在世界上最大的城市東京，城市規劃 是一項棘手的工作。都會區的密度 —— 地球上每 200 人中就有一個，擠在一個康乃狄克州大小的區域 —— 意味著對一個區域的任何改變，都可能對整個地區產生深遠的影響。
要做出可能使數百萬人進入該地區的變革，需要特別巧妙地應用地理空間思維和智慧城市規劃。
比超速子彈還快
自 2016 年以來，東京繁華的品川商業區正在建設一個新的火車站。它將成為時速 311 英里的磁懸浮（磁懸浮）列車的起點。第一期線路於 2027 年前後開通，將服務日本第四大城市名古屋。幾年後，這條路線將延伸到日本第三大大阪。
磁懸浮列車將在一個多小時內，將乘客從品川帶到大阪 —— 這是日本子彈列車同一行程的一半時間。喬治亞理工學院城市與區域規劃與建築學教授 Perry Yang，將品川站稱為「70-70 門戶」，為擁有 7000 萬人口的地區提供 70 分鐘的旅程。
實際上，磁懸浮列車將拉近 7000 萬人的距離。對於他們來說，Perry Yang預測該專案將壓縮空間和時間的概念，對城市形態、功能和體驗產生深遠的影響。一輛新火車帶來的所有這些變化，將使已經快速的鐵路旅行變得更快，人們如何開始預測和計劃它，將對城市環境產生的影響？
一個活生生的試驗台
對於 Perry Yang 來說，採用數據驅動的方法，使用地理資訊系統 (GIS) 軟體，在位置環境中可視化和分析假設場景非常重要。
Perry Yang 指導橋址亞理工學院的生態城市實驗室，該實驗室是東京智慧城市工作室的總部。該項目與東京大學城市工程系的 Akito Murayama、慶應義塾大學的 Yoshiki Yamagata，以及位於日本筑波的全球碳專案辦公室合作運行。
該工作室包括在建築、城市設計、GIS，以及城市和區域規劃方面攻讀高級學位的喬治亞理工學院學生。每年，他們都使用 GIS 探索智慧城市概念，為東京都市區的一小部分制訂規劃建議。
2020 年，東京智慧城市工作室，開始對新磁懸浮車站周邊區域進行考察。初步估計顯示，該航站樓每天可以額外吸引 100 萬人前往品川東社區。
新的湧入將需要更多的零售商、住房、酒店、公園和步行區，以及增加的城市服務。它將給道路帶來進一步的壓力，並增加附近東京羽田機場，和現有品川火車站周圍的交通量。
東京智慧城市工作室的學生，預計將創建一個總體規劃和設計框架，重點是到 2040 年使該地區實現碳中和。GIS 提供了一種模擬各種提案，和提出最終提案的方法。
地方製造者
東京智慧城市工作室的跨學科性質，反映了 Perry Yang 對新興城市設計領域的方法。城市規劃和建築方法相結合，城市設計師對城市採取系統工程方法。
在這種觀點下，城市就像動態的有機體，由不斷變化的人類流動組成，經常使用 GIS 來模擬這些流動。一個關鍵概念是場所營造，基於對居住在空間中的人們，如何使用它的密切觀察和分析做出決策。
所有設計圖片均由東京智慧城市工作室 2017-2021、喬治治亞理工學院城市與區域規劃學院和建築學院以及東京大學城市工程系提供。
對於許多城市設計師來說，場所營造包括一個地理設計框架，即對大量相關地理資訊的仔細閱讀。他們使用物聯網連接的智慧技術，收集城市流量數據，並使用基於 GIS 的城市環境數位雙胞胎，對這些流量進行建模、分析和可視化。
「我們理解城市的方式與以前的傳統方式有很大不同，」 Perry Yang 說。傳統建築師只在眼前的環境中看待項目，他解釋說：「使用像 GIS 這樣的計算工具，我們有更大的能力以系統的方式理解數據和資訊。」
城市邊緣的新城市
究竟是什麼讓智慧城市變得智會尚待解釋。從城市設計的角度來看，Perry Yang 看到了兩種基本模式。
