智慧城市公共環(huán)境設(shè)施設(shè)計(jì)研究進(jìn)展及其應(yīng)用

李媛 董偉 朱安妮

摘 要：城市智慧公共設(shè)施是智慧城市功能的重要物質(zhì)載體和交互窗口，其設(shè)計(jì)策略是城市規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)交叉關(guān)注的重要課題。綜述了近年來(lái)國(guó)內(nèi)城市智能公共設(shè)施設(shè)計(jì)策略的研究情況，總結(jié)了其創(chuàng)新設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并以此為基礎(chǔ)，針對(duì)榆林市創(chuàng)業(yè)大街智慧公共設(shè)施設(shè)計(jì)提出了應(yīng)用原則和措施。

關(guān)鍵詞：智慧城市;城市公共環(huán)境;設(shè)施設(shè)計(jì);創(chuàng)業(yè)大街;本土文化

基金項(xiàng)目：本文系榆林市2019年科技計(jì)劃項(xiàng)目“智能公共環(huán)境設(shè)施設(shè)計(jì)在榆林創(chuàng)業(yè)大街建設(shè)中的應(yīng)用研究”（2019-125）研究成果。

近年來(lái)，5G、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能傳感器等新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)和迭代。在這一背景下，數(shù)字城市、智能城市、智慧城市、未來(lái)城市及類似新概念被不斷提出。城市公共環(huán)境設(shè)施作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)人與物質(zhì)環(huán)境相互作用的要素和重要載體，天然地受到城市發(fā)展的影響。如何深度認(rèn)知智慧城市對(duì)城市公共設(shè)施發(fā)展的影響，定位城市公共設(shè)施的新時(shí)代功能坐標(biāo)與設(shè)計(jì)策略，成為環(huán)境設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃相關(guān)領(lǐng)域?qū)W界、產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)課題。

一、智慧城市公共設(shè)施研究現(xiàn)狀

以智慧公共設(shè)施、智能公共設(shè)施等為關(guān)鍵詞在知網(wǎng)進(jìn)行檢索，共獲取相關(guān)研究文獻(xiàn)一百余篇，剔除與智慧公共環(huán)境設(shè)施設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性較弱的文獻(xiàn)后共有四十四篇。從整體上看，相關(guān)文獻(xiàn)可以分為智慧城市公共設(shè)施設(shè)計(jì)策略、智慧公共設(shè)施單品設(shè)計(jì)兩個(gè)層面。

一是智慧城市公共設(shè)施設(shè)計(jì)策略。李文嘉等學(xué)者[1]在新媒體視角下智慧城市公共設(shè)施的設(shè)計(jì)構(gòu)建研究中，以新媒體發(fā)展為視角，以智慧城市公共設(shè)計(jì)的案例為具體研究載體，并從交互性、智能性、通識(shí)性和文化審美性四個(gè)方面提出了智慧城市公共設(shè)施設(shè)計(jì)的基本原則。學(xué)者王成[2]在《智慧城市理念下的城市公共設(shè)施設(shè)計(jì)研究》一文中，在闡述我國(guó)智慧城市建設(shè)中公共設(shè)施設(shè)計(jì)概況的基礎(chǔ)上，從藝術(shù)設(shè)計(jì)與技術(shù)分析結(jié)合的角度探索了將智慧城市思想注入城市公共設(shè)施設(shè)計(jì)的途徑，從而提升城市智慧公共設(shè)施的連通性、智能性、藝術(shù)性和文化性。孫冠東[3]在其碩士論文《智慧城市情境下公共設(shè)施服務(wù)設(shè)計(jì)研究》中探討了基于利益相關(guān)者視角的公共設(shè)施服務(wù)設(shè)計(jì)，提出了公共設(shè)施服務(wù)設(shè)計(jì)的功能性、使用性和關(guān)懷價(jià)值三原則，并提出了應(yīng)首先建立從產(chǎn)品層面到服務(wù)層面的設(shè)計(jì)目標(biāo)，進(jìn)而構(gòu)建公共設(shè)施服務(wù)系統(tǒng)框架，并完善對(duì)公共設(shè)施的全生命周期管理的三個(gè)設(shè)計(jì)策略。李正軍等學(xué)者[4]在《智慧城市趨勢(shì)下的城市公共設(shè)施創(chuàng)新》一文中，概述了智慧城市的發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)了城市公共設(shè)施創(chuàng)新面臨的問(wèn)題，以此為基礎(chǔ)從服務(wù)創(chuàng)新的角度指出，城市公共設(shè)施設(shè)計(jì)的理念應(yīng)從原有的功能與形態(tài)結(jié)合思想，轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)、交互、體驗(yàn)、智能、審美和功能多元化相結(jié)合的服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，從管理創(chuàng)新上提出了智能化、精細(xì)化、集約化的管理結(jié)構(gòu)模型，從設(shè)計(jì)創(chuàng)新維度提出了智能化、信息化、便利化、可視化、互動(dòng)化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模型，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了城市公共設(shè)施創(chuàng)新模型。周波[5]在其博士論文《基于未來(lái)智慧城市愿景的城市家具設(shè)計(jì)研究》中，首先構(gòu)建了未來(lái)智慧城市愿景和其背景下的分階段未來(lái)城市家具愿景，進(jìn)而建立了智慧家具設(shè)計(jì)理論體系，并構(gòu)建了“人、事、物、技、文、場(chǎng)、境”為系統(tǒng)要素相互作用下的家居設(shè)計(jì)應(yīng)用理論體系。

