基于CIM探析城市更新背景下新型智慧城市建设

陈 超

深圳市绿景房地产开发有限公司 广东 深圳 518000

一直以来，城镇建设是推动经济发展、扩大内需的重要因素，自2019年起我国的城镇化率就已经突破了60.6%，城镇建设由此进入关键期。在城市规模不断扩大的背景下，和其相关的要素随之增加，以往的城市管理模式已不再适合当下的发展趋势。在大数据、物联网等基础上创建新型智慧城市，为社会治理、城市管理等提供技术支撑，也为城市工作的开展、各产业的发展带来新的契机。而新型智慧城市建设的基础是推进CIM平台建设，并将其作为智慧城市的操作平台，以解决数据孤岛困境，促进各类数据与管理系统的融合，从而提升城市和社会的治理能力。

1 CIM和新型智慧城市概述

1.1 CIM概述

CIM（City Information Modeling）城市信息模型，其产生于BIM基础上，BIM用于管理建筑物的设计、施工等信息，而CIM则用来管理城市规划、建设、运维中的信息，解决新型智慧城市建设中的数据传递、共享不及时的问题。广大学者认为，CIM的本质是基于云计算促进GIS、BIM、IOT技术结合，也有学者认为，CIM是“数字孪生城市”的基础。值得一提的是，“数字孪生”可能会使CIM的内涵缩小，CIM涉及城市海量信息的凝聚、管理、融合，目标是实现业务、技术和信息联动；而“数字孪生”强调信息可视和汇集，目标是实现城市再现，但其并未强调信息的融合、应用，难以发挥出数据赋能的价值[1]。

在2020年9月，城乡和住房建设部门颁布了《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》，提出城市信息基础模型平台、城市信息模型的定义。从内涵上看，CIM基础平台是城市信息模型的基本设施，具有数据融合、信息模型管理等功能，能，能够支撑其他信息的应用，CIM是城市各要素模型有机融合的信息综合体。因此，本文所述的CIM，更倾向于强调其在数字建设时代所发挥出来的信息融合、系统互通、多维呈现的综合功能价值。

1.2 新型智慧城市概述

新型智慧城市，是指以数据开放共享、城市治理高效、经济发展持续等为目标，通过改革创新、体系规划等一系列举措，推进信息技术和现代化城市融合，实现城市、国家协调发展的新生态。随着国家治理能力和体系的推进，共享、绿色、创新等理念的进一步深入，同时伴随“互联网+”、强国战略等计划的实施，城市被赋予新的要求与内涵，推动新型智慧城市的建设发展逐步上升成为国家重要战略。

1.3 存量时代城市更新工作的新要求

城市更新工作是一个项系统、漫长且复杂的工作。在经济层面，城市更新需要在政府、公众、利益主体、市场主体中取得高度共识；在运作层面，城市更新需要比一般项目更长的周期，用于完成利益主体的合作谈判、规划设计编制及审批工作；在技术层面，城市更新工作更需要系统、全面、实时地跟踪项目的现状信息数据、经济技术指标数据等，以便更高效地推进项目决策。因此，存量时代背景下，城市更新工作更需要新型智慧城市的理念和技术，实现城市更新工作的突破与发展。

2 城市更新背景下新型智慧城市的升级

2.1 城镇化建设进入新的发展阶段

城市更新背景下，我国的新型智慧城市建设取得了显著成就，主要体现在城市化建设进入全新的发展阶段。其一，随着社会的进步、国家经济的发展，我国城市建设规模不断扩大，由此走上增量扩张向存量优化转型的方向。在空间生产层面上，生产主体也从国家、团体向社会组织或个人转变。其二，新型智慧城市的建设要求相关部门遵循人本理念，鼓励人民群众积极参与城镇化建设过程，提高城市治理水平，推动城镇化建设发展。其三，在智慧城市建设期间，要制定全面共享、共建的治理模式，并在治理中合理运用网络信息技术，这从某种程度上推动了城镇化的演进。

2.2 实现城市治理的转型

自我国建设智慧城市以来，建设模式均以IT公司主导。在实际建设中，以信息基础设施为支撑，具有显著的工具理性。智慧城市的构建要提高城市科技化水平，在信息建设中引入理性价值、工具，充分发挥先进技术的作用，推动城市建设发展。另外，贯彻落实城镇化政策，制定和优化管理机制。对此，倡导人民群众运用信息技术参与城市治理，也体现了国家城市治理的转型。

