文|于靜 楊滔

一、引子

隨著我國城鎮(zhèn)化率超過60%，城鎮(zhèn)化正在從外延式擴張向內涵式提升方向轉型，以完善城市功能、提高生活品質、推動綠色建設的高質量發(fā)展正在成為我國新型城鎮(zhèn)化的重點。同時，伴隨5G、云計算、區(qū)塊鏈、人工智能等新一代信息技術的發(fā)展，數(shù)字化與信息化創(chuàng)新也加速了高質量城鎮(zhèn)化發(fā)展，實時動態(tài)的城市運行服務正在成為數(shù)字經濟發(fā)展的驅動力。2020年3月31日，習近平總書記考察杭州城市大腦運營指揮中心時提出：“運用大數(shù)據、云計算、區(qū)塊鏈、人工智能等前沿技術推動城市管理手段、管理模式、管理理念創(chuàng)新，從數(shù)字化到智能化再到智慧化，讓城市更聰明一些、更智慧一些，是推動城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的必由之路，前景廣闊?！睘橥七M城市治理體系和能力現(xiàn)代化，2020年7月，住房和城鄉(xiāng)建設部聯(lián)合工業(yè)和信息化部、中共中央網絡安全和信息化委員會辦公室，聯(lián)合印發(fā)了《關于開展城市信息模型平臺（CIM）基礎平臺的指導意見》；2021年5月，住房和城鄉(xiāng)建設部頒布了《城市信息模型（CIM）基礎平臺技術導則》（修訂版）。其中，城市信息模型City Information Modeling（CIM）被定義為：“以建筑信息模型（BIM）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、物聯(lián)網（IoT）等技術為基礎，整合城市地上地下、室內室外、歷史現(xiàn)狀未來多維多尺度空間數(shù)據和物聯(lián)感知數(shù)據，構建起三維數(shù)字空間的城市信息有機綜合體。” 2021年《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出：“完善城市信息模型平臺和運行管理服務平臺，構建城市數(shù)據資源體系，推進城市數(shù)據大腦建設。探索建設數(shù)字孿生城市?！逼渲?，城市信息模型CIM 平臺是建設數(shù)字孿生城市的重要支撐，服務于城市動態(tài)運行治理，聚焦于城市規(guī)建管全生命周期的創(chuàng)新。

城市信息模型（CIM）平臺的試點城市也相繼推出，第一批試點包括雄安新區(qū)、北京副中心、廣州、南京、廈門；兩批“新城建”的試點包括深圳、成都、蘇州、青島、重慶、太原等21個城市，都要求建設CIM 平臺。但在實踐過程之中，針對城市信息模型CIM 的定義也在不斷完善，多元異構數(shù)據的融通、跨行業(yè)模型的搭建以及CIM+應用的選擇等是其中的難點；同時，學術界也對CIM 這個新興事物進行了探索，如吳志強院士等提出城市智能模型（City Intelligent Model）的概念，認為CIM 不僅包括對城市數(shù)據的收集、儲存和處理，更加強調基于多維模型主動地解決城市發(fā)展過程中的問題。本文將從城市信息模型CIM平臺支撐城市動態(tài)運行的角度，去審視其建構的范式與要點，試圖為CIM平臺的實踐提供一些參考性借鑒。

二、CIM 的模型本質

城市信息模型（CIM）的關鍵詞是“模型”，而這種模型至少具備為城市提供信息的能力，即數(shù)據及其分析的表達表現(xiàn)（representation）、方法的模擬仿真(simulation)、解釋性理論的建構(explanation)等。一般而言，模型是對真實世界的再現(xiàn)與仿真，大體分為三類：一是抽象系統(tǒng)的模擬，如數(shù)學模型或邏輯模型；二是具象實物的模擬，如1：1 的足尺建筑模型或航天模型；三是類比概念的模擬，如城市的綠肺或脈搏。不管哪種類型的模型，其核心目的是表達、推演、預判真實世界的動態(tài)運轉，幫助人們理解城市運行的規(guī)律，并在生產與生活之中去預測未來的事件，或規(guī)避風險，或制定計劃，或實施處置等。因此，城市信息模型的初衷是盡可能地揭示城市本身動態(tài)運轉的機制，并借助此去推演城市下一步的運行情況。從維度、精度、粒度等方面，城市信息模型本意是盡可能地與真實城市一致，且使得人們有能力去參與到“虛擬化”的城市信息模型本身的演進之中，輔助人們在真實世界之中做出相應的及時決策。因此，從城市規(guī)劃、建設、管理、或治理的全生命周期動態(tài)閉環(huán)看，CIM 平臺不是一張表達性的靜態(tài)地圖，不管三維，還是多維；而是有能力提供信息共享、分析可視、監(jiān)督預警、模擬仿真、輔助決策、聯(lián)動處置等基本性核心功能的系統(tǒng)性平臺。

