城市触媒的城市设计语义网络策划分析

 

董   君  邹广天

摘要城市触媒是城市中的催化剂，激发其他城市要素的反应。有效地利用城市触媒能够提高城市设计策划的效果。本文通过一个微观案例，在城市设计策划阶段利用语义网络这一形式化工具，对城市触媒进行实验性的解析。基本思路就是把城市触媒构建成语义网络模型，通过模型对触媒作用及效用进行分析、比对，对城市设计策划提供一个量化依据，辅助决策工作和策划方案调整。通过这次尝试，为城市设计工作提供一种新的思路和方法。

原文摘要

一、城市触媒理论

美国学者韦恩·奥图（Wayne Atton）和唐·洛 干（Donn Logan）1989年在《美国都市建筑—城市设计的触媒》一书中提出了“城市触媒” （urban catalysts）的概念，这些触媒在城市中会不同程度地对周边或其他城市要素产生各种各样的 作用。这一概念后来传播到我国，此时恰逢我国的市场经济处于发展期，具备了城市设计发挥作用的空间，国内学者紧接着提出了相应的“城市触媒理论”。

二、城市设计策划与语义网络方法

1. 城市设计策划

伴随20世纪60年代出现的“系统规划理论”和“理性过程理论”，人们开始对城市设计所局限的“物质空间设计”进行了反思，对于城市设计的认识虽然众说纷纭，但伴随城市的发展，城市设计的内容以及对城市设计的认识也在逐渐进步。当今城市设计所面临的问题无论在维度上、层面上、范围上还是在技术上都变得日益综合复杂，人们早已意识到城市设计已经超出了空间和美学的范畴。正如乔纳森·巴奈特说的：“一个良好的城市设计绝非是设计者笔下浪漫花哨的图表与模型，而是一连串都市行政的过程，城市形体必须通过这个连续决策的过程来塑造。因此城市设计是一种公共政策的连续决策过程，这才是现代城市设计的真正含义。”所以，从城市设计的本质上讲，最起码包含了策划和决策过程。“自从有了城市就有了城市设计”，那么同样，有了城市设计就有了城市设计策划。

2. 语义网络方法

针对触媒理论，国内学者曾提出基本的操作步骤，包括预测影响因素、构造分析矩阵、制定评估对策三个方面。其中的“构造分析矩阵”就体现了一种对于城市触媒科学理性分析的主张。本文在此基础之上将对于触媒理论应用一种形式化的方法，即语义网络法，也就是通过语义网络构建一个具有一定逻辑关系城市设计策划的问题模型，可以提供相应的分析矩阵，通过相应的关系量化分析，对触媒作用做一次城市设计策划尝试。

3. 类似的形式化方法

在城市设计领域，设计师也经常运用类似方法来进行分析和策划，具体表现为一些分析图或辅助思维和交流的草图。在图中，功能区和空间节点被表达为抽象的概念节点，之间的关系被表达为一种泛化的关联模式，可以姑且称之为空间语义网络。这种类似方法还包括建筑师常用的“气泡图”等方法，也可以说建筑师、规划师早已经有意或无意地应用了类似语义网络的方法。

三、某社区城市触媒的城市设计策划分析

1. 某社区设计的前期策划分析

在一次哈尔滨某社区城市设计项目中，有一项任务是提高社区生活活力、环境品质，为该处居民提供足够的休闲娱乐场做。这个社区 为20世纪八九十年代形成的，标准比较低，缺乏规模的公共绿地和公共活动场所作为社区中心，综合生活质量有待提高。整个区域内很难找到规模相当的地块来做公共绿地，但在社区附近有一个与内河相邻的带状地块，与对岸的开放式公园相对而望，能够形成一个“离心式”的社区户外公共活动场所，另外内河对面有一个面积较大的水域，自然景观和人工景观条件较好。

2. 触媒作用的语义网络模型

广义地讲，任何一个城市设计的要素都可能成为城市触媒，对城市都会产生或潜或显、或多或少的触媒作用，上述三个实体要素也是如此。

比如，我们在该地段建造一个休闲广场，由于该社区没有专门的休闲活动场地，组团绿地仅能承载部分休闲活动行为，所以休闲广场引发休闲活动是必然的，这种作用其实就是一个触媒作用，而休闲广场也就成为了触媒。当然我们也能想象，休闲活动的产生为社区居民的社交提供了一种可能，休闲活动与社交行为之间存在着一种天然的关联，这在杨盖尔的“交往空间”一书中能够得到肯定。除此之外，这些活动也能在一定程度上促进社区防卫、形成特定的活动景观，并提高社区活力，于是触媒作用所产生的结果也可能成为新的触媒，并形成触媒作用的关系链。如果上述分析具有一定的逻辑性，那么我们 就能为其构建一组语义网络模型。

