智慧城市建設(shè)中BIM技術(shù)的應(yīng)用與實踐

摘 要：BIM（Building Information Modeling）技術(shù)在智慧城市的建設(shè)中起到了重要的作用，一方面為城市管理水平的提升提供了技術(shù)支持，另一方面則為城市居民的社會生產(chǎn)生活提供了高質(zhì)量的城市服務(wù)。通過BIM技術(shù)，智慧城市建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代社會的有效連接，是推進(jìn)城市現(xiàn)代化、智能化的強(qiáng)大動力。本文將從智慧城市與BIM技術(shù)的概念內(nèi)涵、BIM技術(shù)與智慧城市的內(nèi)在聯(lián)系以及推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用水平提升的實踐策略等方面展開討論，深入研究BIM技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用與實踐。

關(guān)鍵詞：智慧城市;BIM技術(shù);應(yīng)用與實踐

中圖分類號：TU17;TU71? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2022）01-0007-03

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度與科學(xué)技術(shù)水平的提升，我國城市現(xiàn)代化、智能化的進(jìn)程不斷推進(jìn)，建設(shè)智慧城市成為城市發(fā)展規(guī)劃的重要內(nèi)容。在智慧城市的建設(shè)過程中，交通運(yùn)輸體系與城市服務(wù)功能等部分的智慧建設(shè)是重難點，而BIM技術(shù)的應(yīng)用與實踐為智慧城市的建設(shè)提供了技術(shù)保障，可通過現(xiàn)代信息模型來實現(xiàn)城市信息的立體化、具象化，在一定程度上提升了城市建設(shè)規(guī)劃的合理性。此外，BIM技術(shù)所提供的信息數(shù)據(jù)服務(wù)也能夠為智慧城市建設(shè)提供精確有效的信息數(shù)據(jù)，保障了智慧城市建設(shè)方案的科學(xué)性。對此，本文將基于BIM技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用與實施展開研究，為智慧城市的構(gòu)建提供參考建議。

1 BIM技術(shù)和智慧城市概念內(nèi)涵

1.1 BIM技術(shù)內(nèi)涵

BIM即建筑信息模型，誕生于1975年，多年來對建筑行業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動作用。對于建設(shè)智慧城市而言，BIM技術(shù)能夠在很大程度上保障城市規(guī)劃的科學(xué)性、合理性，其強(qiáng)大的模擬能力與信息處理方式是推動智慧城市構(gòu)建的重要動力。BIM技術(shù)展現(xiàn)出的建筑信息具備可視化、立體化的特點，能夠為建筑工程中項目籌劃、規(guī)劃設(shè)計與施工作業(yè)提供精確有效的數(shù)據(jù)信息，同時建筑信息模型建立在龐大的建筑信息庫中，由此還能夠提升建筑工程規(guī)劃的專業(yè)性與合理性。通過BIM技術(shù)的合理使用，施工單位能夠在保障建筑工程質(zhì)量的同時大幅度縮減項目工程的建設(shè)速度和周期，并且還能夠在一定程度上提升建筑工程的建造水平，對于智慧城市來說則是城市服務(wù)功能與智慧化程度的改進(jìn)。BIM技術(shù)的技術(shù)內(nèi)核在于數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建，該技術(shù)能夠?qū)⒋罅康慕ㄖ畔?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，隨后通過技術(shù)手段來實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的立體化反映，即建筑信息模型，其優(yōu)勢在于信息數(shù)據(jù)的處理效率高且能夠?qū)崿F(xiàn)建筑信息的動態(tài)監(jiān)察與反映，是提升城市智能化、信息化的有效途徑。

1.2智慧城市內(nèi)涵

智慧城市與傳統(tǒng)城市的區(qū)別主要在于建筑、交通、物流、社區(qū)管理等城市服務(wù)功能的現(xiàn)代化與智能化，而這一過程需要建立在龐大的信息管理平臺上，其對于現(xiàn)代城市的管理服務(wù)與整體規(guī)劃水平有著較大的積極影響。隨著新時代的到來，現(xiàn)代城市建設(shè)的重要性也愈發(fā)凸顯，而智慧城市作為現(xiàn)代城市中的重要構(gòu)成，其應(yīng)當(dāng)具備一定的未來規(guī)劃能力與歷史承載能力，具有跨時空與多維度的特征。對于這一需求，智慧城市需要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)與數(shù)字技術(shù)，如BIM技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過此類技術(shù)手段來對城市的歷史進(jìn)行科學(xué)整理，將其與城市的未來發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行有效對接，進(jìn)而達(dá)到承載歷史并實現(xiàn)發(fā)展的效果。在智慧城市的構(gòu)建過程中，地區(qū)的管理與服務(wù)水平將得到一定程度上的優(yōu)化，而系統(tǒng)的整合與管理平臺的構(gòu)建也將為我國城市建設(shè)的未來發(fā)展奠定穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

