工改視角下的CIM 平臺(tái)建設(shè)路徑研究

韓雯雯，曲 葳，王飛飛

（北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100000）

0 引言

中國(guó)城鎮(zhèn)化歷經(jīng)快速擴(kuò)張，完成了迄今為止世界歷史上規(guī)模最大、速度最快的城鎮(zhèn)化進(jìn)程。隨著人口的大量聚集，也產(chǎn)生環(huán)境污染、交通擁堵等“城市病”。傳統(tǒng)城市管理與運(yùn)維發(fā)展模式已難以支撐未來(lái)城市的發(fā)展需求，信息化與城鎮(zhèn)化融合的智慧城市應(yīng)運(yùn)而生。歷經(jīng)數(shù)年發(fā)展，智慧城市建設(shè)實(shí)踐中“重復(fù)建設(shè)”“數(shù)據(jù)孤島”等現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。

近年來(lái)，建筑信息模型(Building Information modelling，BIM)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等技術(shù)快速發(fā)展，城市信息模型（City Information Modelling，CIM）開(kāi)始出現(xiàn)。CIM 集合了三維地理信息系統(tǒng)、BIM 和物聯(lián)網(wǎng)等多種先進(jìn)技術(shù)，為智慧城市發(fā)展注入了新鮮血液。

此外，2018年11月，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部將北京城市副中心、廣州、南京、廈門(mén)、雄安新區(qū)列為“運(yùn)用建筑信息模型（BIM）進(jìn)行工程項(xiàng)目審查審批和城市信息模型（CIM）平臺(tái)建設(shè)”5 個(gè)試點(diǎn)城市。CIM 在我國(guó)由概念階段開(kāi)始正式進(jìn)入建設(shè)階段。在工程建設(shè)項(xiàng)目審批制度改革的背景下，首次在國(guó)家層面提出建設(shè)CIM 平臺(tái)，將為城市全生命周期管理等提供新契機(jī)。

1 CIM 的發(fā)展過(guò)程

CIM 的概念源于BIM，隨著B(niǎo)IM 技術(shù)的逐漸成熟，Khemlani提出在城市規(guī)劃中可運(yùn)用類(lèi)似BIM 的技術(shù)。當(dāng)前，CIM 的概念尚未形成共識(shí)，學(xué)者看法不一，有學(xué)者認(rèn)為CIM 是以城市信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立起三維城市空間模型和城市信息的有機(jī)綜合體，或CIM 是對(duì)城市地上、地面、地下，過(guò)去、現(xiàn)在、將來(lái)的全時(shí)空、全尺度信息的數(shù)字化表達(dá)，或CIM 本質(zhì)是服務(wù)城市全生命周期，是數(shù)字孿生的城市操作系統(tǒng)，是數(shù)字新基建。

目前，CIM 的內(nèi)涵和外延仍處于探索期，業(yè)內(nèi)較有代表性的解釋為：一是CIM=地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）+BIM；二是CIM=BIM+GIS+物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IOT）；三是CIM=BIM+城市業(yè)務(wù)實(shí)體；四是CIM=以數(shù)字技術(shù)為治理引擎的數(shù)字孿生城市之?dāng)?shù)字孿生體。CIM 將數(shù)據(jù)顆粒度精確到城市建筑物內(nèi)部的單個(gè)模塊，結(jié)合IOT 呈現(xiàn)客觀(guān)世界的所有狀態(tài)，形成智慧城市的基礎(chǔ)平臺(tái)。

綜合來(lái)看，CIM 平臺(tái)以城市空間為紐帶，強(qiáng)調(diào)從城市到建筑多層級(jí)空間尺度的三維空間模型的積累與構(gòu)建，進(jìn)而形成城市的“三維數(shù)字底座”，成為智慧城市的基礎(chǔ)平臺(tái)，最終服務(wù)于城市全生命周期。CIM 平臺(tái)需要積累大量的建筑尺度三維模型數(shù)據(jù)，工程建設(shè)項(xiàng)目審批制度改革鼓勵(lì)BIM 審批則為數(shù)據(jù)積累提供了一種可行的建設(shè)思路。

2 工改視角下CIM 平臺(tái)的建設(shè)

2.1 CIM 試點(diǎn)建設(shè)

北京城市副中心CIM 平臺(tái)，基于“一個(gè)平臺(tái)集中掌控”的數(shù)字化管理理念，架構(gòu)了一個(gè)全新的、基于BIM 的重大項(xiàng)目監(jiān)管系統(tǒng)平臺(tái)。雄安新區(qū)建立新區(qū)城市信息模型（CIM）和基于BIM 的三維報(bào)建平臺(tái)，覆蓋BIM 六大環(huán)節(jié)的展示、查詢(xún)、交互、審批等，實(shí)現(xiàn)建筑、市政等專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目的BIM 自動(dòng)審查。南京以“多規(guī)合一”信息平臺(tái)為基礎(chǔ)，探索構(gòu)建全域全空間、三維可視化、附帶豐富屬性信息的CIM 平臺(tái)。廣州圍繞構(gòu)建CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)、“多規(guī)合一”管理平臺(tái)功能提升，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃審查、建筑設(shè)計(jì)方案審查功能等開(kāi)展試點(diǎn)工作。廈門(mén)升級(jí)多規(guī)平臺(tái)為CIM 平臺(tái)，匯聚全市各類(lèi)數(shù)據(jù)，在建設(shè)項(xiàng)目全流程管理中實(shí)現(xiàn)城市設(shè)計(jì)、工程規(guī)劃許可的智能審圖，并且依托CIM 平臺(tái)搭建了行業(yè)管理的部門(mén)應(yīng)用。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)CIM 建設(shè)情況還處于探索階段，重點(diǎn)圍繞BIM集合展開(kāi)?；谶@些數(shù)據(jù)的整合或單專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的貫通，力圖促進(jìn)工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃、建設(shè)、管理、運(yùn)營(yíng)全周期一體聯(lián)動(dòng)。

