智慧城市公共环境设施设计研究进展及其应用

李媛 董伟 朱安妮

摘 要：城市智慧公共设施是智慧城市功能的重要物质载体和交互窗口，其设计策略是城市规划、产品设计、环境设计等相关专业交叉关注的重要课题。综述了近年来国内城市智能公共设施设计策略的研究情况，总结了其创新设计经验，并以此为基础，针对榆林市创业大街智慧公共设施设计提出了应用原则和措施。

关键词：智慧城市;城市公共环境;设施设计;创业大街;本土文化

基金项目：本文系榆林市2019年科技计划项目“智能公共环境设施设计在榆林创业大街建设中的应用研究”（2019-125）研究成果。

近年来，5G、人工智能、云计算、大数据、智能传感器等新兴技术不断涌现和迭代。在这一背景下，数字城市、智能城市、智慧城市、未来城市及类似新概念被不断提出。城市公共环境设施作为城市基础设施的重要组成部分，是城市系统中实现人与物质环境相互作用的要素和重要载体，天然地受到城市发展的影响。如何深度认知智慧城市对城市公共设施发展的影响，定位城市公共设施的新时代功能坐标与设计策略，成为环境设计、工业设计、城市规划相关领域学界、产业界关注的热点课题。

一、智慧城市公共设施研究现状

以智慧公共设施、智能公共设施等为关键词在知网进行检索，共获取相关研究文献一百余篇，剔除与智慧公共环境设施设计关联性较弱的文献后共有四十四篇。从整体上看，相关文献可以分为智慧城市公共设施设计策略、智慧公共设施单品设计两个层面。

一是智慧城市公共设施设计策略。李文嘉等学者[1]在新媒体视角下智慧城市公共设施的设计构建研究中，以新媒体发展为视角，以智慧城市公共设计的案例为具体研究载体，并从交互性、智能性、通识性和文化审美性四个方面提出了智慧城市公共设施设计的基本原则。学者王成[2]在《智慧城市理念下的城市公共设施设计研究》一文中，在阐述我国智慧城市建设中公共设施设计概况的基础上，从艺术设计与技术分析结合的角度探索了将智慧城市思想注入城市公共设施设计的途径，从而提升城市智慧公共设施的连通性、智能性、艺术性和文化性。孙冠东[3]在其硕士论文《智慧城市情境下公共设施服务设计研究》中探讨了基于利益相关者视角的公共设施服务设计，提出了公共设施服务设计的功能性、使用性和关怀价值三原则，并提出了应首先建立从产品层面到服务层面的设计目标，进而构建公共设施服务系统框架，并完善对公共设施的全生命周期管理的三个设计策略。李正军等学者[4]在《智慧城市趋势下的城市公共设施创新》一文中，概述了智慧城市的发展趋势，总结了城市公共设施创新面临的问题，以此为基础从服务创新的角度指出，城市公共设施设计的理念应从原有的功能与形态结合思想，转变为服务、交互、体验、智能、审美和功能多元化相结合的服务结构模型，从管理创新上提出了智能化、精细化、集约化的管理结构模型，从设计创新维度提出了智能化、信息化、便利化、可视化、互动化的设计结构模型，并在此基础上构建了城市公共设施创新模型。周波[5]在其博士论文《基于未来智慧城市愿景的城市家具设计研究》中，首先构建了未来智慧城市愿景和其背景下的分阶段未来城市家具愿景，进而建立了智慧家具设计理论体系，并构建了“人、事、物、技、文、场、境”为系统要素相互作用下的家居设计应用理论体系。

二是智慧城市公共设施单品设计。学者高雅探讨了智慧路灯在满足实时监控、自动控制、信息交互、方便出行等多元功能的基础上，还应关注产品在使用过程中如何建立良好的人与产品互动、人与场景互动、产品与场景互动的关系。崔杨峰等[6]学者在《智慧灯杆设计改造策略研究》中提出了智慧灯杆设计中的“多杆合一”概念，核心是在功能上整合充电桩、LED屏幕、气象监测、治安监控等多样化功能，以实现道路公共设施集中化、节约化和智能化。虞建中[7]在《智慧城市公共设施造型设计的研究与实践》一文中以某智慧城市景点导视系统设计方案、某高清摄像头设计等为例，探讨了智慧城市公共设施的艺术性、人文性和人机交互性及个性化服务等。

综上所述，国内不同学者在解读智慧城市发展趋势的基础上，从不同维度对智慧城市公共设施展开了研究，并以学者周波等为代表初步建立了智慧公共设施设计理论和应用理论，积累了一些设计案例，这些研究进展为智慧公共基础设施在榆林创业大街的应用奠定了基础。

二、公共环境设施设计在榆林市的发展和应用

近几年，榆林市在推动区域科技创新方面取得了显著成效，在多个领域走在了陕西省前列。榆林创业大街公共环境设施设计在榆林创业大街建设中不作为盈利环节，主要关注人—行为—智能技术—空间环境之间的交互关系，并在设施形态与功能创新的基础上，更多地考虑公共设施服务系统化、智能化、功能多元化、管理集約化。研究目的是为创业者营造开放、轻松、便捷的空间环境，积极完善城市功能，最终让创业大街的公共设施达到艺术化、科技化、人性化与认同化的高度统一，以期满足人们的功能需要，又满足人们的精神需要，提升公共设施与市民之间的交互体验，强调绿色能源设计和低碳设计，促进榆林双创文化传播，为建设科技城市作出贡献。

