基于VR技術(shù)的城市商業(yè)綜合體業(yè)態(tài)與人流動線應(yīng)急分析

劉云，鄭重

1.大連工業(yè)大學(xué)，大連 116000；2.遼寧輕工職業(yè)學(xué)院，大連116000

21 世紀(jì)以來，頻發(fā)的公共安全問題作為“大城市病”的典型癥狀，逐漸成為了社會各界關(guān)注的焦點。新型冠狀病毒肺炎疫情的蔓延使世界各國的公共衛(wèi)生和防護治理系統(tǒng)面臨嚴(yán)峻的考驗。疫情猶如一面明鏡，映射著世界各國城市的公共安全應(yīng)急處理能力。各國都應(yīng)綜合考慮本國國情，針對性地為防疫制定策略。在疫情期間和后疫情時期，其防護設(shè)計問題尤其重要，如何回應(yīng)和解決防護設(shè)計成為社會公共空間序列中的新問題。

一、疫情期間的商業(yè)綜合體

（一）疫情讓商業(yè)綜合體產(chǎn)生變化

城市核心區(qū)域的商業(yè)綜合體是城市空間體系的重要組成部分，是城市一個最重要的聚會、購物和娛樂的綜合性場所，城市居民在這里聚集，形成了多種形式的交流與交往，充分體現(xiàn)了其開放的公共性意義。作為城市里人流最大、密集度高、容易形成人群交叉感染的場所之一，它的綜合應(yīng)急能力顯得十分重要。隨著疫情的蔓延，商業(yè)綜合體將產(chǎn)生巨大的變化，其變化主要表現(xiàn)在人與環(huán)境兩個方面，關(guān)于人的行為會有新的規(guī)范，關(guān)于環(huán)境會有新的檢測與防護措施，最核心的就是，無論空間布局、空間流線、安全設(shè)施等都會隨著疫情的應(yīng)急要求而作出回應(yīng)。除了要求每一個人要具備防護意識，提高警惕，更需要人們在特定環(huán)境中，重新定位與規(guī)范自己的各種行為習(xí)慣。

（二）SEIR模型

常見的傳染病模型按照傳染病模型種類大致分為SI、SIR、SIRS、SEIR模型等，按照傳播機理又分為基于常微分方程、偏微分方程、網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)等不同類型，見圖1—2。

圖1 SEIR基本數(shù)學(xué)模型

圖2 SEIR迭代數(shù)學(xué)模型

SEIR 模型作為一種典型的表達傳染病發(fā)展趨勢的數(shù)學(xué)測算模型，能夠精準(zhǔn)地對影響傳染病傳播發(fā)展的各項因素，包括病毒的傳播速率、傳播空間范圍、傳播的方式路徑及傳播動力學(xué)原理問題，進行有效分析。其測算成果用以指導(dǎo)對傳染病的有效預(yù)防和控制[1-3]。

在此模型中，將人群分為四類：易感者(Susceptible)記為S，易感者即尚未患病的人群，且有與病患接觸的可能性。潛伏者(Exposed)記為E，潛伏者即處于疾病潛伏期的無癥狀模型。新型冠狀病毒潛伏期也具有傳染性。感染者(Infected)記為I，感染者即被感染人群?？祻?fù)者(Recovered)記為R，康復(fù)者即痊愈病患。模型認(rèn)為康復(fù)者不會再次被感染。由于接觸、隔離和治療，這四類人群是可以相互轉(zhuǎn)化的，見圖3。

圖3 SEIR模型互相轉(zhuǎn)化關(guān)系

模型模擬了一個傳染源在不受管控下發(fā)展18 天可造成近一萬人感染的計算過程，見圖4。當(dāng)社交隔離程度達到70%及以上時，確診人數(shù)曲線一般不再改變。這說明隔離程度達到70%以上之后，防疫效果將不再增加。政府也開始制定應(yīng)急預(yù)案：派專人對公共設(shè)施進行消毒，要求民眾戴口罩，勤洗手，少出門，避免多人接觸。

