从空间扩张到功能转型——上海城市的更新再造

从规划学科史的视角分析比较了上海四个重要历史时期的城市总体规划,无论是从城市性质、功能定位,还是区域空间组织结构的演进,都反映出上海从增量式的城市扩张向内涵式城市更新转变的历史演进规律.前三版总体规划指引完成了建设“重要的工业基地”“奠定城市复兴的基础”“建构国际化大都市的空间框架”的历史使命,“上海2035”,则突出强调了文化向量,打造“卓越的全球城市”,并确立了“存量更新”“有机更新”的未来发展方式.文章结合上海城市更新实践,指出为应对发展转型的挑战,我们应有的思考转变方向.     

空间基因:传承中华营城理念的城市设计路径——从苏州古城到雄安新区

全球化背景下中国城市历史文脉传承的形势严峻,深入理解中华营城理念的科学内涵、研发既延续历史又面向未来发展的城市设计新路径十分必要.中华营城理念通过空间要素组合关系表达超越形态本身的社会文化意义,这些稳定的空间要素组合关系正是“空间基因”研究的关键性内容.引入空间基因解析与传承技术,可为传承中华营城理念的城市设计提供科学清晰的技术路径.本文还对该技术路径在苏州古城、雄安新区等重大工程中的成功应用进行了介绍,为其他城市的规划建设提供了示范样本.     

即述即作:城市更新语境下上海建筑师的“城市建筑学”探索

在全球化的推动下,主要都市的城市化进程由增量向存量转变,基于创新利用和场景消费的城市更新成为突出的实践领域.然而,迄今为止的正统建筑学采取了本质主义和偏重“生产-扩张”的范式,难以应对新的领域.面对这一难题,上海建筑师群体转向建筑的使用端,针对普通城市建筑的日常更新展开研究实践,提出了“向城市学习”,发展一种新的“城市建筑学”的倡议.“SHP上海计划”“小菜场上的家”“虹口1617”“定海桥地区居住建筑空间调研”是其中四个有代表性的研究案例.总结成果,主要研究者进一步提出了12条面向城市更新的宣言式建议,对正统建筑学基本命题进行了批评性的更新.与研究同步,上海建筑师群体在大量更新实践中不断摸索,总结了一系列针对性的设计策略,如:对“潜在性”效能系统的更新利用;关注中性空间的“适应性”设计;面向使用的“直接有效性”设计;关注空间冗余的“包容性”设计;关注非识别体系的“并置、混合”设计手法等.“城市建筑学”不仅回应了20世纪中叶以来西方建筑学向城市寻求“另一种建筑学”的努力,也唤起了“即述即作”的中国传统创作思维的理论潜力,可被视为一种从日常生活和文化现实出发、在建筑学科内超越现代性的批评...     

城市公共空间认知维度的转变——以上海为例

城市公共空间的迭代与更新与人们对于城市公共空间认知的演进密不可分,本文在阐释城市公共空间认知发展脉络的基础上,结合《上海市城市总体规划(2017～2035年)》(《上海2035规划》)和《上海市城市更新条例》等相关法规与政策,通过剖析大量上海实践项目在共同构建城市公共空间体系时不同的关注点与切入点,指出上海公共空间正迈向一个充满城市特质的、复合叠加的、漫游弥散的、韧性生长的人人共享之地,归纳其迭代转型趋势下认知转变的四个维度:从普适性到特质性、从单一性到复合性、从纵向结构到水平结构,以及从中立性到触媒性.     

