Planning Support Systems

Planning support system (PSS) has attracted extensive attention from scholars and decision makers for decades. Most of the existing research on PSS is related to system design, implementation, application as well as evaluation of a standalone system in one area, e.g. What if?, CommunityViz and INDEX. There is no existing research on an entire framework of PSS for various types of plans. In this paper, we propose a PSS framework for several types of city plans in China, e.g. master plan, detailed plan, municipal infrastructure plan and transport plan. Based on an extensive literature review and multiple rounds of planners and decision makers surveys, the framework we proposed focuses on two aspects. On the one hand, we itemize plan contents (termed as “plan elements”) into various steps for each type of plan, e.g. population forecasting and establishing urban growth boundaries in a master plan. On the other hand, we list related PSSs for each plan element. In our research, PSSs embody three forms, which are existing PSS software (e.g. What if? and INDEX), planning support models to be developed or already developed as well as quantitative methods (e.g. scenario analysis, systems analysis, and logistic regression). The two dimensional framework provides a full picture of PSS applications in various types of plans. The framework has been applied in the Beijing Institute of City Planning (BICP) for several months till the submission of this manuscript, and has attracted hundreds of application requests from planners in the Institute. 关键词： 规划支持系统；框架；城乡规划；北京

随着中国社会经济的快速发展，城乡建设与发展达到了空前的规模，在此现实背景下，科学决策已经被公认为是社会经济和城乡建设的必然要求。但是目前，在城市规划决策相关的制定、执行和评估方面，部分工作尚停留在定性分析的层次，很多定量规划编制和管理还停留在概念层次，因此有必要全面、系统的研究开展新技术对规划决策的支持工作，以在城乡规划行业信息化领域实现由单纯数据服务向全面决策支持的转变，从而提升规划决策的合理性和科学性。 规划支持系统（Planning Support System，PSS） 的理念是在20世纪50年代末提出的。之后规划人员一直在研究和探索如何建立一套方法来集成专业模型、建立计算机支持系统与生成规划方案，一方面可以进行规划方案的寻优，另一方面可以识别所建立的规划方案或决策的实施效果。目前，欧美一些国家在PSS的研究和实践中走向深入，已经开发了一些用于实际操作的规划支持系统。在国内，自2003年首次引入规划支持系统的概念后，一些学者开始逐步将国外的一些规划支持系统应用于我国的具体规划实践，也有一些学者从理论上对规划支持系统的框架、应用现状及未来发展趋势进行初步探索和研究，但总的来说，一般都是侧重于从案例的角度进行规划支持系统的介绍，而对其理论基础、设计开发模式以及总体框架体系等方面的研究较为薄弱。 本文在对规划支持系统的研究进展进行全面综述的基础上，着重开展规划支持系统框架体系的研究。该工作作为规划人员编制规划的重要参考，可以促进规划编制向“量化”方向发展。一方面，可以提高规划编制的效率、规划成果的精确性和科学性；另一方面，通过专业规划模型的引入，可以扩大规划人员的专业视野，将国际的研究前沿引入规划，提高规划的理论水平。 研究方法本研究的总体研究方法见图1，在明确总体研究目标后，基于多元方法，依次开展了理论探索、体系建设和应用实践。 理论探索方面，对我国城乡规划体系进行了系统梳理，并对各个发展阶段的信息化发展情况进行分析，最终进行规划支持系统的理论研究。根据北京城乡规划体系和新技术支撑的特点，本研究所建立的PSS框架的横向规划内容主要分为规划编制和规划评估两类，规划编制分为战略规划、总体规划、详细规划、专项规划、市政专题和交通专题六类，本研究中的规划评估部分仅考虑城市的总规评估。PSS框架如图2所示，横向对应不同的规划类型，纵向从方法、软件和模型三个角度提出对应的技术支持手段。 体系建设方面，基于文献调研和专家访谈等方法，我们将规划支持系统分为三类，即方法、软件和模型。方法：城乡规划相关学科的理论方法， 如城市经济学、城市地理学、系统科学、地理信息科学、情景分析、系统动力学和遗传算法等。这些理论和方法需要规划师掌握，但不要求有明确的软件载体。软件：目前已经存在的商业、共享或免费软件，可支持开展规划编制和评估工作。模型：针对具体任务的由北规院开发或即将开发的规划支持工具， 不包括第三方软件。模型是本研究的重点，将汇总北规院已有的若干模型，并提出北规院未来不同阶段的规划支持模型发展战略。最后，以文献调研为主要方法，并邀请十多名具有不同规划专业背景(如总体规划、详细规划和交通设施规划等)的规划师共同确定适合不同类型规划的PSS。

