第四次工业革命影响下的城市发展模式探究

宗德新，杨 丹

引言

技术革命的浪潮始终影响着城市发展的航向。在中国城市化的十字路口，第四次工业革命中出现的5G、大数据、物联网、云计算、数字孪生等颠覆性高新技术，推动着人类社会迈入了万物互联互通的智慧时代，城市发展也呈现出了许多新特点和新趋势。人们不禁要问，第四次工业革命影响下的城市发展模式究竟会发生怎样的变化？城市在这一势不可挡的技术创新浪潮中又将如何应对？本文在梳理技术革命演变下城市动态发展线索的基础上，联系第四次工业革命的背景，分析城市发展新模式，并针对城市在新发展模式下所面临的挑战提出应对策略。

1 回溯：技术革命下城市探索的演进阶段与特征

伦敦大学规划学教授迈克尔·巴蒂（Michael Batty）曾在《创造未来城市》中写道，“城市发展的根本动力在于技术的革新。”纵观城市发展的历史，每次技术革新都伴随着城市结构、形态和功能的演变。哈佛社会学家丹尼尔·贝尔（Daniel Bell）将社会发展划分为前工业时代、工业文明时代和后工业时代3个历史阶段，本文按照这一划分方法，从历史发展的脉络出发，对技术革命影响下城市发展模式的动态变化进程进行梳理（图1）。

图1 技术革命及其影响下的城市生活及空间演变

1.1 技术革命下城市探索的演进阶段

1.1.1 前工业时代（1760年以前）

在18世纪60年代的工业革命出现之前，农业和手工业主导着全球社会经济发展，呈现分散的、小规模劳动形式。由于生产效率低下、运输水平落后，人们的活动范围往往具有局限性，城市整体规模较小且功能单一，城市发展也比较缓慢。城市建设受政治、经济、文化等因素的影响较大，技术主要服务于人们的日常生活，对城市发展的影响较小。

1.1.2 工业文明时代（1760—1950年）

工业革命的爆发使大机器生产进入人们的视野，整个社会的生产方式发生了巨变。由于工业生产的需要，大批农村人口流入城市，加速了城市化的进程，密集的工厂和仓库成为城市的新中心。蒸汽机的出现，推动了城市交通的变革，扩大了人们的活动半径，出现了以铁路干线为骨架的新的城市发展模式，城市规模迅速扩张，职能趋向于多元化，成为国家和地区的发展中心。

19世纪中后期，随着人类对机器的掌控更加自如，第二次工业革命拉开了序幕。在这一阶段，电的应用提高了整个城市的运行效率，内燃机的发明和汽车的普及则改变了居民的出行方式，人们的居住和生活逐渐脱离工业区而独立存在，城市规模也随之扩大，城市中心由单中心演化为多中心，如巴黎的郊区副中心、东京的周边式副中心等（图2）。1933年，国际现代建筑协会在希腊雅典举行会议，讨论通过的《雅典宪章》中指出了现代城市的四大基本职能：居住、工作、游憩、交通，城市中开始有了科学明确的功能分区，以功能为导向的城市形态渐趋成熟。

图2 巴黎及东京的多中心城市布局

1.1.3 后工业时代（1950年至今）

20世纪50年代后，以电子计算机的发明为起点的第三次工业革命爆发，互联网的出现将城市发展推入信息化轨道。物理空间不再能够束缚城市发展，城市中心区与郊区之间的有机联系得到加强，实现了进一步的协调发展。同时城市发展跳脱过去功能与空间一一对应的线性模式，复合化的多功能区成为城市空间的重要载体。信息网络的全球化也催生出了纽约、东京等国际性大都市，这些国际性大都市作为世界经济格局中的重要节点带动着区域经济的发展。

