城市的数码缩影不论是交通运输系统、能源系统，还是建筑物、城市基础设施之间总有着千丝万缕的联系，可谓牵一发而动全身。借助西门子打造的一个软件平台，可以更加轻松地掌控城市规划的复杂性。

Bernd Wachmann博士是西门子中央研究院（CT）开展的“可持续发展的城市”项目的负责人，他在屏幕上打开了一幅卫星地图，找到新泽西州普林斯顿近郊的一片草地。轻点鼠标，他在图中插入了两栋写字楼。然后，他绘制了建筑平面图，并添加了停车场和出入道路——在这个虚拟世界里，一座建筑综合体便初具雏形。在Wachmann执行这些操作的过程中，图像下方的条形图显示了诸如这些建筑物在不同时期不同时段的能耗、光伏系统将如何改善其电力均衡、可以容纳多少人在里面上班、这些人的活动会对交通流和电网产生什么影响、他们将产生多少垃圾和空气污染以及预计运行成本等数据。Wachmann解释道，“这些数据不过是我们模拟的众多参数中的一小部分，我们模拟的参数还包括诸如步行适宜性、电动汽车对建筑项目的电力均衡乃至人们生活质量的影响等。所有这些方面都可以被量化，从而被纳入建模范畴。”

在此过程中，Wachmann使用的软件平台是西门子中央研究院的科学家们开发的“城市生活管理（CLM）”项目的一部分。CLM平台是西门子美国研究院与西门子中央研究院的合作研发成果，城市数据评估则在柏林和维也纳进行，西门子中央研究院负责提供基础设施方面的知识。该项目开发并提供了用于全景式审视城市、模拟转变造成的长期影响以及制定适当对策的解决方案。CLM为城市规划者提供了一个预知其决策的潜在后果的简便方法。借助该平台，还可以轻松模拟“如果…那么…”式替代场景，譬如，将双向道改为单行道、增加建筑物的高度，或者利用光伏设施来改善某个社区的电力均衡等。这个平台为通过简单、直观的途径解决错综复杂的城市规划问题开辟了新的可能。

城市的经济、环境与社会发展目标之间的相互关系极其复杂。例如，提倡驾驶电动汽车与扩建公共交通网络，哪种做法更为明智？如果选择前者，则不能缓解交通拥堵，但可以降低二氧化碳排放量，而这也仅当可再生能源发电并网向电动汽车供电时才会成为现实。这进而要求高性能电网，有时候，首先要修建高性能电网，并且必须设立充电站。另一方面，如果选择扩建公共交通系统，则必须确保人们有充分的动机去使用公交工具。对于任何一个人，甚至对于许多城市的政府而言，这一切都太过复杂，难以评估。不过，CLM平台可以让这个难题迎刃而解。Wachmann说：“尽管我们的模型做出的预测并不确切，但其度可达80%，从而为诸如政府机关、政治家、民间机构和当地居民等制定决策奠定坚实的基础。”

像城市这样复杂的实体，不能靠权宜之计来解决问题，同时，摩擦领域势必日益扩大。新工业园或新城区的建设计划一经宣布，政府机关和市民就要开始解决其潜在的影响。初步计划制定完毕之后，需要经建筑部门、公用事业公司、经济和环境管理局、建筑管理局以及能源供应商等诸多机构逐一审查。通常，政府机关也可提供这些计划供公众查阅。诸如CLM等在线平台能为项目规划者省去许多麻烦，特别是在容易引起争议的项目中。在这种情况下，适当的市民参与能起到关键作用。

数字建模城市。CLM以用于产品生命周期管理（PLM）的工业解决方案为蓝本，后者可用于集中管理产品开发、生产、仓储和销售等方面的全部数据。这种方法不仅提高了透明度，而且大大提高了整个价值创造过程的效率。利用这项创新技术，汽车行业已大幅节省了成本，缩短了开发和生产周期，提高了生产率。然而，直到近，这项技术尚未被大量用于城市规划应用。但是，西门子美国研究院的CLM平台项目经理Thomas Gruenewald坚信，专为规划大型基础设施项目而打造的精巧平台，可以取得类似的成功，还可以促进城市的可持续发展。

目前，西门子中央研究院的正在重点研究城市基础设施的规划阶段，这个领域存在巨大的改进空间。西门子美国研究院的资深George Lo博士指出，在具体计划出台之前，75%的决定建筑物生命周期成本的决策便已敲定。此外，德克萨斯大学奥斯汀分校开展的一项研究发现，大多数建筑项目都因多番修改初稿而浪费了多达57%的时间。换句话说，要想满足预算和进度要求，设计出可持续发展的城市建筑项目，就必须在初稿阶段制定好决策。

CLM平台的开发得益于西门子在规划、楼宇、工作水、污水处理和能源供应系统以及交通运输基础设施等方面拥有多年的丰富经验。西门子中央研究院的建模Tim Schenk表示，“我们之所以能够处理如此盘根错节的复杂关系，是因为我们懂得如何对这些系统的物理行为进行数学建模。”此外，Schenk与其他人正在研究越来越多的城市提供的关于其人口结构和发展、能源消耗和交通运输要求等的海量数据。然后，可以根据这些分析结果，在CLM上创建逼真的模型，让参与者一窥现实主义风格的未来场景。

