關于城市信息模型賦能城市管理的建設研究與思考

文｜四川省建設科技發展與信息中心 冉先進

我國城市發展已進入新階段，城市建設發展的品質和和人民群眾對美好生活的向往還不相適應，在新一代信息技術革命的驅動下，推動了城市管理手段、管理模式、管理理念創新，為解決城市發展過程中出現的“臟亂差”、環境污染、交通擁堵、城市內澇等“城市病”問題提供了解決方案。充分利用新一代信息技術，構建精細感知、精準定位、專業研判、協同聯動的城市信息模型平臺，強化對城市規劃建設和運行的精細化、精準化管理。CIM 平臺是推動城市治理體系和治理能力現代化的必然選擇。

1.CIM 賦能城市建設管理和發展

CIM 是新一代信息技術的融合，實現對城市信息數據的采集、清洗、傳輸、儲存與共享，支撐城市規劃建設、精細化治理和產業發展的應用要求。CIM 是城市發展需要下，對社會實體（指城市中黨政機關、企事業單位、社會組織和自然人）的管理和城市空間與物理實體的利用，社會實體運用物聯網（IoT）對城市房屋建筑、城市基礎設施、城市安防、城市交通、資源環境和城市建設與運營過程等進行監測感知，真實把握城市運行狀態。社會實體、物理實體、規劃空間、城市空間、工程項目建設過程、監測感知事件及其相關關系等形成了信息實體，共存于城市信息模型。為城市規劃、建設、管理和產業發展提供信息基礎設施支撐。CIM 是服務城市治理，促進城市建設管理高質量發展，使人民獲得感、幸福感、安全感更加充實、更有保障、更可持續。

1.1 支撐城市規劃建設管理

依托CIM 平臺三維城市數字底板與實時感知、仿真模擬、深度學習等信息技術的結合，通過CIM 平臺集成匯聚的城市現狀空間數據（國土空間、建筑物內部空間、地下空間等）、規劃空間數據（總體規劃、詳細規劃、專項規劃等）、物聯感知等多源基礎數據，構建覆蓋城市市政交通、公共設施、資源環境等領域的智能化算法模型，形成多領域、多維度、可視化的智能分析成果，支撐規劃編制、審批、實施、監測、評估、預警全流程，提升規劃分析的科學性與規劃方案的可行性，逐步實現傳統規劃向可感知、能學習、善治理和自適應的智慧型國土空間規劃轉變，推進相關部門之間的數據共享交互。傳統城市規劃方案成果主要為意向化的簡單模型表達，真實的空間體量關系以及與周邊環境的協調關系難以被直觀表達。借助CIM、BIM 等信息技術，建立城市實景三維與城市設計之間的聯結，多方位輔助城市設計編制，直觀表達真實的空間體量關系以及與周邊環境的協調關系，輔助管理者選擇最科學的城市設計方案。圍繞城市規劃“編制、審查、實施、監督”管理一體化，系統建設一張圖應用、項目管理、輔助編制、成果審查、規劃實施、監管評估等內容，為城市規劃項目全過程管理提供輔助支持。

構建城市規劃監管評估指標體系，對城市規劃完成情況，以及對總體、片區層面城市規劃重點關注的整體空間格局、開放空間、整體特色風貌、特色要素等內容，詳細層面城市規劃重點關注的土地利用、交通組織、景觀環境、建筑形態等內容實施建設情況進行監管評估，基于CIM 打造城市規劃相關特色指標，實現對城市發展情況動態化、立體化監測監管。

1.2 CIM 支撐工程項目審批改革

CIM 平臺作為城市空間全要素信息平臺，針對不同業務場景下的業務需求提供精準技術支撐，為工程建設項目審批全流程業務提供高效高質、精準智能的信息服務。工程建設項目審批管理系統與“多規合一”業務協同、在線并聯審批、統計分析、監督管理等功能，在統一的平臺上開展并聯審批，實現統一審批流程、統一申報材料、統一數據共享、統一監管方式。深化BIM與GIS 技術融合，完善房屋建筑和城市基礎設施的BIM 模型數據并融入GIS 平臺，通過個體BIM 匯聚建設的方式形成BIM 集合，由BIM 集合構成城市級CIM 基礎模型，提升城市規劃建設管理信息化水平。以新一代信息技術融合為抓手，以工程設計標準規范為基礎，梳理構建計算機語義識別、內容可拓展的強條審查標準規則庫，分別設定計算機自動審查和人工干預審查的內容，創新規劃模型審批、設計方案模型審查、施工圖模型審查、竣工驗收模型備案全流程管理工作模式，依托BIM 模型和規則庫實現工程建設項目審查審批智能化、科學化、高效化。

