立足“新城建”及数据治理更好发挥数据要素效能

刘瑜 林洁妮 杨乐

(广州市住房城乡建设行业监测与研究中心)

在智慧城市概念发展到新型智慧城市建设理念的过程中，出现了各种各样的方法和路径构思。住房和城乡建设部主导的BIM—CIM—新型城市基础设施建设（以下简称：新城建）应用发展路线逐步演化为新型智慧城市建设的可实施路径之一。在这个过程中以BIM、实景三维模型等三维数据为核心，利用新一代信息技术收集、整合各项新型城市基础设施数据并合规高效的流通使用，充分发挥数据作为新型生产要素的作用，成为赋能城市建设、带动城市高质量发展的基础。

1.新型智慧城市发展需要及“新城建”理念形成

1.1 新型智慧城市发展需要

在IBM 于2008 年提出“智慧地球”到2010 年提出“智慧的城市”愿景之后，世界各国在智慧城市发展上做出了诸多尝试，在政务服务、交通运输、基础设施、建筑工程、教育、医疗、公共安全等领域下形成了不同的实施探索。继2013 年度国家智慧城市试点以来我国也有300 多个城市开展智慧城市试点建设。2015 年之后，新型智慧城市的框架逐步形成，各方也在物联网、城市治理数据为基础的数据平台、以治安应急需要的城市运行指挥、城市安全体系等方面开展新型智慧城市实施路径的探索。作为智慧城市建设基础的数据，2015 年国务院印发的《促进大数据发展行动纲要》强调了对政府数据的资源整合和开放共享以及发挥对产业和经济的促进作用。在这一时期，城市范围的数据还是以共享整合为主，上层次应用也是基于传统的结构化业务数据及视频流媒体、GIS 等数据。对城市治理水平的进一步提升就需要城市数据范围和精细化的拓展提升。

1.2 “新城建”理念形成

2015 年，住房和城乡建设部在建筑业发展和改革的基础上推进建筑信息模型BIM 的应用。2018 年在广州、厦门开展运用BIM 系统进行工程建设项目报建并与“多规合一”管理平台衔接的试点工作。在推动建筑业发展的同时以BIM 模型为中心与城市的规划管理信息结合，推动BIM 不仅仅作为单个建筑的信息模型，而进一步融入到城市领域之中，以城市信息模型CIM 的理念提升到整个城市治理的层次。

2020 年8 月11 日，住房和城乡建设部会同中央网信办、科技部、工业信息化部、人力资源社会保障部、商务部、银保监会印发《关于加快推进新型城市基础设施建设的指导意见》，主要包括建设城市信息模型（CIM）平台、城市运行管理服务平台、车城网、智能化城市安全管理平台、建筑产业互联网等城市平台和智能建造、智慧社区、智能化市政基础设施等多个领域。至此，以CIM 为核心，以BIM 和实景三维场景等三维化数字信息模型作为城市管理单元的管理框架形成，同时以“新城建”对接“新基建”，推进基于数字化、网络化、智能化的新型城市基础设施建设，将引领城市转型升级，推进城市现代化。

2.“新城建”以三维数据为核心的框架体系

2.1 构建三维模型的数据分级分类

为了将BIM、城市三维场景建模、测绘等数据统一在CIM 中，住房和城乡建设部于2021 年6 月印发了《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》(修订版)，从数据源精细度和模型特征把城市信息模型分为地表模型、框架模型、标准模型、精细模型、功能级模、构件级模型、零件级模型7 个级别以及生成来源，以适应不同的应用场景。同时将CIM 从成果、进程、资源、属性和应用5 大维度进行分类编码。构建出时空基础数据、资源调查数据、规划管控数据、工程建设项目数据、公共专题数据和物联感知数据等门类数据[2]。为新城建核心基础CIM 平台的建设和CIM+领域的使用提供了数据分级分类基础。

2.2 基于“新城建”的数据治理成果

以标准规范为基础建设CIM 基础平台。广州市住房和城乡建设局通过充分调查牵头研究编写出《广州市城市信息模型（CIM）平台 可复用可共用使用指引》。通过整理超过26 个部门相关业务线条，形成《广州市城市信息模型（CIM）平台信息共享目录》。同时基于工程建设项目三维电子报建等应用探索，逐步编制出CIM 平台技术标准和数据标准等十多项配套的标准指南，构建基于CIM 的平台建设、规划报批、施工图审查、竣工验收备案四类标准体系。形成时空基础、资源调查、工程建设、物联感知等多类数据，以这些数据资源为基础推动超过2400 个图层的共建共享。