所有这一切促成了范式转变，因为现在规划者可以几乎实时地看见其在一个领域做出的决策，例如，建筑物的高度，会对诸如当地交通或社区电力均衡等产生什么样的影响。

中国和中欧有两个大型项目都打算率先采用这项技术，CLM工作组现在正在与其代表谈判。

模拟生活质量。Wachmann表示，“这只是开端。目前，我们也在利用诸如能耗、交通运输量、二氧化碳排放量等关键绩效指标（KPI），来推算社会经济指标。”Wachmann提到的社会经济指标，可用于评估生活质量、经济发展等诸多方面。为此，西门子研究人员正在根据意见和统计研究结果，开发估算模型。生活质量评估严重依赖于诸如工资、公共安全、生活条件等因素，但文化条件也要纳入考虑。

模拟中还应更加地考虑诸如建筑法令和能效规定等地方性因素，以及影响力超越了地方界限的因素，譬如气候变化趋势，因为未来的建筑物能源消耗必将受到气候变化的影响。人口变化也应纳入考虑。毕竟，随着人口老龄化，诸如带斜坡适于轮椅上下的人行道和残疾人专用停车场等设施的需求也会随之增长。“只要这些因素是可以量化的，我们就能将之建模，”Wachmann如是道。

CLM的应用潜力不只是虚拟规划。该平台不仅可用于为今后数十年设计新的社区和重新设计城市，而且有助于在建筑物和社区建成后对其进行管理。比如，只要轻点鼠标，规划者和市民就能确定，如果增加一条有轨电车线路，某个社区对电动车停车场和充电设施的需求将如何变化。

Hubertus Breuer城市基因项目勾勒城市新图景为开展“绿色城市指数”系列环境研究，西门子与经济学人智库（www.siemens.com/greencityindex）必须分析各种各样的海量数据，并开展大量调查。此外，从那时起，诸如维也纳、伦敦和柏林等城市运行的网站上发布了越来越多的信息，这些数据涵盖了城市的方方面面，从能源和经济，到艺术与文化，不胜枚举。事实上，可用的数据如此之多，亚利桑那州立大学的可持续发展Jonathan Fink认为，解码“城市基因”的时机已经到来。然而，说起来容易，做起来难。因为提供的关于城市的社会经济与环境发展的数据，继续按照诸如交通运输、医疗和人口结构等领域进行划分，并且这些信息在质量、数量、粒度和彻底性等方面经常地显示出巨大的差异。现在，作为西门子中央研究院（CT）开展的“可持续发展城市”灯塔示范项目的一部分，西门子正在研究可以更加快速地收集、整合和解读这些数据的方法。目前可用的是一些基于城市发布的数据的、在许多情况下有待改进的简单程序。这些程序允许用户调看当前的交通状况，或找出可以在哪里丢弃旧衣物或可回收的玻璃废品。然而，更为重要的是，这些程序能够快速、清晰地呈现城市生活概貌，包括城市的电力均衡及其人口结构或社会发展等方面。奥地利维也纳的西门子中央研究院计算机科学家Axel Polleres博士表示，“要解决的挑战是，利用五花八门的数据源以及多种不同的时间和空间分辨率，勾勒出协调、全面的城市图景。随着城市相互之间的联系日益紧密，这项工作终将得到捆绑式标准的支持。”奥地利格拉茨的西门子中央研究院的Stefan Kluckner博士正在开发的一个有用工具采用了的成像处理技术，将常规数字二维图像，转换为整个城市行政区域的三维模型。该系统从重叠视角和不同时点记录了相关场景，然后利用自动化技术，将之合成为一个三维模型。其目的是利用这些从空间和时间上编排起来的数据集，帮助未来的自动化分析程序显示城市的当前状态，继而将这些描绘用作城市建模和模拟的基础。例如，这有助于创建持续更新的动态“绿色城市指数”。电力独立型建筑物？欢迎光临“水晶宫”

西门子斥资约3000万欧元，在伦敦皇家维多利亚码头区修建了一个城市可持续发展知识与对话中心。该中心亦称“水晶宫”，于2012年夏季揭幕，预计每年将吸引约10万名参观者。该建筑群包含一个2000平方米的交互式展示区，突出展示了城市可持续发展的方方面面，从楼宇科技和交通，到能源与供水系统，不一而足。一个设有270个座位的礼堂将用于做演讲和开讨论会。来自西门子的将与合作组织一道，同建筑师、城市规划者、市政官员、学校和学生等建立并保持对话，还将为城市开发项目给予支持。在这个中心，游客将一睹未来的环保型建筑物。这座设施完全采用太阳能电池和地热泵提供的可再生能源，通过处理雨水来获取饮用水，废水也将在经净化处理之后，用于灌溉植物。这个建筑群通过了严格的国际LEED和BREEAM标准，拥有诸多堪称典范的特性，如附属于西门子在伦敦运营的充电网络的电动汽车充电站。