关于城市信息模型（CIM）对未来城市发展作用的思考

文｜上海益埃毕建筑科技有限公司 杨新新 邹笑楠

0 引言

目前城市发展存在诸多现实问题。比如，城市的新型基础设施尤其城市数字底座薄弱；城市管理的信息化、智能化、智慧化程度低；地域间、城市间发展不均衡，城市潜能待开发等等。近年来，基于5G、大数据、人工智能、IoT、区块链等技术的新基建工作推进，以新发展为理念，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系，促使城市正朝着信息化、数字化、平台化、智能化、智慧化的方向发展。

在政府的倡导下，越来越多的学者、企业积极响应，基于各自擅长的领域，从不同专业角度出发，探索CIM 的真谛。目前CIM 的发展尚处在萌芽发展的高速成长阶段，涌现了大批的文献与应用技术，但是CIM 相关标准还有待完善，CIM 相关理论还有待实践。

1 CIM 平台建设的重要性

目前，新型基础设施建设（以下简称“新基建”）如火如荼，新型城市建设（以下简称“新城建”）蓄势待发，CIM 应运而生，后来居上。“新基建”“新城建”“CIM”这些新名词并非理论上的割裂，而是代表了在社会治理探索过程中不断发展的深刻认知，最终都将统一在“数字中国”的一盘棋中。

CIM 平台既是“新基建”需要重点完善的基础设施之一，也是“新城建”建设的关键任务之一。新城建主要包含七个方面，其中全面推进城市信息模型（CIM）平台建设是“新城建”重要组成部分和关键建设内容，对“新城建”其他六个方面的工作也有协同发展和统筹管理的作用。一方面，CIM 未来作为整个城市发展的基础信息底座，为“新城建”提供多维、立体、动态的基础模型；另一方面，CIM 基础平台的搭建，为城市级“新基建”打造巨型“操作系统”提供基础架构。

如果比喻新基建是新城建高质量发展的核心动力系统，那么CIM 就是核心动力系统启动所必备能源及底层机制，它可以驱动系统正常运转，带动体系快速发展。如果比喻新城建是城市级的生物工程，那么CIM 就是从生命的每一类细胞着眼，探索细胞间、组织间的相互关系，从微观中渗透、宏观上抽象生命特征的本源。

2 CIM 赋能城市发展路径

CIM 平台通过加载各类城市业务数据资源，集成对接智慧城市软件系统，针对城市的典型场景，开展系统化地应用和操作，赋能城市发展。

2.1 城市数据加载，全局全域化视角

5G 与物联网技术迅猛发展，形成万物互联的基本态势。城市信息与数据采集、感应、控制的基础设施智能化程度越来越高，CIM 基于BIM，融合GIS、IoT 终端、大数据中心等数据源，形成多维立体的城市级时空信息模型，从城市全局性全域化视角，为未来城市规划和城市病整治提供综合展示。

2.2 模型逻辑优化，提高并节约算力

CIM 将众多离散物理模型、算法模型、管理模型统一集成在一个完整的城市级信息模型中，可以优化模型的完善程度、准确程度，进而提升模型的智慧程度。优化后的CIM 模型和CIM 平台建设，可以提升并节约算力，减少城市云空间资源的浪费。

2.3 管理系统集成，打通孤岛去冗余

CIM 将城市的底层数据格式统一、数据流转规则清晰、系统对接接口标准化，有利于在CIM 基础之上集成各类管理系统，有利于降低不同应用独立开发相互之间的冗余水平，有利于打破数据孤岛实现城市各类数据间的互通互联。

2.4 智能算法演进，支持并优化决策

CIM 搭载的智能算法经过城市应用场景训练，与人工智能技术的结合，可以提供城市的安全防范预警机制、应急问题处理机制、城市运营管理优化机制等，支持并优化城市管理与运营维护者的相关决策，使未来城市更安全、更节能、更高效、更智慧。

3 CIM 关键特性及对城市发展影响

CIM 具有众多的基本特性，包括但不限于客观性、系统性、延展性、动态性、前瞻性。下面对初步总结的部分CIM 特性及对城市发展的影响进行诠释。

（1）一方面，CIM 的客观性，体现在CIM 本身遵循相关专业技术规范及行业标准要求，明确了城市管理中各个对象、对象属性、对象间关系以及城市数据和信息的需求，形成了CIM 平台系统集成的依据，使得城市治理依据规则和标准执行，减少不必要的人为因素干预，更加客观公允。