2 BIM技術(shù)與智慧城市建設(shè)的相關(guān)性

2.1 BIM技術(shù)為建設(shè)智慧城市提供技術(shù)支持

智慧城市的構(gòu)建是地區(qū)經(jīng)濟(jì)和管理服務(wù)優(yōu)化進(jìn)步的具體表現(xiàn)，隨著信息時代的到來，城市功能的智能化與現(xiàn)代化是城市發(fā)展的必然趨勢，而這一趨勢所需要的即是大量現(xiàn)代化信息技術(shù)與設(shè)備的支持，進(jìn)而為城市居民提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。BIM技術(shù)能夠很好地滿足這一需求，通過BIM技術(shù)的支持，智慧城市建設(shè)能夠在城市的制度建設(shè)和決策建設(shè)方面做出優(yōu)化和改進(jìn)，具體則表現(xiàn)為城市交通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、城市服務(wù)功能完善等方面，對于城市居民生活質(zhì)量的提升是較為明顯的。事實上，BIM技術(shù)能夠?qū)⒊鞘袛?shù)據(jù)信息庫中的大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行可視化處理，但如何進(jìn)行信息的運(yùn)用與落實，這就需要在智慧城市建設(shè)中結(jié)合其他信息技術(shù)進(jìn)行合作，如CIM（City Information Modeling，城市信息模型技術(shù)）、GIS（Geographic Information System，空間信息系統(tǒng)技術(shù)）與RS（Remote Sensing，遙感技術(shù)）等，在此基礎(chǔ)上即可構(gòu)建一個相對完善的科學(xué)化城市管理模式，既實現(xiàn)了城市數(shù)據(jù)信息的有效整合，同時還能夠進(jìn)行城市信息的可視化實時反映，是推動城市智能化與信息化的強(qiáng)大助力。

2.2智慧城市的建設(shè)需軟件和硬件的協(xié)同發(fā)展

智慧城市建設(shè)是信息技術(shù)與建筑工程相互合作的過程。BIM技術(shù)能夠以更為科學(xué)的手段來對建筑工程的施工方案進(jìn)行分析和優(yōu)化，進(jìn)而實現(xiàn)施工建設(shè)的科學(xué)化與現(xiàn)代化。此外，BIM技術(shù)所提供的實時建筑信息反饋可以為建筑單位的施工現(xiàn)場調(diào)度提供有效保障，在一定程度上提升了施工建設(shè)的安全性與穩(wěn)定性。智慧城市建設(shè)還是現(xiàn)代化城市管理平臺與城市基礎(chǔ)設(shè)施之間的配合。通過BIM技術(shù)所構(gòu)建的城市管理平臺，智慧城市的交通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與城市服務(wù)功能的完善能夠得到有效的技術(shù)支持與保障，但這也對城市基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù)設(shè)備提出了更高的要求。智慧化城市所需的設(shè)施與設(shè)備需求是更為現(xiàn)代化的，其中的技術(shù)含量與管理難度相較傳統(tǒng)而言均有所提升，需要管理部門格外注意。4D0A12F0-B024-4D33-BECF-69D19EDF0C7A

3 BIM技術(shù)在智慧城市建設(shè)中應(yīng)用的有效措施

3.1 BIM技術(shù)傳承下智慧建筑的建設(shè)

智慧建筑是智慧城市建設(shè)中的核心部分之一，其智能化程度與現(xiàn)代化水平對于智慧城市的構(gòu)建而言是極為重要的。在BIM技術(shù)的支持下，智慧建筑擁有了健全的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但僅僅是數(shù)據(jù)的處理是不足以建設(shè)智慧建筑的，除去數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)外，智慧建筑還需要管理層網(wǎng)絡(luò)、自動層網(wǎng)絡(luò)和樓層網(wǎng)絡(luò)等重要的信息網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)模型與其他技術(shù)平臺的有效連接。在智慧建筑的建設(shè)過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用與實踐是較為普遍的，覆蓋了項目規(guī)劃、施工作業(yè)、現(xiàn)場控制與后期審核等多個環(huán)節(jié)，而建筑信息模型即是對建筑信息最為直接、有效的反饋，為智慧建筑的構(gòu)建提供了重要保障。值得一提的是，BIM技術(shù)背靠龐大的數(shù)據(jù)信息庫，其中對于目標(biāo)城市或區(qū)域的城市居民信息的掌握是非常重要的，諸如年齡結(jié)構(gòu)、人才構(gòu)成、就業(yè)傾向與成員組成等信息是影響智慧建筑服務(wù)功能確定的重要因素。