運用CIM 平臺加強工程項目全生命周期管控，推行工程建設項目從規劃、勘察、設計、施工到竣工驗收全過程BIM 模型閉環管理，實現項目審批申報信息和材料只采集一次、多環節共用，審批結果多部門多層級共享。按照“一家牽頭、部門配合、成果共享、結果互認”要求，健全聯審機制，多部門在線協同共享申報材料，提升多部門聯合審批效率，實現工程建設項目審批原始數據“只采集一次”，從源頭上避免數據多次采集等問題，達到了工程建設項目科學管理和有效追溯的目的。工程建設項目在竣工驗收后，應向用戶交付兩個“建筑”，一個是物理實體建筑，一個是數字虛體建筑，數字虛體建筑模型與物理實體建筑要實現1:1 實時仿真，物理實體的全要素映射到數字虛體建筑空間，數字虛體建筑是虛實映射的數字孿生建筑，實現工程建設項目規劃、勘察、設計、施工到竣工驗收一體化管控，在后期運維階段與物聯網（IoT）深度連接，通過全面感知、深度認知、智能交互等技術，實現對建筑物和城市基礎設施的智慧化運維管理，保障建筑物和城市基礎設施全生命周期健康運行和有效使用。

1.3 提升城市治理的數字化水平

通過聚合城市規劃空間、現狀空間、房屋建筑、城市基礎設施、資源環境、物聯感知數據等，是對城市物理空間數字化表達的數字孿生城市。充分利用CIM 平臺已匯聚城市管理相關部門數據資源，同時通過數字孿生CIM 平臺的物聯網（IoT）等數據，加強城市管理的全面感知、統籌協調、調度指揮、快速響應、監督考核、公眾服務和科學決策等能力建設。同時城市治理過程中形成的信息或模型等數據又融入CIM 平臺，進一步提升了對城市交通管理、防洪排澇、城市安防、城市基礎設施監測、地下管線檢修、垃圾清運、燃氣安全等方面的監測和調度管理水平。實現面向城市不同管理領域、管理模式和管理手段的信息化能力的全面升級，利用數字技術通過對城市信息的采集、存儲、計算和程序，實現監控城市運行狀態，預測城市發展動向，維護城市穩定運行。通過構建城市基礎設施數字化資源庫，城市設施與業務建模，城市時空信息分析與挖掘能力，在統一的框架下實現城市信息共享互通，支撐城市跨部門、跨層級、跨區域的管理能力，為城市現代化治理提供城市空間的全面表達能力，城市信息挖掘的空間分析計算能力，提升城市治理的數字化水平，推動城市運行管理“一網統管”。

建立基于CIM 平臺的市政基礎設施智能化管理，對城市運行和居民生活用水、用電、用氣、用熱等市政基礎設施運行建立監測模型，實時監測其運行狀態、模擬仿真和大數據分析，實現對城市地下管網漏損、城市安防、防洪排澇、城市橋梁運行、燃氣安全、城市重要部件等及時監測預警和應急處置，促進資源能源節能降耗，保障城市基礎設施安全運行。依托CIM 平臺整合城市運行管理、城市基礎設施運行管理、在建工程項目管理、房屋建筑使用安全等數據和模型，加強對城市安全智能化管理，為城市運行安全高效、城市管理整潔有序，讓人民群眾在城市生活得更安全、更舒心、更美好。

