城市级CIM标准体系建设初探

武文 卞雨凡 吴掠桅

摘 要：技术的标准和规范是新技术广泛应用的重要条件和实施基础，CIM技术的广泛应用同样需要统一完整的标准先行。为了更好地引导城市CIM建设，迫切需要建设全面成套、分类合理的CIM标准体系。本文基于国内外相关标准化经验，结合城市发展需求，探索城市级CIM标准体系的构建，为CIM标准化水平的提升提供参考借鉴。

关键词：城市信息模型，标准体系，城市级，标准

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.09.012

Research on City Level CIM Standards System

WU Wen BIAN Yufan WU Luewei

（Nanjing Land and Resources Information Center）

Abstract： Technical standards and specifications are the important conditions and basis for the application of new technologies. The wide application of the City Information Model （CIM） also requires unifi ed and complete standards fi rst. In order to better guide the construction of CIM， it is urgent to build a complete set of CIM standards system with reasonable classifi cation. Based on relevant standardization experience and combined with the needs of city development， this paper explores the construction of a standards system for the city-level CIM， providing reference for the improvement of the standardization level of CIM.

Keywords： CIM， standards system， city level， standard

0 引 言

城市信息模型（CIM）是以建筑信息模型（BIM）、地理信息系统（GIS）、物联网（IoT）等技术为基础，整合城市地上地下、室内室外、历史-现状-未来多维多尺度信息模型数据和城市感知数据，构建起三维数字空间的城市信息有机综合体[1]。城市信息模型（CIM）是支撑新型智慧城市建设的“新基建”，对城市空间进行精细化、智能化管理的重要手段，具有协同性强、模拟程度更为广泛、精细化与智慧化水平较高等特点。

CIM作为一项战略新兴产业，目前国内外无相应标准体系。通过建立CIM标准体系可保障CIM建设工作过程中的各个环节都严格遵照国际、国家、行业和地方有关的标准和规范的要求，厘清国家标准、行业标准、团体标准与地方特色需求的衔接关系以及标准各自定位和目标，保证数据及其应用系统等的兼容性、有效性，确保建设内容规范统一。CIM标准体系的构建不仅对CIM项目实施具有关键指导性意义，而且也能推动地方其他产业标准化进程，提高跨领域合作化水平，实现信息互通、共建共享，提高投入产出效益，提升城市标准化工作水平。

1 存在问题及需求

1.1 城市信息模型（CIM）工作战略重要性与标准体系缺失形成反差

技术的标准和规范是新技术广泛应用的重要条件和实施基础，CIM技术的广泛应用同样需要统一完整的标准先行。为保障和引领CIM技术的健康发展，需要参考借鉴国内外相关标准化经验，结合地方发展需求，探索CIM标准体系的构建，并以此为顶层设计梳理建立城市CIM标准清单，做好标准的顶层规划，统一指导、规范CIM标准的编制。

1.2 BIM标准供给不足与智慧城市建设需求形成反差

我国BIM软件发展起步晚，基础较差，缺乏统一的标准，尽管市场规模大，但我国建筑制造等领域采用的都是国外基础软件。在推动“中国智能建造2035”的过程中，面临的突出问题和核心障碍是BIM基础工具平台、BIM与CIM三维图形引擎等基础平台，数据传输、存储、云平台、数据库等主要关键技术掌握在国外企业手里，使得一些重要的数据有可能在我们不知情的情况下被境外获取，不仅给我国在技术应用领域带来很多“卡脖子”的问题，而且给建筑数据、城市数据安全，以及国家空间安全带来极大挑战。

1.3 CIM标准建设的迫切性与CIM创新发展不确定性形成反差

CIM本身是一个融合亿量级城市数据的综合体，这些数据来源于社会、经济、人文等多个领域，行业内往往制定了各自的标准规范，它们在协同应用服务过程中存在重叠、层次交错、互相矛盾等问题，其次开展CIM标准体系研究的参考借鉴不多，研究难度大，覆盖性、实用性都会有不足。

