于洁:CIM助力城市精细化空间建设与管理

以下文章来源于城市规划新技术应用学术委员会 ,作者秘书处

导读

本报告是中设数字技术股份有限公司于洁总经理在2020年中国城市规划信息化年会“城市信息模型CIM”分论坛上所作的报告。

一、国家和社会的数字化转型

中国正在经历着数字化转型。今年4月份,总书记到杭州调研城市大脑时提出,让城市更聪明一些,更智慧一些。那么怎么样让城市设施终端更加网络化,让城市建设管理更加数字化,决策更加智能化,运行维护更加精细化,让设备设施建设更加绿色化。BIM/CIM两个技术作为新基建的两个重要的元素,将未来城市建设中发挥非常重要作用。

从2013年2003年开始,国家各个部委在推进建筑行业的数字化和信息化提出很多的政策。2017年的2月份,国务院发布关于促进建筑业健康持续发展的意见中,对BIM也有相关的阐述。

到了2020年,无论是关于增强完善要素市场化配置体制机制的意见,还是住建部协同13个部门发展对于智能建造工业化协同,以及新的健康发展的意见和加快工业化的意见,都在将建筑行业和城市建设整个大领域的数字化和信息化工业化推上日程。那么多个部门将要已经发布的关于CIM平台的建设意见和城市基础设施的意见也已经发布。

改革开放的40年,整个城市已经在城镇化上提升了40%,到至今为止中国城镇化到达了60%,距离发达国家的80%,未来还有10%~20%的上涨空间。

未来的20-30年,除了在城市更新,城市整个升改就是在升级的方向上不断的努力,还有20%的新城可以建。那么怎么以人为核心高质量发展来支撑数字中国智慧社智慧社会的发展,将成为整个行业的一个非常重要课题。在完成规划整个工作的建设行业,对于数字化和信息化是什么状况呢?我可以跟大家说,这个行业是数字化和信息化的洼地,那么相比之下可能只有农业落后于建设行业。

这个行业是个巨大的行业,每一年产生GDP是23万亿。但目前这个行业在数字化和信息化的洼地中,这种现状对于整个的新基建的建设是一个巨大的挑战,也是一次机遇。 

二、建设行业面临的机遇与挑战

BIM技术给这个行业带来了非常大的变化,也让规划在落地过程中能够有数字资产的产生。BIM技术是一个全生命周期的数字化和信息化的这种集成。它贯穿了规划阶段、设计阶段,深化设计竣工到运维,从始至终贯穿在整个建筑H行业的过程管理。

在BIM技术的支撑下,建筑行业技术得到了数字化、信息化、智慧化、工业化、精细化、绿色化的供给侧升级,让整个建设过程质量更优,垃圾更少,环境更好,效率更高,能力更强。

BIM技术帮助建设行业模式升级,比如像推进建筑师负责制,全过程咨询ePC和产业化ppp都在应用技术,能够从设计到建造到管理,让数据传递起来,让数据流转起来.在完成规划所有的项目的生成情况下,得到了一个质量更高建筑产品的同时,能够改变一些商业的运营的模式。

BIM技术给建筑行业管理升级,在有效的去控制时间质量成本可持续发展的方面有大幅能力的提升,让建设的城市品质更高,成本更可控,而且可持续发展。

最后就是带来了运营管理升级,以空间特别是以精细化空间为载体,能够集成多方数据,让传统这种物业管理、城市运营,更有抓手,走向数字化、可视化、信息化、智能化,最后到智慧化,将来物业管理会跟以前有非常大的不同。那么在BIM技术所支撑建设,整个建设工程改变的同时,积累的数据,从细胞到组织,从组织到器官到从器官到人体,就更构成了一个大数据。

这个数据就是seem sitting Information model。

三、BIM支撑CIM的建设,带来城市管理数字化变革

可以看到当BIM技术在建设行业在广泛应用的时候,BIM数据就成为数字城市所汇集的数字资产。对于新城,一个个新的数据不断累积;对于老城,当BIM技术成熟了以后,我们就知道用什么样的数字资产来运营,我们可以把老城BIM数据积累完成及整个城市的数据升级。

1CIM是城市空间大数据 

      CIM的整个大数据源是一个多元异构的数据模型,它将集成GIS、3D 、LOT等多种数据,成为城市数字化精细化的空间底盘,成为智慧城市的一个操作系统,形成了城市空间的精细化大数据。

 2CIM带来政府管理能力的升级 

从事规划行业的专家和朋友们对于这张图应该很熟悉。无论是现状数据的采集还是未来数据的积累,以及从项目的生成,到规划许可、工程许可,施工许可,到竣工的验收,数据积累出来用于运营。现状数据和未来数据(原来更多的是GIS数据源)现在加上BIM和LOT的数据源,将让规划和现状更加丰富,更加科学决策,更加有的放矢。

