智慧城市建设离不开科学的城市规划和完善的顶层设计,城市的部件、事件可以在计算机中直观地反应出来,能够对城市的物流、人流、信息流进行集中而有效的控制和管理。利用计算机技术实现城市数字化、智慧化是城市管理者、规划部门、企业、城市居民所共同关心的问题,城市仿真技术作为智慧城市的支撑技术之一。

  城市仿真是将虚拟现实技术应用在城市规划、建筑设计等领域。近几年,城市仿真在国内外已经得到了越来越多的应用,其前所未有的人机交互性、真实建筑空间感、大面积三维地形仿真等特性,都是传统方式所无法比拟的。

  由于城市规划的关联性和前瞻性要求较高,城市规划一直是对全新的可视化技术需求最为迫切的领域之一。从总体规划到城市设计,在规划的各个阶段,通过对现状和未来的描绘(身临其境的城市感受、实时景观分析、建筑高度控制、多方案城市空间比较等),为改善人居生活环境,以及形成各具特色的城市风格提供了强有力的支持。规划决策者、规划设计者、城市建设管理者以及公众,在城市规划中扮演不同的角色,有效的合作是保证城市规划最终成功的前提。城市仿真技术为这种合作提供了理想的桥梁,运用城市仿真技术建立的城市仿真应用系统能够使政府规划部门、项目开发商、工程人员及公众在一个统一的平台上,可从任意角度,实时互动真实地看到规划效果,更好地掌握城市的形态和理解规划师的设计意图,这样决策者的宏观决策将成为城市规划更有机的组成部分,公众的参与也能真正得以实现。这是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至动画等所不能达到的。
  现代城市必须利用各种现代技术(大数据,云计算,IT信息化等等)管理好城市的所有数据,城市仿真技术应该是基于这种数据的现代化管理,寻找具体城市发展时,在经济,政治,生化,文化,气象,水文等各方面的规律和特点,预测具体城市在各方面的发展趋势,将各方面的仿真和预测进行融合,进而运用现代可视化技术(动画,大屏幕,圆顶投影,全息三维投影等)展现这些结果,加深城市管理者对于城市的理解,并成为他们决策的理性参考,提供给公众以便利,并成为公众安排生活的参考。也为发展智慧城市的初期顶层设计提供科学根据。
  基于此,智慧城市联合实验室致力于城市仿真研究,与国内外企业,大学及研究单位合作,创建城市仿真中心和系统,目的在于能够从城市规划方法切入,实施城市的各项仿真和预测,通过各项数据的管理和仿真预测技术的融合,实现城市规划的“多规融合”,科学有效地进行城市的中长期的有效的规划与顶层设计, 推动智慧城市的发展。目前重点开始了四大方面的仿真。1)计算流体力学在城市仿真方面的应用,分析城市风环境,水环境,污染物扩散等,预测各方面的突发灾害。2)交通仿真,对城市交通的发展做出预测,对规划方案进行定量的检测。3)人口的仿真。4)城市灯管系统的仿真。在对以上的仿真进行融合的同时,逐步开展和扩大其他的合作和仿真,为推动中国智慧城市的发展努力。希望有志者和我们联系合作。以下为计算流体力学在城市仿真方面的应用案例。











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