從CIM 發(fā)展歷程來看，CIM 逐步從分析圖示、二維分析、三維聯(lián)動走向多維實時聯(lián)動。對于CIM 的起源，大致可分為三種。不嚴格地說，一種關于CIM 的討論源于經濟地理學或城市交通學，CIM 大體等價于城市模型，被視為是城市理論的數(shù)理驗證和推理工具，后期融入了社會認知學、環(huán)境行為學、城市心理學等領域的分析與模擬，也許可統(tǒng)稱為城市物理學與城市動力學。這類型的CIM 屬于多種模型的大雜燴，松散地包括成本收益模型、運籌模型、中心邊緣模型、博弈模型、城市動力模型、交通四步法模型、元胞自動機（CA）模型、多代理人系統(tǒng)（MAS）等。在早期，這些模型主要偏向模擬較為宏觀的社會經濟現(xiàn)象在空間上的分布機制，其中不少都強調描述與推演城市動態(tài)運行狀態(tài)，而中微觀尺度上的精細化模型一直都處于理論探索之中。

另一種關于CIM 的討論源于城市形態(tài)學、城市設計學以及建筑學，強調三維實體和空間形態(tài)的度量與調整，特別是運用參數(shù)化建模。例如，在全生命周期的城市設計之中，這類CIM被應用于評估、模擬、生成不同的城市設計方案，探索三維形體如何隨社會、經濟、環(huán)境等要素的變化而發(fā)生改變，適用于方案決策之中。大體而言，形狀語法(Shape Grammars)、模式語言、以及空間句法等都屬于這一類偏物質形態(tài)的CIM 范疇。當然，隨著個體認知學對城市形態(tài)研究的影響更為深入，這類CIM 也被初步用于城市駕車識路、室內逛商店、廣告標識布置等。

與此同時，還有一類關于CIM 討論源于建筑信息模型（BIM）對城市環(huán)境的影響。不少建筑師、工程師或建造師認為：各種BIM 的匯聚集合就是CIM。在早期，土木工程師或造價師會關注BIM 所具備的建筑材料運輸、成本流轉、生產加工廠家等信息，分析這些信息在城市、乃至區(qū)域內的分布和流轉情況，就自然而然地去試圖結合BIM 與GIS，在城市宏觀尺度上刻畫房屋上微觀信息的流動情況，輔助施工組織與調度管理。之后，由于基于房屋和市政BIM，CIM 可達到部件級精度，因此它被廣泛地用于項目工程管理、交通監(jiān)測、應急模擬、不動產交易等動態(tài)仿真。

三、CIM 對城市實時動態(tài)運行的響應

顯而易見，從城市設計的體量模型（白模）、精細模型（貼圖模型或建筑單體化）到部件級的BIM，這屬于物質形態(tài)本身不斷地精細化，逐步接近真實城市物質形態(tài)的精準描述；然而CIM 本身仍然關注城市是如何動態(tài)運行的，才能發(fā)揮好CIM 在城市協(xié)同調度和決策之中的核心作用。隨著攝像頭、移動通訊、公交卡、感知部件等IoT 部件的廣泛使用，城市之中的實時精細化運行數(shù)據越來越容易獲得，并融入精細化物質空間位置之上。特別是個體的實時位置服務數(shù)據可用于刻畫個人、車輛、燃氣、水等要素在城市之中的運行軌跡與方式，進一步提升了城市的感知。例如，新冠肺炎疫情期間，對個人軌跡的調查，確保了“動態(tài)清零”的常態(tài)化；又如，在一兩個小時之內，手機導航可相對精準預判兩個地點之間的實時出行時間，方便老百姓規(guī)劃日常出行。