21世纪之后，以数字化、智能化为标志的第四次工业革命推动着人类社会进入了“万物皆数”的智慧时代，新技术的应用使得城市的各部分均可实现数字化，全周期意识被贯穿于城市发展的整个过程，更精细化的城市规划、建设与管理也将进一步实现，重塑了“信息—人—城市”之间的关系。如在新冠肺炎疫情中，城市的防疫状况可以被实时监控，而人们也可以选择居家办公，实现线上与线下相结合。在新技术的影响下，城市空间的使用灵活度上升，呈现出分散化、无中心化、去地方性等特征，城市的发展进入了新阶段。

1.2 技术革命下城市探索的演进特征

技术革命对城市功能、结构与形态的演化产生了根本性的影响，决定着城市发展的方向与格局，构筑了全新的城市时空体验。纵观城市发展历史，技术革命影响下城市发展模式的演变体现出6个方面的特征（表1）。

表1 技术革命影响下不同时期的城市时空特征

1.2.1 数量及规模

技术革命加速了城市化的进程，大量农村人口流入城市，城市的数量及规模都在迅速增长。然而城市不可能无限制地扩张，因此它的紧凑程度也在不断上升，城市的规模呈现出扩散与聚集并存的整体趋势。改革开放后，我国城市数量快速增长，并在20世纪90年代末趋于稳定，此时城市规模快速扩张，城市在区域中的整体地位和格局得到了明显提升，但也暴露出了无序扩张等诸多问题。为了城市的健康发展，中央政府出台了严控省会城市撤县设区（市）、划定城镇开发边界等相关政策，提出要走紧凑、集约、高效的高质量发展模式。例如在深圳城市建设的各类规划引导中，均加入了空间管制内容和界线的设置，以实现城市的有序协调发展。

1.2.2 城市格局

交通的发达增强了人们在物理世界的流动性，而通信技术的发展则使人和信息可以在虚拟网络中自由穿梭。城市空间体验逐渐从等级秩序和场所差异中解脱出来，原有的城市格局被打破，呈现出高度的流动性和拼贴性。目前，中国正大规模推进轨道交通建设，推动以交通站点为核心的TOD模式的发展，形成了轨道交通引领城市发展的新格局；同时，互联网的出现使得信息的流动性高度增强，城市空间也因此变得更为多元和包容，在城市更新进程中也体现出了拼贴的思维方式。

1.2.3 城市区块

城市在扩张过程中，无论是城市系统内部，还是城与城之间，都逐渐摆脱了同心圆式的单中心空间结构，出现了多个发展中心，形成了复杂的网状结构。以珠三角城市群的演变为例，由改革开放之初的以广州为中心的单核模式逐渐演变为广州、深圳双中心的双核模式，至21世纪之后，伴随中山、东莞等周边城市的崛起，出现了多个发展中心，构成了网络化的城市群。与此同时，在城市内部，随着功能分区概念的弱化，各个中心功能渐趋复合，彼此之间的界限也不再绝对清晰，形成许多均质的、碎片化的城市片段。

1.2.4 规划方式

《雅典宪章》中提出明确的城市分区后，以功能为导向的城市规划实践活动达到高潮。但随着城市的发展，人们逐渐意识到，城市本身是个复杂的巨系统，单一的规划方式必然存在许多问题，后来的《马丘比丘宪章》对于城市规划的方式进行了进一步的修正和完善，阐明城市规划必须从自然、社会、人文等多个角度去进行综合考量，并开始重视公众参与的重要性。1999年，由吴良镛先生起草的《北京宪章》针对全球化的背景下暴露出的城市问题提出了广义建筑学理论，强调城市发展多元化的同时更要注重环境问题，建立可持续发展的人居环境。

1.2.5 生活方式

技术革命极大地改变了人们的生活方式，包括认知方式、出行方式、就业结构以及消费模式等。通信技术的迅速发展打破了传统技术时期的信息闭塞，人们对世界的认知更趋向于扁平化与多元化，城市也由以前的封闭转向现在的全球化；交通工具的更新换代使得人们可以在很短的时间内去到自己想去的地方；技术的进步使得劳动模式发生了改变，造成了现有就业结构的转变，人们对于互联网办公、人工智能等早已感到稀松平常；线上消费、新零售等成为了新的发展方向。