复杂能源系统结构演化和评价的新模型

能源系统作为开放的有机整体,是一个无确定边界的、与环境耦合的实体。定义了描述该实体的新物理量,由此建立了能源系统演化和评价的新模型,对“参考情景”、“可选择情景”以及“高经济增长情景”三种模式下的中国能源系统结构演化进行了案例分析,得到了合理的结果。该模型也为一般的社会经济系统发展提供了比笛卡尔一牛顿式的机械模型和熵增的热寂模型更合理的图景。     

“涌现成本”及城市规模研究

城市聚集作用引起的“涌现”现象极大的推动了城市及所在地区的发展。本文在分析城市化过程中出现的“涌现”现象的同时进一步分析了城市因“涌现”而付出的代价,即“涌现”成本,其中包括城市基本成本、社会成本及环境成本,并试图寻找在“涌现”效益与“涌现”成本共同影响下的合理城市规模,通过结合对已有理论成果的研究对城市规模与这二者的关系进行分析找出理论上的合理城市规模。最后得出结论并结合我国城市化现状简要提出有助于我国城市化发展的借鉴性意见。     

局地气温与人为热释放关系的模型研究

近几十年来全球变暖的同时,城市局部区域普遍出现了更为突出的气温上升.城市通常是人类社会的中心,研究城市局地气温的变化规律有助于我国进行城市发展规划以减缓城市气温上升、以及更全面的认识气候变暖的原因,并能够为我国提出更合理的国际能源制度提供一定的理论支撑.局地温升与全球变暖的机理有所不同：能源消费产生的热量（人为热释放）在短期内集中于城市区域,会对局地气温产生明显的影响.基于这一观点,本文建立了结构化热力学模型,将城市局地环境划分为Human,Local,Outer三个区域,结合热力学基本定律分析了各区域热量和气温的变化规律,明确了Human区域人为热释放对城市局地气温的作用.研究表明：人为热释放对局地气温的升高起着近似线性的推动作用,人为热释放越强这种推动作用越明显.之后本文对模型研究结论进行了验证,验证研究以国家统计数据为依据,运用线性拟合外推法以及Pearson统计相关方法,对我国各省会城市以往气温与人为热释放数据进行了分析.结果表明：大部分省会城市的气温变化与人为热释放之间基本遵循线性的依赖关系,而且在空间和时间维度上这种线性关系都随着人为热释放的增加而更加明显.统计研究得到的规律与模型结论有着较好的对应,较好的验证了模型研究的合理性.     

机构自由度、原动件和执行构件关系的一般问题研究

在工程实践和理论研究中经常会遇到机构自由度与原动件数目不相等的情况,这是经典机构自由度理论所无法解释的.针对这一问题,从对偶或二元性概念出发,提出了机构运行规律的对偶描述.以键合图理论为工具,建立了一般理想机构端口描述的结型结构方程,给出了机构自由度的功能描述.在能量传递分析和信号因果分析的基础上,提出并定义了“运动传递自由度”的对偶概念“力传递自由度”.利用自由度公式的结构描述、功能描述和对偶描述,进一步论述和分析了运动传递自由度与力传递自由度两者之间的关系,从而给出了机构自由度与原动件、执行构件关系更一般的描述.最后分析了几个典型理想机构的自由度、原动件和执行构件之间的关系.     

基于S1／2建模的稳健稀疏-低秩矩阵分解

为实现稳健的稀疏-低秩矩阵分解,本文首次引入矩阵的S1／2范数以诱导矩阵的低秩性来构建新模型,并在ADMM算法框架下设计了高效的交替阈值迭代算法．该算法采用增广Lagrange乘子技术,在迭代过程中交替更新低秩矩阵和稀疏矩阵．由于这两个矩阵的最优更新具有显式形式、算法整体的计算精度和时间代价得以控制．大量的数值模拟实验说明：相较于目前最好的不精确ALM算法,交替闽值迭代算法的迭代次数与时间代价大幅降低,对噪声更为稳健,分解出的低秩矩阵的秩与稀疏矩阵的稀疏度更接近于真实值．在对监控视频进行背景建模这一实际问题中,交替闽值迭代算法得到的背景矩阵更为低秩,更符合问题先验,且时间代价相较于不精确ALM算法降幅高达一个数量级,这说明新模型与算法能有效解决相关实际问题．     