3 基于CIM的新型智慧城市建设方案及应用场景

3.1 基于CIM的新型智慧城市建设方案

3.1.1 构建新型智慧城市建设框架

在新型智慧城市建设中，CIM基础平台是基本设施，其目的是为智慧城市的建设提供可视化、全局联动的基础平台，在此基础上实现技术、数据融合，及业务协调自治，为各行业的发展提供有效的解决措施。基于该目标，建立CIM新型智慧城市服务框架，具体步骤如下。

（1）健全城市感知基础系统。城市感知和数据汇集。在城市与技术的不断发展中，各种新型信息技术问世并得以应用，包括新媒体、传感器终端等，为新型智慧城市的建设提供了足够多的感知手段与设备。与此同时，信息的采集频率、精度也随之提升，为城市海量信息的采集提供了技术保障，更有助于实时、有效的监测城市空间[2]。CIM平台创建后，地理信息数据、业务数据、BIM数据等依托地理空间地址，对各类数据进行汇集融合，确保信息、要素、空间位置相统一，从而形成完整的城市空间资产。

（2）建立统一的技术标准。由于城市基础数据从多渠道获得，因此数据格式比较多元，更新频率也不尽相同，需要在了解数据、安全、接口等标准后，统一CIM的分类与编码，构建坐标体系，提高各项数据、交付结果的规范性，确保相关信息有效整合、安全使用。

（3）创建CIM基础平台。统一的标准体系构建后，将城市海量数据汇集至CIM平台，在此基础平台上开展数据的管理、分析和应用的整个过程，并进行空间和可视化的呈现。需要注意的是，CIM平台的创建并不需完全的创新与创造，而是可基于在原有的城市数字平台基础上的优化、整合，打通系统壁垒、促进数据融合，并使其具备二维、三维空间要素属性，为各城市系统的运维提供基础支撑服务。

（4）推动CIM+服务应用。不同行业的业务模型、决策等有所差异，CIM平台的构建、业务的使用等也会因地制宜、因人而异地为不同的应用目标、应用场景提供服务。城市CIM以城市基础设施、行业、政府、群众为主要服务对象，提供实时的运行数据及综合解决方案，实现各项城市业务的协同联动，从而为社会和城市治理、行业高效协同、政府精准决策、群众便利生活提供更为广阔的应用服务。

3.1.2 夯实技术基础与细节

（1）构建灵活的技术架构。在城市基础设施的设计过程中，必须确保技术架构具有一定的拓展性，即智慧生态系统既要满足群众的生活需求，还要全面考虑城市建设的拓展性要求，以免阻碍城市的更新速度。因此，应对不断提速发展的城市和社会，对技术架构进行不断地提升优化、灵活更新显得尤为重要[3]。

（2）构建完善的开放机制。新型智慧城市的建设离不开平台的支持，以大众为对象构建互联网服务组件，获得规范、统一的接口。同时，围绕开放对象精准划分类别，分为内部、对外开放两种，以此作为能力组件；结合功能模块进行分类，获得位置搜索、语言、视频等能力。上述组件封装处理后，以能力接口的用途运用，构建开放平台。

（3）夯实GIS平台基础。构建主要包含四层系统技术基础的GIS共享平台，是实现新型智慧服务的：①应用层。面向所有用户，即使用端，用户可通过智能终端和系统，享有智慧信息平台的各项服务。②平台层。面对平台开发者，作用是为开发者提供接口服务，为平台的开发和持续运维提供技术保障。③数据层。结合公共地理框架创建的地名地址、监控信息等采集矢量数据是整个智慧系统的基础，数据管理、数据安全是数据层管理的重中之重[4]。④制成层。是GIS共享平台得以稳定运行的基本保障，由安全中心、云计算中心等提供安全保障、软硬件平台等服务。

3.2 新型智慧城市CIM+应用

3.2.1 在不同空间尺度下的应用

在CIM平台中，由于空间尺度多元，因此可用于各种场景。结合各尺度CIM+应用，项目级管理主要依托GIS信息、BIM模型，覆盖从宏观到微观等多维的场景应用。依托GIS信息，可实现城市级的管理应用，依托三维空间数据底板，通过大数据挖掘、空间分析等方法，为城市决策提供安全、有效的治理计划，常见场景包括地籍管理信息系统、城市基础设施监控、城市建设管理、城市安全、城市设计等，依托BIM模型，可更聚焦于微观环境，包括一定空间范围内的实时监控、资产管理等，如城市重点单体建筑包括医院、学校，更可用于疫情防控、社区物管等的小范围管理。