（三）城市空間的疫情防控要求

后疫情時期，公共空間從原來開放、便捷的交往與集結(jié)的方式走向為滿足疫情公共安全防護要求的新公共空間活動方式。依據(jù)國家關(guān)于疫情防護數(shù)據(jù)研究成果，并結(jié)合《應(yīng)急管理工作手冊》，針對空間總結(jié)五點認(rèn)識。第一，控制疫情的關(guān)鍵是減少人口流動，特別是限制疑似感染者在公共場所的流動。第二，一旦發(fā)生疫情，在最短的時間和有限的空間內(nèi)阻斷傳播路線。因此，城市的功能空間結(jié)構(gòu)也需要相應(yīng)地調(diào)整。第三，注意一定的封閉與隔絕的防護行為，在開敞的公共空間中，人和人之間要在防控高度警覺的前提下交流并盡量避免直接接觸，保持一定距離。第四，在進行公共性活動時，不但要注意人與人之間的距離，還要注意人和環(huán)境之間的防護關(guān)系。第五，對于城市公共空間環(huán)境提出了城市功能-空間的防疫應(yīng)對措施，構(gòu)建城市-片區(qū)-社區(qū)的多層級公共空間疫情防控區(qū)。

根據(jù)這些要求，對商業(yè)綜合體的空間設(shè)計重新定位。不管是人和人之間的行為，還是人和環(huán)境之間的接觸方式，尤其是環(huán)境當(dāng)中的交通流線和空間布局等的設(shè)計，都需要具有防控性功能的變化。

二、基于VR技術(shù)探討商業(yè)綜合體后疫情分析

城市商業(yè)綜合體作為體現(xiàn)城市復(fù)雜商業(yè)經(jīng)濟元素集合的綜合系統(tǒng)，具有將城市中多種復(fù)雜多樣的商業(yè)功能進行重組和集合的能力，并平衡各部分商業(yè)集聚功能的協(xié)調(diào)配合，構(gòu)建一種相輔相成的和諧互贏關(guān)系，確保城市商業(yè)發(fā)展多功能、高效率，從而實現(xiàn)商業(yè)價值的最大化。它往往集合商業(yè)、辦公、居住、旅店、展覽、餐飲、會議、文娛等三項以上的城市空間功能組合[4]，不同規(guī)模的城市中心區(qū)一般都具有這種商業(yè)綜合體。中國的城市商業(yè)綜合體有很多品牌，如萬達廣場、大悅城、百年城、萬象城、恒隆廣場、天河城等。以萬達商業(yè)中心為例，目前，萬達集團已在全國三十多個省、市、區(qū)的188個城市，開設(shè)了近二百三十多家萬達廣場(商業(yè)中心)。據(jù)報道，2021 年萬達集團計劃開業(yè)50 家萬達廣場。這些購物中心成為市民們平時逛街、購物、聚會、娛樂、鍛煉最頻繁的去處。

本研究選取坐落于上海黃浦區(qū)南京東路的上海世茂廣場為研究對象，其前身為“上海百聯(lián)世茂國際廣場”，由百聯(lián)集團授權(quán)經(jīng)營管理。2017 年5 月，世茂集團收回經(jīng)營管理權(quán)，將其正式更名為“上海世茂廣場”，并于2018年9月重新開業(yè)。該商場地處上海市中心最繁華、聞名中外的“中華第一街”——南京路商業(yè)步行街的起點位置，作為上海地區(qū)的標(biāo)志性建筑，國際水準(zhǔn)的休閑購物中心，總體建筑面積約58 000 m2，是中外游客游覽上海必達之處。作為魔都的“潮流樞紐”，其周邊匯聚3條地鐵主線和34條主要公交干線，交通條件四通八達，十分便捷。該商場的消費者目標(biāo)群體為20～35歲的潮流人士。上海世茂廣場的建筑設(shè)計風(fēng)格以“劇院”為設(shè)計主元素，東區(qū)采用“輕工業(yè)風(fēng)”建造風(fēng)格，與西區(qū)的現(xiàn)代藝術(shù)美學(xué)相互呼應(yīng)。全新的廣場采用巨構(gòu)門頭的設(shè)計，整體建筑風(fēng)格一改往日沉悶單調(diào)的建造風(fēng)格，外立面采用通透簡約的玻璃材質(zhì)幕墻，實現(xiàn)了商場現(xiàn)代化的風(fēng)貌重構(gòu)，外廣場以形態(tài)迥異的紅色飛天梯銜接商場入口，使消費者帶著探索性和儀式感進入商場內(nèi)部。上海世茂廣場一層平面圖見圖5。

圖5 上海世茂廣場一層平面圖

（一）“抽象數(shù)據(jù)”的“具象感知”

