面向高密度城市的可持续垂直农业系统 ｜斑马鱼资本与淡马锡理工学院第二期联合研究成果发布

新加坡斑马鱼资本Zebrafish Capital 与 Temasek Polytechnic 工程学院（School of Engineering）Diploma in Business Process & Systems Engineering项目的学生团队——Xi Yi Lim、Shi en Lim、Sim Xiang Fei 与 Brayden Lim——已完成双方在可持续城市食品生产领域的第二阶段联合研究。

在此前围绕可持续食品生态体系与园区层级规划研究的基础上，本阶段进一步聚焦于基于可控环境农业（Controlled Environment Agriculture，CEA）的单体设施模型的设计与验证，目标是形成一套具备实际部署条件的工程化解决方案。

不同于以单一作物展示或概念性示范为导向的研究，本项目采用系统工程方法，构建了一套标准化的技术与运营框架，覆盖设施架构、环境控制、运行规范、成本结构及规模化扩展策略，旨在为高密度城市环境下实现稳定、可本地化的食品生产提供可操作路径。

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面向高密度城市环境的垂直农业单元

在城市空间高度受限的条件下实现新鲜食品生产，是城市农业面临的核心挑战之一。本研究提出的垂直农业单元采用多层室内结构设计，将生产效率的衡量维度从“单位土地面积”转变为“单位空间体积”，在不新增占地的前提下显著提升产出能力。

在设计阶段即引入运营与物流仿真，对作业流程效率、人员动线、物料流转以及潜在瓶颈进行验证，使产能与吞吐能力在建设前即可完成压力测试，从而降低实际运行过程中的不确定性。

该单元被定义为标准化模块，可并联部署，并支持分阶段、渐进式扩展，而无需整体重建。

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可持续作为系统设计，

而非单一种植方式

在该模型中，“可持续”被转化为可量化、可控制的工程参数，而非仅作为农业属性存在，主要体现在以下方面：

闭环水与养分循环系统，降低资源投入与排放

基于传感器与物联网的实时监测与自动化环境控制

标准化维护与卫生管理协议，降低系统性运行风险

模块化设备与结构设计，支持分期扩建与复制部署

在这一框架下，农业生产被视为一套持续运行的城市基础设施系统，由数据与控制系统驱动，而非依赖个体经验。

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标准化运行与维护体系

研究建立了覆盖播种、培育、采收、清洁及预防性维护的结构化操作与检查流程，对关键环境变量、设备状态及卫生条件进行持续监测与记录。

通过对流程与参数区间的制度化管理，该模型能够在不同团队与不同场地之间保持一致的产品质量与食品安全水平，为规模化部署提供可靠的运行基础。

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多功能复合布局，提高资产利用效率

除核心生产区域外，设施设计还纳入研发测试、试点验证及培训与展示空间，用于支持作物与技术试验，以及面向行业与公众的交流活动。

这种复合式布局在不影响主体生产能力的前提下，拓展了设施的应用场景，有助于提升整体资产利用率并增强对市场波动的适应能力。

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定量经济模型与可行性评估

研究构建了完整的成本模型，涵盖设备投资、能源消耗、人力成本、维护费用及折旧，并基于产量与价格假设开展盈亏平衡分析。

结果表明，该模式的商业可行性主要取决于以下因素：

能源与人工成本的精细化控制

系统运行稳定性与产量一致性

自动化与标准化带来的效率提升

政策支持与产业生态资源的有效对接

因此，该模型以效率与可靠性为核心驱动，而非依赖价格溢价或短期激励。

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从概念蓝图到可部署单元

在此前合作所确立的可持续食品系统与园区总体框架基础上，本阶段研究进一步将相关理念落实为具备工程实施条件的单体设施模型。

该标准化单元可作为未来城市农业与食品园区的基础构件，通过对能源价格、政策环境与市场需求等参数进行本地化调整，实现跨区域复制与推广。

通过模块化物理设计、可控资源循环与数据驱动运营的结合，本项目推动可持续城市食品生产从概念规划阶段，进入以工程设计、运行管理与财务模型为支撑的实施阶段。