主頁面通過指標的現狀與規劃的差值對比、歷史各年度的指標趨勢、與兄弟城市相同指標的對標分析等手段，展示指標的變化趨勢。當指標的監測值超出參考標準，能及時在地圖中對此指標的預警數量以及位置進行提示。

武漢武漢城市仿真實驗室業務管理視圖

3.規劃研究視圖

通過制定模型的參數、輸入及輸出，將規劃方案與數據模型結合分析，利用預選配置好的模型算法對城市各要素進行模擬預演。將結果通過數據可視化的方式呈現出來，通過量化后的結果判斷規劃決策是否合適。例如中小學模型的模擬，判斷全市范圍內哪些位置中小學平均面積不足，規劃師通過模擬結果來完善規劃的編制。

武漢城市仿真實驗室規劃研究視圖

4.公眾視圖

公眾人員可以在平臺上獲取政府可公開的信息，包含武漢市各類公開地圖、公開工具以及各類規劃報告說明。

武漢城市仿真實驗室公眾視圖

預期成效

? 平臺匯集一套數據，利用多源數據支撐相關模型計算；

? 形成一套領導桌面，全市預警一覽無余，成為監測城市運行狀態的城市 “儀表盤”；

? 建立了指標的多維度監測，通過總量、結構、分布和趨勢，將數據轉化成供領導決策的指標；

? 實現了圖文一體化的聯動，對城市規劃進行整體認知；

? 以中小學公服設施為例，實現了基于模型的單要素模擬，讓城市規劃向更科學的規劃定量化轉變。