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从智慧城市到智慧园区、智慧社区,探析CIM平台建设与应用

来源: 发布时间:2021-03-24 浏览次数:127
新城建:全面推进CIM平台建设



2020年,为落实中央关于加强新型城镇化建设和新型基础设施建设的决策部署,住房和城乡建设部会同中央网信办、科技部、工业和信息化部等六部委印发了《关于加快推进新型城市基础设施建设的指导意见》,以“新城建”对接“新基建”,引领城市转型发展,整体提升城市的建设水平和运行效率。


“新城建”主要包括七个方面的内容,其首要任务就是:全面推进城市信息模型(CIM)平台建设。整合城市空间信息模型数据及城市运行感知数据,建设全覆盖、相互联通的城市智能感知系统,打造智慧城市基础操作平台,推进CIM平台在城市体检、智慧市政、智慧社区、智慧交通等领域的应用。



一、明确CIM定义


根据20209月住房和城乡建设部发布的《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》定义:


城市信息模型 city information modeling(CIM)以建筑信息模型(BIM)、地理信息系统(GIS)、物联网(IoT)等技术为基础,整合城市地上地下、室内室外、历史现状未来多维多尺度信息模型数据和城市感知数据,构建起三维数字空间的城市信息有机综合体。


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(图源:金程, 沙默泉, 郭中梅, 等. 基于CIM的智慧园区建设探析[J]. 信息通信技术与政策, 2020(11): 34-38.)


城市信息模型基础平台 basic platform of city informa tion modeling:CIM基础平台是在城市基础地理信息的基础上,建立建筑物、基 础设施等三维数字模型,表达和管理城市三维空间的基础平台,是城 市规划、建设、管理、运行工作的基础性操作平台,是智慧城市的基 础性、关键性和实体性信息基础设施。


二、立足智慧城市,构建CIM平台


智慧城市是一项涉及物联网、云计算、大数据等众多技术的复杂巨系统。CIM的建立,即以城市信息数据为基数,建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综合体,将动态管理的大脑思维与数据处理的神经网络结合。把视野从单体建筑拉高到建筑群和城市一级,给予智慧城市更加有力的支撑,为智慧城市系统的构建提供了无限的可能性。


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建立与GIS底图和上层应用松耦合弹性可伸缩的CIM平台

当前,传统的GIS产品非常成熟,具有功能强大的GIS引擎和灵活全面的各类GIS组件,GIS产品可以为CIM提供丰富精准的时空立体城市“数字底图”。CIM平台作为未来城市的新型基础设施,要建立松耦合、弹性开放的架构。


一是要兼容底层的不同GIS引擎和底图系统,形成跨平台和网络的移植能力;

二是要为上层数字孪生应用提供标准化、组件化的接口服务,为数字孪生城市各类应用场景和共性基础组件实现赋能支撑。


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制定基于异构数据的时空融合标准与统一数据框架

CIM平台的工作难点之一是对异构数据的融合处理


一是要研究制定多层次通用性空间数据标准,形成兼容不同类型、不同机构信息系统的统一时空数据框架,确保空间定位编码一致,实现多源信息准确集成,以及多模态数据融合表达;
二是要构建涵盖GIS、BIM、倾斜摄影、激光点云、地质体、传感器等多源异构数据的融合处理能力,提供面向模型的信息资源与空间位置服务;
三是要在数据层建立城市级海量感知数据的实时接入服务标准,研研数据动态加载与处理技术,实现跨行业、跨领域的数据实时接入。


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加强自主可控产品研发,强化数字孪生城市内生安全

城市越智能则安全越重要,CIM平台从空间角度 整合了城市全量数据资源,城市安全风险随系统和数据集成量呈指数上升,一旦系统平台被攻破或数据泄露,将引发重大的城市安全事故。目前来看,我国在传感、CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)、 PLM(产品生命周期管理)、VR/AR(虚拟现实/增强现实)渲染、仿真建模等领域的核心技术依赖国外的现象严重需进一步加强CIM平台中核心引擎、关键组件的自主研发,确保数字孪生城市建设的内生安全,把握发展主动权。


三、CIM+智慧园区,一张蓝图、一体化


伴随新型智慧城市的建设热潮,智慧园区的建设也越来越受到关注。通过CIM平台可融合园区繁多且复杂的信息,园区包括建筑物、道路、广场、绿地、地下管线、机电设施等不同单元,实现以CIM平台串联园区规建管一体化应用、统筹园区各业务场景智慧化应用、盘活园区数字资产“一盘棋”,推动园区智慧化转型和升级。


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助力园区“规建管”一体化

利用CIM技术可贯穿于“规划—建设—管理”全过程的特点,通过“一张蓝图”即可实现对园区的“全生命周期管理”,实现不同阶段建设成果的共用共享。


(1)在规划设计阶段:通过将总体规划、市政、交通、环保、水利、产业等各项数据全部汇聚到CIM平台上,实现空间信息共享和规划设计分析,例如日照分析、遮挡分析,可结合地形地势、周边环境、区域内建筑等进行综合分析与可视化展现,以便更全面、更直观地发现各项规划之间的相互影响和冲突,从而得出更加准确的分析结果,进而更好地指导和优化规划设计方案。