當物聯(lián)網、區(qū)塊鏈、邊緣計算等繼續(xù)發(fā)展，這種實時空間大數(shù)據將會改變過去城市模型的計算范式，從而出現(xiàn)了一些新趨勢。例如，模型不再關注因果關系，而是運用大數(shù)據邏輯，快速發(fā)掘兩個或多個現(xiàn)象之間的相關性，用于及時加速或遏制某個現(xiàn)象發(fā)生；模型從超量的數(shù)據之中，識別出特征關聯(lián)，用于預測下一步演變或響應情景。同時，實時空間大數(shù)據則提供了更大機遇去挖掘更為細致的因果機制關系，揭示不同尺度涌現(xiàn)與限制機制等，才有可能預測并應對城市運行的復雜性。對于CIM 而言，城市實時感知與運行的大數(shù)據有助于CIM 實現(xiàn)精準分析、及時判斷、協(xié)同調度等功能，盡可能地識別出那些跨部門、跨行業(yè)的關聯(lián)機制，去動態(tài)地勾畫出城市社會、經濟、環(huán)境、文化等方面的精準協(xié)同特征，以此去綜合解決真實城市運行過程之中面臨的問題與挑戰(zhàn)。

然而，并不是匯聚的數(shù)據越精細，CIM 就越能做出合理的研判。這是由于城市之中存在宏觀、中觀、微觀尺度的不同現(xiàn)象和機制，彼此交織互動。例如，家庭、住宅小區(qū)、社區(qū)、片區(qū)、城市的用水模式、及其管道連接方式有可能完全不一樣；又如，社區(qū)的經濟構成方式雖然屬于城市的一部分，但并不能用此擴樣去解釋城市的經濟構成規(guī)律。那么，最為精細化的實時數(shù)據怎樣聚合成為不同空間尺度和不同時間維度的合理數(shù)據集合，并轉化為揭示城市動態(tài)運行的有效信息，這成為CIM 本身所關注的重點之一。

因此，CIM 不是追求最精細化數(shù)據的匯聚，而是需要建立動態(tài)算法與模型，去挖掘城市動態(tài)運行中不同尺度、不同精度的數(shù)據關聯(lián)機制，去模擬多種粒度的空間和時間下的事件和規(guī)律，從而才有可能揭示城市運行的復雜性、涌現(xiàn)性、動態(tài)性，輔助破解諸如超大城市精細化治理的難題?；诓考壍奈镔|形態(tài)模型（如BIM）和最為精細化的實時動態(tài)數(shù)據(如個體行為監(jiān)控數(shù)據)，在CIM 平臺中可以構成盡可能逼近真實城市的數(shù)據集合。然而，這些數(shù)據之間精準化的連接關系及其動態(tài)變化，將會蘊含在不同部門、不同行業(yè)、不同專業(yè)的業(yè)務模型之中，甚至會幻化出不同層級所對應的物質形態(tài)模型精度（如白模和精模）和動態(tài)模型參數(shù)（如影響半徑），恰如其分地為城市、分區(qū)、社區(qū)、單位等不同責任主體提供恰當?shù)臅r空信息，服務于真實城市的多方運行和演進。這也許可稱之為數(shù)字孿生城市的時空智能基石。

因此，物質形態(tài)模型精度、實時動態(tài)數(shù)據精度等的分類分級，需要根據不同層級的城市動態(tài)運行需求去加以明確，建立起可擴展的“數(shù)據精度與應用需求”的映射機制，納入數(shù)據字典之中；同時，數(shù)據之間的精準連接關系、以及相關協(xié)同參數(shù)也需要根據城市動態(tài)運行需求來加以界定。例如，城市學區(qū)調整、燃氣設施建設、公共交通線路調整、商鋪選址等都依賴時空定位上合理精細化的人口信息，那么“一標三實”中的人口數(shù)據與物質形態(tài)數(shù)據的精準關聯(lián)、及其分類協(xié)同參數(shù)，都將有助于CIM 更好為城市服務。

在這種意義上，未來的CIM 平臺不僅僅是簡單的GIS+BIM+IoT 的技術或數(shù)據集成，而是合理精細化的“時空形態(tài)數(shù)據+屬性數(shù)據+連接數(shù)據“的融通性建模平臺，其中不同尺度、維度、粒度的涌現(xiàn)機制通過不同的模型技術得以揭示，并以不同形式的場景去動態(tài)表達出來，去揭示城市運行規(guī)律和問題，并預測城市、分區(qū)、社區(qū)、房屋、家庭等運行趨勢、態(tài)勢以及特定事件，安全而便捷地服務于城市中的人及其生產與生活的方方面面。

