城市信息模型（CIM）技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展與人造環(huán)境智慧化解析

汪深?李兵?夏炎

[摘 要]目前，智慧家居和智能建筑已經(jīng)廣泛應(yīng)用到人們的生活當中，基于BIM技術(shù)興起的城市信息模型（CIM技術(shù)）對于智慧城市建設(shè)起到了巨大的推動作用，但同時也對人造環(huán)境的智慧化提出了更高的要求。接下來，本文就詳細闡述CIM概念的形成、發(fā)展情況，并根據(jù)智慧城市建設(shè)的目標探討城市信息模型技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展與人造環(huán)境智慧化的策略，旨在為相關(guān)研究提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]CIM技術(shù);應(yīng)用領(lǐng)域拓展;人造環(huán)境智慧化

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.22.076

[中圖分類號]TU17[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2019）22-0-02

0? ? ?引 言

目前，隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和電子信息工程技術(shù)的發(fā)展，我國已經(jīng)進入智能時代，在建筑和生活中，智能化技術(shù)已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。特別是在建筑領(lǐng)域，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)獲得了普及應(yīng)用，成為當前建筑工程中不可或缺的重要應(yīng)用之一，對于建筑的全生命周期的管理工作具有極大的作用和價值。而基于BIM技術(shù)興起的城市信息模型（City Information Modeling，CIM）技術(shù)，也逐漸受到人們的關(guān)注和熱議。

1? ? ?CIM技術(shù)概述

1.1? ?CIM概念的形成

CIM技術(shù)是基于BIM技術(shù)而興起的。目前，BIM技術(shù)在Architecture Engineering and Construction（建筑工程與建筑）領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，成為大家熟悉的一個概念，并被業(yè)內(nèi)人士所接受。這一技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的普及應(yīng)用情況呈現(xiàn)出良莠不齊的現(xiàn)象，人們對其的認識達到了一致高度，共同認為這是未來建筑智能化發(fā)展的主流趨勢。隨著BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，智能建筑和智能家居方面獲得了飛速發(fā)展。然而在當前智慧城市建設(shè)的背景下，AEC范圍內(nèi)各個方面都需要信息技術(shù)和智能技術(shù)的助力，因此，CIM技術(shù)由此產(chǎn)生。

1.2? ?城市信息模型（CIM）的含義

CIM技術(shù)的內(nèi)容既包含了BIM技術(shù)范疇，同時也完全超越了BIM技術(shù)的范圍。因為CIM技術(shù)是一種人造環(huán)境的智慧化實現(xiàn)的工具，是實現(xiàn)智慧城市建設(shè)真正推動力的信息技術(shù)。習近平總書記在中國共產(chǎn)黨第十九次代表大會報告中明確指出，要將我國建設(shè)成為網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國和智慧社會。而智慧城市建設(shè)，就是推進這一目標的手段之一。而要想實現(xiàn)這一目標，首先必須對城市這一人造的環(huán)境進行智慧化運行。而且，在城市建設(shè)中，建筑是城市最基本的組成部分，通過BIM技術(shù)，利用信息化系統(tǒng)對建筑進行全生命周期的操作管理，基于這一點，城市信息模型與建筑信息模型在本質(zhì)上是互通的，但是利用BIM技術(shù)進行建筑全生命周期的管理操作是一項十分復(fù)雜且漫長的工作，因此，在進行城市信息模型構(gòu)建中，有關(guān)單位必須研究并確定BIM技術(shù)與城市和城市信息模型之間的關(guān)系以及該技術(shù)在城市層面信息化建設(shè)中具有的作用。

1.3? ?BIM技術(shù)和城市以及城市信息模型之間的關(guān)系分析

BIM技術(shù)是借助計算機信息技術(shù)在虛擬世界映射出現(xiàn)實世界真實的物件，對各方面的信息進行詳細描述，然后借助相關(guān)軟件預(yù)判該物件后續(xù)的發(fā)展情況，并根據(jù)模擬情況，針對性地提出優(yōu)化策略，從而對現(xiàn)實世界真實物體進行管理。因此，BIM技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合體，必須將虛擬和現(xiàn)實完美地結(jié)合起來，真正發(fā)揮出BIM技術(shù)的真正功能。反之，如果不能將兩者完美地結(jié)合在一起，將影響B(tài)IM技術(shù)的功能發(fā)揮，從而導(dǎo)致BIM技術(shù)失去實際作用，成為一個只具備三維可視功能的工具。在運用BIM技術(shù)時，操作者必須搞清楚一個很重要的問題，那就是其中的“I”（Information）到底應(yīng)該向哪里輸入，如何準確進行使用。因為在實際生活中，Building的概念很大，籠統(tǒng)地表示向建筑輸入信息，人們根本不知道具體應(yīng)該輸入到什么地方。但實際上，建筑并不是一個不可分割的整體，而是由材料形成的特定物品構(gòu)成，這一媒介就是構(gòu)件，成為組成建筑物的基本單位。只有正確認識到這一點，才能將Information準確輸入到正確位置，并準確提取出有用的信息。然后將這些信息輸入BIM信息平臺上，借助相應(yīng)的軟件在虛擬環(huán)境下對建筑各個構(gòu)件的基本信息進行處理。