通過BIM技術(shù)所構(gòu)建的城市管理平臺實現(xiàn)了智慧建筑的統(tǒng)籌規(guī)劃與管理，而智慧建筑內(nèi)部的現(xiàn)代化信息設(shè)備與電子設(shè)備又為管理平臺提供了具有即時性的數(shù)據(jù)信息，二者之間的實時交流加強(qiáng)了智慧城市與智慧建筑之間的聯(lián)系，有利于提升智慧城市管理平臺的管理與服務(wù)水平，尤其在個性化服務(wù)的制定方面具有重要意義[1]。

3.2 BIM技術(shù)在交通領(lǐng)域信息化中的應(yīng)用

智慧城市的重要價值之一就在于城市交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化與信息化，BIM技術(shù)所提供的信息模型為交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供了信息保障，同時傾斜攝影技術(shù)的使用則是強(qiáng)化了BIM技術(shù)在智慧城市構(gòu)建中的效果，有利于更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的立體化與可視化表達(dá)。智慧城市是一個相對龐大且復(fù)雜的體系，這對于智慧交通的構(gòu)建而言是有著一定難度的，因此，在進(jìn)行智慧交通技術(shù)的使用時，三維BIM模型是不可忽視的，其與GIS技術(shù)的配合能夠構(gòu)建三維監(jiān)控體系，進(jìn)而精確捕捉并展現(xiàn)出智慧城市中的區(qū)域狀況，有效避免了視野“盲區(qū)”的問題，為未來城市的交通運(yùn)輸管理提供了技術(shù)和信息支持[2]。需要注意的是，為確保智慧交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)能夠符合城市的實際需求，工作人員與技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)主動去了解并學(xué)習(xí)目標(biāo)城市道路的歷史與背景，在此基礎(chǔ)上結(jié)合道路的實際使用情況與其他相關(guān)信息來進(jìn)行規(guī)劃方案的調(diào)節(jié)，尤其是道路的材料、常見車型以及交通狀況等因素，這些對于道路交通運(yùn)輸服務(wù)功能的展現(xiàn)有著重要影響。通過對城市交通狀況的分析，可充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的模擬性，對城市交通的客流場景進(jìn)行多維模擬，隨后針對其中發(fā)現(xiàn)的問題和隱患進(jìn)行處理，制定相應(yīng)的預(yù)防方案與應(yīng)急措施。此外，為切實落實城市交通管理的應(yīng)急方案，在智慧交通的構(gòu)建中還應(yīng)當(dāng)使用三維導(dǎo)航技術(shù)來進(jìn)行實時的跟蹤和定位，搭配BIM技術(shù)所建立的信息模型，提升定位與服務(wù)的即時性與精確性，為城市居民提供高質(zhì)量的交通運(yùn)輸服務(wù)[3]。

3.3 BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高度集成

BIM技術(shù)作為現(xiàn)代智慧城市中的中心部分，其對于智慧城市規(guī)劃狀況的管理是非常有效的，其中數(shù)據(jù)信息庫和城市管理平臺能夠為管理人員提供穩(wěn)定的信息和技術(shù)支撐。隨著BIM技術(shù)在智慧城市中的普及，其對于智慧城市的影響愈發(fā)深入，尤其是在城市發(fā)展規(guī)劃方面，不但為現(xiàn)代城市的發(fā)展建設(shè)拓展了更多可能，而且還提升了城市的綜合性能，順應(yīng)了信息時代的發(fā)展潮流與國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。在此過程中，智慧城市不但要強(qiáng)化城市管理服務(wù)水平，更應(yīng)當(dāng)針對城市居民的生產(chǎn)生活進(jìn)行規(guī)劃，進(jìn)而滿足人民日益增長的物質(zhì)與文化需求。對此，在智慧城市的構(gòu)建過程中，BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同發(fā)展變得尤為重要。物聯(lián)網(wǎng)作為信息時代的一大重要特征，其對于人民生產(chǎn)生活的影響是多方面的。首先是城市規(guī)劃方面的智能化，具體表現(xiàn)為交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、房屋建筑等方面的信息化管理與服務(wù)，BIM技術(shù)依賴于大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)信息庫的支持，其中所涵蓋的數(shù)據(jù)信息能夠為城市功能與服務(wù)的優(yōu)化與調(diào)節(jié)提供有效的參考建議，在一定程度上提升了城市規(guī)劃與居民生產(chǎn)生活的協(xié)調(diào)性。其次是對于智慧城市構(gòu)建的監(jiān)督與管理，BIM技術(shù)的信息模型與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合能夠?qū)崿F(xiàn)對城市資源與運(yùn)行狀況的精確把握，一旦城市中某個區(qū)域發(fā)生問題，現(xiàn)代化的信息技術(shù)能夠為問題的解決提供有效的數(shù)據(jù)信息和技術(shù)保障，進(jìn)而快速、有效地解決實際問題，在一定程度上保障了智慧城市的安全性與穩(wěn)定性[4]。