一種是將智慧技術直接嵌入到城市環境中。連接物聯網的感測器即時測量流量，可以讓城市根據居民的需求進行改變。另一種是使用數據、分析和 GIS 來預測未來的變化，並做出相應的計劃。
第一個想法在 2016 年東京智慧城市的首個專案中很突出，該專案涉及浦和美園，這是一個距離東京市中心 45 分鐘火車車程的主要農村地區。浦和美園有一個被選為 2020 年夏季奧運會場地的足球場。
預計未來的成長，地方政府在體育場附近，指定了一個三平方公里的區域，做為智慧技術的試驗區。附近的埼玉當地政府，創建了 Misono 城市設計中心 (UDCMi)，這是一個管理該地區智慧城市專案的公私合作夥伴關係。UDCMi 在該區域周圍建立了物聯網感測器網路，包括家庭、建築物、路邊和購物區。
「我們如何使大數據分析和決策民主化，是 21 世紀智慧城市在努力創造永續、有彈性和社會包容性環境時，將面臨的最大挑戰之一， 」Perry Yang說。「Urawa Misono 提供了一個社區驅動的模型，將數據用於提高行動性和效率的應用，同時減輕能源短缺和洪水等風險。」
隨著社區的發展，綾瀨川沿岸的洪水風險，將因氣候變化、稻田和農田的喪失，以及該地區的碗狀地形而加劇。蓄水池中的物聯網設備，現在形成了一個自動洪水預警系統。
東京智慧城市工作室與 Saitama 和 UDCMi 合作，為該區域提出了幾個專案。一個想法涉及情境公共空間。放置在足球場附近空間的感測器，可以監控它們的使用情況，使它們能夠在停車場和公共運動空間之間轉變。智慧路燈系統可以測量塞車情況，根據需要打開和關閉燈。
使用高級分析重新構想未來社區
Urawa Misono 的想法，不僅限於未來的物聯網場景。學生們還考慮了各種增加步行能力，和鼓勵替代交通方式的方法。他們將建築新陳代謝的原則 —— 一種強調結構有機適應性的戰後日本運動 —— 應用於該鎮火車站的分層公共空間系統。
但總的來說，這些與物聯網相關的想法，在浦和美園計劃中，比在品川計劃中更為突出。
東京大學城市工程系教授、東京智慧城市工作室的合作夥伴 Akito Murayama 表示：「這種具有新嵌入式基礎設施的智慧城市，實際上只適用於新開發專案或大型重建專案。」「在這種情況下，一小群人可以從零開始規劃和設計一個好的智慧城市，並安裝先進的技術。現有社區要困難得多。」
出於這個原因，涉及東京市中心根深蒂固的部分的品川專案更側重於使用智慧城市概念，做為仔細分析的手段。試圖了解磁懸浮將如何改變周邊環境，以及這些變化將如何隨著時間的推移而演變，是一項艱鉅的挑戰。
該挑戰的一部分，涉及使用 GIS 執行將城市環境與人口統計，聯繫起來的非常複雜的分析。火車將把該地區聯繫在一起，但該地區的人口，與日本其他地區一樣，正在下降。
「雖然大阪正在縮小，但東京的人口仍在增加，」村山說。「但是有一個長期的人口流失預測，老齡化是一個大問題。」
與私營企業合作
從今年開始併計劃到 2023 年，東京智慧城市工作室的下一階段將研究日本橋，這是一個位於品川以北幾英里的商業區，也是該市主要航站樓東京站的所在地。學生將與私人開發商資助的三井不動產東京大學實驗室合作，Perry Yang 希望這種合作夥伴關係，將成為未來專案的典範。
「技術正在塑造我們如何理解和設計，我們的社區和建築環境，」Perry Yang說。「城市規劃和建築專業學生的未來教育，迫切需要新的模式，來應對氣候、社會和城市挑戰。這包括我們如何將大數據分析，尤其是地理數據，整合到協作設計流程中，以使社區更具永續性、彈性和社會包容性。」
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