Urban conservation has drastically changed in theory, in practice, and even its basic definition, over the past 50 years. The definition of urban conservation is not limited to the scope of human society, which has continued to evolve since the 1931 Athens Charter. Historical towns and urban areas, as well as their natural landscapes and residential environments, are also included as subjects of urban conservation. In China, urban conservation is currently of interest to urban designers and city administrators, who are concerned with providing a historical urban identity as well as an authentic urban identity. The historical conservation areas in Beijing have become the most congested areas due to the lack of effective planning control and management, and these areas have gradually became warrens, which have been settled by numerous migrant laborers. Local researchers and planners in the field of urban policy and urban sociology have expressed interest in conserving historical urban identity. The complexity of this field stems from both the theoretical and practical development of urban planning and management. In order to advance conservation planning in Beijing, a new method is necessary in order for discussions to take place between these different disciplines. In addition, a new ordinance issued by the Beijing Municipal Z. Shen ( *) • M. Kawakami • F. Lu School of Environmental Design, Kanazawa University, Kanazawa, Japan e-mail: shenzhe@t.kanazawa-u.ac.jp L. Bian • Y.

This paper focuses on the issues associated with supporting an urban growth control plan and its application in China using a planning support system. The background is that the urban growth control plan has been enacted as a new component of the urban plan under the Urban-Rural Planning Act of the People’s Republic of China. In China, the accommodating or restrictive features are integrated as control factors (CFs), which include control indicators for land use type, urban activity, building height, as well as underground development. This paper proposes an urban growth control planning support system (UGC-PSS) for automatically compiling the Beijing urban growth control plan considering 60 control factors with various control indicators.

鉴于目前对规划支持系统 ( planning support system , PSS) 的定义和未来的发展目标还存在一定的争议 , 该文基于文献调研 ,结合中国城市规划的需要 ,提出了 PSS 的定义和发展目标 ,建立了以地理系统分析理论 、地理信息技术 、专业规划模型和可视化技术等为主要构成要素的 PSS 框架体系 ,用于指导 PSS 的设计 、开发和应用 。

】 首先对计算机辅助规划系统进行了历史沿革分析，重点对规划支持系统这一领域的国际国内相关研究进展进行介绍， 并结合多方面的研究工作，对规划支持系统的定义、发展目标和开发模式进行深入分析，同时针对规划支持系统相关的概念进行了辨析。最后给出适合我国规划行业实际情况的，以地理系统分析理论、地理信息技术、专业规划模型、可视化技术等为主要构成要素的规划支持系统框架体系，作为规划人员编制规划的重要参考，它可以推动城市规划编制中新技术应用的层次，促进规划编制向“量化”的方向发展，借以改善规划编制的效率，并提高规划编制的科学性。 【

首先对计算机辅助规划系统进行了历史沿革分析，重点对规划支持系统这一领域的国际国内相关研究进展进行介绍，并结合多方面的研究工作，对规划支持系统的定义、发展目标进行深入分析，同时针对规划支持系统相关的概念进行了辨析。最后给出适合我国规划行业实际情况的，以地理系统分析理论、地理信息技术、专业规划模型、可视化技术等为主要构成要素的规划支持系统框架体系，作为规划人员编制规划的重要参考，它可以推动城市规划编制中新技术应用的层次，促进规划编制向“量化”的方向发展，借以改善规划编制的效率，并提高规划编制的科学性。