四、CIM 平臺建構的兩個驅動原則

既然CIM 平臺需要模擬如此復雜的城市運行狀態(tài)，那么它需要如何去建構？復雜問題有限求解，這仍然不失是合理的途徑。對于城市運行過程，CIM 平臺可聚集規(guī)劃、設計、建造、施工、竣工（更新與拆除）、管理（運營）等全生命周期的動態(tài)閉環(huán)。依托此，CIM 平臺在建構與運行過程之中，不斷優(yōu)化或重組城市的“條與塊”，升級城市運行系統(tǒng)，服務好城鎮(zhèn)化中后期的高質量發(fā)展需求。其中，每個環(huán)節(jié)彼此之間也是實時聯(lián)動的。例如，規(guī)劃設計與運營聯(lián)動構成漸進式城市更新模式，或市政施工圖影響著地塊劃定與交易等。因此，每個環(huán)節(jié)的數(shù)據和模型也是彼此聯(lián)動的。在實踐之中，CIM 平臺的建構大體依據兩種驅動原則，一是以數(shù)據驅動為主，強調盡可能的全要素和全周期的數(shù)據匯聚，由此而生長出各類應用場景；二是以業(yè)務驅動或場景驅動為主，據此而治理數(shù)字資源，帶動數(shù)據資產管理的迭代升級。

對于以數(shù)據驅動為主的CIM 平臺建構，其原則是以多元異構時空數(shù)據底板的打造為先，在國家統(tǒng)一時空基準下匯聚物質形態(tài)數(shù)據、社會經濟環(huán)境數(shù)據、物聯(lián)感知數(shù)據、數(shù)字虛擬行為數(shù)據等，基于此各種應用需求與場景將會自然而然地發(fā)生。這種時空數(shù)據底板往往被比喻為土壤或花盆，而各種自發(fā)應用則被比喻為各種苗木和果實。例如，在雄安新區(qū)規(guī)劃建設（BIM）管理平臺的頂層設計中，現(xiàn)狀、總規(guī)、控規(guī)、設計、施工、竣工六階段的數(shù)據匯聚被稱之為“土壤”；而基于空間身份標準、語言交換標準與計算傳導標準之上，將自然形成展示、查詢、交互、管理、決策、服務與交易等應用場景，稱之為“果實”。為了匯聚權威而相對精準的數(shù)據，諸如地質、土地、房屋、市政等物質形態(tài)數(shù)據，可基于測繪、規(guī)劃、建設審批與匯交流程去獲??；諸如人口、稅收、植被等社會經濟環(huán)境數(shù)據，可基于相關部門行政審批統(tǒng)計、業(yè)務流程辦理、或第三方報告等去獲取；諸如交通、水電氣熱用量、污染排放、網絡流量等實時數(shù)據，可基于各類數(shù)字或感知設備的應用去便捷獲取。

這些多源異構數(shù)據的語義化界定、精度劃定、關聯(lián)關系等，將決定數(shù)據融合的有效性。因此，時空數(shù)據底板打造背后的語義、精度、關聯(lián)等邏輯動態(tài)識別算法尤為關鍵；而這些算法的實現(xiàn)又或多或少依賴于業(yè)務知識或場景模式。換言之，只有業(yè)務知識或場景模式轉化為數(shù)字化的模型，對應于要素、屬性、關系的數(shù)據標準，才能推動自動化的數(shù)據治理與應用。因此，以數(shù)據驅動為主的CIM 平臺建構，在實踐中會遇到一些困惑，即數(shù)據匯聚過程一定需要遵循某些行業(yè)或業(yè)務知識，如測繪知識；而在應用時，這些數(shù)據的語義要素或關系又未必符合其他行業(yè)或業(yè)務的要求，數(shù)據就需要重新治理或重新采集，于是帶來了額外的成本。

