許浩，蔡明豪，謝勝波

（奧格科技股份有限公司）

1 引言

自2009年IBM 提出“智慧地球贏在中國”到2012年在北京正式啟動“慧典先鋒”[1]計劃，大力推進(jìn)“智慧城市”項目，中國智慧城市建設(shè)正式啟動。但在實踐過程中，智慧城市建設(shè)存在諸多問題，如數(shù)據(jù)孤島、重復(fù)建設(shè)等現(xiàn)象。近年來，隨著CIM技術(shù)的誕生，為智慧城市建設(shè)注入新鮮血液[2]。CIM平臺以BIM、GIS、IoT 等技術(shù)為核心，打造一個與現(xiàn)實物理城市匹配的數(shù)字城市，通過模擬、監(jiān)控、診斷、預(yù)測和控制，解決城市規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理、服務(wù)的復(fù)雜性和不確定性，為新型智慧城市建設(shè)提供新的路徑。截至2021年10月，已在廣州、廈門、蘇州、深圳等40多個城市開展了CIM 落地實踐工作[3]，并取得了良好的成效。但省級CIM 平臺建設(shè)仍處于起步階段，筆者通過研究大量文獻(xiàn)及城市CIM 平臺案例，從省級CIM平臺建設(shè)模式切入，提出基于省級CIM基礎(chǔ)平臺的幾種典型應(yīng)用場景，為未來省級CIM 平臺建設(shè)和應(yīng)用提供參考。

2 省級CIM平臺建設(shè)模式

CIM基礎(chǔ)平臺的建設(shè)涉及國家、省、市等多級建設(shè)模式，省級CIM 平臺對城市而言，是城市CIM 平臺的監(jiān)督管理平臺，同時，也是城市CIM平臺應(yīng)用的基礎(chǔ)。城市可以在省級CIM平臺標(biāo)配的基礎(chǔ)上進(jìn)行特色配置，以期滿足城市發(fā)展需要。筆者將省級CIM 平臺建設(shè)分為兩種模式：省級自建自用模式和省市共性功能統(tǒng)一建設(shè)模式。

3 省級CIM基礎(chǔ)平臺應(yīng)用場景概述

通過研究，在省級CIM平臺建設(shè)兩種模式下，省級CIM基礎(chǔ)平臺的應(yīng)用場景分為兩大類。

①基于省級自建自用模式的監(jiān)督管理應(yīng)用。

②基于省市共性功能統(tǒng)一建設(shè)模式的共性功能應(yīng)用。

總的來說，基于省級CIM 基礎(chǔ)平臺應(yīng)用包含2大類，12個具體應(yīng)用場景（見表1）。

表1 基于省級CIM基礎(chǔ)平臺的應(yīng)用場景

4 省級CIM 基礎(chǔ)平臺的幾種典型應(yīng)用場景介紹

4.1 省級自建自用模式

省級CIM平臺最重要的一個功能模塊是監(jiān)督管理，即對下級城市的垂直部門業(yè)務(wù)以及CIM 平臺運行進(jìn)行監(jiān)督管理，以便對下級城市提出合理建議，指導(dǎo)下級城市發(fā)展。

4.1.1 基于CIM基礎(chǔ)平臺的智慧房屋建筑和市政設(shè)施監(jiān)管應(yīng)用

4.1.1.1 智慧房屋建筑監(jiān)管

基于省級CIM 平臺，構(gòu)建真實、系統(tǒng)、完整的房屋動態(tài)監(jiān)測體系，實現(xiàn)對房屋動態(tài)情況的數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程傳輸、分析評估、量化考核，建立健全安全隱患排查整治長效機制，確保房屋安全。

1）房屋普查成果“可視化”管理，通過在線/離線的方式將房屋普查信息同步更新到CIM 平臺，在CIM平臺中以三維模型的視角直觀查詢房屋的權(quán)利人、建筑結(jié)構(gòu)、建成年份、驗證發(fā)證詳情、房屋現(xiàn)狀與登記情況是否相符等信息，并獲得房屋占地面積、層數(shù)等空間信息。

2）老舊房屋和歷史保護建筑“智能化”管理，通過省級CIM平臺宏觀展示老舊房屋和歷史保護建筑的外觀、坐落、結(jié)構(gòu)等信息，結(jié)合水平儀和裂縫儀等監(jiān)測設(shè)備，將監(jiān)測信息與BIM中的建筑構(gòu)件關(guān)聯(lián)，實時接收房屋傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行處理，以分析圖表等形式在CIM 平臺進(jìn)行三維可視化表達(dá)，實時顯示監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)、房屋安全評估等信息。同時，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預(yù)警閾值時，快速定位異常傳感器位置、異常讀數(shù)等內(nèi)容，實現(xiàn)快速感知、快速預(yù)警，提升老舊房屋和歷史保護建筑的管理水平。