2 CIM标准体系现状分析

2.1 国际标准化现状

（1）智慧城市标准体系研究。以ISO、IEC和 ITU-T等国际标准化机构引领全球智慧城市标准体系的发展方向，积极推动智慧城市标准化工作。世界各国相继成立智慧城市标准化工作组织，出台了一系列智慧城市相关的管理体系要求、指南和相关标准。2006年，新加坡推出“智慧国2015计划”，并开始研究智慧城市标准化工作；2007年，韩国成立U-Eco City研究机构，将智慧城市标准化列为重点工作内容；2011年，日本向ISO TMB（ISO技术管理局）提出衡量城市基础设施智能程度的评估方法，对城市智能基础设施的定义、范围、计量方法等内容提出了具体要求，并围绕该议题相关标准的范围、术语、定义及通则制定了建议草案；2012年，BSI（英国标准协会）提出智慧城市标准化战略，已发行《智慧城市框架：智慧城市和社区决策者的良好做法指南》《智慧城市术语》等标准化文件；2013年，ITU-T批准成立面向智慧城市可持续发展问题评估的专题小组，用以评估智慧城市标准化工作。同年6月，IEC SMB（IEC 标准化管理局）经会议讨论批准设立智慧城市系统评价小组，其工作内容主要集中于智慧城市标准化的战略定位、体系框架和参考模型等内容。国际上致力于智慧城市相关领域的标準化工作组织机构达数百个，在智能交通、智能电网、智慧医疗等领域取得了丰硕成果。

（2）CIM 标准化研究。国际上已有将CIM技术应用到智慧城市的建设中的案例，典型的有芬兰和新加披。芬兰赫尔辛基的中心城市自1985起就开始建设三维城市，2015年又投资10亿欧元开展“Helsinki 3D”项目，目的是在全球智慧城市标准化工作背景下建立集成式实景建模且具有信息管理功能的三维城市信息模型。“虚拟新加坡”（Virtual Singapore）项目在智慧新加坡标准体系的引领下进行实施，通过先进的信息建模技术为城市注入静态、动态数据信息。南京市国土资源信息中心作为牵头发起单位之一，发起了IEC/TS 63273《用例收集和分析：智慧城市 城市信息模型》的立项，并在全球范围内征集城市信息模型的用例。该标准通过征集CIM应用场景、用户故事，得出CIM应用的需求和利益相关方等，再到用例收集，形成CIM用例库，深度分析，使用通用要求来确定CIM标准的范围[2]。虽然CIM技术已有相应的典型应用，但在CIM标准体系的研究方面未有相关资料。

2.2 国内标准化现状

我国标准化相关机构紧跟时代发展需要，积极开展智慧城市标准体系研究和关键标准的研制。2012年12月12日，智慧城市应用工作组成立，旨在广泛整合汇聚我国“政产学研用”资源，大力推进我国智慧城市标准体系研究、关键标准研制和国际标准化工作。2013年，全国信息技术标准化技术委员会SOA分技术委员会发布了《我国智慧城市标准体系研究报告》，定义智慧城市标准体系由5个类别组成：智慧城市总体标准、智慧城市技术支撑与软件标准、智慧城市运营及管理标准、智慧城市安全标准、智慧城市应用标准，共116项标准，其中已发布31项，制定中33项，待制定52项。住建部提出要加快智慧城市标准体系研究，并承担了国家科技支撑计划“智慧城市管理公共信息平台关键技术研究与应用示范”课题，开展了中国智慧城市标准体系研究工作，提出智慧城市标准体系包括总体标准、基础设施、建设与宜居、管理与服务、产业与经济、安全与运维等6个标准子体系，涵盖18个技术领域的专业标准[3]。

2014年，国家科技部参与支持成立国家智慧城市标准化总体组围绕智慧城市技术创新、标准建设、产品应用等方向开展了一系列重要研究活动，发布《中国智慧城市标准化白皮书》，确立了智慧城市标准化体系框架和重点编制的标准，总结了标准化体系基础性的参考模型，在梳理、分析的工作基础上从智慧城市规划、建设、运营、管理的需求角度研究提取急需制定的标准[4]。此后，我国智慧城市标准化建设蓬勃发展，各部门、地区、单位以及企业编制发布了一系列智慧城市相关的标准体系及标准。2018年臧维明总结目前国内外智慧城市标准化工作的现状，提出了新型智慧城市的标准体系框架（見图1），框架包括总体标准、基础设施标准、建设与宜居标准、管理与服务标准、产业与经济标准、运维与保障标准等6大类[5]。

3 CIM标准体系构建思考

3.1 构建原则

（1）目标明确、科学建模：从CIM在智慧城市国土空间数字化管理全生命周期应用的角度出发，明确CIM核心概念和外延边界，从顶层设计的高度建立理论科学、实践可行的标准体系，指导CIM相关标准的制定、修订与管理等工作。