對于以業(yè)務或場景驅動為主的CIM 平臺建構，其原則是業(yè)務知識圖譜作為數(shù)據匯聚和模型搭建的“指揮棒”，即依托業(yè)務流程，梳理業(yè)務知識和相關的計算模型，以此對數(shù)據進行歸集、治理、重組等。以雄安新區(qū)規(guī)劃建設（BIM）管理平臺建設中工程項目審批為例，平臺強調以政府管理的公共事務為抓手，對應于反映公共利益和公共安全的指標體系，并不涉及全行業(yè)的指標體系的重塑，以此梳理出有限的指標計算規(guī)則和計算模型，對應相關的數(shù)據及建模方式，形成相應的標準體系，從而建立起“有限業(yè)務場景—有限指標—計算模型—數(shù)據掛載”的技術路徑，開展了相應的數(shù)據治理及數(shù)據庫建設。選擇這種方式的原因在于在短時期內去重新梳理全行業(yè)、全要素、全周期的業(yè)務知識、指標體系與數(shù)據標準是難以實現(xiàn)的，

在很大程度上，數(shù)據中臺概念的提出與此密切相關。以不同的業(yè)務場景來歸集共性的數(shù)據，并識別出特殊的數(shù)據，分別建立共性數(shù)據庫和專題庫，反向影響業(yè)務場景的變革，于是形成“業(yè)務—數(shù)據”雙輪聯(lián)動與迭代，形成可復用數(shù)據資產的動態(tài)管理模式。然而，這種模式的不足在于：需要較長的時間去持續(xù)擴展業(yè)務或場景的范疇，難以快速形成覆蓋城市全要素的數(shù)據集。在一定程度上，CIM 基礎數(shù)據建設需要與CIM 平臺的應用系統(tǒng)建設相互補充。

在實踐之中，這兩種CIM 平臺的建構原則都有用武之地，對應于不同類型的城市建設需求。一般經濟發(fā)達、數(shù)據條件較好的城市，偏向選擇第一種建構原則，力圖建立全市的時空數(shù)據底板，如深圳的可視化平臺；而經濟條件欠發(fā)達或數(shù)據條件不足的城市，偏向選擇第二種建構原則，力圖在某個應用領域進行突破。然而，不管采用哪種建構原則，CIM 平臺支撐并優(yōu)化城市動態(tài)運行的出發(fā)點是基礎。在CIM 平臺建構起步期，需要綜合考慮CIM 平臺建設與運行成本，避免不管應用場景而大規(guī)模地采集、匯聚、治理高精度的房屋單體模型，避免CIM平臺僅僅成為好看的“數(shù)據渲染”，而應該強化以應用場景來推動CIM 平臺的數(shù)據采集與治理。

這兩種建構原則的交融在于未來的CIM 平臺需要具備機器學習的能力，即CIM 平臺有能力從真實城市運行過程中不斷地識別出新的業(yè)務模式及其需求前景，梳理出更多共性的數(shù)據要素及其連接方式，拓展時空數(shù)據底板，創(chuàng)造出新的智能模型及其參數(shù)體系等，從而使得CIM 平臺本身具備預判城市下一步運行態(tài)勢和安全風險的能力。

不過，數(shù)據和模型的有效性、公正性以及安全性需要得以不斷強化，否則CIM 平臺的機器學習能力就是空中樓閣，也會給真實城市的運行帶來不良影響與安全隱患。因此，CIM 平臺的建構過程之中，需要及時建立起公共權威的數(shù)據集以及公共權威的模型庫，納入公共行政監(jiān)督與專業(yè)認證體系之中，確保軟硬件環(huán)境國產自主可控、數(shù)據權威正確以及模型有效公正，有助于推動CIM 平臺的安全良性迭代發(fā)展。