（一）智慧公共环境设施设计在榆林创业大街中的应用原则

1.艺术文化性原则

榆林创业大街智能环境公共设施设计与榆林城市的历史、文化息息相关。寻找城市历史与文化象征性的元素，作为城市名片融入公共设施的造型设计之中，是艺术文化性原则的重要体现。榆林是一座充满北方质朴气息的城市，将城市地域文化进行解构分离、重新组合、加工提炼，生成凝练的、具有代表性的地域文化要素，从传统窑洞民居建筑到当代建筑、城市整体色彩都呈现暖色调。色彩研究内容主要综合考量榆林城市自然景观特点，从城市主体建筑、辅助艺术品、城市流动色彩等方面进行分析研究，并融入信息技术和高科技带来的新形式，用音乐、激光、电子图案、科技材质与肌理等造型元素塑造智慧城市特色与形象。

2.易用性原则

公共设施的主要目的是服务，榆林创业大街智能公共环境设施设计除了满足基本的功能性外，还要注重易用性的造型设计。易用性直接决定了设施的使用频率和存在意义。要满足易用性要求，必须先明确其语意，使产品的造型、色彩、形式等具有通读性、亲切感，能够让公众普遍理解产品的使用功能与意义。

3.智能性原则

伴随大数据、云计算、物联网技术的日趋完善，各类设施普遍安装连接大数据中心、云计算平台的处理器，辅助这些设备融入榆林公共设施设计智能信息体系。人与智能设施的交互需求随着物质及精神文化、生活品质的提高而不断增长。榆林创业大街中智能化公共设施设计，从城市文化角度设计人机造型，将城市建筑物群、民俗本土文化、特有动植物、农作物等作为“符号”进行造型设计。形态直观、简洁，使公众产生高度的认同感，并可以通过扫描公共场所主要设备的二维码，或通过指纹识别、人脸认证等达到人机互动和实现授权使用。

4.环境性原则

榆林创业大街智能公共设施的造型应该很好地协调与融入所处环境。如公交车站台、智能路灯、公园座椅等的造型、色彩，应该与城市周围建筑群、景观植物相呼应，应与整体的公共交通系统、公园环境系统相对应。

5.人文关怀性原则

设计必须把人作为主体，注重人文关怀，同时关注人在体验公共设施过程中的反应。公共设施的设计不仅要尊重人的生理强度和心理强度，关注人的精神和行为活动，综合考虑环境差异、地域文化等因素，还要挖掘人潜在的意愿，实现公共设施设计的可参与性，发挥好公共设施给人便利、抚慰身心的作用。

6.生态性原则

绿色环保是当今社会所提倡的，各行业都践行这一理念。公共设施作为城市名片，关系城市未来发展，自然也对绿色化设计有着强烈要求。榆林创业大街中智能化公共设施设计也应以绿色设计理念为主导，减少资源损耗，降低设计成本，减少对生态环境的消极影响。

（二）智慧公共环境设施设计在榆林创业大街中的應用措施

课题以上文的设计原则为基础，以发展榆林“双创”文化、建设智慧科技城市、优化“双创”生态等为目标，建议采取以下应用措施。第一，在创业大街引入智能座椅、智能灯杆、智能公厕等城市家具，引入人脸识别系统，集成各类创新科技功能。本项目应充分考虑科技因素，将公共设施为人服务的功能性发挥到最大，同时加强互动交流，美化环境，使科技结合设计更好地服务现代生活。第二，对创业大街公共空间照明设施进行统一规划，打造与科技创新定位相协调的城市形象。课题建议从设计环节入手，通过大数据思维、智能互联网的系统性设计，更科学合理地对照明对象与实际场景进行适应性强、灵活性高的规划布局设计，增强榆林城市感染力。第三，推进城市大脑建设，提升城市运行效率，为公众提供全新的智慧城市体验。方案应以智慧技术和理念为导航，实现榆林智慧城市公共设施的建设和智慧城市的服务功能，使公众获得个性化、多元化的城市服务。第四，智慧公共设施的规划布局和管理维护。创业大街管理者可通过街区全面覆盖网络与智能公共设施的结合，实现对街区公共设施全方位管理、维护。将LED 设施与基础型设施（路灯、垃圾桶等）结合，在导览屏中查看街区实景地图，方便街区管理并优化使用者使用感受。第五，创业大街智能公共设施的文化转译。智能公共设施设计结合榆林历史文化和城市建筑特色，进行智能化公共设施建设，凸显榆林智慧城市发展的核心特色。

参考文献：

[1]李文嘉，李紫薇.新媒体视角下智慧城市公共设施的设计构建研究[J].包装工程，2018（12）：128-133.

[2]王成.智慧城市理念下的城市公共设施设计研究[J].包装工程，2020（22）：326-329.

[3]孙冠东.智慧城市情境下公共设施服务设计研究[D].合肥：合肥工业大学，2017.

[4]李正军，张皖宁.智慧城市趋势下的城市公共设施创新[J].包装工程，2018（6）：207-211.

[5]周波.基于未来智慧城市愿景的城市家具设计研究[D].杭州：中国美术学院，2019.

[6]崔杨峰，柏世刚.智慧灯杆设计改造策略研究[J].中国新通信，2019（21）：126-127.

[7]虞建中.智慧城市公共设施造型设计的研究与实践[J].浙江艺术职业学院学报，2016（3）：116-120，81.

作者单位：

西安工业大学艺术与传媒学院