城市是由一幢幢的建筑組成的，建筑成為城市最微觀的組成單元，因此，對于城市這一整體而言，建筑就成為城市組成的構(gòu)件。因此，在建筑層面利用好BIM技術(shù)，能為智慧城市建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)，為城市層面的智能建設(shè)提供有力的保證。但相對而言，城市信息模型比單純的建筑信息模型更為宏觀，對信息技術(shù)的要求更高。因為一幢建筑物在建造過程中出現(xiàn)問題，建設(shè)失敗了，也無非是花點資金拆掉，推倒重新來過。但城市建設(shè)卻不能這樣，一旦城市建設(shè)出現(xiàn)問題，會造成巨大的社會影響，造成重大的經(jīng)濟財產(chǎn)損失。因此，BIM技術(shù)適合做一些流程比較復(fù)雜、系統(tǒng)的管理工作，并將其系統(tǒng)地整合起來，比如所建造、金融、功能、更新、使用、銷售等方面，借助BIM技術(shù)，將這些內(nèi)容整合在一起，能有效提高整個行業(yè)運行的效率，從而真正體現(xiàn)出BIM技術(shù)在城市層面的優(yōu)勢。因此，城市和城市信息模型與BIM技術(shù)具有密切的關(guān)聯(lián)，既包含了BIM技術(shù)的功用，與其同構(gòu)，又比BIM技術(shù)的范圍更加深廣，因此，只有做好BIM技術(shù)，才能為城市信息模型構(gòu)建奠定堅實的基礎(chǔ)，并以BIM技術(shù)作為模板，對其進行進一步拓展，調(diào)動更多的人力、物力，實現(xiàn)CIM技術(shù)的架構(gòu)。

2? ? ?城市信息模型（CIM）技術(shù)的架構(gòu)

根據(jù)上文分析可知，城市信息模型CIM技術(shù)在構(gòu)架上與BIM技術(shù)基本同構(gòu)，并且是在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上進一步拓展而來的。因此，CIM技術(shù)的目標也是協(xié)同管理，但同時，還要在建筑信息模型的基礎(chǔ)上，添加城市基礎(chǔ)設(shè)施和地理信息，此外，還要把城市設(shè)計管理、審批管理、建造管理、設(shè)施管理、營銷以及各種產(chǎn)業(yè)都綜合到一起，從而構(gòu)建出城市信息模型。因此，城市信息模型構(gòu)建是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)所在。而且，基于CIM技術(shù)與BIM技術(shù)同構(gòu)的性質(zhì)，在構(gòu)建城市信息模型也必須組建物質(zhì)構(gòu)成、空間構(gòu)成、性能構(gòu)成以及文化構(gòu)成。所以，城市信息模型（CIM）在構(gòu)成方面就是建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）、基礎(chǔ)設(shè)施信息模型（Infrastructure Information Modeling，IIM）和地理信息模型（Geographical Information System Modeling，GIS-M）三者的統(tǒng)一。因此，在架構(gòu)城市信息模型拓展該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)智慧化人造環(huán)境時，人們必須解決如下5個方面的問題。第一，建設(shè)的目標是什么。為此，城市規(guī)劃部門必須做好城市規(guī)劃，了解什么是好的城市發(fā)展規(guī)劃。第二，如何建設(shè)城市，即解決城市建設(shè)的物質(zhì)構(gòu)成問題。第三，城市性能是什么，即解決城市的建設(shè)結(jié)果問題，解決如何打造宜居的生活環(huán)境，使城市這一人造環(huán)境變得更加宜居。第四，城市的功能效率如何，即解決怎樣建設(shè)出好用的城市，從而提高城市居民生活的滿意度。第五，建造的特色是什么，即解決城市文化問題，打造出恰當?shù)某鞘形幕?，從而促進城市和諧發(fā)展。