基于房屋普查的CIM平臺未來發展設想

文｜于靜 楊滔

一、CIM 的發展與挑戰

自從2020年7月住房和城鄉建設部聯合工業和信息化部與中央網信辦出臺了《關于開展城市信息模型（CIM）基礎平臺建設的指導意見》，關于CIM的技術導則、標準體系、試點應用、以及推廣創新逐步形成。特別是2021年3月，CIM 寫入了《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》，成為國家發展的重要任務之一。為了指導各地開展城市信息模型（CIM）基礎平臺建設，推進智慧城市建設，住房和城鄉建設部總結試點工作經驗做法，印發了《城市信息模型（CIM）基礎平臺技術導則》，將CIM 定義為：“以建筑信息模型（BIM）、地理信息系統（GIS）、物聯網（IoT）等技術為基礎，整合城市地上地下、室內室外、歷史現狀未來多維多尺度空間數據和物聯感知數據，構建起三維數字空間的城市信息有機綜合體?！被诖?，全國各省以及很多市縣都出臺了關于CIM 的政策意見或標準規范，推動其快速發展，并取得不錯的成績。

自2018年住房和城鄉建設部開展CIM 基礎平臺建設試點以來，CIM 平臺建設逐步在各地興起。廣州、南京、廈門、雄安新區、北京副中心的CIM試點均已完成第一期驗收工作，進入運營狀態。根據城市信息模型CIM 網的統計，從項目數量與金額統計上看，CIM 相關的招投標信息自2019年出現開始，呈逐年快速增長的趨勢。自2019年1月到2022年7月，與CIM直接相關的項目共計222 項，與CIM間接相關的項目共計87 項；與CIM 直接相關的項目金額為12.9 億，與CIM間接相關的項目金額為26.5 億。從招標信息來看，新啟動或正在籌建省級城市信息模型平臺的地區有黑龍江省、山東省、西藏自治區、四川省、海南省、安徽省、重慶市、上海市等。在眾多CIM 建設過程之中，可發現CIM標準、CIM 數據庫、以及CIM+的場景應用逐步成為CIM 平臺建設的重點內容，并構成了CIM 建設的良好成效?；贑IM 平臺，打造數字孿生城市或推動元宇宙產業發展，也成為某些城市數字化發展的一條路徑。

然而，CIM 平臺建設同時也面臨一系列的挑戰，亟需在“十四五”期間探索新的發展路徑。一是CIM 平臺屬于新興的城市信息基礎設施，基本上是政府投資建設，需要持續的高投入，而CIM 平臺如何能夠帶動數據經濟建設，從而吸引社會投資，促進其本身的可持續發展。二是CIM 平臺建設如何以低成本的方式在全國推廣開來，有效推動城鄉建設與運營的信息化服務。三是CIM 平臺運營如何匯聚并促進政府、行業、企業與個人的多方共識，推動城市治理能力的現代化。這三方面的挑戰彼此聯動，將會帶動下一輪的CIM 平臺建設與運營工作。

實際上，在CIM 平臺建設實踐之中，以應用場景帶動CIM 平臺建設已成為某種共識，因為只有場景的真實實現，才能讓各方了解并體會這個新事物的功效及其創新。不過，目前應用場景的有效性眾說紛紜，仍然在探索之中，并未形成良好的場景體系去應對城市的復雜性。因此，CIM 平臺的系統性挑戰仍然值得高度關注。在很大程度上，這涉及到三大系統工程：數據系統工程、預測系統工程、以及保障系統工程。場景體系的打造來自數據支撐、預測實現、以及保障供給。