二是智慧城市公共設(shè)施單品設(shè)計(jì)。學(xué)者高雅探討了智慧路燈在滿足實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)控制、信息交互、方便出行等多元功能的基礎(chǔ)上，還應(yīng)關(guān)注產(chǎn)品在使用過(guò)程中如何建立良好的人與產(chǎn)品互動(dòng)、人與場(chǎng)景互動(dòng)、產(chǎn)品與場(chǎng)景互動(dòng)的關(guān)系。崔楊峰等[6]學(xué)者在《智慧燈桿設(shè)計(jì)改造策略研究》中提出了智慧燈桿設(shè)計(jì)中的“多桿合一”概念，核心是在功能上整合充電樁、LED屏幕、氣象監(jiān)測(cè)、治安監(jiān)控等多樣化功能，以實(shí)現(xiàn)道路公共設(shè)施集中化、節(jié)約化和智能化。虞建中[7]在《智慧城市公共設(shè)施造型設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐》一文中以某智慧城市景點(diǎn)導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、某高清攝像頭設(shè)計(jì)等為例，探討了智慧城市公共設(shè)施的藝術(shù)性、人文性和人機(jī)交互性及個(gè)性化服務(wù)等。

綜上所述，國(guó)內(nèi)不同學(xué)者在解讀智慧城市發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，從不同維度對(duì)智慧城市公共設(shè)施展開(kāi)了研究，并以學(xué)者周波等為代表初步建立了智慧公共設(shè)施設(shè)計(jì)理論和應(yīng)用理論，積累了一些設(shè)計(jì)案例，這些研究進(jìn)展為智慧公共基礎(chǔ)設(shè)施在榆林創(chuàng)業(yè)大街的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

二、公共環(huán)境設(shè)施設(shè)計(jì)在榆林市的發(fā)展和應(yīng)用

近幾年，榆林市在推動(dòng)區(qū)域科技創(chuàng)新方面取得了顯著成效，在多個(gè)領(lǐng)域走在了陜西省前列。榆林創(chuàng)業(yè)大街公共環(huán)境設(shè)施設(shè)計(jì)在榆林創(chuàng)業(yè)大街建設(shè)中不作為盈利環(huán)節(jié)，主要關(guān)注人—行為—智能技術(shù)—空間環(huán)境之間的交互關(guān)系，并在設(shè)施形態(tài)與功能創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，更多地考慮公共設(shè)施服務(wù)系統(tǒng)化、智能化、功能多元化、管理集約化。研究目的是為創(chuàng)業(yè)者營(yíng)造開(kāi)放、輕松、便捷的空間環(huán)境，積極完善城市功能，最終讓創(chuàng)業(yè)大街的公共設(shè)施達(dá)到藝術(shù)化、科技化、人性化與認(rèn)同化的高度統(tǒng)一，以期滿足人們的功能需要，又滿足人們的精神需要，提升公共設(shè)施與市民之間的交互體驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)綠色能源設(shè)計(jì)和低碳設(shè)計(jì)，促進(jìn)榆林雙創(chuàng)文化傳播，為建設(shè)科技城市作出貢獻(xiàn)。