2.2 CIM 平臺(tái)建設(shè)路徑

CIM 平臺(tái)的建設(shè)以工程建設(shè)項(xiàng)目三維電子報(bào)建為切入點(diǎn)，以規(guī)劃審查、建筑設(shè)計(jì)方案審查、施工圖審查、竣工驗(yàn)收備案等四項(xiàng)審批功能為抓手，初步積累包括建筑、交通和市政的BIM 三維數(shù)據(jù)等在內(nèi)的小尺度三維空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；匯聚GIS 數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等，構(gòu)建全要素三維空間底板，建設(shè)智慧城市的基礎(chǔ)平臺(tái)，進(jìn)而以CIM 平臺(tái)為基礎(chǔ)支撐城市全生命周期中的規(guī)劃、建設(shè)、管理、服務(wù)等各階段的應(yīng)用，助力智慧城市建設(shè)。

如圖1 所示，業(yè)務(wù)方面，基于CIM 平臺(tái)提供的三維模型和工程建設(shè)項(xiàng)目各階段BIM 匯聚功能，在規(guī)劃審查、建筑設(shè)計(jì)方案審查、施工圖審查、竣工驗(yàn)收備案等階段形成BIM 輔助報(bào)批，自動(dòng)比對(duì)規(guī)劃控制條件生成項(xiàng)目合規(guī)性審查報(bào)告，逐步實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的BIM 電子化審查審批。數(shù)據(jù)方面，通過(guò)信息平臺(tái)整合各類(lèi)地理信息數(shù)據(jù)，形成城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、全域覆蓋、要素疊加的一張藍(lán)圖城市空間數(shù)據(jù)基底。集成三維城市空間模型數(shù)據(jù)、城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各類(lèi)數(shù)據(jù)、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)，形成包括時(shí)空基礎(chǔ)、資源調(diào)查、規(guī)劃管控、工程建設(shè)項(xiàng)目、物聯(lián)感知和公共專(zhuān)題等類(lèi)別的CIM 數(shù)據(jù)資源體系，構(gòu)建城市全要素三維空間底板。應(yīng)用方面，利用CIM 平臺(tái)全數(shù)字化和工程全生命周期信息傳遞的優(yōu)勢(shì)，支撐規(guī)劃、建設(shè)、管理、服務(wù)等城市全生命周期中的業(yè)務(wù)應(yīng)用。將平臺(tái)應(yīng)用與城市運(yùn)行業(yè)務(wù)深度融合，從工程建設(shè)項(xiàng)目初期的規(guī)劃階段向設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維及城市綜合治理等階段延伸，實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)、跨環(huán)節(jié)、基于CIM 的“可視化”數(shù)據(jù)共享和協(xié)同審批。

圖1 CIM 平臺(tái)建設(shè)路徑

依據(jù)“統(tǒng)一謀劃、分步實(shí)施”的原則，CIM 平臺(tái)建設(shè)可采取三步走。第一步打基礎(chǔ)，在“多規(guī)合一”管理平臺(tái)基礎(chǔ)上，整合已有BIM 模型，并選取示范區(qū)開(kāi)展CIM 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)試驗(yàn)，整合二、三維空間數(shù)據(jù)資源，提升平臺(tái)BIM 輔助報(bào)批功能。第二步強(qiáng)支撐，推進(jìn)BIM、基礎(chǔ)設(shè)施信息模型、地理信息模型等與CIM 平臺(tái)對(duì)接，逐步形成城市空間全覆蓋的一張藍(lán)圖。逐步將各類(lèi)建筑和基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期的三維信息納入CIM 平臺(tái)，在用地、規(guī)劃、建設(shè)、驗(yàn)收登記等業(yè)務(wù)階段實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)審批數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，促進(jìn)工程建設(shè)項(xiàng)目審批提質(zhì)增效。第三步謀發(fā)展，利用CIM 平臺(tái)支撐智慧城市各類(lèi)應(yīng)用，服務(wù)城市全生命周期，建設(shè)更加智能、更加美好、可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化的城市。

3 結(jié)語(yǔ)

CIM 平臺(tái)以其協(xié)同性、模擬性、數(shù)字化性等特性，將有效地避免智慧城市建設(shè)發(fā)展過(guò)程出現(xiàn)的系列問(wèn)題。CIM 平臺(tái)作為智慧城市的基礎(chǔ)，工程建設(shè)項(xiàng)目審批制度改革為平臺(tái)建設(shè)提供了一個(gè)契機(jī)，其建設(shè)將促進(jìn)工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理、運(yùn)營(yíng)全周期一體聯(lián)動(dòng)，為城市的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行管理全過(guò)程“智慧”賦能，為城市管理和發(fā)展提供信息化新引擎。