基于“新城建”的数据治理初见成效。基于广州市城市数据的关联上，CIM 平台以广州时空云平台为基础，构建了全市域7434 平方公里三维地形地貌，完成1300 平方公里城市重点区域现状精细三维模型建模工作，并大力推动新建项目应用BIM 技术，通过施工图和汇交纳入CIM 平台数据库，目前已汇聚了将近1000 个BIM 单体模型。同时通过数据治理将工规证、建筑地面数据和三维单体模型关联，将四标四实的标准地址和实有人口与建筑物数据整合，不断完善全市一张“三维数字底图”，为CIM+应用提供了详实的数据基础。同时，在南沙广州数据交易所的数据要素流通枢纽建设下试点地下管线信息脱敏与在线共享。在各类型数据支持的基础上，广州市CIM 平台可以在海量数据的高效渲染的基础上，在数字空间对城市实景进行三维的仿真模拟，以三维模型为锚点进行信息的全集成，支撑应用的可视化分析，为城市决策管理提供直观化的交互体验。

图1 基于数据治理体系的新城建应用

3.“新城建”带来城市范围数据要素价值的提升

作为新型智慧城市的可实施途径探索，“新城建”在具体的实施过程中，通过构建城市的三维数字孪生模型和提升城市多领域数字化、智能化水平，推动城市建设管理中数据的广度和深度大大增加，有效提升城市基础数据的价值。

3.1 “新城建”对城市数据广度的拓展

在“新城建”的基础城市信息模型（CIM）平台建设上，构建了三维数据体系。全市域的倾斜摄影模型覆盖为城市治理和服务提供了三维数字底板，建立的城市级的实景三维模型场景为城市领域的各项应用提供了数据基础服务，使城市的管理服务从以往的二维化延伸到整个城市的三维空间。在智能化市政基础设施建设和改造上，全市域的基础设施普查和城市体检等工作，也不断丰富着城市设施的数字化范围。而智慧社区园区的建设和改造，获取的社区及园区运行情况，使城市智慧化深入到市民居住和工作场景，以各型数据反馈到城市治理上。智能建造与建筑工业化协同发展促进城市建筑行业从设计到施工的整体提升，使信息化数据和数字模型贯穿到各个环节。智能化城市安全管理和城市运行管理服务平台更是以多领域的城市运行管理数据为基础，通过数据关联整合达成高层次、高时效的综合应用，更好地发挥城市治理效能，也促进相应的智能设施与信息化系统的覆盖面不断扩大，使城市数据的覆盖范围得到不断拓展。

3.2 “新城建”对城市数据深度的挖掘

在“新城建”的智能化市政基础设施建设和改造中，通过对管线数据的普查汇交形成的管线测绘数据，通过三维化模型生成后可以成为城市部件。在保证数据安全的情况下，如果结合VR、AR 等技术，可以利用相关数据更有效地对管线信息进行巡查。在建筑工程领域，通过BIM 正向设计可以实现建筑模型的构件化，形成建筑从外观到结构、管线、各种设施的深化数据，让建筑各方能够探索从建筑设计、构件生产到建筑施工的深度集成应用。在智慧工地的构建中通过集成现场传感器监测数据，可以实现虚拟建造与实体建造的多层次数据实时交互，构建立体化管理的智慧工地。在运维阶段，也可以通过BIM 模型迅速掌握房屋结构、管线、周围环境等各种深度信息，提高维护和管理的效率。城市的各项综合管理服务平台则在大范围管理、运行数据收集的基础上，开展各种不同范围、角度的数据挖掘，实现城市数据的深层次分析，为城市治理工作提供更加有效的数据支撑。

3.3 “新城建”对城市数据精细度的提升

“新城建”CIM 平台的建立为城市智慧化提供了精细的数字底座，目前广州市CIM 基础平台的三维现状模型精度优于5cm，完成分区域、分精度7 大类全要素（建筑、场地、交通、水系、植被、其他附属设施、地形）、136 小类的精细化单体模型建设。在建筑工程的精细化BIM 模型构建后，通过广州市施工图三维数字化审查，实现对BIM 模型在建筑、结构、给排水、暖通、电气、消防、人防、节能等专业和专项系统的智能化审查，可以有效节约时间和人力。在房屋管理领域中城市楼栋数据的三维精细化，可以弥补原来二维管理时期房屋在坐落、朝向、房型等信息掌握上的不足，并可以通过构建结构模型或测绘数据集成的三维建筑数据，探索三维楼盘表、虚拟看盘等业务应用。