1.2.6 时间及空间

信息网络的发展使得人们对物质空间邻近性的要求下降，许多日常行为可以远程进行，而快速交通的出现则缩短了人们出行所需的时间，延伸了人们的活动范围，人类生活的时间、空间两个基本物质导向的维度发生了变化，使得城市原有的运行方式和空间结构被改变，城市发展呈现出时间的压缩和空间距离的瓦解等特征，人们交往的时间和距离被缩短，造成了社会空间的重构，形成了全新的时空体验。

2 趋向：第四次工业革命下城市发展的核心趋势

纵观前三次技术革命中城市发展理念的演变，可以看出，城市演进呈现出“技术革新—人文改良—技术与人文相协调”的趋势。从早期的技术导向到现在的技术与人文协调发展，第四次工业革命影响下城市发展的核心趋势进一步明晰，即技术与人文协调发展的趋势和智慧化趋势。

2.1 技术与人文协调发展的趋势

芒福德（Lewis Mumford）认为，在传统技术阶段，技术与人文密不可分，与城市和谐共生。工业革命之后，对机器的崇拜导致技术与人文的关系走向割裂。然而在与人口拥挤、环境污染、地价飞涨等城市问题一次次痛苦的周旋中，人们逐渐意识到，尽管技术为城市生活带来了许多便利，它却并非万能，甚至许多人开始对其持全盘否定的态度。与此同时，一些敏锐的学者开始反思技术，企图调和技术与人文之间的矛盾。新协和村、田园城市、邻里单元、TOD模式、TND模式、拼贴城市、韧性城市等新理念应运而生，其中都不乏对人文主义的追溯（图3）。

图3 技术革命下城市规划理念的探索

伴随着一次次发展的阵痛，人们不得不意识到，城市存在的本质意义是由人组成的公共生活，从根源上来讲，不论技术如何进步，我们城市生活的本质意义不应改变。因而在城市问题依然严峻的今天，以人为本的可持续发展理念显得愈发重要。城市必须反省自身在追求技术快感的过程中对人文关怀的忽视，重新学会包容人类复杂的情感需求。

2.2 智慧化的发展趋势

第四次工业革命的出现对城市生活的方方面面产生深刻的影响，从日常社交到政府工作，为城市的基础设施、交通、公共安全防护治理、公共服务等的建设与管理提供了技术支撑，为政府高效率地分析、预测、规划和管理城市提供了全新思路。自2008年“智慧城市”提出以来，在腾讯、阿里、百度等科技公司的协助下，中国智慧城市的建设进展显著，初步实现了智慧城市的仪器化、互联化和智能化（图4），提升了城市的运营效率。

图4 中国智慧城市发展历程

2.2.1 智慧新基建

基础设施既是维持城市运营的核心体系，也是城市环境质量的主要影响因素。随着时代需求的更新，基础设施的建设与管理也面临着新的挑战。第四次工业革命促进了智慧新基建的大规模推进，包括现有设施的智慧化、未来智能技术的基础设施化、智慧城市空间节点创造等，方便了基础设施的管理与维护，保障了居民日常生活的便利与安全。如利用5G技术对路灯、道路监控、井盖等公共基础设施进行智能管理，以保证其运行的稳定性、管理的系统性和维护的及时性。

2.2.2 智慧交通

城市形式的演变与交通技术的发展有着密切关系，出行工具的更新使得城市空间具备高度的流动性，呈现时空压缩的特征。与此同时，交通堵塞和交通事故也成为全球城市共同面临的难题。为了更好地推动城市发展，2009 年，IBM首次提出了“智慧交通”理念，通过智能识别、移动计算等新技术的应用，形成智慧交通系统，对实时交通状况进行可视化分析并及时响应，实现公交网络智能优化和道路拥堵智能缓解，促进城市交通的良性发展。在智慧交通基础设施建设完善的背景下，未来的智慧交通将全面实现海陆空三栖立体化发展以及5G自动驾驶的目标：地上交通主要供人们的日常使用，街道布局结合人体尺度进行设计，道路慢行系统和公共休闲空间穿插其中，空中、地下及水上则用于城市日常运输；车辆可以自主完成减速、变道、超车、躲避障碍等一系列操作，缓解交通压力，提升出行效率。