空间材料科学研究进展与未来趋势

空间材料科学是材料科学与空间技术相融合形成的一个交叉学科领域.它萌生于20世纪中期的空间探索实验,伴随着载人航天的迅速发展逐步成长为材料科学中一个相对完整的分支学科.我国即将迎来自己的空间站时代,从而为此新兴学科带来更广阔前景.本文系统总结了最近二十年来国内外在空间环境物理化学特征、空间条件下材料的液态性质与相变动力学、空间材料制备成形过程运动学,以及空间环境中材料组织与性能调控等四方面研究的主要进展,并分析展望了这一学科领域的未来发展趋势.     

基于用地开发强度决策支持系统的大尺度城市空间形态优化控制

以常州老城为例,介绍了基于用地属性相似关系所研制的2.0版用地开发强度决策支持系统,该系统通过引入体现随机性的相似关系算法,得到各用地开发强度的合理波动区间,该结果基本符合规划决策经验和实际情况,体现了容纳现实偶然性的决策理性.通过振幅调节、参照地块次数、差异度控制和开发强度总值等参数设定,规划设计人员可有效控制系统运行过程和结果,体现城市设计意图,适应不同城市特定情况.在此基础上,结合不同开发强度和用地性质的典型街区模式菜单,尝试建立了一套运用该系统进行大尺度城市空间形态优化控制的技术路线和方法,对于解决我国当前城市发展无序的问题具有重要的现实价值.     

基于巴斯扩散模型的中国新型城市化包容性发展预测

新型城市化包容性发展是一种新的发展模式,准确把握其发展特征和趋势有助于促进城市和谐发展。本文在辨明新型城市化包容性发展的内涵的基础上,从高效发展、公平发展、友好发展三个维度构建指标体系,使用巴斯扩散模型预测中国的东部、中部、西部和东北部四大区域未来8年的发展趋势,进而通过对比分析提出政策启示。结果显示:四大区域各指标权重相似,但东部受友好发展维度影响较大,东北部受高效发展维度影响较大;四大区域的新型城市化包容性发展主要受已有的相关发展成果激励;东部将最早达到峰值得分,中部和西部其次,东北部将最慢,但峰值得分从大到小的排序与扩散速度相反;这一自然得分趋势会对区域的发展造成相应的助力或阻力。     

红荧烯发光器件中电流与温度调控的微观演化过程

有机发光磁效应对有机半导体中激发态的微观过程有指纹式响应,本文采用这一灵敏方法探究了红荧烯(Rubrene)发光器件中微观机制随电流与温度的演化.实验结果表明:室温下,注入较小电流(5~100μA)时,Rubrene中主要发生单重态激子的分裂(singlet fission,SF),且该过程几乎不受电流变化的影响;注入中等电流(100~1000μA)时,除发生SF外,由直接注入的三重态激子还可以发生聚合反应(triplet fusion,TF);注入大电流(1000~4500μA)时,除了SF和TF,还出现了系间窜越过程(inter-system crossing,ISC).从室温到20 K的降温过程中,SF变弱,TF增强,ISC过程也越来越强.本器件中ISC随电流与温度的演化规律均与常规发光器件中的规律相反.我们采用相关微观过程的率常数以及不同电流和温度下激发态的寿命对实验结果进行了较好解释,这对深入理解Rubrene在有机发光中的微观机制有一定的促进作用.     

