杨滔:面向城市治理现代化的CIM平台

一、项目背景

CIM平台,是在数字中国建设的大背景下发展起来的,同时也有新基建政策发展背景。CIM平台是创新的新型基础设施,同时也能推动城市治理方方面面更好发展。对于CIM平台本身的定义有多种学术上的探索。

目前城乡住建部也从CIM平台的标准入手,对CIM平台有共识性的定义,以建筑信息模型、数字孪生、地理信息系统、物联网等技术为基础,整合城市的地上、地下、室内、室外、现状、未来、多维的信息模型数据以及城市感知数据,构建起三维数字空间的城市信息有机综合体,并以此规划建造管理城市的过程和结果的总称。

城市信息模型平台融合了三维的空间数据以及各种城市的建设信息,能够提供三维的可视化表达以及各种模型的引擎服务,并且推动一系列管理功能以及审查功能分析等核心功能,提供各种服务支撑城市建设运营和管理方方面面。确切来说,住建部从2019年就启动了CIM建设的试点,包括广州、南京、厦门以及后来的雄安新区,北京城市副中心。其他非试点城市,比如说长沙、武汉、上海、深圳等城市也对CIM有一些探索和试验。

整体来说,CIM技术方法仍然处于探索阶段,呈现出两大趋势。第一大趋势就是CIM和建筑信息技术模型的不断融合和打通。CIM本身就是多种BIM聚合起来构成的。

确切来说,BIM本身的发展,对于CIM技术的迭代也起到了非常关键的作用。同时结合工程项目改革审批发展,实际上BIM发展对于CIM发展非常有推动力。另一个发展趋势是物联网数据发展,也就是对于城市今后运营的各个方面的感知,如5G等方面的发展,实际上都推动了CIM平台在面向今后城市管理、城市运营将发挥更大的作用。这两方面的发展结合,构成今后CIM整体的发展趋势。

从国家的标准来说,现在核心是围绕CIM基础平台标准在定义。形成基础平台的过程,实际上是需要发展建模的标准,就是模型建设以及面向整个城市如何轻量化运转,同时也需要整个CIM平台的基础数据的标准。因为数据是核心是王道。同时结合城市的规划、建设、施工、竣工流程环节,在各个阶段,汇聚城市大建设系统的方方面面信息。这些部分结合管理,形成了CIM平台的一套标准模式。 

二、建设内容

这套标准核心实际上是构建CIM顶层设计形成了平台,实时记录了城市的生长全过程。平台在基础设施层的基础上形成了数据资源层,应用支撑层,业务应用层,服务于用户,包括政府、企业、个人等。为了推动这个平台发展,也需要数据标准,这套标准可以是从各个行业逐步发展迭代,同时也形成国家标准,最后有可能形成国际的标准,实现国家在CIM领域中的跨越式发展。基于底层基础平台和基础标准,今后可以衍生出一系列的应用体系,形成CIM+在的规划建设管理以及城市运营等 n多种应用。

对于这些n多种应用,可以有初步的设想。基于基础的平台,从城市安全、以及包括智慧市政设施,智能建造,城市体检形成相对来说底层化应用或者初步的探索。在此之上,衍生为比如说智慧医疗、商业、文旅、交通、环境保护乃至政务服务等等,这实际上都是CIM+的一些很好应用。

所有这些应用实际上实现了:

1、空间共享。也就是强化在规建管全流程过程中间,空间中发生的实时事件或者实时事物,能够全生命周期管理,能够彼此互通。

2、空间治理。推动城市治理模式创新。从空间的角度去进行协同,最终推动空间增值。当进入了城市精细化发展的时代,不再是粗放式的扩张阶段,城市数字资源非常重要。这些资源怎样转变为城市空间的数字资产,CIM平台将会起重大作用,也是对数字孪生城市的探索。

规划建设管理领域,CIM平台全面赋能体现在6个方面:首先是展示,第二是分析,再就是审批、决策,最后评估、预警。全息展示就是多个专业能够一屏展示,包括地质、地下空间、竖向、地面开发,规划建设、地质、市政。核心是推动协同,多阶段(不管是规划阶段,还是建设竣工的阶段)可以追溯,形成空间迭代,并且把地上地下全要素穿透。

量化分析,包括指标动态计算以及指标实时的跟踪,包括容积率建筑的可达性贴现率等等,这是用于建设过程之中的。也包括在集成式运营过程之中的各种仿真模拟,比如说微气候,城市交通运行,海绵城市的实施情况,这些形成共性的量化分析,形成了CIM平台的基础性能力。

辅助审批立项选址阶段可以结合CIM平台所汇聚的各方面信息,对备选地块进行判断,同时对项目可研进行充分分析。在报规报建过程实行实时联动,在每一个决策辅助审批中,能够推动有效理性决策。除了计算机本身的理性计算之外,实际上也需要人,包括专家,包括各个部门参与到这个过程中间,也包括公众对于各个方案进行比选,同时也包括审批的过程中间需要协同的管理,包括一次性告知,一站式服务,这些都基于各方各面能够进行协商,达成共识,把全过程资料沉淀下来,信息能够进行共享。同时在过程中间还强调开放众规,也就是说公众参与过程。

公众的参与不仅包括老百姓,也包括各个企业,在线招投标过程,各个企业能够对规划设计条件在线评估、意见征集、投票都能够有效的参与。同时也汇聚大家的智慧,包括全球的规划师、建筑师,乃至于相关的咨询师等等,都能参与到这个平台的建设过程中间。

智慧运营首先是动态监测。实时对城市或者园区能够进行包括指标监测,比如说节能方面,交通方面能够实时监测评估,看看城市运营是否和之前的规划和设计设定的标准或者指标是否满足,同时还进行全景洞悉,也就是把各种不同专业不同行业监测信息彼此关联起来。首先为企业的数字化发展提供数据支撑,同时也为政府产业发展,产业管理提供精准支持。