(2)在建设阶段:通过将项目安全、人员、进度、质量、成本等各项数据全部汇聚到CIM平台上,可实现对工程项目的全方位掌控。例如,针对进度管控,可将计划进度、实际进度均对接到CIM模型构件上,通过构件颜色变化来区分提前、正常和超期等不同状态,直观地了解项目进展;还可结合人员、事件等综合信息,分析项目进度滞后的原因,给管理者提供措施制定依据和科学决策参考。


(3)在运营阶段:通过将园区招商、产业、人员、安防、能耗等各项数据全部汇聚到CIM平台上,可实现园区状态可视、业务可管、事件可控,助力园区精准服务与高效运营。例如,通过CIM对传感器报警进行实时定位和分析,对相关的人员、物资进行统筹与调配,提升对事件的响应效率,加强一体化处理能力。


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促进园区业务全融合

在目前的智慧园区建设中,多种应用系统在不同部门并存应用、互不相通的情况仍然比较普遍,这往往成为阻碍园区智慧化建设进一步发展的原因,要解决这一问题,CIM平台可以发挥关键的作用。


以CIM平台为底座,整合与搭建上层业务系统,业务系统对空间信息的展示、浏览、分析、应用的需求由CIM平台统一提供,将园区的人、财、物以及跨部门、跨层级、跨系统的业务组成一个有机整体,打造闭环的业务一体化整合应用,促进园区业务全融合,进而优化园区的资源配置能力、管控能力与执行能力


四、着眼智慧社区,CIM平台实践与应用


社区是城市的细胞,是城市的重要组成部分,是对城市概念的继承、发展和实施。智慧社区是一种新的社区管理模式,同时也可以看做是特殊的智慧园区,是实现共享经济的一种有效形式,对于社区资源优化配置、完善社区服务、促进居民宜居宜业具有重要意义。


在智慧社区建设过程中引入CIM平台建设,建立社区范围建筑、地上基础设施、地下空间设施、植被、水体、各类设备等物理实体对象的三维立体可视、可感知、虚拟化的社区和信息模型。构建数字孪生社区,实现各职能系统的互通互联、有效整合及数据的叠加计算,使社区政府、各级职能管理机构、辖区市民都可以从丰厚的社区各类资源及区域环境中受惠,助力打造智慧灵动的社区生态圈。 


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社区工程建设阶段的应用

(1)规划阶段:在规划阶段的应用体现在成本估算、空间规划、基地分析等方面,可以对整个建筑工程进行经费成本的估算,还可进行基地分析,如检测基地的交通状况、环境现状等。


(2)设计阶段:在设计阶段的应用体现在使用三维建模技术达到建筑物静态的可视化,进而对建筑工程设计进行全面分析。为了优化设计,保证设计的可施工性,通过虚拟施工即“先建后试”,对建筑施工项目的设计方案进行检测验证。


(3)施工阶段:在施工阶段的应用体现在优化施工方案,通过多维信息处理,可以对施工的进度进行详细分析,考虑各个时间段的关系,并根据施工现场的实际情况进行优化调整,从中找到最佳的施工方案。


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在社区运维阶段的应用

(1)物业管理和维护:业管理担负着社区内楼宇的设备管理,安防检查,设备操作,车辆管理,访客管理等多项职能。可谓责任重大,任务艰巨,但并非每一位物业管理人员都对楼宇的空间情况,设备信息,操作技术,管理方式都有足够的了解,传统的楼宇管理系统,界面不直观,操作需要专业的相关知识,有相当的学习成本,都会造成物业管理效率低,设备维修不及时,应急响应速度慢等问题。


CIM包括了物业所需的所有信息,可将小区内道路、建筑物、机动目标、基础设施、视频数据等要素信息在CIM 平台进行详细展现,并结合小区内的物联网实时数据,实现管辖区域内“人、车、地、事、物”的全面监控,辅助小区事件快速感知、快速处置,提升小区管理效率,大大降低了物业管理者的管理成本和操作难度。


(2)社区模拟分析应用:利用三维信息模型对建筑物、空间进行能耗、结构、日照、热环境、声环境和景观可视度等进行多方案模拟分析和规范检查,并进行工作量统计,为社区和建筑性能分析的普及提供可能性。


征集参编


当前, 智慧园区(目前中国有各类产业园区15000多个)和智慧社区(2020年2季度民政统计数据:中国目前有62.8万个社区、村级单位)CIM平台建设是一个巨大的市场。不同维度的CIM平台需要不同的CIM解决方案。


为贯彻落实“新城建”发展的有关任务,推进“基于CIM技术的智慧社区、智慧园区智慧化管理与服务”建设。全国智标委组织开展《基于城市信息模型(CIM)的智慧社区建设指南》、《基于城市信息模型(CIM)的智慧园区建设指南》的编制工作,深入研究、梳理并总结CIM基础平台在智慧社区、智慧园区领域的应用与发展,为CIM平台在智慧社区、智慧园区的规划设计、分析运行、管理决策和应用服务提供标准化的理论与指导。


现公开征集《建设指南》编制单位,望行业内企事业单位和专家积极报名参加,截止时间至2021年3月31日。请申请单位填写附件参编申请表,并将word版和盖章扫描版申请表发于秘书处邮箱yuwenlong@icfw.com.cn。 


全国智标委联系人:

于文龙,18010461569

李  想,18801148225

孙  玥,13501222824


关注全国智标委微信公众号,后台回复“CIM智慧社区”获取正式通知及申请表。


文章综合自:《信息通信技术与政策》、《智能建筑与智慧城市》、城市信息模型CIM、中国建设报智慧城市


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