省级CIM平台建设模式及应用场景研究

许浩，蔡明豪，谢胜波

（奥格科技股份有限公司）

1 引言

自2009年IBM 提出“智慧地球赢在中国”到2012年在北京正式启动“慧典先锋”[1]计划，大力推进“智慧城市”项目，中国智慧城市建设正式启动。但在实践过程中，智慧城市建设存在诸多问题，如数据孤岛、重复建设等现象。近年来，随着CIM技术的诞生，为智慧城市建设注入新鲜血液[2]。CIM平台以BIM、GIS、IoT 等技术为核心，打造一个与现实物理城市匹配的数字城市，通过模拟、监控、诊断、预测和控制，解决城市规划、设计、建设、管理、服务的复杂性和不确定性，为新型智慧城市建设提供新的路径。截至2021年10月，已在广州、厦门、苏州、深圳等40多个城市开展了CIM 落地实践工作[3]，并取得了良好的成效。但省级CIM 平台建设仍处于起步阶段，笔者通过研究大量文献及城市CIM 平台案例，从省级CIM平台建设模式切入，提出基于省级CIM基础平台的几种典型应用场景，为未来省级CIM 平台建设和应用提供参考。

2 省级CIM平台建设模式

CIM基础平台的建设涉及国家、省、市等多级建设模式，省级CIM 平台对城市而言，是城市CIM 平台的监督管理平台，同时，也是城市CIM平台应用的基础。城市可以在省级CIM平台标配的基础上进行特色配置，以期满足城市发展需要。笔者将省级CIM 平台建设分为两种模式：省级自建自用模式和省市共性功能统一建设模式。

3 省级CIM基础平台应用场景概述

通过研究，在省级CIM平台建设两种模式下，省级CIM基础平台的应用场景分为两大类。

①基于省级自建自用模式的监督管理应用。

②基于省市共性功能统一建设模式的共性功能应用。

总的来说，基于省级CIM 基础平台应用包含2大类，12个具体应用场景（见表1）。

表1 基于省级CIM基础平台的应用场景

4 省级CIM 基础平台的几种典型应用场景介绍

4.1 省级自建自用模式

省级CIM平台最重要的一个功能模块是监督管理，即对下级城市的垂直部门业务以及CIM 平台运行进行监督管理，以便对下级城市提出合理建议，指导下级城市发展。

4.1.1 基于CIM基础平台的智慧房屋建筑和市政设施监管应用

4.1.1.1 智慧房屋建筑监管

基于省级CIM 平台，构建真实、系统、完整的房屋动态监测体系，实现对房屋动态情况的数据采集、远程传输、分析评估、量化考核，建立健全安全隐患排查整治长效机制，确保房屋安全。

1）房屋普查成果“可视化”管理，通过在线/离线的方式将房屋普查信息同步更新到CIM 平台，在CIM平台中以三维模型的视角直观查询房屋的权利人、建筑结构、建成年份、验证发证详情、房屋现状与登记情况是否相符等信息，并获得房屋占地面积、层数等空间信息。

2）老旧房屋和历史保护建筑“智能化”管理，通过省级CIM平台宏观展示老旧房屋和历史保护建筑的外观、坐落、结构等信息，结合水平仪和裂缝仪等监测设备，将监测信息与BIM中的建筑构件关联，实时接收房屋传感器的监测数据并对其进行处理，以分析图表等形式在CIM 平台进行三维可视化表达，实时显示监测设备的运行状态、房屋安全评估等信息。同时，当监测数据超过预警阈值时，快速定位异常传感器位置、异常读数等内容，实现快速感知、快速预警，提升老旧房屋和历史保护建筑的管理水平。

3）房屋全量数据“精细化”管理，运用省级CIM平台信息整合功能，将房屋普查信息和房屋/历史保护建筑监测过程中的各方参数与监测数据进行数据治理，形成可应用、可分析、可共享的各类主题数据。

4.1.1.2 智慧市政设施监管

1）市政设施全生命周期管理基于省级CIM 平台，为各类市政设施赋予独一无二的“数字身份证”。收集重点市政设施规划、建设、维护、使用直至报废拆除的全生命周期信息资料，在省级CIM 平台上宏观展示道路、桥梁、隧道、综合管线等重点市政设施的空间分布，微观展示其BIM模型，支持重点市政设施及相关信息资料的查询、统计以及各种报表输出等管理功能，实现重点市政设施一体化、精细化、实景化监管，真正做到“一处设施一套档案”，提高重点市政设施省级监管水平。

2）市政设施监测预警基于省级CIM 平台，利用物联网技术，实时展示重点市政设施分布、监测数据，一旦数据超过报警阈值，系统会产生报警信息，快速精准定位，快速反应，提高决策能力。