另一方面，CIM 的客观性也体现在CIM 让未来城市治理有了更加数智化、可视化、可量化的数据支持，提供了更可靠决策依据，丰富了决策者的甄别手段，从而也让城市发展的通途大道走得更加科学、客观。

（2）CIM 的全局性，体现在CIM 是面向城市的全生命周期、全要素管理的信息化模型。这与建筑信息模型（Building Information Modeling，以下简称“BIM”）面向建筑全生命周期，提供全要素管理支撑的先进理念，有理论上的一致性。也可以说，CIM 的诞生是BIM 发展到一定历史时期、一定应用阶段的必然趋势，在项目级BIM 运用良好的基础上，升级完善开发城市级信息模型的应用场景是能够实现的。

现在，计算机技术已经迭代得相对成熟，工业化与信息化水平也得到了极大提升。尽管客观存在的城市级大数据数量庞杂，且持续不断涌现出新的数据类型，人们也已经有能力直面应对，妥善处理。好的地基基础，才能承载起伟大的建筑；规范、开放、健全的基础平台，才能支撑得了丰满的理想。高效处理城市级数据，必须有一个统筹的模型，让众多维度的数据在从产生、采集、分析、运用、回流的全部过程里都面向统一的载体。这个载体的最佳选择就是CIM。

（3）CIM 的系统性体现在多专业复合、多要素管理，多技术交叠、多场景应用、多标准融合，需要大量系统化的技术集成和专业融合，对建设者知识体系的系统性要求很高。对于未来城市的立体性描述和综合性管治中，CIM 的系统性可以发挥统筹性优势。

BIM 本身也不具备完全承载CIM 发展的全部能量，需要协同其他专业领域、不同的专业认知来交叉融合、相互促进，共同完善CIM 所涉及的基础性的、必要性的、系统性的要素。随着CIM 逐渐走入大众视野，CIM 涉及的专业领域也逐渐清晰，包括BIM、3D GIS、AIoT、大数据分析、区块链技术等等，这些都是从专业技术维度出发探索CIM 的切入点。

然而从枝丫到躯干，从躯干到根基，并不是简单的集成，更不是“1+1=2”式的简单堆叠。CIM 真正的“寻根溯源”需要对现有城市信息进行体系性地重塑和再造，需要标准的制定者、实践的参与者都要站在更加宏观的高度，系统性地思考衡量，实施落地。

（4）CIM 的延展性体现在模型本身不存在局限，CIM 平台的建设也没有边界。只是针对城市发展的不同阶段，存在建立不同要素、不同量级信息模型的需求，呈现出不同维度、不同视角CIM 平台建设的要求。

未来城市治理工作基于CIM 并聚焦到城市的实际需求，那些原本在逻辑上理应被注意到，但却在现实当中被忽略或隐藏、有价值的信息和数据，才有机会以更直观、更完整的状态呈现出来。除了那些已经客观存在的不同量级的城市信息模型，未来城市治理者希望认知什么样的信息，想要得到什么样的数据，预期社会治理达到什么样的效果，这些未来城市治理过程中实际的着眼点和下手点，对CIM 平台的呈现和延展将起到方向性的指引作用。

此外，CIM 的延展性不仅仅局限于与城市治理直接相关的要素，未来也会向着代表城市文明软实力的各类要素去渗透，包括了城市的文化、教育、娱乐等等，会有更多非直接相关的信息模型被吸纳进CIM当中。CIM 就像一个黑洞一样，对内有信息模型开发应用的无限可能性，对外有集成发展融合多维度数据的广袤空间，CIM对城市治理的作用不可估量。

（5）CIM 的动态性体现在CIM 的发展将经历一个持久的、持续动态化的演进历程，CIM 的基础平台建设也将在未来处于持续完善的状态中，根据国家战略调整、社会核心诉求、城市发展定位等不同目标，不断适配不同时期的发展要求。

从对CIM 及基础平台赋能城市治理的应用、实践、总结，到发现CIM 及基础平台缺陷，再开发、再应用、再实践、再总结，是一个长期螺旋式上升发展的过程；经历上述过程，有了相对成熟完善的动态信息模型之后，实时将主观性实践与客观性原理统一，城市治理才能发展到越来越贴近城市治理良性运作最优化的理想状态。CIM 的动态化演变正在经历着从特性到共性、从具象到抽象、从多到一提炼总结的过程，目前对CIM 系统性的认知还未十分透彻。但随着CIM 基础平台系统性建设的逐级完善，未来应用CIM 对城市治理开展实践的经验也会更加丰富。