3.4城市地下管線管理中 BIM技術(shù)的滲透

隨著現(xiàn)代城市建設(shè)規(guī)模和數(shù)量的擴(kuò)大，其地下管線布局也變得更為復(fù)雜，這對智慧城市的構(gòu)建提出了更高的要求。對此，在進(jìn)行智慧城市的構(gòu)建時，設(shè)計單位應(yīng)當(dāng)充分使用BIM技術(shù)與相關(guān)信息技術(shù)和通信技術(shù)。5G網(wǎng)絡(luò)的普及為信息傳遞速率和質(zhì)量的提升奠定了基礎(chǔ)。在此背景下，RFID技術(shù)與端側(cè)標(biāo)識等技術(shù)與BIM技術(shù)的融合變得更為順利，城市信息數(shù)據(jù)模型逐漸趨于完善，諸如電子攝像頭與無人機(jī)等通信設(shè)備能夠?qū)Τ鞘羞M(jìn)行全方位的掃描與感知，成為數(shù)據(jù)信息模型的重要來源。更為重要的是，該類技術(shù)相較以往的管理技術(shù)來看，其對于地下管線布局的觀察能力與分析能力是更為先進(jìn)的，即使城市規(guī)模和數(shù)量不斷擴(kuò)大，地下管線布局愈發(fā)復(fù)雜，但現(xiàn)代信息技術(shù)的出現(xiàn)仍舊很好地解決了這一問題，這也正是構(gòu)建智慧城市的重要目標(biāo)之一。BIM技術(shù)自身的模擬性與可視性對于智慧城市與地下管線布局間關(guān)系的協(xié)調(diào)是非常有效的，通過BIM技術(shù)所提供的數(shù)據(jù)信息，城市規(guī)劃與管理人員在進(jìn)行方案制定時可得到相關(guān)的數(shù)據(jù)信息作為參考，在一定程度上提升了管理規(guī)劃工作的科學(xué)性與有效性。此外，BIM技術(shù)所建立的信息模型對于地下空間的探索與開發(fā)是更為充分的，這對于城市空間的規(guī)劃與布局有重要的意義。城市空間的增加意味著智慧城市的構(gòu)建將會出現(xiàn)更多可能性，對于智慧城市的發(fā)展和地下管線布局的優(yōu)化而言都是極為重要的[5]。

4結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)在智慧城市的建設(shè)過程中起到了重要的推動作用，不但為城市的規(guī)劃管理提供了信息保障與技術(shù)支持，同時還強(qiáng)化了城市管理平臺與城市之間的聯(lián)系。此外，BIM技術(shù)與其他現(xiàn)代信息技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合也在很大程度上提升了智慧城市的管理與服務(wù)水平。對此，城市管理人員應(yīng)當(dāng)充分重視BIM技術(shù)在智慧建筑、智慧交通網(wǎng)絡(luò)與地下管線布局中的應(yīng)用與實踐，不斷提升其應(yīng)用水平和深度，為我國城市智慧化、現(xiàn)代化的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。4D0A12F0-B024-4D33-BECF-69D19EDF0C7A

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Application and Practice of BIM Technology in Smart City Construction

SUN Xiuzhan

（China Railway Construction Group Co.， Ltd.， Beijing? 100040）

Abstract： BIM Technology plays an important role in the construction of smart city. On the one hand， it provides technical support for the improvement of urban management level， on the other hand， it provides high-quality urban services for the social production and life of urban residents. Through BIM technology， smart city construction can realize effective connection between information network and modern society， which is a powerful driving force to promote urban modernization and intelligence. This paper will discuss the conceptual connotation of smart city and BIM technology， the internal relationship between BIM technology and smart city， and the practical strategies to promote the application level of BIM technology， so as to deeply study the application and practice of BIM technology in the construction of smart city.

Keywords：? smart city; BIM technology; application and practice

收稿日期：2021-12-01

作者簡介：孫修展（1987—），女，滿族，河北承德人，研究生，研究方向：BIM應(yīng)用。4D0A12F0-B024-4D33-BECF-69D19EDF0C7A