二、CIM 提供的獲得感：權威公開的建設數據

CIM 平臺的實踐表明，權威公開的數據集建設是亟需的。這在于：多源異構數據的治理過程就較為復雜，CIM 平臺的基礎性數據是否權威準確，決定了后續各項應用的合法性與合理性；CIM 數據在不同部門、不同行業、不同主體之間流通，才能打破“數據壁壘”，在一定范圍內、或乃至在全社會內的公開性才能帶動數據的廣泛應用，推動數據資產的形成，實現CIM平臺的全民共享價值。因此，公開的普查統計數據是CIM 平臺基礎數據的合適選擇。在一定程度上，這也確保了CIM 平臺數據的權威有效更新。

目前，住房和城鄉建設部聯合全國自然災害綜合風險普查領導小組辦公室完成了第一次全國房屋建筑和市政設施普查，這是建國以來第一次全面獲取房屋建筑和市政設施信息普查工作，也是一項重大的國情國力調查。該普查的目的是查清我國各地區房屋建筑和市政設施的現狀和空間分布情況，為開展常態化房屋建筑和市政設施調查奠定基礎，滿足經濟社會發展和生態文明建設的需要，提高房屋建筑和市政設施信息對政府、企業和公眾的服務能力。開展全國房屋建筑和市政設施普查，系統掌握權威、客觀、準確的房屋建筑和市政設施信息，是制定和實施國家發展戰略與規劃、優化國土空間開發格局和各類資源配置的重要依據，是推進生態環境保護、建設資源節約型和環境友好型社會的重要數據支撐，是做好防災減災工作和應急保障服務的重要保障，也是相關行業開展調查統計工作的重要數據基礎。

房屋建筑和市政設施調查登記的主要內容包括：城鎮和農村房屋建筑的基本信息、建筑信息、設防信息和使用情況，根據不同的調查對象和調查內容，制定城鎮住宅建筑調查信息采集、城鎮非住宅建筑調查信息采集、農村住宅建筑調查信息采集、農村非住宅建筑調查信息采集、市政道路調查信息采集、市政橋梁調查信息采集、供水設施-廠站調查信息采集、供水設施-管道調查信息采集等。調查采用全面調查的方法，房屋建筑以標準時點實際存在的每一棟單體建筑為單位進行登記，調查登記采用內外業結合的作業方式開展，調查工作全程采用信息化工作模式。

房屋建筑和市政設施調查基于白模，構建了城市級別的三維建設信息表達；特別是市政線性設施搭建起城市的骨架，形成了基礎性的城市系統的信息表達。這種權威的普查信息將會構成CIM 平臺的基礎性公開數據集，普惠全國各地CIM 基礎平臺的第一步搭建工作，并形成全國各地可比較的基礎建設數據底板。基于這些白模構成的空間單元，一方面根據需求與成本，可逐步匯聚更多可公開的建設更新數據、社會經濟數據、物聯感知數據等，因地制宜地完善CIM 平臺的數據集；另一方面借助房屋建筑和市政設施普查數據的統一性，快速搭建起國家、省、市縣、鎮村等不同層級的開放式CIM 平臺體系，可完善房屋建筑和市政設施普查本身的工作機制，推動相關政府部門、企業、行會等在這種新型CIM 平臺體系下不斷地更新房屋建筑和市政設施普查數據及其信息，支撐城鄉建設系統的數字經濟轉型升級。

一旦這種權威公開的建設數據及信息經由CIM 平臺體系鏈接到相關的市場載體，明確這些數據及其更新的確權與確責工作，政府、企業、個人、機器人（AI）都將由此去開發相關的場景應用，不斷地迭代公開數據集，衍生出市場經濟下的新型CIM 平臺應用，加速房屋建筑和市政設施數據的市場流通，挖掘這些數據資源的資產價值，破解CIM 平臺高成本投入的困惑。在這種意義上，第一次全國房屋建筑和市政設施普查數據的公開使用將是提升CIM 平臺價值的催化劑，而聯通“國家—省—市縣—鎮村”的CIM 平臺系統將推動今后更為動態的全國房屋建筑和市政設施普查工作。由此，CIM 平臺的運行不僅僅為政府、企業、個人、機器人（AI）等提供了更為便捷的公開權威數據，而且推進老百姓和市場能感知到數字化場景的多元應用，將會由此帶來全社會的實實在在獲得感。