1.4 支撐城市產業發展應用

推廣CIM 平臺應用，對智慧交通、智慧社區、智能建造等產業發展應用起著帶動和支撐作用?；贑IM 平臺的智能汽車產業可以大幅提升車路協同水平，提升智能駕駛場景下人工智能算法的機器學習效率。深化新一代信息技術在社區建設管理中的應用，實現對社區公共設施數字化管理和監測預警，保障社區居民人身財產安全。推進基于CIM 平臺的BIM 技術全產業鏈的智慧建造管理，推動綠色建造發展與企業項目管理的高效精細化發展，推動智能建造與建筑工業化協同發展。

依托CIM 平臺，建設基于智能網聯汽車與智慧道路于一體的車路協同平臺，以智能網聯汽車應用和改善城市出行為切入點，加快推進城市道路基礎設施智能化建設和升級改造，建設城市道路、建筑、公共設施融合感知體系，推動智慧城市與智能網聯汽車協同發展，提升車路協同水平。基于CIM 平臺開展智慧交通建設，實時獲取CIM 平臺中交通流量數據，結合三維道路模型信息參數、道路交通規劃成果、歷史交通流量數據等信息，運用交通流量預測模型等模型，形成相應的交通治理方案，輔助城市交通管理，提升城市交通運行質量。深化新一代信息技術在社區建設管理和物業服務中的應用，對接CIM 平臺和城市運行管理平臺，鏈接各類電商平臺。實現社區公共設施智能化改造和管理，對設施設備故障、消防隱患、高空拋物等進行監測和應急處置。積極探索“物業服務+養老服務”新模式，破解高齡、空巢、獨居、失能老年人生活照料和護理難題。《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》提出“以大力發展建筑工業化為載體，以數字化、智能化升級為動力，創新突破相關核心技術，加大智能建造在工程建設各環節應用，形成涵蓋科研、設計、生產加工、施工裝配、運營等全產業鏈融合一體的智能建造產業體系”。打造建筑產業互聯網，推行一體化集成設計，推動部品部件智能化生產與升級改造，在裝配式建筑工廠打造“機器換人”應用場景。大力推廣人機交互、智能物流、建筑機器人、增材制造等技術和智能裝備集成與創新應用，提升施工質量和效率，降低安全風險。

2.思考與建議

CIM 平臺建設應健全體制機制、強化頂層設計、要素保障和邊建邊用的原則推進，形成國家、省、市三級協同實施的CIM 平臺建設格局。

2.1 創新體制機制，建立CIM 建設領導體系

要適應城市建設管理的新形勢、新任務和新要求，緊緊抓住新一代信息技術創新應用的重要機遇，創新管理手段、模式和理念，建立與之適應的體制機制，提高城市規劃建設管理和支撐產業發展的信息化和智能化水平。城市人民政府應建立推進CIM 平臺建設相適應的組織領導機制、規劃引領機制、項目統籌機制，建立協調推進機制、管理運營機制、政策保障機制，建立由城市人民政府“一把手”負責制的CIM 平臺建設領導體系。

2.2 加強頂層設計，有序推進CIM 平臺建設

推進CIM 平臺建設，由住房和城鄉建設部、工業和信息化部、中央網信辦等部門牽頭加強頂層設計，強化資源整合，制定完善CIM 平臺建設框架標準體系、建設目標、建設技術指南和考核評價指南，明確CIM 平臺體系建設資金來源，強化監督指導作用。省級層面進一步梳理框架建設，明確建設主體、建設模式、建設內容和時限安排，指導城市有序推進CIM 平臺建設。通過頂層設計，推動打破各部門專網數據壁壘，推動信息資源共建共享共用，自上而下解決各級各部門網絡聯通難、數據資源共享難、多頭重復建設等問題。城市人民政府應統籌本城市CIM 平臺的總體規劃，應充調研和分析縣（市、區）的建設需求，按照“一城一策”的原則建設適應城市發展的CIM 平臺，探索縣（市、區）依托市級CIM 平臺拓展開發功能，保障數據和應用共享共用。