3. 量值公式与矩阵分析

通过静态或孤立的邻接矩阵直接得出的触媒作用总量值是缺乏客观性的，是没有意义的，不过通过矩阵得出的单个因素触媒作用量值相对合理。因为如果我们过度关注某一因素及其子因素并通过模型赋值，其总量的绝对值是会直线上升的，这在“休闲广场”与“主题广场”触媒作用的比较中可以发现这种现象。所以，对于触媒作用的深度值和广度值的计算还应该考虑触媒子节点的数量，得出平均深度值和平均广度值。这里，我们参考句法论中相关的公式，应用到触媒作用的各种量值计算。

四、复合触媒作用的比较分析

1. 复合模型及其量值

首先我们把休闲广场、主题广场与商业步行街结合到一起，作为 两个复合触媒来考虑，即A∪B与A∪C。 可以看到，A与B的复合产生了新的关系，比如kj和dh。组合产生了新的触媒模型，从化学反应来看触媒作用一定不是简单的代数形式的加减，有时这种组合抑制或削弱了某些触媒作用，有时会激化某些触媒作用，甚至产生新的触媒，或者引起一些触媒要素的消失，比如商业步行街所需要的休息场所或设施，就可能会因为休闲广场的存在而不再单独设置。

2. 分析与决策

得到了参考量值之后，我们要依据这些数据对策划进行调整或进行决策工作。下面我们对两组数据做一个比较分析。我们发现复合之后的触媒作用发生了戏剧化的转变，A∪B的平均深度值和平 均广度值均优于A∪C，另外除了最广链广度稍弱之外，其他指标均优于或等于A∪C。假如此次城市设计策划目的之一是要通过城市触媒激发或产生若干良性结果，那么通过上述分析可以对策划方案的调整做出指导，对决策提供明确的依据。

3. 触媒模型的对称性

仅从局部数据得出的结论都是静态的、孤立的，如果我们把上述语义网络模型投入到更大的城市范围去考量，那么所得到的结论也许会大相径庭。这就像在做建筑设计时要有城市观念、在做局部城市设计时考虑更大范围的城市问题一样，也只有这样城市设计才能保证接近合理，具备更大程度的逻辑性和科学性。为了进一步完善这一方法，所以我们还要谈另外一个问题，就是触媒模型的对称性问题。

五、结语

这是对触媒理论在城市设计策划领域的一次“形而上”的尝试。客观地讲，此次尝试的可靠性有赖于语义网络模型的客观和准确。本文所做的初次尝试难免会存在一些问题和缺陷，但任何一种方法的产生和完善都需要更多人的参与和努力，绝非一己之力能够完成的。

这次试验可以说是对经验性判断的一种理性操作，并不排斥经验性、主观性，在人工智能的参与下还能为复杂思考腾出更多的空间。此方法在处理城市触媒在城市设计策划的作用时，关于触媒模型的构建其实是一种假设或者约定，如果存在争议可以进行进一步完善和调整，理论上讲这种经验性模型是不可能穷尽事实或真理的，这种形式化方法的目的之一是希望在一定程度上加强策划的公平性和循证性。

为了完善此方法，暂时能够想到的后续需要补充的研究包括：模型赋权的层次分析法，用以解决模型要素关系链的权重问题；多阶段群体满意策划方法（已发表相关论文），用以解决触媒要素关键度问题，以及不同决策主体的专业能力、喜好、利益诉求等在不同策划阶段所起作用程度的问题；级别不劣于关系多属性决策方法，用以解决得出触媒作用不相容多量值（如美观和造价）情况下的决策问题。

以上内容节选自《城市触媒的城市设计语义网络策划分析》一文，更多内容详见：http://urbandesign.tsinghuajournals.com/CN/Y2014/V1/I1/149

邮件投稿：urbandesign@tsinghua.edu.cn

网址：http://urbandesign.tsinghuajournals.com清华大学建筑学院《城市设计》编辑部地址：北京市海淀区清华大学建筑学院南220邮编：100084电话：86 10 62797918 传真：86 10 62770314