应急管理,对于不管是灾情还是疫情,能够实时发布信息,有助于辅助形成疏散方案,医疗救助方案以及物资调度方案,让CIM平台基于空间为大家提供更多的服务。最终是CIM平台对于今后城市运营城市管理的一种赋能,这种赋能今后是有多方多样的。比如说招商统筹,智能防卫,智能市政,以及智能邻里,智能家庭教育等等。

这些实际上是都形成今后开放的API接口,去充分利用各种数据。比如说智能社区,有可能从市政环境、交通出行、社区安全以及便民服务四大场景,对于设施进行实时监控。比如说对于新建社区,更新社区,会有不同设施的选择方式、布局方式。通过这一系列方式形成的CIM平台和现场感知设置,彼此的互动下沉到社区,社区更加便捷,更加安全。

三、案例分析

中规院在国家不同的城市进行了CIM平台一些前期的探索研究,目标是让城市每一种感知都能更及时被体察,每一种国土的资源能够更精细被管理,每一个决策都能够更精准被预判,每一个创想都能够更合理被采纳。1雄安新区规划建设管理BIM平台

当时承接了中央的要求,对于创新、协调、绿色、开放、共享,坚持数字城市和现实城市同步规划同步建设,超前的布局智能基础设施,打造全球领先的数字城市。其核心是为了汇聚各种城市的数据,统筹管理运营,形成城市管理的信息中枢,辅助形成城市智能管理的新体系,形成的数字孪生城市。围绕一个核心任务,实现4个创新的突破,形成了三大交付成果。

首先是围绕空间为核心。从空间的角度去看待城市现状,城市的总规、控规、设计,包括建筑、市政、园林等方方面面的设计。

然后形成施工,最后是竣工,竣工之后结合不同专业进行拆解,对BIM模型本身拆解,以及对于物联网感知器的协同,智能基础设施,智能感应器的布设等等。

最后回到现状,能够推动对于现状的实时感知。通过6个环节的方式,实时记录实体雄安自我生长的全过程。

杨滔:面向城市治理现代化的CIM平台-BIMBANK

4大突破,

一是全周期生长记录;

二是全时空数据融合,融合是以算法本身为驱动力的创新;

三是全要素规则贯通。规则贯通是沿用以空间为坐标的方法论探索,形成了空间编码。

四是全过程治理开放,在空间编码的基础上,把各种规则从规划、建设、管理一一打通,也包括横向的市政、园林、水利等等规则之间的横向联系,实现全过程的开放治理,用于数据共享,便于今后发展更多事情。

杨滔:面向城市治理现代化的CIM平台-BIMBANK

三大成果交互。

一是雄安数字平台本身,包括软硬件环境、配套政策制度,土壤层,也就是说6个阶段各种数据的汇聚。

二是一套标准,也就是身份标准,以空间为核心标准,语言、模式,不同软件形成的数据格式,如BIM以及其他数据能够进行语言互通、互换,形成了与现实同步规划建设的数字空间,实现所有数据或者方案,能够展示查询、交互,辅助管理,辅助决策,最后推动数据资产的交易。

三是一套制度,包括规划、房建、园林、水利等方面的数据标准。围绕审批过程,比如立项用地许可阶段,实际上是在最开始把总规控规以及专项规划等融合形成数据底板,也把土地权属调查,规划条件自动生成,规划方案模块咨询等都整合在目前的平台上。在工程规划许可和建设许可以及施工许可阶段,实现平台上建设方案,面向于城市规划管理方面的施工图审查部分。结合市政方面以及地上地下一体化方面,进行了多个方面协同管理。竣工验收阶段,强化验收BIM模型的合规性检测,并且和施工信息模型进行比对。

今后推动联合的验收,实现成果汇聚,用于下阶段城市的运维监测管理,包括人口交通资源用量,市政设施运行情况的监测等等。2上海市国土空间规划管理信息系统

在上海的探索,比如包括室内规划,三大审批环境,五大比对场景等。核心是把各种不同规划,在审批环境进行打通融合,去推动更加精细化治理。这种精细化治理是面向于场景的。

在治理过程中,结合上海要求,全球的视野,国家的战略、城市的运行重点区域,我们分不同层次对城市运行进行比对,充分利用社会的调查数据,互联网数据,进行更加精准有效评估。3深圳基于城市信息模型CIM的规划设计数字化平台设计

深圳的CIM平台更加关注城市设计,城市更新方面,更加精细化,仔细化。它对数据审批,几何审批,可视化审批都进行了充分研究,这实际上也是今后面向于城市更新这类城市所需要进一步探索的数字规划的管控方面。4北京的南中轴CIM平台

北京的南中轴CIM平台的探索包括总规以及各种项目选址、空间智能审查、用途管制、空间规划全过程管理、资源本身配置等等。

希望CIM平台能够进行跨专业参数化。在生态文明大背景下,除了城市规划、国土空间规划、城市设计建设之外,实际上也有大量能源的规划,交通规划,水环境规划以及固汇等方面规划,如何能够进入今后城市信息模型,构成城市信息模型的中台。通过参数实时调节,让城乡规划或者说国土空间规划设计与其他的专业模型能够互动,有助于去判定城市治理中面临的问题。通过环境、经济、交通等方面的规划去判定重大基础设施如何高效落实和治理,这需要各个方面去协同。

通过CIM平台提供更理性模式辅助判定,辅助决策,这是CIM平台今后发展的重大方向之一,也推动整个城市治理的现代化。坚持自主创新,体现中国实力。让知识产权以及自主创新,在中美纷争之下,能够创出CIM平台在世界上的领先地位,这是我们共同努力目标。 

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