3.4 “新城建”对城市数据关联性的促进

“新城建”以城市信息模型CIM 建设为核心，三维数字空间的城市模型为城市数据提供了立足点和关联依据，平台具有的多源异构数据时空融合能力，支撑城市数据汇聚、关联、融合、应用。广州市建立多纬度的CIM 标准体系，标准成果已融入住房和城乡建设部发布的《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》《城市信息模型应用统一标准》等，为CIM基础平台开发建设及平台的应用扩展夯实了基础。并立足规划-设计-建设-管理-运营的全生命周期理念研发出CIM协同技术，构建CIM 基础平台的多源异构服务的分级分类和多源数据的聚合分发，快速发布定制化场景服务。

广州市在“四标四实”的基础上，通过对标准地址、建筑底面、倾斜摄影模型的关联，实现了对房屋数据、建筑工程数据等的关联融合，提供的各项服务也为CIM+智慧城市应用提供了关联的数字底座。

4.以“新城建”应用更好发挥数据要素效能

4.1 广东省数据要素市场化措施

广东省于2021 年8 月通过《广东省数字经济促进条例》，于2021 年10 月印发《广东省公共数据管理办法》（粤府令第290 号），各城市也相继出台《深圳经济特区数据条例》《广州市数字经济促进条例》，2021 年省政府同步印发《广东省数据要素市场化配置改革行动方案》（粤府函〔2021〕151 号）。编制《广东省数据条例》，研究推动将数据生产要素纳入国民经济核算体系。并于国内首创首席数据官制度，加快数据资源“一网共享”体系建设，促进公共数据与社会数据汇聚融合、授权运营、加工处理、合规登记，构建数据要素市场生态，赋能经济社会高质量发展。

4.2 CIM+应用上

在规划阶段基于CIM 平台的规划管控数据，可以分析城市各项用地指标，打造城市发展蓝图。在设计阶段城市更新中，将四标四实数据结合三维规划模型展示详细规划方案。并能通过方案比对，实现方案最优化选择，以及施工图三维数字化审查。在建设阶段基于CIM 平台和业务系统的数据交互整合实现全市近2100 个在建房屋工程的智慧化监管。在管理阶段依托CIM 平台基础数据底座和实时信息数据汇聚能力，打造智慧社区和园区应用。在运营阶段，以CIM 平台为基础的数据和服务支持为智慧排水、智慧管线、桥梁健康监测，以及“穗智管”等城市运行管理平台提供了数据底座，在建设新型智慧城市上提供重要数字支撑。

4.3 在智慧城市和智能网联汽车协同发展上

住房和城乡建设部与工信部于2021 年5 月共同确立北京、上海、广州、武汉、长沙、无锡为智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展的第一批试点城市，广州市黄埔区、南沙区等地开展智能网联汽车试点及车城网建设，通过智慧化的道路基础设施和基础平台，将智能汽车与智慧城市建设有机结合起来，实现动静态数据的有机整合，对城市治理数据进行了深度的整合并实现了高效利用。广州市黄埔区的车城网建设就将智能网联汽车终端的感知数据、自动驾驶汽车的运行数据、交通运输部门的车辆管理数据、公安交警部门的交通视频监控数据、交通信号灯数据等动态数据，与地形地貌、建筑楼宇、市政设施等静态数据进行汇聚融合，支撑平台化应用。例如，将车辆运行监测数据、道路抛洒物、道路施工、逆行、市政道路设施损坏数据等同步反馈到市政及城市建设管理部门，实现交通管理的智能化，有效提升交通运行效率；将绿波引导数据通过导航软件直接提供给社会公众，助力部分智慧化道路实现平均行程时间下降25%。

4.4 推进智慧社区园区建设

“新城建”对于智慧社区和智慧园区的建设推动，是对于城市重要组成单元居住社区和产业园区的覆盖，也是促进居民生活和工作领域的智慧化。广州市越秀区三眼井社区的智慧化改造是典型案例之一，该社区北靠越秀山，南止应元路，社区居民约3683 户，常住人口1.1 万人。引入外部服务商通过完善社区配套服务并搭建智慧社区服务平台，安装各型摄像头、环境监测设备和各种便民服务设施，汇聚各种监测数据并对接政务服务及广州市CIM 平台，开展基层党建、智慧社区建设、物业管理、产业导入与运营以及城市管养等工作，积极探索可复制、可推广的老旧小区智慧化“广州模式”。