在VR 技術(shù)支撐下的虛擬商場空間模擬優(yōu)點就是，可以將現(xiàn)實中的調(diào)研數(shù)據(jù)作為條件，通過模擬計算得出數(shù)據(jù)，并最終以虛擬空間變化趨勢進行展現(xiàn)，轉(zhuǎn)換成空間具象視覺并獲得直觀感知。這一過程的關(guān)鍵是基礎(chǔ)調(diào)研數(shù)據(jù)來源于真實數(shù)據(jù)獲取，以保障計算機實驗計算結(jié)果更加具有真實性，并反饋在場景中更具有現(xiàn)實意義。上海世茂廣場VR虛擬場景模型見圖6。

圖6 上海世茂廣場VR虛擬場景模型

假定調(diào)研數(shù)據(jù)作為條件設(shè)定，針對模擬空間演算出的數(shù)據(jù)游離于環(huán)境中，將環(huán)境物質(zhì)條件、人流條件以及疫情防控條件都概括為數(shù)據(jù)，在計算機通過數(shù)學(xué)模型的計算方式對各類調(diào)研數(shù)據(jù)機型詳細測算、解碼后，并將這些測算后的精準(zhǔn)邏輯信息運用到原始的建筑空間場所，這些數(shù)據(jù)信息就具備了可視化的“可操作性”的具象特征，這也成為了VR 虛擬技術(shù)感知空間的現(xiàn)實依據(jù)。本研究的設(shè)定是將區(qū)域空間體塊抽象為單元體，根據(jù)功能需求確定各空間劃分空間體積大小以及確定其在原有框架設(shè)定下的準(zhǔn)確位置，假設(shè)商業(yè)售賣吸引力為均質(zhì)化條件，在此基礎(chǔ)上獲得數(shù)據(jù)。

假設(shè)人流在早上9 點從商廈南西兩個主入口涌入，以一刻鐘為單元節(jié)點觀察數(shù)據(jù)，空間中的樓梯不僅是縱向交通的必要設(shè)施，而且成為單位空間之間的“連線”，與走廊的功能趨同。VR虛擬人流運動示意截圖(9:15)見圖7。至此，看似無序卻有著縝密邏輯秩序的人流運動軌跡呈現(xiàn)出來。這樣的操作體現(xiàn)了時間與空間的交織狀態(tài)；數(shù)據(jù)的設(shè)定讓流線也變得有跡可循、有理可依。實驗的目的是以“理性的數(shù)據(jù)分析測算”這種多組“暗示”的組合和分析，給空間布局與客流交通設(shè)計帶來一定的啟示。

圖7 VR虛擬人流運動示意截圖(9:15)

業(yè)態(tài)布局的合理劃分和動線的有機規(guī)劃是城市商業(yè)綜合體設(shè)計的核心元素，也是設(shè)計規(guī)劃的難點所在，在一定程度上是體現(xiàn)商業(yè)綜合體空間組織是否合理化和規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)。在對于商業(yè)綜合體的規(guī)劃設(shè)計上，要將業(yè)態(tài)和動線兩者緊密聯(lián)系在一起，統(tǒng)籌兼顧。

實驗中，VR 虛擬實驗場景2 和3(見圖8—9)分別是在假定時間1 h 后和2 h 后的人群集結(jié)與流動的狀態(tài)。不同時段的數(shù)據(jù)特征，通過空間噪點模擬人群流動的特點，體現(xiàn)大部分人流密集的空間為公共交通節(jié)點空間。隨著時間的推移，人流由相對集中的狀態(tài)走向分散。雖然，購物人員數(shù)量在不斷增加，密度卻由大變小。采集數(shù)據(jù)過程中，分區(qū)是為了使數(shù)據(jù)更具空間可視意義。由于商業(yè)綜合體的空間是混合性很強的多種業(yè)態(tài)的組合，也使問題顯得更加復(fù)雜。本研究采用將業(yè)態(tài)按照調(diào)研數(shù)據(jù)排列等級，將等級轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)條件輸入計算模型中，這樣得到的結(jié)果也是有層次的，將商業(yè)綜合體內(nèi)的各種業(yè)態(tài)關(guān)系看作一個自然群落的生態(tài)系統(tǒng)，通過對創(chuàng)造多種業(yè)態(tài)之間的數(shù)據(jù)生態(tài)條件進行分析，以數(shù)據(jù)的變化為條件來充分顯示人口的流動關(guān)系和規(guī)律[2,5-6]。空間交通動線的連續(xù)性關(guān)鍵在于：動線走向與業(yè)態(tài)配置之間的商業(yè)空間邏輯組織關(guān)系，這會讓實驗更真實。