五、CIM 平臺是城市動態(tài)運行的建構骨架

CIM 平臺是對真實城市動態(tài)運行的模擬服務，不可避免地要考慮到城市這個開放復雜巨系統(tǒng)的運行模式，其中包含了無數(shù)次一級的子系統(tǒng)或子子系統(tǒng)，對應著不同行政分區(qū)、不同機構單元、不同行業(yè)組織、不同鄰里社區(qū)等各自的動態(tài)運行。例如，在CIM 平臺建設的需求調研之中，可發(fā)現(xiàn)某些市級委辦局的系統(tǒng)有30 多個，也有超過100 個的情形。這是城市管理分工的必須，如市政監(jiān)管、房屋監(jiān)管、施工審批、規(guī)劃立項、不動產管理等。當物聯(lián)感知系統(tǒng)的出現(xiàn)，更多邊緣計算也將涌現(xiàn)出來。那么，如果每個子系統(tǒng)都是由部件級的物質形態(tài)模型（如BIM）以及實時動態(tài)的物聯(lián)感知數(shù)據構成，那么所有子系統(tǒng)以集中的方式去匯聚而建構整個城市級別的CIM 平臺，其規(guī)模至少是上百千TB 級別，很容易導致CIM 平臺運轉緩慢，乃至崩潰。這個道理與真實城市之中社會經濟分工的需求是一樣的。城市規(guī)模越大，社會經濟分工也就越需要細致，城市的韌性也需要越強大，抵御風險的措施也需要越周全。因此，CIM 平臺的建構需要從復雜巨系統(tǒng)角度，考慮支撐城市動態(tài)運行的核心要素，包括深入到城市基層末梢的“分布式網絡架構體系”、服務動態(tài)事件追蹤與處置的多尺度“時空導航體系”、以及保障平臺安全且便捷操作的“人機交互與防護系統(tǒng)”。這三個系統(tǒng)將共同構成支撐城市動態(tài)運行的核心骨架，去綜合協(xié)同各層級的城市治理單元、及時預警并處置多尺度的城市事件、安全保障人民友好方便地參與城市運行，從而深入踐行習近平總書記“人民城市人民建，人民城市為人民”的理念。

CIM 平臺的建構可以通過三個方面進行建設。首先，CIM 平臺的建構需要考慮到分布式的開放網絡體系，而不是采用集中式的方式去全部取代之前存在的各種系統(tǒng)和平臺。如果CIM 平臺采用分布式的開放網絡結構，可調用或檢索各個子節(jié)點的數(shù)據、模型與信息等，也可在邏輯上將不同子系統(tǒng)的信息進行綜合性關聯(lián)分析，如判斷生命線工程的風險點對周邊人口與產業(yè)的影響，形成更為靈活的服務模式。又如，CIM 平臺可采用微服務方式，即一種以業(yè)務功能為主的服務設計概念，每一個服務都具有自主運行的業(yè)務功能，對外開放不受語言限制的API(最常用的是HTTP)，應用程序則是由一個或多個微服務組成。每項業(yè)務能力被當成一塊可裝配的積木塊，同時將業(yè)務場景視為多項獨立業(yè)務能力的某種組合方式，即多個積木塊的裝配。每個積木塊均以微服務的形式來承載并可獨立運行，所有積木塊以對等共享的形式共享在一個開放平臺上，再按需將積木塊組裝成業(yè)務場景。以此，確保CIM 平臺安全穩(wěn)定高可用、高效集群搭建、便捷彈性擴展、以及快速部署交付等。

其次，CIM 平臺的建構需要考慮多尺度空間單元與實體單元的動態(tài)語義識別體系，為城市事件追蹤與協(xié)同處置提供動態(tài)的時空坐標體系，稱為CIM 平臺的“時空導航系統(tǒng)”。真實城市運行的動態(tài)性在于：事件出現(xiàn)在不同尺度的空間單元或實體單元之中，并非都發(fā)生在最精細化的部件之上；且不同尺度上的事件存在一定的限制或刺激關聯(lián)。與之同時，不同層級的決策者所考慮空間單元或實體單元也往往差異很大，對應相關的時空管理權限，并需要在不同的尺度上進行來回切換。例如，城市行政決策者需要考慮全市范圍的創(chuàng)新產業(yè)運行情況，也需要關注重點科技園內部的運行情況，還需要關心科技企業(yè)領軍人物的創(chuàng)新業(yè)績等，以此綜合判斷創(chuàng)新產業(yè)的動態(tài)運行績效與發(fā)展計劃。

從城市相對穩(wěn)定的管理狀態(tài)來看，多尺度的空間單元和實體單元可根據城市管理、房屋管理、不動產管理、部件管理、交通市政管理、權屬管理、地址管理、公安人口管理、社區(qū)管理、行政區(qū)管理等，自上而下地進行劃分與識別，建立起統(tǒng)一的空間與實體語義標準和編碼體系，將數(shù)據標簽化、單元化，根據數(shù)據的不同分類、屬性或特征賦予不同的分類編碼，融合不同層次、不同維度、不同粒度的數(shù)據，構建融通城市運行全生命周期的“空間身份證”體系。