三、CIM 提供的幸福感：有用好用的信息應用

CIM 平臺的實踐表明，面向城市建設與運營的信息能力與應用才是CIM 平臺推廣的關鍵之一。CIM 平臺的可視能力、分析能力、仿真能力、預測能力等都是為了增強我們的信息能力，應對城市建設與運營的復雜問題，這樣才能使得我們能體會到CIM平臺的有用性與好用性。目前CIM 平臺的一個趨勢是提供高逼真的可視效果，但是一旦無法有效分析或預測城市、片區、社區、地塊、建筑、部件等（社會、經濟、環境、物理等）效能或運轉，CIM 平臺很難被認為是有用與好用的工具。因此，CIM 平臺建設需要把握好城市信息模型中“信息”與“模型”這兩個關鍵詞?！澳Ｐ汀辈粌H僅是物質形態模型，而且是面向各種行業的仿真模擬，提供精準分析與預測能力，降低城市建設與運行的風險。而“信息”不僅僅是靜態屬性的可視化呈現，而且是動態信息的供給，乃至互動性信息實時生成，強化預測型信息的匯聚，賦能我們去運營真實或虛擬世界。

CIM 平臺的信息化應用是面向行業的。從CIM 基礎平臺產品而言，雖然跨行業的通用性功能（如剖切、旋轉、路徑設置）是重要目標，但是實踐表明解決行業問題的功能往往是推動CIM 基礎平臺應用的關鍵。因此，CIM+的場景應用往往是向大眾解釋CIM 基礎平臺功能的重要途經。不過，場景性功能是綜合性的，而面向行業的功能往往較為專業，相對而言更為基本。面向城市級別的應用，這將會涵括系列模擬仿真模型，如車輛交通模型、行人疏散模型、燃氣傳輸壓力模型、熱輻射模型、風環境模型、地質斷裂模型等，以及涉及到專業模擬的AI 分析與生成等。這些專業模型需要工程化，才能真正應用到CIM 平臺。這對于面向專業的精準化數據治理也有基礎性的推動作用，特別是對大數據的治理有關鍵性的指引作用。根據專業模式的參數需求，逐步優化房屋建筑和市政設施普查的采集要求，這也是專業模型擴大應用范圍的重要方面。與之同時，這些面向專業的工程化模型也往往在（CIM 平臺運行）實踐之中，才能不斷地迭代，不斷提升起預測能力。

CIM 平臺的信息化應用是面向場景的。城市建設與運營的場景往往都是綜合性的，在某個特定的實體空間或虛擬空間內，匯聚不同流程條線、不同模型、以及不同設施，跨越不同的政府部門、公共機構、企業等，共同解決相對復雜的問題。例如，面向某個地塊的城市更新，投資、土地、建設、文化、產業、交通、社區等部門與城市更新相關的條線流程將會在這塊地上重新組織起來，采用相關的專業數據和模型，與住戶或未來用戶相互協同，共同去預測那塊地的城市更新的過程與實效，以此推動城市更新的實施。又如，面向某棟住宅樓的消防應急，分層分戶的住戶信息、建材信息、結構信息、消防設施/部件信息、消防通道信息、保險信息、醫療救助信息等都將數字化地落實到那棟住宅樓及其周邊的環境之中，消防、社區、醫療、交通、保險等條線也將在此重新關聯起來，共同創新地解決消防問題。因此，場景是匯聚各種城市建設與運營資源的牽引力，而場景的數字化才能將各種要素有效地組合在一起，推進CIM平臺分析、仿真、預測能力在真實生活與生產之中的落地。