圖8 VR虛擬實驗場景2(10:00)

圖9 VR虛擬實驗場景3(11:00)

（二）“具象感知”的設(shè)計轉(zhuǎn)化路徑

疫情沖擊后的人們對商業(yè)綜合體空間存量的設(shè)計方面具有更加深層次而嚴(yán)格的要求，尤其是公共安全健康和綠色環(huán)保方面尤為偏重。而經(jīng)過精確測算下的大數(shù)據(jù)不僅可以在理論層次實現(xiàn)對整體空間的調(diào)控，而且能夠及時反饋流量人群的健康指數(shù)和空間綠色數(shù)據(jù)指標(biāo)，可以提前將“災(zāi)難信息”通過可視化的數(shù)據(jù)進行傳播和及時預(yù)防，適時地調(diào)節(jié)人員的分布區(qū)域和密度，在實現(xiàn)公共安全衛(wèi)生的健康要求的同時提高了空間的利用率[3,7]。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用對商業(yè)綜合體的空間設(shè)計和利用具有極其重要的關(guān)鍵效用，能夠使空間設(shè)計形式更好地以人為本，將數(shù)據(jù)運用作為主導(dǎo)因素的商業(yè)空間設(shè)計具有更加實用的現(xiàn)實意義[8]。

基于SEIR模型數(shù)據(jù)，并依據(jù)模擬空間人員流動數(shù)據(jù)變化規(guī)律，可以得出基本判斷，即中心性的偏封閉為主的空間，依照軸線關(guān)系可以向多軸線散點的開放模式轉(zhuǎn)變，以實現(xiàn)將過于聚合的空間，在管控的前提下盡量開敞、有序。

（三）“業(yè)態(tài)”的分級與空間行為的有序

顧客的消費行為一般分為兩類：目的性消費和隨機性消費。其對應(yīng)業(yè)態(tài)為可視化百貨零售、生活配套設(shè)施、中小型餐飲等為隨機性消費業(yè)態(tài)類型，其余業(yè)態(tài)類型如超市、酒樓、娛樂、健身、教育等為目的性消費業(yè)態(tài)。商業(yè)綜合體的設(shè)計規(guī)劃同其他類型的建筑設(shè)計一樣，不僅要對建筑項目用地進行合理考察，而且要在此基礎(chǔ)上對交通優(yōu)勢和人流特點進行詳細分析。其業(yè)態(tài)規(guī)劃和布局也與人流交通、城市環(huán)境等因素息息相關(guān)。例如，將具有獨特商業(yè)特色的業(yè)態(tài)項目放置于醒目的區(qū)域位置，臨主街、主入口干道進行布局規(guī)劃。餐飲業(yè)態(tài)空間不僅要考慮人流密度，還有追求觀賞性的環(huán)境景觀等因素。除此之外，商業(yè)綜合體的業(yè)態(tài)布局還需注意以下原則：

(1)人員密度變化呈較大波動狀態(tài)；(2)在不同業(yè)態(tài)空間中，存在人員過于集中現(xiàn)象；(3)人員流動中存在距離過近的易感危險。

（四）“彈性空間”的應(yīng)急作用

空間意義上的“彈性空間”指的是空間具備一定的“容量”可變性，作為人口流動方式的主動適應(yīng)而存在。它是在大數(shù)據(jù)對原有人流數(shù)據(jù)收集、整理測算后，通過計算機模擬實驗，體現(xiàn)人群行為的一種彈性變量可視化數(shù)據(jù)。

在大數(shù)據(jù)支持下，“彈性空間”成為本次空間實驗的首要特征。計算機通過對人流空間環(huán)境數(shù)據(jù)的實時匯總相應(yīng)作出適應(yīng)性反饋，以此來實現(xiàn)“彈性空間”對人流動向的引導(dǎo)和控制[9]，例如，在空間布置熱傳感設(shè)備，并對區(qū)域空間不同時段的不同人群的運動數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計采集，通過人臉捕捉、溫度檢測等儀器探索而得的數(shù)據(jù)對人群密度進行合理測算固化，從而實現(xiàn)對空間人群的移動走向和速率的量化把控，同時啟動空間健康綠色指標(biāo)調(diào)控系統(tǒng)，顯現(xiàn)人口流動路徑空間的“彈性”，體現(xiàn)特定人群的“個性化”路線。