2.3 政府投入引導，多渠道拓寬投融資模式

CIM 平臺是連接和管理物理城市規劃空間、現狀空間、房屋建筑、城市基礎設施、資源環境、物聯感知的城市新型信息基礎設施，CIM 平臺體系建設本身是一項投入資源大、涉及面廣、建設周期長的系統工程，且CIM 平臺具有服務的公共性和社會性、需求的周期性和供給的連續性，因此CIM 具有城市基礎設施的特性。目前，各地政府大多將CIM 平臺建設經費來源只列入信息化建設經費，資金來源渠道太單一，不足以推進CIM 平臺建設，應將CIM 建設經費同時納入基礎測繪經費或城市維護費等地方財政年度預算。創新CIM 平臺建設投融資機制，建立以政府投入為引導、企業和社會資本投入為主體的多元化投資與建設模式。

2.4 強化協同實施，推進CIM 數據資源共享

構建國家、省、市三級協同實施機制，加強政策機制、技術標準規范、建設內容、實施方案等融合貫通，協同推進CIM 建設工作，實現CIM 平臺建設“全國一盤棋”，原始數據“只采集一次”，從源頭上避免系統重復建設、數據多次采集等問題。國家層面加快總體設計、標準體系、實施方案、集約建設、信息共享、監督指導等相關內容建設，為指導地方CIM 平臺建設提供參考，同時將部級層面匯聚的數據向下開放。省級層面要發揮牽頭作用，加強溝通協調，細化建設方案、制定實施計劃和驗收指南，指導城市推進CIM 平臺建設，推進省級CIM 平臺建設，負責省本級自建系統數據的匯聚和向下開放。城市人民政府牽頭推進CIM 平臺建設，各部門協同配合，保障項目建設資金，城市人民政府應統籌本城市CIM 平臺的總體技術規劃，應充分考慮縣市區的建設要求，縣市區可在市級平臺拓展開發功能，保障數據共享共用。

2.5 堅持邊建邊用，螺旋式推進CIM平臺建設

采用邊建設、邊應用、邊完善的螺旋式推進建設和應用模式，以具體場景應用支撐城市規劃建設管理，完善CIM 平臺功能建設。CIM 平臺體系建設本身是一項投入資源大、涉及面廣、建設周期長的系統工程，絕非一朝一夕之功，同時也需要不斷優化升級。采用邊建設、邊應用、邊完善的螺旋式建設模式，可以確保CIM 平臺的建設平穩推進，保障CIM 平臺建設成果能用、好用、管用。厘清城市建設運行管理的實際需求，積極挖掘CIM+應用場景，以城市建設管理中難點、堵點為應用需求，不斷完善平臺功能，再通過實際場景應用反哺CIM 平臺體系建設，使整個CIM 平臺體系建設不斷優化升級和完善，助推城市管理智慧化、服務精細化，提高城市治理現代化水平。同時，CIM 平臺建設與網絡信息安全要同步規劃、同步建設、同步使用和同步驗收，加強網安全監測預警，加強供應鏈安全建設，提倡在CIM 平臺的建設過程中堅持自主可控原則，推進安全可控技術和產品應用。

2.6 加強隊伍建設，培養CIM 復合型人才

CIM 平臺體系建設涉及跨學科、跨領域專業知識，要強化對各級領導干部、平臺管理人員、從業人員的信息化知識和技能培訓工作，提升政府機關工作人員利用互聯網技術和信息化手段的意識和能力，推動信息化與業務的融合。針對CIM 平臺建設、管理和運維，組建專家咨詢團隊，跟蹤指導CIM 平臺建設管理。鼓勵相關企業和專業機構加強CIM 技術人才培訓，支持高等院校和職業學校加強CIM 相關領域的學科建設。制定適應CIM 平臺建設發展要求的人才戰略和措施，建立人才培養、引進、流動和使用機制，各方面增強對信息化人才的吸引力和凝聚力。

3.結語

CIM 平臺是連接和管理物理城市規劃空間、現狀空間、房屋建筑、城市基礎設施、資源環境、物聯感知的城市新型信息基礎設施，整合匯聚城市規劃空間、現狀空間、物理實體等城市空間數據模型和物聯感知數據，為建設能感知、有溫度、會思考的新型智慧城市提供基礎支撐。同時，CIM平臺集成海量城市空間數據，在城市規劃、城市建設、城市治理、生態保護、業務協同、管理協同、產業發展等方面形成了廣泛的創新應用場景，CIM 平臺的推進建設讓城市場景再現、城市未來預演成為可能。