3）房屋全量數(shù)據(jù)“精細(xì)化”管理，運用省級CIM平臺信息整合功能，將房屋普查信息和房屋/歷史保護建筑監(jiān)測過程中的各方參數(shù)與監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)治理，形成可應(yīng)用、可分析、可共享的各類主題數(shù)據(jù)。

4.1.1.2 智慧市政設(shè)施監(jiān)管

1）市政設(shè)施全生命周期管理基于省級CIM 平臺，為各類市政設(shè)施賦予獨一無二的“數(shù)字身份證”。收集重點市政設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)、維護、使用直至報廢拆除的全生命周期信息資料，在省級CIM 平臺上宏觀展示道路、橋梁、隧道、綜合管線等重點市政設(shè)施的空間分布，微觀展示其BIM模型，支持重點市政設(shè)施及相關(guān)信息資料的查詢、統(tǒng)計以及各種報表輸出等管理功能，實現(xiàn)重點市政設(shè)施一體化、精細(xì)化、實景化監(jiān)管，真正做到“一處設(shè)施一套檔案”，提高重點市政設(shè)施省級監(jiān)管水平。

2）市政設(shè)施監(jiān)測預(yù)警基于省級CIM 平臺，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實時展示重點市政設(shè)施分布、監(jiān)測數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)超過報警閾值，系統(tǒng)會產(chǎn)生報警信息，快速精準(zhǔn)定位，快速反應(yīng)，提高決策能力。

3）市政設(shè)施分析模擬以省級CIM 平臺為支撐，充分感知道路、橋梁、隧道、綜合管線等市政設(shè)施運行狀況，對市政設(shè)施運行異常影響范圍及趨勢分析進(jìn)行模擬分析，實現(xiàn)設(shè)施事故早期風(fēng)險的預(yù)測預(yù)警、及時感知和高效預(yù)防。

4.1.2 針對下一級CIM平臺運行狀況的監(jiān)測應(yīng)用

省級CIM平臺監(jiān)督管理的另一方面體現(xiàn)在對城市CIM平臺運行狀況的監(jiān)測。通過定義運行數(shù)據(jù)接入接口，保證運行數(shù)據(jù)持續(xù)接入，存儲到省級CIM平臺中并進(jìn)行運行狀況的展示和分析。通過接入、轉(zhuǎn)換和管理地市CIM 平臺核心運行指標(biāo)數(shù)據(jù)，最終形成運行狀況數(shù)據(jù)匯聚、核心運行指標(biāo)統(tǒng)計分析、省市CIM平臺運行狀況聯(lián)動監(jiān)測的省級CIM平臺。具體監(jiān)測統(tǒng)計3 個指標(biāo)：①數(shù)據(jù)情況監(jiān)測，含數(shù)據(jù)量大小、數(shù)據(jù)類別、提供單位、異常情況等信息；②平臺使用監(jiān)測，含訪問次數(shù)、訪問單位、平臺運行異常等信息；③三維模型監(jiān)測，含各階段BIM 模型報建數(shù)量、BIM 輔助審查通過率、BIM 輔助審查對應(yīng)強條的語義化數(shù)量等信息。

4.2 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)版的共性功能模式

按照省級統(tǒng)籌共建，市級共用的原則建設(shè)，省級CIM 平臺配置共性功能，城市在此基礎(chǔ)上開發(fā)特色應(yīng)用，以標(biāo)配+特配的方式推進(jìn)省級CIM 平臺與市級CIM應(yīng)用平臺的建設(shè)。城市依托省級CIM平臺，根據(jù)各自的業(yè)務(wù)應(yīng)用和城市特色，積極創(chuàng)新，建立更高標(biāo)準(zhǔn)、更多應(yīng)用功能（特配）的城市CIM應(yīng)用平臺。

4.2.1 基于CIM基礎(chǔ)平臺的全省房屋建筑統(tǒng)一編碼應(yīng)用

房屋建筑統(tǒng)一編碼及基本屬性數(shù)據(jù)是實現(xiàn)基于房屋建筑的社會、經(jīng)濟、人口、城市運行狀況等信息空間化的關(guān)鍵代碼與共享基礎(chǔ)。新建房屋建筑與已有房屋建筑基于省級CIM 基礎(chǔ)平臺統(tǒng)一賦碼，成為房屋建筑施工、驗收、交付、運營、改造或拆除等全過程的唯一編碼，為基于房屋建筑的信息共享提供核心數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為智慧城市建設(shè)提供公共數(shù)字底座。