原来的过程数据中加上BIM的数据,加上Iot的数据,让整个过程清晰可见的同时,也为未来的运营积累了大量的财富。CIM数据积累支撑政府管理能力的升级、支撑审查审批制度的改革,包括政府软实力的升级。

于洁:CIM助力城市精细化空间建设与管理-BIMBANK

 3CIM的内涵 

CIM是城市物理实体空间的数字化和智能化过程,包括数据的生产-收集-传递-管理-应用。BIM、GIS和3DGIS能够让城市数据从室外走向室内,从粗略数据到精细化的数据,将来城市就不会在建筑的地下,所有积累出的三维数据的多元异构数据模型,将成为一个有机的整体,用于整个城市管理和数据的应用。BIM因为是发生在国外,到今天为止,我们在研发的能力上没有国外强,但是应用的能力上在部分的地方会超越世界的水平。

CIM技术全世界都走在路上,中国特殊社会制度对于CIM的发展会起到非常重要的作用。我们可以弯道超车,在整个城市管理中提供非常科学有效智能的数据沙盘。无论是现在城市建设现状的数字地图,还是国土空间规划的信息平台,以及城市建设的信息平台,城市管理的信息平台,都有大量的数据的汇入.这个时候BIM数据源会汇集到整个数据平台中就形成了非常强大CIM的数据.它将成为智慧城市一个基础设施,是智慧城市的一个操作系统,支撑智慧生活、智慧医疗、智慧社区、智慧能源、智慧物流,将给城市带来了数据资产。这个数据资产混杂5G、边缘计算、大数据等给现在社会治理能力和人民的生活带来巨大的财富。

4BIM&CIM与城市规建管系统的关系 

如下图所示,绿色部分是大家熟悉的,是城市规划和管理的业务系统、多规合一的协同系统、国土空间基础信息基础地理大数据平台。中间是BIM的智能审查审批工具,这是面向政府的,是BIM数据的收集的一个卡口。当它收集数据沉淀在国土空间基础信息基础地理大数据平台上就形成了一个新的数据层,就是CIM数据层。将多元异构3DGIS数据、Iot数据,遥感数据以及其他各种数据融合成为城市空间大数据集合。

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以BIM审查审批为切入点的城市建设和城市管理的数字化转型,将创新城市管理手段,提升行业的管理能力。由政府审查审批牵引的行业数字化转型将创造出一个新数字经济,同时提效降本,压缩审查时间,也为城市汇集大量的数字资产,成为优质的精细化的三维数据的集结。

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5基于BIM的工程建设项目审批制度改革 

从18年开始,无论广州、厦门、北京城市副中心,南京和雄安都在试点。中设数字有幸参加了广州、北京城市副中心、雄安新区的和南京的CIM试点。纵观之下,可以看到现在的建设审批都是纸质的,工作量大,存档量大,效率有限,并且人工审查容易出错。在二维数字化报建基础比较好的城市,像广州和南京,虽然有数字化的报建,还是人工审查为主,而且建筑跟市政数据并不相通,还有复审漏审可能性。那么对于建设环节和设计院来讲,因为指标难以计算,特别是复杂的项目耗时耗力,难追溯。

整个审查审批的业务流程,无论是用地的批准规划的报建、施工图审查,竣工的验收和不动产登记都能用到BIM技术。它作为接口,积累城市精细化的数据是非常的重要的。虽然它经过不同的部门,从规划的部门到住建的部门,但是一个数据的闭环能够让资产在全生命周期中得以积累。

在业务领域中,现在已经做成的18个城市系统,包括建筑工程、城市道路、市政的部分。在规划、施工阶段,所有阶段已经连起来了,成为一个有机的整体,并在广州和南京得以实施。由此可以总结出BIM+规建管审查审批解决方案中,一套标准,一个系统和一组软件以及一套机制显得非常之重要。一套标准体系,BIM跟CIM的标准体系。

整个国家部委正在推进BIM跟CIM标准体系的衔接,通过规范行业的标准来构筑平台应用能力。同时规范平台技术标准来找到接口,找到数据的标准。让BIM发展成CIM的过程,无论是数据源还是平台都成为可能。

这里有个非常关键的元素,就是在整个全生命周期中的数据标准贯通,由报建到施工审查到竣工到不准登记,所有部分的数据标准、编码模型格式必须统一,是整个城市积累出优质数据的充分必要条件。那么在此基础上,一组软件和一个系统。无论是面向设计和建设单位的,还是面向审查部门的,还是面向审批部门都非常重要。现在中国已经做成的系统已经可以报批进入政府部门数据结构化,比如设计阶段的辅助软件。