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规划支持系统迎接信息技术的春天 （初稿） 龙瀛著 2006 年底，于北京西城 2 序言 3 前言城市规划是一相对比较传统的领域，已经经历了上千年的发展，计算机技术的出现，一方面提高了城市规划工作的效率，一方面也促进了学科自身的发展。计算机技术在城市规划中的应用日益广泛，不同阶段的计算机技术发展水平，往往也对应着不同的计算机辅助规划系统的形式，主要经历了规划算法、简要规划模型、电子数据处理系统、信息管理系统（MIS）、 决策支持系统（DSS）、地理信息系统（GIS）、空间决策支持系统（SDSS）等多个阶段。 目前，以面向对象技术、GIS 技术、网络技术、组件技术、数据库技术和可视化技术等为代表的计算机技术日益成熟，信息技术已经进入了其发展的“春天”，这也促进了新一代计算机辅助规划系统――规划支持系统（PSS，Planning Support System）――的产生，可以说规划支持系统是迎接信息技术的春天这一特定时期的产物。规划支持系统并不是传统的计算机信息技术在规划领域的简单应用，而是将规划自身的基础理论以专业规划模型的形式， 溶入到最为先进的信息技术中，这种模式赋予信息技术以灵魂，能够保证规划理论和知识通过信息技术得到更有效的应用，提高规划编制的效率，并通过先进的可视化技术进行规划成果的最终表达。 目前国际上规划支持系统方面的研究已经取得了一定的成果，在指导城市规划的过程中取得了学术界和应用界一致的认可，在提高规划的科学性、提高规划编制效率、改善规划成果的表达效果等方面，具有传统的信息系统无法比拟的优势，这一方面的研究在国际上现在正逐步深入。据笔者多年来对国内规划支持系统的调查、分析与研究，国内鲜见规划支持系统的具体应用，仅能够从文献中看到规划支持系统的简要介绍。即便个别文献称其系统为规划支持系统，但如以规划支持系统最为核心的定义来约束，则一般难以成为真正的规划支持系统。本书是对规划支持系统的全面介绍，如其概念、研究进展、理论技术基础、国际实践、 笔者实践等。其中将有一定的篇幅介绍由笔者首次提出的基于规划支持模型实现规划支持系统的模式。 本书具有较强的综合性和交叉性，是对规划领域应用计算机技术的一次纵览。本书共五章，“第一章规划支持系统概述”主要介绍规划支持系统的基本概念、发展历程、相关概念辨析、系统结构、系统开发思路等，“第二章规划支持系统基础”主要介绍构建规划支持系统的基础理论和技术，如地理系统分析理论、地理信息系统、遥感技术、规划模型、可视化技术等，“第三章规划支持系统实现”主要介绍笔者提出的基于规划支持模型的规划支持系统实现形式，“第四章国际典型系统”主要介绍目前国际上比较主流的规划支持系统的系统形式、系统功能、应用情况等，“第五章系统应用实践”主要介绍笔者近年来在规划支持系统领域的具体实践案例。 由于规划支持系统是一个国际前沿的研究领域，该方面的研究和应用正处于探索阶段， 加之时间有限，本书研究的一些方面尚不完全成熟，肯定有不少错误及不足之处，谨希望本书能够“抛砖引玉”，作者将无比欣慰，也欢迎读者对本书的意见反馈给作者，作者表示不尽感激。 龙瀛，2006 年底，于北京西城 longying0522@sina.com 4 作者简介龙瀛，男，26 岁，1998 年至 2004 年就读于清华大学，荣获清华大学优秀硕士毕业生（2004 年）及系科技优秀个人称号（多次），主要研究方向为规划支持系统 、区域与城市生态环境规划和水集成系统规划等。