（2）面向实施、覆盖全面：覆盖智慧城市国土空间数字化管理全生命周期涉及的所有CIM标准，以工程建设项目改革为切入点，建立一套涵盖CIM数据采集、生产、数据建库及更新、应用服务及运维的标准体系。

（3）系统协调、层次清晰：综合考虑与GIS行业标准、BIM行业标准、IoT技术标准以及智慧城市相关标准的衔接与互补，减少复杂性，标准体系分类科学、层次清晰、结构合理，并具有一定的可分解性。

（4）开放兼容、动态优化：随着CIM应用领域的扩大，标准体系需要不断地进行自我更新与迭代升级。划定标准体系内的标准条目时，应充分考虑未来时期内的发展需要，保持标准体系的可预见性和前瞻性，为新生的CIM标准体系的制、修订及宣贯实施预留一定空间。

3.2 体系框架设想

从顶层设计的角度出发，梳理标准体系涉及CIM概念及其相关关系，兼顾CIM标准化现状及相关领域发展对CIM的需求，充分考虑标准间的内在联系特征，将标准体系分为基础层、通用层和应用层3个层次（见图2）。

第一层基础层，位于整套标准体系的最顶层，统一下层标准的定义、语义基础和表达等内容，是整套标准体系的底板支撑。该层主要形成以相互理解为编制目的的具有广泛适用范围的基础标准，包括CIM系列标准更通用的部分，如框架、术语以及分类与代码等。

第二层通用层，该层在CIM概念摘出到实际场景应用过程中起到承上启下的作用，设置通用类、数据资源类、获取处理类、基础平台类以及管理类。其中，通用类规定不同时间、空间尺度下，CIM数据的内容、结构、分级、符号及语义等表达，具有一定通用性；数据资源类规定CIM各类数据的数据内容与结构；获取处理类规定CIM各类数据的获取、处理、加工与建库的过程、方法及技术要求；基础平台类规范CIM基础平台建设、服务、交换与共享及运维，并对CIM基础平台的推广应用进行指引；管理类包含为实现CIM相关管理工作的顺利实施，以成果管理、网络与设备管理、安全管理为对象制定的一系列标准。

第三层应用层，该层主要是为指导和规范具体领域专业类和项目类CIM技术应用编写相关标准，设置工建专题类和CIM+应用类。其中，工建专题类规范工程建设项目各阶段电子数据的交付要求、审查范围、审查流程，促进工建项目审查审批提质增效；CIM+应用类包含为保障基于CIM基础平台设计、开发各行业应用而编写的标准，涵盖规划、自然资源、住房、建设、交通、水务、医疗卫生、应急指挥以及城市管理等领域。

4 结 语

本文在分析当前CIM建设需求的基础上，结合国内外智慧城市和CIM的标准化工作，思考提出了涵盖基础层、通用层和应用层的城市级CIM标准体系框架的构建设想，为城市CIM标准体系建设提供了参考思路。后续将继续深化研究，进一步构建城市级CIM标准体系，推动城市CIM标准策划、标准编制、标准实施和标准完善的完整闭环，推动形成城市信息模型（CIM）全链条产业化生态圈，以高标准有效推动CIM行业高质量发展。

参考文献

[1]住房和城乡建设部.城市信息模型（CIM）基础平台技术导则（修订版）[Z].2021.5.

[2]王芙蓉，武文.立足智慧城市国际标准领域 引领创新发展——南京市国土资源信息中心国际标准工作回顾[J].中国标准化，2021（9）：28-31.

[3]张永刚，岳高峰.我国智慧城市标准体系研究初探[J].标准科学，2013（11）：14-18.

[4]中国智慧城市标准化白皮书.[EB/OL].（2014-9-28）[2023-01-05].http：//www.cac.gov.cn/2014-09/28/c_1112661626. htm？from=groupmessage.

[5]臧维明，李月芳，魏光明.新型智慧城市标准体系框架及评估指标初探[J].中国电子科学研究院学报，2018，13（1）： 1-7.

作者简介

武文，硕士，工程师，主要研究方向为标准体系、智慧城市、测绘地理信息化。

卞雨凡，硕士，工程师，主要研究方向为智慧城市系统建设。

吴掠桅，硕士，正高级工程师，主要研究方向为规划资源标准化。

（责任编辑：张佩玉）