（一）智慧公共環(huán)境設(shè)施設(shè)計(jì)在榆林創(chuàng)業(yè)大街中的應(yīng)用原則

1.藝術(shù)文化性原則

榆林創(chuàng)業(yè)大街智能環(huán)境公共設(shè)施設(shè)計(jì)與榆林城市的歷史、文化息息相關(guān)。尋找城市歷史與文化象征性的元素，作為城市名片融入公共設(shè)施的造型設(shè)計(jì)之中，是藝術(shù)文化性原則的重要體現(xiàn)。榆林是一座充滿北方質(zhì)樸氣息的城市，將城市地域文化進(jìn)行解構(gòu)分離、重新組合、加工提煉，生成凝練的、具有代表性的地域文化要素，從傳統(tǒng)窯洞民居建筑到當(dāng)代建筑、城市整體色彩都呈現(xiàn)暖色調(diào)。色彩研究?jī)?nèi)容主要綜合考量榆林城市自然景觀特點(diǎn)，從城市主體建筑、輔助藝術(shù)品、城市流動(dòng)色彩等方面進(jìn)行分析研究，并融入信息技術(shù)和高科技帶來(lái)的新形式，用音樂(lè)、激光、電子圖案、科技材質(zhì)與肌理等造型元素塑造智慧城市特色與形象。

2.易用性原則

公共設(shè)施的主要目的是服務(wù)，榆林創(chuàng)業(yè)大街智能公共環(huán)境設(shè)施設(shè)計(jì)除了滿足基本的功能性外，還要注重易用性的造型設(shè)計(jì)。易用性直接決定了設(shè)施的使用頻率和存在意義。要滿足易用性要求，必須先明確其語(yǔ)意，使產(chǎn)品的造型、色彩、形式等具有通讀性、親切感，能夠讓公眾普遍理解產(chǎn)品的使用功能與意義。

3.智能性原則

伴隨大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日趨完善，各類設(shè)施普遍安裝連接大數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算平臺(tái)的處理器，輔助這些設(shè)備融入榆林公共設(shè)施設(shè)計(jì)智能信息體系。人與智能設(shè)施的交互需求隨著物質(zhì)及精神文化、生活品質(zhì)的提高而不斷增長(zhǎng)。榆林創(chuàng)業(yè)大街中智能化公共設(shè)施設(shè)計(jì)，從城市文化角度設(shè)計(jì)人機(jī)造型，將城市建筑物群、民俗本土文化、特有動(dòng)植物、農(nóng)作物等作為“符號(hào)”進(jìn)行造型設(shè)計(jì)。形態(tài)直觀、簡(jiǎn)潔，使公眾產(chǎn)生高度的認(rèn)同感，并可以通過(guò)掃描公共場(chǎng)所主要設(shè)備的二維碼，或通過(guò)指紋識(shí)別、人臉認(rèn)證等達(dá)到人機(jī)互動(dòng)和實(shí)現(xiàn)授權(quán)使用。

4.環(huán)境性原則

榆林創(chuàng)業(yè)大街智能公共設(shè)施的造型應(yīng)該很好地協(xié)調(diào)與融入所處環(huán)境。如公交車站臺(tái)、智能路燈、公園座椅等的造型、色彩，應(yīng)該與城市周圍建筑群、景觀植物相呼應(yīng)，應(yīng)與整體的公共交通系統(tǒng)、公園環(huán)境系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)。