4.2.2 基于CIM基礎(chǔ)平臺利用BIM技術(shù)的全省建筑消防工程輔助驗收應(yīng)用

BIM消防工程輔助驗收應(yīng)用是通過CIM平臺中工程建設(shè)項目竣工階段建筑消防的輔助審批系統(tǒng)與當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有消防審驗管理系統(tǒng)對接，利用BIM 模型先天優(yōu)勢，掛接圖文資料至BIM模型，提供消防要素可視化一鍵核查、兩階段（施工階段/竣工階段）模型自動對比、模型漫游等功能，結(jié)合移動端的驗收模型與現(xiàn)場對比、定位指引、任務(wù)指派、問題整改反饋等功能，輔助驗收人員全面高效完成驗收工作。

4.2.3 基于省級CIM基礎(chǔ)平臺的城市體檢應(yīng)用

基于省級CIM基礎(chǔ)平臺構(gòu)建城市體檢的共性功能，如指標(biāo)體系、體檢指標(biāo)計算、指標(biāo)查詢與分析、指標(biāo)預(yù)警跟蹤等，供所轄城市直接使用。

①指標(biāo)體系構(gòu)建按照《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于開展2021年城市體檢工作的通知》，以突出重點、群眾關(guān)切、數(shù)據(jù)可得作為城市體檢指標(biāo)的選取原則，構(gòu)建了生態(tài)宜居、健康舒適、安全韌性、交通便捷、風(fēng)貌特色、整潔有序、多元包容、創(chuàng)新活力等方面的指標(biāo)體系，以精準(zhǔn)查找城市建設(shè)和發(fā)展中的短板與不足。

②體檢指標(biāo)計算城市體檢指標(biāo)計算包括GIS空間分析和統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析。城市及更小尺度空間數(shù)據(jù)，可采用GIS 計算幾何、緩沖區(qū)分析、疊加分析等方法。利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)可匯總城市基本要素的靜態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行平均值、人均值、占比計算、個數(shù)統(tǒng)計、覆蓋率分析。

③指標(biāo)查詢與分析通過對單個體檢指標(biāo)數(shù)據(jù)的展示、統(tǒng)計和分析以及對城市體檢數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總并對比，以期實現(xiàn)城市體檢指標(biāo)查詢展示與分析功能。通過雷達(dá)圖和發(fā)展趨勢分析，顯示城市八大目標(biāo)體檢結(jié)果，及時找出城市短板和優(yōu)勢。

④指標(biāo)預(yù)警跟蹤城市體檢指標(biāo)的預(yù)警跟蹤支持根據(jù)各項指標(biāo)的上下限評價值進(jìn)行對比，通過設(shè)置預(yù)警值進(jìn)行上下限溢出預(yù)警，并支持預(yù)警數(shù)據(jù)的來源和差異追溯，支持對問題城市、問題指標(biāo)近幾年變化情況的持續(xù)跟蹤。

5 結(jié)語與展望

省級CIM 平臺建設(shè)處于起步階段，作為新型智慧城市操作系統(tǒng)，其應(yīng)用場景由建設(shè)模式?jīng)Q定。借鑒城市CIM應(yīng)用場景經(jīng)驗，省級CIM平臺應(yīng)用應(yīng)聚焦在全省建筑施工、消防、房屋管理、水務(wù)、市政設(shè)施及城市體檢等場景，為城市垂直業(yè)務(wù)應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化功能模塊，促進(jìn)新型智慧城市發(fā)展。

未來，隨著CIM概念的普及、核心技術(shù)的迭代升級、標(biāo)準(zhǔn)及政策的逐步完善，基于省級CIM基礎(chǔ)平臺的應(yīng)用場景會更加廣闊，覆蓋住房和城鄉(xiāng)建設(shè)、水務(wù)、交通運輸、應(yīng)急管理、消防、城市管理、工業(yè)信息化、環(huán)境保護、公共安全、教育、林業(yè)園林、公共衛(wèi)生、文化旅游以及商務(wù)等各行業(yè)和領(lǐng)域，帶動自主可控技術(shù)應(yīng)用和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)國家、省、城市互聯(lián)互通，全面提升省級城市監(jiān)督管理能力，促進(jìn)城市治理水平高效化、科學(xué)化、精細(xì)化。