從城市相對動態(tài)的發(fā)展角度來看，城市之中還存在動態(tài)的空間與實體單元，如交通管治單元、防疫單元、微氣候影響單元、商圈活動單元、創(chuàng)新創(chuàng)意單元、安全監(jiān)控單元、廣告標識單元、或勻質網格單元等，這些語義都隨城市的動態(tài)運行而發(fā)生變化，甚至語義本身也隨時增加或消減，可通過機器學習方式加以動態(tài)識別要素、關系與屬性，形成相應的智能算法體系，對應于相關的城市運行策略、政策、演習、突發(fā)事件等。例如，在城市消防應急事件發(fā)生時，CIM 平臺的“時空導航系統(tǒng)”可實時建議相應的逃生路線、避難空間、救援通道、以及指揮中心等應對方案，強化真實城市基層治理的智能韌性。

最后，CIM 平臺的建構需要考慮安全可靠且友好便捷的人機交互與防護系統(tǒng)。當人們能實時參與到CIM 平臺本身的運行之中，才能推動真實城市的動態(tài)運行的有效治理。因此，對于CIM 平臺數(shù)據更新、模型運算、渲染表達、業(yè)務處置、推演決策、二次開發(fā)等都需要人機交互友好，其界面包括大屏、桌面端、移動端、端口配置屏等。在實踐之中，過去存在過度強調大屏高逼真的渲染效果的現(xiàn)象。不過，目前對于交互界面是否好用，逐步成為各級部門的關注點；且隨硬件能力的提高，在移動端高逼真渲染環(huán)境下對事物或事件動態(tài)過程進行更為沉浸式的便捷操作，這逐步成為新的需求，以此保證CIM 平臺能提供盡可能真實的城市場景，減少決策偏差，并提升老百姓直觀參與到城市動態(tài)運行的獲得感。

與之同時，CIM 平臺作為城市動態(tài)運行的操作系統(tǒng)，可提升城市運行的效率，但同時也可使得城市運行服務快速或瞬間癱瘓。因此，CIM 平臺的安全可靠是重中之重，否則會給城市帶來難以挽回的災難。一方面，CIM平臺所承載的城市運行信息與操作系統(tǒng)需要符合國家和城市的安全要求。特別在國際形勢復雜的當今，國產自主可控是CIM 平臺建設的基本要求。在某種意義上，CIM 平臺提供了城市領地或國家領土在數(shù)字空間之中的拓展，對于數(shù)字化領土的保護是其核心，國產自主可控的軟硬件環(huán)境是其基本防護保障。另一方面，CIM 平臺不能被黑客、非法分子或機器本身所控制，需要設置相應的安全防護系統(tǒng)與措施，并進行電源、數(shù)據、系統(tǒng)等軟硬件災備處理，確保在極端情況下，CIM 平臺還能繼續(xù)服務城市運行。

六、結語

城市作為巨系統(tǒng)，如同人體一樣，既復雜又高度協(xié)同，城市大腦作為計算、存儲、指揮中心，需要城市信息模型（CIM）平臺的城市骨架支撐。因此，城市信息模型（CIM）平臺在本質上是為城市動態(tài)運行服務提供模擬仿真的信息支撐骨架，揭示城市運行的多維度、多尺度、多粒度的現(xiàn)象、問題與規(guī)律，輔助真實城市運行的及時響應、高效治理、協(xié)同處置。CIM平臺不是表達性的二三維地圖，也不是基于單一技術建構的系統(tǒng)，而是城市級別的精細化、動態(tài)化、智能化的綜合模型網絡系統(tǒng)。這將增進城市基層的智慧化治理能力，提高城市智能化的韌性安全能力，提升老百姓數(shù)字生活的參與感與獲得感。在實時感知大數(shù)據時代，CIM 平臺聚焦于以應用為導向的合理精細化“時空形態(tài)數(shù)據+屬性數(shù)據+連接數(shù)據”等融通，突破超大規(guī)模的幾何引擎和數(shù)據引擎技術難點，集成面向感知、分析、模型、可視化等多種智能技術，以創(chuàng)新的方式去再現(xiàn)、分析、推演、預測并處置不同尺度的城市運行態(tài)勢、趨勢及風險，加速新時代的城市高質量發(fā)展。