（6）关于CIM 的前瞻性

CIM 的前瞻性体现在CIM 对城市未来发展具有前瞻预判的作用，影响城市未来发展预期。类似人们对经济周期的预期可以在一定程度上影响经济发展的趋势，人们对城市未来发展的预期，也会在一定程度上影响城市实际发展的进程。

CIM 的前瞻性与BIM 的前瞻性相比，其作用范围更加广阔，提供决策依据的模型更加精准。比如，BIM 的前期碰撞检验，可以在建筑实际建造之前，就发现大部分有冲突的管线安排，为项目管理方规避因前期规划和设计漏洞可能造成的潜在损失而提供准确的参照。CIM 的前瞻性优势即包括BIM 的所有前瞻性的优势，也涵盖了城市治理决策所需要的更加综合、宏观的前瞻性优势。比如地域交通的规划与建设、自然能源的匹配与调动、社会资源的倾斜与布局等，都可以在城市实际的建设之前或改造过程中，通过CIM 的深度应用，提供决策所需信息的模型和方案优化建议。

（7）对于CIM 是通用性或定制性模型，未来可能会呈现出分两个阶段发展的情况。第一阶段，是不断细化CIM 可能涉及的各项要素，梳理去除业务特性的通用性模型，将CIM 底层元件化、模块化，第二阶段，才是根据不同的地域性差异需求、不同层级对于CIM 的功能特性，去实现增量迭代、自由组合式的定制化开发。

对CIM 的认知，受限于社会文明进程的阶段性，科学技术发展的局限性，一定是不完整的。持续地认识、研究、开发、完善CIM，必将成为CIM 建设的常态。对于目前CIM 与其基础平台的标准建设、试点性应用，更多的是在提炼CIM 模型的通用类型，为今后可以结合各类实际需求做定制性研发，提供具备基础性、可参照性的标准和案例。

4 发展CIM 及构建CIM 平台的建议

CIM 与其未来应用的无限空间，以一种技术与理论相伴的形式，汇集成有机统一的整体，在各个特性作用的实际表达和理解上，环环相扣，其作用在城市发展的各个阶段贯穿始终，一脉相承。通过BIM可以把城市形象地“立”起来，通过CIM让城市精彩地“活”起来。

发展CIM 及构建CIM 平台需要结合各城市发展特征，提炼共性、完善个性、突出特性。我国国土地域广袤、资源丰富，不同城市的人文风俗、地理风貌、设施建设、经济发展等都有较大地域性差异，CIM 平台建设必将经历提炼共性、完善个性、突出特性的过程。在建设CIM 平台的过程中也要充分考虑城市原有基础和适宜重点突出的特征，分阶段、分步骤地建立具有当地“特色主义”的CIM 平台。

发展CIM 及构建CIM 平台核心原则“以人为本”，关注人的需求，重视人的体验。CIM 发展涉及的标准和原则纷杂，参与CIM 平台统筹与建设的角色众多，从国家政策、地方管理、技术实现、用户使用等不同视角，把握CIM 平台建设的量和度，可能有不同的结果。CIM 发展依据的核心原则应该是围绕“以人为本”，把人民利益放在第一位，关注人的需求，重视人的体验。让CIM 更好地服务城市，服务人民的工作和生活。

发展CIM 及构建CIM 平台需要标准先行，试点先行，建立顶层规划思维，以标准指导发展。标准先行，制定关于CIM的系列标准，用标准规范管理和统筹CIM的相关体系性工作，把握CIM 发展的潜在脉络；再通过实践不断修订、补充、完善CIM 的标准，始终保持CIM 标准的先进性、引领性作用。试点先行，推行关于CIM 平台建设的标杆试点，在制定相关标准的同时，通过实际的开发应用和真实场景的实践才能更好地认识未知领域，才能更加切实有效地推动CIM 领域发展。

结语

CIM 以底层视角探索新型城市建设根本架构，以顶层智慧解析数字城市发展潜在逻辑，对未来城市发展起着至关重要的作用。探索CIM 及对未来城市发展的影响，一方面，是通过建立完整的城市级信息模型，追求和验证已知信息与数据在城市治理中的作用与价值，人们可以更加理性、客观、全面地认知所生活的城市；另一方面，通过搭建城市级信息模型的基础平台，使各个专业、各个领域致力于城市发展的不同协作者，能够更加有效地、合理地、持久地去开发城市、建设城市、运营城市、维护城市。