2.2.3 智慧公共安全

公共安全一直是智慧城市建设的主线，尤其是自2020年新冠肺炎疫情爆发以来，公共安全防护治理体系再度成为社会聚焦的热点。疫情防控的需求加速了物联网、人工智能、大数据分析以及基于地理信息系统的追踪类应用软件的使用，展现了高新技术的价值和贡献。如为抗击疫情作出巨大贡献的手机健康码，就是基于5G大数据研发而来，可以准确给出14天内手机用户的出行情况，以便于及时发现密切接触者，实现数字化精准防控，保证了疫情时期中国社会的正常运转。同时，大型公共事件反过来也会对智慧城市下一阶段发展的优先级产生影响，如城市韧性、城市生态、公共安全防护等。

2.2.4 城市信息模型（CIM）构建进入信息化时代之后，除物理世界、社会文明世界之外，还诞生了存在于信息网络中的第三元虚拟世界。第四次工业革命发展的一个重要方向就是实体世界与虚拟世界的融合，即数字孪生技术，基于数字孪生城市理念的城市信息模型（CIM）就是其在城市方面的应用分支。CIM的提出，有利于形成物质城市和数字城市同生共存、虚实交融的局面，保障物理世界的有序运行，实现城市管理的可视化、精细化、智慧化。自CIM提出以来，我国各地积极响应。2018年11月，住房和城乡建设部将北京城市副中心、雄安新区、广州、南京、厦门五城列为第一批CIM试点城市，以城市空间数据信息为基础，在虚拟世界中全方位、全系统、全流程地整合城市地上地下、室内室外、历史现状未来等多维度多尺度的数据要素，并随物理世界城市发展中的问题和需求一同更新，形成一个不断进化的完整生态系统，真正实现全方面、各环节的“全周期性”一体联动，为数字时代城市的转型升级提供了宝贵经验。

3 应对：第四次工业革命影响下的城市因应之道

第四次工业革命带来了智慧城市理念，推动城市发展进入了“万物皆数”的智慧时代，大数据、人工智能等高新技术被广泛应用于基础设施、交通管理、公共服务等城市生活的方方面面，对交通拥堵、环境污染等城市问题起到了缓解作用，改变了城市的发展模式。但我们不得不反复重申的一个观点是，当下中国的城市空间，尤其是城市公共空间在智慧化建设方面还非常薄弱。政策层面，智慧城市仍然存在规划不够清晰，建设不够理性，碎片化、孤岛化现象严重等问题。技术层面，重信息技术应用，轻社会人文关怀，忽视了与其他学科的交叉合作。空间层面，以移动互联网为依托的网络社会的崛起使得城市的空间地域性被削弱，市民对于实体空间的依赖性下降，传统城市空间正处于巨大的危险之中。人文层面，一方面，城市空间缺乏与自然生态和历史文化的互动衔接，对人的吸引力不足，忽视了人的情感需求，人对城市空间的认知仅停留在信息化的单维体验，导致了城市的破碎与疏离；另一方面，公众对于智慧城市相关理论知之甚少，城市建设参与度不高。