以本案為例，依據(jù)設(shè)備捕捉的數(shù)據(jù)歸納和總結(jié)，重疊不同時段的可視圖示，相應(yīng)的過程空間屬性則需接受“彈性指標(biāo)”的調(diào)控。然而，由于“彈性指標(biāo)”調(diào)控的存在，使得原本靜態(tài)固化并單一的路徑空間在“間距”和“交叉模式”的配合下，使“個性化”流線路徑得以完整呈現(xiàn)。

就彈性系數(shù)本身的影響來看，空間中的流線分布始終處于一種活化的充分彈性動勢。位于數(shù)據(jù)集合中部的數(shù)據(jù)彈性變化的幅度一定強于兩極端數(shù)據(jù)彈性變化的幅度。首先，計算機對搜集到的大數(shù)據(jù)進行分析，而后為其提供更為豐富且復(fù)雜的流動線路，其中包括與同行人的流線共享?？臻g布局的軸線調(diào)整建議見圖10，空間布局的應(yīng)急空間設(shè)計調(diào)整建議見圖11。

圖10 空間布局的軸線調(diào)整建議

圖11 空間布局的應(yīng)急空間設(shè)計調(diào)整建議

“彈性空間”技術(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用，實現(xiàn)了后疫情時代對商業(yè)空間的合理化管控，借助大數(shù)據(jù)分析引導(dǎo)，其意義超越了本身靜態(tài)物理屬性之外，空間彈性在一定程度上也保證了路線體驗的有效性。除此之外，通過對不同目的的商業(yè)性質(zhì)需求從而選擇特定的數(shù)據(jù)路線，并在商業(yè)空間內(nèi)對其路線進行限定，主動為其提供體驗行為的數(shù)據(jù)支持。特定空間的展開秩序不同，獲取的空間理解認(rèn)知也隨之不同。

總而言之，“彈性空間”模式本質(zhì)上就是通過對空間人群活動進行的數(shù)據(jù)搜集，從而改變環(huán)境空間，并對人群進行實時性的調(diào)整。具有靈活的實時應(yīng)變性，讓空間中的不確定因素得以實現(xiàn)平穩(wěn)過渡轉(zhuǎn)化。從某種意義上來說，空間彈性所啟發(fā)的價值，通過交互手法介入人群，不斷變化新的社交邊界和尺度，從而引發(fā)新的空間格局和交通流線的隨機性的管控曲線變化。這種“彈性空間”機制下的空間數(shù)據(jù)的自組織狀態(tài)，為有限的商業(yè)空間提供了更廣闊的空間管控的數(shù)據(jù)支持[10]。在滿足人們對空間追求的體驗感的同時，也為商業(yè)空間提供了應(yīng)急管控的方法途徑。這種彈性機制實驗證明：空間與客流行為的關(guān)系不會因為疫情發(fā)生本質(zhì)性的改變，面對多種多樣的消費行為，面對疫情的波動，在商業(yè)空間中預(yù)先取得大數(shù)據(jù)的人流動線分析結(jié)果，并做出隨機性或永久性的空間設(shè)計回饋，是可以做到的。

三、結(jié)語

本研究針對城市商業(yè)綜合體的空間模擬實驗討論，當(dāng)大數(shù)據(jù)被數(shù)學(xué)計算模型解析并體現(xiàn)在空間的設(shè)計規(guī)劃中，信息的價值與空間的多維互動也被激發(fā)出新的功能價值。對數(shù)據(jù)的收集、調(diào)整、篩選及再組合，使得原始建筑場地的空間屬性被重新煥活，為空間的操作留下活動空間。歸納了對于封閉高密度商業(yè)綜合體空間設(shè)計的幾點啟示：(1)新型冠狀病毒傳播機理的認(rèn)知、大型商業(yè)室內(nèi)空間的應(yīng)對策略上基本方向一致；(2)針對疫情應(yīng)對指南的措施開展了專題研究，對于典型案例本文進行了綜合梳理，為今后研究提供參考；(3)本著務(wù)實原則，對于綜合商業(yè)中心的室內(nèi)流線，空間布局提出應(yīng)急設(shè)計策略；(4)隨著新型冠狀病毒肺炎疫情的常態(tài)化，需要重新審視和檢驗前期研究提出的策略的可操作性。