在智慧园区建设上，广州设计之都二期新城建产业与应用示范基地建设作为“新城建”的高标准示范项目，从策划到建设过程对各类数据进行有效利用和扩展。该项目以建筑信息模型BIM 为核心，采用BIM 正向设计，在规划阶段将设计方案集成在市CIM 平台中，通过CIM 平台提供的周边建筑三维模型数据、地下管线数据、道路走向数据综合评估设计方案。在施工阶段，通过建筑全生命周期各项管理平台的数据对接，以BIM 构件模型和建筑计划数据为依托，协同施工进度和构件工厂生产进度，同时应用智慧工地实时监控建设情况。此外，在工程施工中同步建设基于新城建的智慧化设施，打造应用新城建领域的高标准智能建造、建筑产业互联网、岭南气候下的近零能耗建筑等综合智慧园区。

4.5 智能建造与建筑工业化协同发展

在建筑业方面，《广州市构建“链长制”推动建筑业和规划设计产业高质量发展三年行动计划（2022-2024 年）》明确：广州将力争在2024 年年底将建筑业全产业规模提升至万亿元规模。将努力实现装配式建筑占新建建筑面积比例不低于35%，将建成一批装配式建筑部品部件生产基地，建设一批集BIM 技术应用、智能建造、绿色施工、智慧运营为一体的新型建筑工业化项目[4]。《广州市绿色建筑发展专项规划（2021-2035 年）》提出到2035 年，广州市装配式建筑占当年新开工建筑比例达到80%。各地基于BIM 的标准化以及数字化协同设计，逐步构建从建筑企业、建设行业到应用项目和政府监管的建筑产业互联网平台，推动贯穿行业、企业、项目的标准建立和数据协同，形成以BIM 等技术为核心的产品数字化和产业数字化，也为新技术的应用提供基础[5]。进而促使工程大数据驱动的建筑业供应链和生产活动的智能建造的大力发展。

4.6 城市运行管理服务平台

城市运行管理服务平台是运用数字化及新一代信息技术，构建城市管理、运行、服务一网通管的信息化智能化综合平台。依托城市范围数据资源基础，从市政设施、房屋建筑、交通设施、人员等方面打造高层次应用，从而实现城市数据整合、服务统筹、指挥调度、监测预警、综合服务等效果。广州市“穗智管”城市运行管理中枢建成了城市交通、城市建社、城市水务、城市管理、城市应急、经济发展等超过20 个应用主题，打造了超过130 个应用场景，涉及三防应急、指挥协同、重大节日保障、泥头车联合整治等。“穗智管”在四标四实行动的城市基础数据、城市时空信息云平台、城市信息模型（CIM）平台、城市视频云平台服务资源的基础上，以广州市数据资源共享平台融合海量政务管理服务数据、互联网数据、社会活动数据，打造出具备三维城市地图、城市基础设施信息、城市视频监控、计算机视觉智能场景分析、跨系统的实时通信等能力的“穗智管”基础数据底座。其中城市信息模型（CIM）通过BIM、三维单体模型、物联感知、城市治理数据的关联融合，其中城市信息模型（CIM）通过城市物联感知数据和城市信息模型的多源信息一体化融合，为“穗智管”在城建、城管、水务、应急指挥、环境生态、医疗、卫生等应用主题建设提供数字底座和三维管理的能力支撑。

5.结语

根据《中共中央 国务院关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见》，“激活数据要素潜能，做强做优做大数字经济，增强经济发展新动能”成为我国在国民经济的数据层面的发展目标[1]。新城建作为智慧城市的可实现路径，在推动城市智慧化的同时，可以产生更多可利用、可关联的高价值数据。在城市服务数据、城市运行监测数据、三维时空数据等不断扩充的数据范围中，以数据分级分类和数据治理及大数据平台为依托，通过直接共享、分类公开、数据交易所、数据经纪人等数据流通措施，能够使城市数据资源在整体社会生活中发挥更大的作用。大数据也是未来更高层次应用的基础，在当下计算机视觉、通用人工智能等技术飞跃发展的时代，城市领域富含人口、企业、行业、社会运行等可关联、高时效数据，将成为未来各类型科技算法模型训练的素材宝库，也是城市大脑等高层次应用的基础。在“新城建”领域的智慧城市建设中，充分和城市发展方向契合，注意数据安全保障，将为城市的经济和社会发展发挥更大价值。