MC环境下设计维度纵深式模块化产品族设计方法研究

从探讨定制产品生产过程的机理出发,提出了包含生产时间维、定制层次维的“定制产品山峰制造模型”,提出了“设计维度纵深式模块化产品族设计方法”,建立了产品系列矩阵、基型模块矩阵、基型模块n级子模块矩阵,结合数据库建立了该设计方法的设计流程,给出了相应算法,最后通过实例验证了该方法的可行性与有效性。     

城市建设与遗产保护之间的矛盾及其解决策略

在当前城市发展的过程中，经常会遇到城市建设与遗产保护之间的矛盾，如何妥善解决这一矛盾是城市健康发展的一项重要课题．本文探讨了解决这一矛盾的若干策略与方法，可供有关方面参考．     

汽车制动过程中摩擦层结构的发展及其对摩擦性能的影响

汽车制动过程中摩擦材料和摩擦盘表面形成摩擦层,摩擦层的组成和结构与摩擦材料的本体组成和结构不同.摩擦层结构的生成与破坏过程即摩擦层结构的发展是理解摩擦材料组成和摩擦性能关系的桥梁.本文综述了汽车制动过程中摩擦层形成的两种主要机理：磨屑聚集和物质选择性转移,分析了这两种机理在摩擦材料表面形成摩擦层结构生成与破坏的发展过程,讨论了摩擦层结构发展对摩擦系数和磨损率的影响.     

黄河典型流域分布式水文模型及应用研究

面向黄河中等流域水资源管理,提出一个日过程的分布式水文模型.模型利用GIS/RS技术实现空间分布参数的确定和模型输入信息的处理.在产流计算上采用基于“地形指数”的方法,在汇流演算上采用分段马斯京根方法.模型的运行控制采用基于河网拓扑关系的“空间循环控制代码”的方法.在实例研究中将模型应用于黄河中游泾河流域.根据1996年径流模拟结果表明,模型具有一定的精度,在结构上是合理的,其中水量平衡误差小于5％,模型效率系数达到0.7,能够满足流域水资源管理之需.     

基于时刻表的城市地铁客流均衡分配模型及方法

运用网络扩展技术,结合城市地铁线网结构和列车时刻表信息,对空间网络的物理站点和区段在时间维度上进行扩展,同时,考虑了乘客在不同线路之间换乘的实际约束,构造了城市地铁的时空网络拓扑结构,并给出了针对地铁时空扩展网络的改进最短路搜索算法.在此基础上,分析和研究了地铁乘客路径选择行为的时效性,考虑了乘车时间、换乘因素以及车内拥挤因素,构建了基于地铁时空扩展网络的路径广义费用模型,提出了基于时刻表的地铁网络客流平衡分配模型,并给出了求解算法.最后,通过一个简单算例对模型及算法的可行性和有效性进行了分析和验证.     

城市规划和当代科学技术

现代城市规划既是思想和学科,也可作为规划的计划、设计、行为、实践与管理.规划理论研究规划的根源,规划的必要性,规划的价值体系及伦理问题,规划的权限和规划的有效性,规划的类型和规划师的工作,规划的过程和结果.规划理论范式主要有马克思主义批判理论、系统论和复杂性理论、理性论.本文讨论了可持续发展城市和智慧城市.基础设施是城市的生命线,是城市化的发动机.不仅涉及应用技术,同时在运行、维护和更新方面都需要系统的技术.     

二进神经网络表达奇偶校验问题的隐元最小数目上界

二进神经网络采用线性分类,是结构简单又易于实现的一类神经网络,在许多应用领域中都有重要研究价值.对于单隐层二进神经网络,目前隐层规模的确定问题仍然没有明确的研究结论.本文在研究隐层规模问题的过程中,提出了布尔空间的最多孤立样本问题.在二进神经网络隐层神经元各自表达一个"与"关系,所有隐层神经元通过输出元形成"或"关系的情况下,证明了实现最多孤立样本问题需2n?1个隐层神经元.更重要的是,指出了n元奇偶校验问题和最多孤立样本结构的等价性.进一步地,通过引入隐层抑制神经元将隐元数目降为n,说明了抑制神经元在二进神经网络中的重要作用.最后,在Hamming球与SP函数的基础上,揭示出抑制神经元和n元奇偶校验问题的逻辑关系,并给出了奇偶校验问题的逻辑式表达.