由 ‘ ’ 绘图 “ 到 — 规划中的新技术应用口龙赢何永 , , 算图 “ 在《北京城市总体规划 》修编过程中生态规划涉及到诸多专业的相互配合 、 大量数据的处理 、 众多规划图纸的绘制等多项复杂工作同时还面临着数据来源 、 基础图纸 、 坐标投影 、 使用软件各异和技术水平参差不齐等困难 。 在如此纷繁的工作中如果没有计算机辅助规划系统仅凭人工恐怕很难实现原有的规划设想 。 计算机辅助规划系统是随着计算机技术的发展逐步完善的它是规划理论与计算机软硬件技术相结合的产物可以显著提高规划的效率 、 精确性和科学性 。 计算机软件产品的更新换代日益频繁规划工作者所采用的计算机辅助规划系统也随之发生了重大的变化从最初仅具有的简单计算功能到后来的基本绘图功能 , 目前发展为精准的绘图功能和空间分析功能 。 计算机辅助规划系统在生态规戈叨中的应用应用流程在本次总体规划的生态规划中从数据采集 、 标准化到空间数据库的建立从专业规划模型到图纸的集成以及成果的后期制作都应用了计算机辅助规划系统其基本流程如图所示 。 从图可以看出原始资料经过数据集成与专业规划模型在地理信息技术的支持下生成规划方案和专题图经过后期处理 , 生成正式的规划说明和上报图 。 数据集成在规划前期各单位提供的原始数据介质 、 形式种类较多按照原始资料的格式主要分为数据 、 图片 、 文件 、 表格 、 数据库文件 、 纸质地图 、 纸质文字和书籍等由于大部分资料不能直接应用需要利用相应的方法对多源数据进行集成 。 数据集成的具体流程如图所示 , 在对各类数据进行处理的基础上所有的数据都转为同样的格式输入空间数据库再利用统一各空间数据集的投影系统和坐标系统 。 专业规划模型本次总体规划的生态规划中采用的模型主要包括风场模拟模型 、 城市空气污染扩散模型 、 指数计算模型 、 城市生态承载力分析模型 、 河流湖泊水质模拟模型和郊区氧源绿地范围北京规划建设模型等 。 在规划的过程中一般较为简单的模型如指数计算模型 、 城市生态承载力分析模型可以直接将计算的结果指导图纸的绘制或方案的生成而对于较为复杂的模型通常由绘图工具生成规划方案然后由专业模型实现规划方案的模拟 。 如果模拟的结果不符合规划的要求则需要重新绘制规划方案再由模型进行模拟直至符合要求为止 。 图为利用风场模拟模型生成的地面风速变化分布图 , 我们所采用的模型和绘图工具之间处于一种完全松散的集成状态接口为手工方式或文本文件 。 地理信息技术采用和等软件绘制规划图 , 在精确定位和表现等方面具有较大的优势 。 但图纸的绘制和规划成果的表达往往只占规划工作的一小部分 , 更多的工作是对现状的分析 、 对未来的预测和对方案的模拟与选择 , 这些工作需要大量的专业知识和数据计算 。 本次总体规划中的生态规划主要采用地理信息系统进行图纸的生成工作因为该专业的图纸一般不是依靠要素绘制生成 , 而是根据复杂的基础地理 、 地形数据和多专业的图层综合计算生成 。 如市域建设限制性分区图图引是综合多个专业图层 , 结合限制性分区准则计算而成由于各专业图层不断调整变动利用可以灵活生成最终的分区图所以这种方法相比亡 , 大大提高了生成效率 。 市域高程分析图是在平台上 , 利用北京平原区米等高距的等高线和山区米等高距的等高线数据模型在其模块支持下处理而成 。 作为各规划图纸的地貌底图其大大提高了市域地貌的可视性丰富了各专业规划的底图内容 。

提出基于系统仿真技术和规则模型改进的城市公用事业设施管理解决方案 AM/ FM/ SS/ RM (Automated Ma pping/ Facilities Management/ System Simulation/ Rules Mechanism ) ,并对其作详细的介绍 。以城市污水系统为例 ,介绍基于 AM/ FM/ SS/ RM 解决方案开发的城市污水系统仿真模型和在此基础上的设施管理系统的框架和开发路线 。