城市信息模型（CIM）技术应用领域拓展与人造环境智慧化解析

汪深?李兵?夏炎

[摘 要]目前，智慧家居和智能建筑已经广泛应用到人们的生活当中，基于BIM技术兴起的城市信息模型（CIM技术）对于智慧城市建设起到了巨大的推动作用，但同时也对人造环境的智慧化提出了更高的要求。接下来，本文就详细阐述CIM概念的形成、发展情况，并根据智慧城市建设的目标探讨城市信息模型技术应用领域拓展与人造环境智慧化的策略，旨在为相关研究提供借鉴。

[关键词]CIM技术;应用领域拓展;人造环境智慧化

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.22.076

[中图分类号]TU17[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2019）22-0-02

0     引 言

目前，随着信息技术、网络技术、通信技术和电子信息工程技术的发展，我国已经进入智能时代，在建筑和生活中，智能化技术已经获得了广泛应用。特别是在建筑领域，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术获得了普及应用，成为当前建筑工程中不可或缺的重要应用之一，对于建筑的全生命周期的管理工作具有极大的作用和价值。而基于BIM技术兴起的城市信息模型（City Information Modeling，CIM）技术，也逐渐受到人们的关注和热议。

1     CIM技术概述

1.1   CIM概念的形成

CIM技术是基于BIM技术而兴起的。目前，BIM技术在Architecture Engineering and Construction（建筑工程与建筑）领域获得了广泛应用，成为大家熟悉的一个概念，并被业内人士所接受。这一技术在行业内的普及应用情况呈现出良莠不齐的现象，人们对其的认识达到了一致高度，共同认为这是未来建筑智能化发展的主流趋势。随着BIM技术在建筑领域的广泛应用，智能建筑和智能家居方面获得了飞速发展。然而在当前智慧城市建设的背景下，AEC范围内各个方面都需要信息技术和智能技术的助力，因此，CIM技术由此产生。

1.2   城市信息模型（CIM）的含义

CIM技术的内容既包含了BIM技术范畴，同时也完全超越了BIM技术的范围。因为CIM技术是一种人造环境的智慧化实现的工具，是实现智慧城市建设真正推动力的信息技术。习近平总书记在中国共产党第十九次代表大会报告中明确指出，要将我国建设成为网络强国、数字中国和智慧社会。而智慧城市建设，就是推进这一目标的手段之一。而要想实现这一目标，首先必须对城市这一人造的环境进行智慧化运行。而且，在城市建设中，建筑是城市最基本的组成部分，通过BIM技术，利用信息化系统对建筑进行全生命周期的操作管理，基于这一点，城市信息模型与建筑信息模型在本质上是互通的，但是利用BIM技术进行建筑全生命周期的管理操作是一项十分复杂且漫长的工作，因此，在进行城市信息模型构建中，有关单位必须研究并确定BIM技术与城市和城市信息模型之间的关系以及该技术在城市层面信息化建设中具有的作用。

1.3   BIM技术和城市以及城市信息模型之间的关系分析

BIM技术是借助计算机信息技术在虚拟世界映射出现实世界真实的物件，对各方面的信息进行详细描述，然后借助相关软件预判该物件后续的发展情况，并根据模拟情况，针对性地提出优化策略，从而对现实世界真实物体进行管理。因此，BIM技术是虚拟现实技术的结合体，必须将虚拟和现实完美地结合起来，真正发挥出BIM技术的真正功能。反之，如果不能将两者完美地结合在一起，将影响BIM技术的功能发挥，从而导致BIM技术失去实际作用，成为一个只具备三维可视功能的工具。在运用BIM技术时，操作者必须搞清楚一个很重要的问题，那就是其中的“I”（Information）到底应该向哪里输入，如何准确进行使用。因为在实际生活中，Building的概念很大，笼统地表示向建筑输入信息，人们根本不知道具体应该输入到什么地方。但实际上，建筑并不是一个不可分割的整体，而是由材料形成的特定物品构成，这一媒介就是构件，成为组成建筑物的基本单位。只有正确认识到这一点，才能将Information准确输入到正确位置，并准确提取出有用的信息。然后将这些信息输入BIM信息平台上，借助相应的软件在虚拟环境下对建筑各个构件的基本信息进行处理。

城市是由一幢幢的建筑组成的，建筑成为城市最微观的组成单元，因此，对于城市这一整体而言，建筑就成为城市组成的构件。因此，在建筑层面利用好BIM技术，能为智慧城市建设奠定坚实的基础，为城市层面的智能建设提供有力的保证。但相对而言，城市信息模型比单纯的建筑信息模型更为宏观，对信息技术的要求更高。因为一幢建筑物在建造过程中出现问题，建设失败了，也无非是花点资金拆掉，推倒重新来过。但城市建设却不能这样，一旦城市建设出现问题，会造成巨大的社会影响，造成重大的经济财产损失。因此，BIM技术适合做一些流程比较复杂、系统的管理工作，并将其系统地整合起来，比如所建造、金融、功能、更新、使用、销售等方面，借助BIM技术，将这些内容整合在一起，能有效提高整个行业运行的效率，从而真正体现出BIM技术在城市层面的优势。因此，城市和城市信息模型与BIM技术具有密切的关联，既包含了BIM技术的功用，与其同构，又比BIM技术的范围更加深广，因此，只有做好BIM技术，才能为城市信息模型构建奠定坚实的基础，并以BIM技术作为模板，对其进行进一步拓展，调动更多的人力、物力，实现CIM技术的架构。

2     城市信息模型（CIM）技术的架构

根据上文分析可知，城市信息模型CIM技术在构架上与BIM技术基本同构，并且是在BIM技术的基础上进一步拓展而来的。因此，CIM技术的目标也是协同管理，但同时，还要在建筑信息模型的基础上，添加城市基础设施和地理信息，此外，还要把城市设计管理、审批管理、建造管理、设施管理、营销以及各种产业都综合到一起，从而构建出城市信息模型。因此，城市信息模型构建是智慧城市建设的基础所在。而且，基于CIM技术与BIM技术同构的性质，在构建城市信息模型也必须组建物质构成、空间构成、性能构成以及文化构成。所以，城市信息模型（CIM）在构成方面就是建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）、基础设施信息模型（Infrastructure Information Modeling，IIM）和地理信息模型（Geographical Information System Modeling，GIS-M）三者的统一。因此，在架构城市信息模型拓展该技术的应用领域应智慧化人造环境时，人们必须解决如下5个方面的问题。第一，建设的目标是什么。为此，城市规划部门必须做好城市规划，了解什么是好的城市发展规划。第二，如何建设城市，即解决城市建设的物质构成问题。第三，城市性能是什么，即解决城市的建设结果问题，解决如何打造宜居的生活环境，使城市这一人造环境变得更加宜居。第四，城市的功能效率如何，即解決怎样建设出好用的城市，从而提高城市居民生活的满意度。第五，建造的特色是什么，即解决城市文化问题，打造出恰当的城市文化，从而促进城市和谐发展。