3.1 政策层面：坚持因城施策

城市本身的特征和城市居民的愿景是规划智慧城市的重要指标。正如习近平总书记在全国网信工作会议上提到的：“要以人民为中心，实现民生服务便捷、社会治理精准、社会经济绿色、城乡发展一体、网络安全可控的智慧城市。”在进行智慧城市规划时，要从居民的愿景出发，结合城市自身的地域特色，以人的需求为导向，选择合适的规划路径，实现城市可持续发展。以北京和杭州为例，北京作为首都，其政府作用力较强，因而采取政府主导、市场参与、多方合作的自上而下的智慧城市建设模式；杭州作为电商之都，则由当地知名企业阿里巴巴牵头，政府配合制定整体规划，是一种自下而上发展模式（图5）。

图5 北京及杭州智慧城市发展模式对比

3.2 技术层面：正视技术应用

对于智慧城市的设计，不能盲目期待技术向善，放任技术凌驾于社会与人文之上，也不能全盘否定技术，与技术发展潮流背道而驰，而是应该面向用户需求，从多学科交叉的角度制定适宜的技术选择，并充分考虑其是否与城市的建设目标和城市居民的长远利益相匹配。正如米切尔所说：“由于新的技术系统是一个相当复杂的社会结构，我们必须要了解不断涌现出来的各种选择，仔细选出我们的目标，并将其建设好。”举个例子，近年来，玻璃幕墙、LED等新技术在建筑表皮上的应用令如今的城市立面充满了科技感，但在这背后巨大的能源浪费和光污染等问题亟须正视和解决。

3.3 空间层面：实现城市共享

随着信息技术日新月异的发展，共享思维已逐渐成为全社会的共识，在智慧城市的推进中，共享也是十分重要的一环。城市中错综复杂的围墙与门禁系统意味着社会的冷漠与疏离，要实现城市共享，就要破除这种传统城市空间封闭的非共享性思维，让公共空间融入城市；同时依托移动互联网打造虚拟共享系统，人们依靠便携的智能设备便可以随时随地实现与城市公共空间的连接，创造真正无障碍共享的智慧城市空间。例如成都远洋太古里，它的街巷与城市道路无缝对接，采用无中心的松散空间结构，顺应城市肌理，努力还原城市生活的完整性和连续性，主张把城市还给城市，实现了真正的“城市共享”。

3.4 人文层面：增加人文关怀

在移动互联网闪电般的入侵下，人们在城市实体空间获得的乐趣逐渐被取代，如果城市再不及时反思在发展过程中对于人文关怀的忽视，建立城市空间与人身体的物质联结，增加城市空间对人的吸引力，我们的城市将会面临空前的生存压力。因而在智慧城市的建设中，更要关注社会和人文，以人的需求为导向，结合地域特色，基于现有建成环境，直击人们生活中的痛点进行智慧化建设，实现人、技术、社会与城市的协同发展。例如，在中国常态化疫情防控工作中，老年人因为不熟悉智能设备，无法申请健康码而出行受阻的问题被多次报道，相关部门在出台政策时应采用更具针对性和易用性的手段，尽最大努力照顾老年人的诉求，实现全年龄段的人文关怀。与此同时，还要增强城市居民对城市生活的参与度，除了政府部门、技术专家和商业公司外，城市居民的参与对于智慧城市的建设也是十分重要的。例如可以通过智慧APP辅助建立城市空间问题报告与反馈机制，使居民也可以无缝参与城市建设。

4 结语

纵观历史，技术革命推动了城市的发展，影响了城市的功能、形态与结构，不断更新和重构着城市系统，城市的数量、规模、格局以及人们的生活方式、时空体验等都在发生着巨大的改变。然而，对技术的过度重视导致城市出现了自然环境失态、技术环境失序、人文环境失衡等问题，建立技术与人文之间的动态平衡成为城市健康与可持续发展的前提。在此基础上，第四次工业革命影响下的城市呈现出技术与人文相协调和智慧化的趋势。尽管中国目前的城市发展在人文化和智慧化等方面取得了显著进步，但仍存在许多待解决的问题，我们应该不忘城市建设的初心，以人为本，坚持因城施策、正视技术应用、实现城市共享、增加人文关怀，促进城市的良性演进，让城市在新技术的加持下更加富有魅力。