5.人文關(guān)懷性原則

設(shè)計(jì)必須把人作為主體，注重人文關(guān)懷，同時(shí)關(guān)注人在體驗(yàn)公共設(shè)施過(guò)程中的反應(yīng)。公共設(shè)施的設(shè)計(jì)不僅要尊重人的生理強(qiáng)度和心理強(qiáng)度，關(guān)注人的精神和行為活動(dòng)，綜合考慮環(huán)境差異、地域文化等因素，還要挖掘人潛在的意愿，實(shí)現(xiàn)公共設(shè)施設(shè)計(jì)的可參與性，發(fā)揮好公共設(shè)施給人便利、撫慰身心的作用。

6.生態(tài)性原則

綠色環(huán)保是當(dāng)今社會(huì)所提倡的，各行業(yè)都踐行這一理念。公共設(shè)施作為城市名片，關(guān)系城市未來(lái)發(fā)展，自然也對(duì)綠色化設(shè)計(jì)有著強(qiáng)烈要求。榆林創(chuàng)業(yè)大街中智能化公共設(shè)施設(shè)計(jì)也應(yīng)以綠色設(shè)計(jì)理念為主導(dǎo)，減少資源損耗，降低設(shè)計(jì)成本，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的消極影響。

（二）智慧公共環(huán)境設(shè)施設(shè)計(jì)在榆林創(chuàng)業(yè)大街中的應(yīng)用措施

課題以上文的設(shè)計(jì)原則為基礎(chǔ)，以發(fā)展榆林“雙創(chuàng)”文化、建設(shè)智慧科技城市、優(yōu)化“雙創(chuàng)”生態(tài)等為目標(biāo)，建議采取以下應(yīng)用措施。第一，在創(chuàng)業(yè)大街引入智能座椅、智能燈桿、智能公廁等城市家具，引入人臉識(shí)別系統(tǒng)，集成各類創(chuàng)新科技功能。本項(xiàng)目應(yīng)充分考慮科技因素，將公共設(shè)施為人服務(wù)的功能性發(fā)揮到最大，同時(shí)加強(qiáng)互動(dòng)交流，美化環(huán)境，使科技結(jié)合設(shè)計(jì)更好地服務(wù)現(xiàn)代生活。第二，對(duì)創(chuàng)業(yè)大街公共空間照明設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，打造與科技創(chuàng)新定位相協(xié)調(diào)的城市形象。課題建議從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)入手，通過(guò)大數(shù)據(jù)思維、智能互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，更科學(xué)合理地對(duì)照明對(duì)象與實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性高的規(guī)劃布局設(shè)計(jì)，增強(qiáng)榆林城市感染力。第三，推進(jìn)城市大腦建設(shè)，提升城市運(yùn)行效率，為公眾提供全新的智慧城市體驗(yàn)。方案應(yīng)以智慧技術(shù)和理念為導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)榆林智慧城市公共設(shè)施的建設(shè)和智慧城市的服務(wù)功能，使公眾獲得個(gè)性化、多元化的城市服務(wù)。第四，智慧公共設(shè)施的規(guī)劃布局和管理維護(hù)。創(chuàng)業(yè)大街管理者可通過(guò)街區(qū)全面覆蓋網(wǎng)絡(luò)與智能公共設(shè)施的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)街區(qū)公共設(shè)施全方位管理、維護(hù)。將LED 設(shè)施與基礎(chǔ)型設(shè)施（路燈、垃圾桶等）結(jié)合，在導(dǎo)覽屏中查看街區(qū)實(shí)景地圖，方便街區(qū)管理并優(yōu)化使用者使用感受。第五，創(chuàng)業(yè)大街智能公共設(shè)施的文化轉(zhuǎn)譯。智能公共設(shè)施設(shè)計(jì)結(jié)合榆林歷史文化和城市建筑特色，進(jìn)行智能化公共設(shè)施建設(shè)，凸顯榆林智慧城市發(fā)展的核心特色。

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作者單位：

西安工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與傳媒學(xué)院