建筑工程、市政工程都已经完成。智能的审查审批系统(建筑工程、市政工程)都可以完成,而且做到50%以上的指标已经自动化了,给整个审查审批的提效增加非常重要的技术的支撑。一套机制。

无论从业务流程到技术的指引,到操作手册,到技术审查,以及管理规定都非常的重要。在一套标准一组软件与平台一套机制的支撑下,城市管理走向了数字化转型。它支撑城市的基础数据,完成新型的城市建设模式,把数据沉淀下来,在智慧城市中得到应用。整个社会一起把资产数字资产积累出来,是新基建时代的一个非常重要的任务。

四、BIM&CIM支撑城市管理运营,数字化转型与发展

从审查审批制度的改革、规建管全线的数据收集以及构成构建成城市空间的大数据中心的过程看,BIM与CIM是连在一起的。我认为BIM数据源是非常重要的。

BIM&CIM总体方案主要是五个统一,即统一标准体系,统一城市监管与决策,统一规建管理,统一规建管全过程流程,统一规建管的支撑平台,形成统一城市全域精细化空间一张图,真正把CIM积累下来。

在这个过程中利用BIM革命性在建设过程革命性的变化对于服务对象、数据来源都非常重要。从服务对象看,从政府主导到以需求为导向的城市应用,就是BIM走向CIM.从数据来源看,从单体、项目级走向城市的集群,形成海量的数据源。

从技术来看,从单一BIM技术到集成GIS、lot.遥感等数据。最后从产品来看,从技术到管理及完整产品线,最后各行各业能够以治理为主,以产品为服务。

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1CIM的技术构成 

CIM的整个构成,简单来讲就是“一库一平台一标一智脑”。

一个城市大数据仓库,一个可以导入各种各样数据源的平台支撑,一套从建设管理开始的标准体系,都加入到城市整个规划中,成为一个有机的城市大脑。并在上面扩展出n种应用。一套数据体系,包括基础地理数据、空间规划数据、感知数据、建筑与市政实施数据、城市建设管理数据、政务数据、经济社会数据、主题信息数据。

在此基础上,空间的城市大数据仓库,空间规划数据感知数据和城市建设管理数据中都会产生也会用到精细化的空间数据。这些数据源跟所有的数据合在一起,成为全域数据的应用,被很多部门来应用,中国有30多个部,他们都是这些数据源的使用者。

那么在此基础上一套标准很重要,这套标准协同其他行业的标准一起成为一个标准体系。这个标准体系中间是相互挂接的关系,无论是基础标准、数据标准、平台标准、安全标准,行业应用标准和运营标准,都是互相挂接互相参照和协同的关系。

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这是CIM平台的结构,它可以读取数据,管理数据、应用数据,包括数据的安全和数据处理。

BIM数据将为整个大数据源增加了一个品种,其数据当量可以这么理解,远景一平方100平方公里可能是1~2个p,摄影数据源非常之精细化。

一栋50万平米的商业综合体,当他施工交付时,一个模型组大概有1T数据。可见未来CIM数据比起今天城市中所运行数据是一个巨大的当量。从远景城市到片区小到建筑的构件,从远到近推进,你可以看到从微观到宏观的景象。

但是我也想跟大家分享,CIM数据源大部分不是给人看的,人看到的数据只在一个场景中占到1%~2%。大部分数据应该是给计算给设备看的,比如现在的车程协同自动驾驶。那么从读高清地图要到读CIM数据,无论到室外,所有的构筑物的跟车间的关系,还是下到地下室,进到某些架空层,都是BIM数据源跟能够服务于整个城市的场景。

 2智能平台应用 

CIM数据源汇集到城市智慧城市的运营管理中心中,可以提供基础设施在线运营、施工现场项目状况、应急、消防、抢险等场景的管理运营。在重大项目建设监管中,可加强宏观管理,如减少垃圾的排放,让交通不要受到大项目建设的干扰等。

3智能平台优势 

BIM+GIS+lot无缝的融合,形成强大的服务支撑能力,让数字资产可控,同时形成城市级的海量精细化数据,无损呈现出来,能够被车用,被机器人用,被人用。

比如说智慧医院,北京在2020年11月之前要建17个发烧门诊,17个发烧门诊虽然每个都不大两三千平米,但是它分布在不同的地点。在建设过程中是一个非常急迫的任务,在中观尺度中,以cim整个城市为载体的数据源实现了可监控可统计。微观尺度中,每一个区域中的医院状况、医院内部床位,人员、呼吸机等所有数据,都可以得到监控和应用。 

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设计采集、施工采集和外部信息采集形成了BIM与CIM的整个的数据集成,包括集成医务信息、人员信息、防御信息和设备运行信息。在集成人员定位室内模块,就形成了一个可以管理的智慧的门诊,同时所有的设备设施和现在运行状况得到监控。


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