3）市政设施分析模拟以省级CIM 平台为支撑，充分感知道路、桥梁、隧道、综合管线等市政设施运行状况，对市政设施运行异常影响范围及趋势分析进行模拟分析，实现设施事故早期风险的预测预警、及时感知和高效预防。

4.1.2 针对下一级CIM平台运行状况的监测应用

省级CIM平台监督管理的另一方面体现在对城市CIM平台运行状况的监测。通过定义运行数据接入接口，保证运行数据持续接入，存储到省级CIM平台中并进行运行状况的展示和分析。通过接入、转换和管理地市CIM 平台核心运行指标数据，最终形成运行状况数据汇聚、核心运行指标统计分析、省市CIM平台运行状况联动监测的省级CIM平台。具体监测统计3 个指标：①数据情况监测，含数据量大小、数据类别、提供单位、异常情况等信息；②平台使用监测，含访问次数、访问单位、平台运行异常等信息；③三维模型监测，含各阶段BIM 模型报建数量、BIM 辅助审查通过率、BIM 辅助审查对应强条的语义化数量等信息。

4.2 建设标准版的共性功能模式

按照省级统筹共建，市级共用的原则建设，省级CIM 平台配置共性功能，城市在此基础上开发特色应用，以标配+特配的方式推进省级CIM 平台与市级CIM应用平台的建设。城市依托省级CIM平台，根据各自的业务应用和城市特色，积极创新，建立更高标准、更多应用功能（特配）的城市CIM应用平台。

4.2.1 基于CIM基础平台的全省房屋建筑统一编码应用

房屋建筑统一编码及基本属性数据是实现基于房屋建筑的社会、经济、人口、城市运行状况等信息空间化的关键代码与共享基础。新建房屋建筑与已有房屋建筑基于省级CIM 基础平台统一赋码，成为房屋建筑施工、验收、交付、运营、改造或拆除等全过程的唯一编码，为基于房屋建筑的信息共享提供核心数据基础，为智慧城市建设提供公共数字底座。

4.2.2 基于CIM基础平台利用BIM技术的全省建筑消防工程辅助验收应用

BIM消防工程辅助验收应用是通过CIM平台中工程建设项目竣工阶段建筑消防的辅助审批系统与当地现有消防审验管理系统对接，利用BIM 模型先天优势，挂接图文资料至BIM模型，提供消防要素可视化一键核查、两阶段（施工阶段/竣工阶段）模型自动对比、模型漫游等功能，结合移动端的验收模型与现场对比、定位指引、任务指派、问题整改反馈等功能，辅助验收人员全面高效完成验收工作。

4.2.3 基于省级CIM基础平台的城市体检应用

基于省级CIM基础平台构建城市体检的共性功能，如指标体系、体检指标计算、指标查询与分析、指标预警跟踪等，供所辖城市直接使用。

①指标体系构建按照《住房和城乡建设部关于开展2021年城市体检工作的通知》，以突出重点、群众关切、数据可得作为城市体检指标的选取原则，构建了生态宜居、健康舒适、安全韧性、交通便捷、风貌特色、整洁有序、多元包容、创新活力等方面的指标体系，以精准查找城市建设和发展中的短板与不足。

②体检指标计算城市体检指标计算包括GIS空间分析和统计数据分析。城市及更小尺度空间数据，可采用GIS 计算几何、缓冲区分析、叠加分析等方法。利用统计数据可汇总城市基本要素的静态数据，进行平均值、人均值、占比计算、个数统计、覆盖率分析。

③指标查询与分析通过对单个体检指标数据的展示、统计和分析以及对城市体检数据进行汇总并对比，以期实现城市体检指标查询展示与分析功能。通过雷达图和发展趋势分析，显示城市八大目标体检结果，及时找出城市短板和优势。

④指标预警跟踪城市体检指标的预警跟踪支持根据各项指标的上下限评价值进行对比，通过设置预警值进行上下限溢出预警，并支持预警数据的来源和差异追溯，支持对问题城市、问题指标近几年变化情况的持续跟踪。

5 结语与展望

省级CIM 平台建设处于起步阶段，作为新型智慧城市操作系统，其应用场景由建设模式决定。借鉴城市CIM应用场景经验，省级CIM平台应用应聚焦在全省建筑施工、消防、房屋管理、水务、市政设施及城市体检等场景，为城市垂直业务应用提供标准化功能模块，促进新型智慧城市发展。

未来，随着CIM概念的普及、核心技术的迭代升级、标准及政策的逐步完善，基于省级CIM基础平台的应用场景会更加广阔，覆盖住房和城乡建设、水务、交通运输、应急管理、消防、城市管理、工业信息化、环境保护、公共安全、教育、林业园林、公共卫生、文化旅游以及商务等各行业和领域，带动自主可控技术应用和相关产业发展，实现国家、省、城市互联互通，全面提升省级城市监督管理能力，促进城市治理水平高效化、科学化、精细化。