3.2.2 在不同运营阶段下的应用

CIM平台汇集了城市以前、现在、未来的各种数据，若按城市生命周期划分，可基于CIM平台在城市规划、建设、运营等环节构建CIM应用体系。而且各阶段成果也可沉淀于该平台，由此共享数据信息，实现协同管理目标。在城市规划阶段，基于三维空间地图模拟、比选设计方案，审查规划方案；在城市建设阶段，基于BIM模型进行设计与工程管理，可有效把控开发建设的精度和过程。同时，整合城市住宅、人口等数据，通过实体数据的衔接，为城市更新建设提供数据支持。比如，在城市更新建设中，依托CIM平台定量估算拆迁量、经济投入等，为决策部门的方案制定提供参考依据；在城市运营管理阶段，CIM平台更能整合多维度数据，借助IOT技术实现城市的智慧化管理和运营，为城市安全、效率提供有力保障[5]。一方面，基于物联网技术、BIM模型监测管理对象的人员流动、能源消耗；另一方面，在大尺度场景下，评估城市治理水平、服务效率。比如，在城市交通中基于CIM平台构建数据专网，整合公共交通、地铁运营、环保等数据，在有效协调各类数据的基础上，共享各单位数据，动态监测交通情况。

3.2.3 在城市更新工作中的典型应用

应对城市更新工作的特点，依托CIM平台的技术及新型智慧城市的理念，可更有效地解决更新工作中的各类难点。依托CIM平台对数据整合管理和系统分析的能力，结合对更新片区的测绘查账、规划设计研究、运营管理等工作，可有效建立现状基础信息管理系统、规划设计管理系统、动迁工作组织管理系统、更新项目运营管理系统等，发挥对更新项目高效系统推动的基础支撑。在更新项目建成后，更应以新型智慧城市的建设理念，构建项目CIM的管理平台，为更新后的项目成果提供更为长远、持续的数据化、智慧化支持，从而为项目的全生命周期提供安全、便捷的智慧化保障。

4 基于CIM的新型智慧城市建设路径

4.1 构建多元大数据交叉处理系统

《“多规合一”业务协同平台技术标准》指出，如果条件允许，可在BIM基础上构建CIM，逐步建立管理、建设精细化的应用模型。而且，我国的北斗系统也为智慧城市的建设、数据传输奠定了基础。受该系统影响，我国部分城市逐渐进入建设智慧城市的前列。近年来研究火热的韧性城市、海绵城市等，均在数据仓库语境下采集数据信息。5G网络是数据收集的未来方向，可实时收集、分享数据，且数据的处理也能得到相应响应。智慧城市的构建要遵循以人为本的原则，但最终都会经过人工智能的过渡，因此5G在智慧城市的建设中具有重要作用。

4.2 拓宽投融资渠道

在新型智慧城市建设过程中，要不断拓宽投融资渠道，具体措施为：其一，加强智慧城市建设资金的统筹管理，科学安排、合理使用建设资金。其二，加强引导，利用社会资金建设智慧城市，减轻债务负担。其三，建立完善投融资渠道，采用产权激励、特许经营等方式，对投融资渠道进行拓宽。其四，建立完善的投资回报机制，吸引更多力量入驻，提高智慧城市的建设水平与质量。

此外，加强网络安全保障，保护城市的重点信息，实现信息技术的突破；科学制定网络安全标准，将网络安全贯穿智慧城市建设全过程，实现智慧城市、网络安全的同步构建；强化网络安全审查，制定有效的网络安全保障体系，提升智慧城市的网络安全水平。

5 结语

综上所述，建设新型智慧城市是城市更新背景下的主要任务，需合理运用人工智能、互联网、大数据等技术。基于CIM模型设计智慧城市建设方案，全面采集全周期的城市信息数据，并加以深入分析、挖掘，为新型智慧城市的建设、存量时代下的城市更新工作提供强有力的数据与技术支持，加快促进城市健康、良性、可持续的发展，推动国民经济和社会的全面发展。