CIM 平臺的信息化應用是面向聯動的。城市本身是高度復雜的，存在大量不確定的因素，因此對于城市做出準確的預測，其難度相當高。一旦CIM 平臺做出的預測并不準確，那么其有效性將大打折扣。于是，CIM 平臺本身的應用亟需考慮人與機器的互動、人與人的互動、以及平臺系統之中機器與機器的互動。基于此，改變過去基于專業模型預測為主的方法，在CIM 平臺上形成“聯動”策略，聚焦在各種精細化互動之中將城市運行的需求與效果實現精準化，充分考慮人的主觀能動性以及相關的經驗知識，推動參與式的決策范式。特別在大數據和物聯網日益發達的今天，借助機器超大規模記憶能力、高速理性分析能力、以及正在形成的AI 能力等優勢，CIM 平臺亟需采用分布式的感知、計算、操作模式，同時加速分類分層的敏捷“聯動”模式，以集群的方式去進行綜合態勢判斷與局部精準反饋，實現“牽一發而動全身”的預測與處置能力。

因此，當CIM 平臺深耕各個行業、創新應用場景、實現全局聯動，那么城市的部門、企業、個人等才會充分享受到CIM 平臺帶來的便捷服務與經濟紅利，才會涌現出面向未來美好生活的幸福感。

四、CIM 提供的安全感：國產自主的保障體系

CIM 平臺的實踐表明，國產自主可控的保障體系才是CIM 平臺助力中國式現代化實現的唯一可靠路徑。CIM 平臺建設不僅僅是硬件部署與軟件開發工作，而且是帶動城市數字化轉型的有效方式之一。這在于CIM 平臺建設與運營依賴于國產自主可控的軟硬件的創新發展，同時也依靠相關面向未來城市發展的復合新型人才培養及對應的教育培訓體系建立。本質上，CIM 平臺還是屬于機器，但其建設與運營都依賴于人，依賴于有創新能力的人才，更依賴于社會大眾對基于數字化轉型的城市治理能力現代化的不懈探索。在這種意義上，CIM 平臺是未來城市的系統性創新發展的基礎，將構成未來城市數字經濟生態建設的引擎之一。

目前，CIM 平臺建設往往只是聚焦于與之相關的云服務器、局域網絡設施、某些物聯感知設備、云集成軟件、GIS/BIM 軟件、某些數據工程軟件、某些渲染軟件、以及某些仿真模擬軟件等。這已經涉及到不少卡脖子關鍵技術，需要進行國產自主開發的突破。面向未來，CIM 平臺作為系統性工程，亟需將城市中（或城市地下或上空）的建筑物、市政設施、城市部件、器物、乃至各類事物等都視為智能化“實體”及其內置的“軟件”。不管人，還是動植物，在未來都有可能具有更多的“穿戴設備”，甚至形成某種“機器復合體”。基于CIM，這種萬物互聯的方式將會需要更多的國產化安全保障支撐，確保其在國際競爭或戰爭之中的安全性。對此的探索，也將衍生出各種相關的產業，甚至重新對城市產業與基礎設施進行定義與分類。

為了建設與運營好CIM 平臺，復合型人才培養與教育迫在眉睫。CIM平臺涉及到大量的IT 工程創新，也涉及到無數城市治理、城市管理、城市各個專業上的創新。只有這些創新被有效地理解和應用起來，CIM 平臺才會真正被社會所接納，才會真正被人們所使用起來。任何創新的不確定性來自于對新技術、新方法、新模式有各種疑問，因為這些新的東西往往改變了過去人們熟悉的模式，帶來了各種不安全感或危機感。一旦CIM 平臺的技術屬于成熟的，那么就需要開展大規模的培訓與教育，推動相關應用。同時，針對CIM 平臺及其帶來的城市數字化轉型，需要從10年、20年的跨度去開展相關的人才培養計劃，推動相關技術與產業的未來創新與創意。在這過程之中，國產自主可控的思維方式就自然深入到了CIM 平臺建設與運營之中。在這種意義上，這種人才培養的保障體系甚至比那些CIM 平臺建設的經費與政策保障體系更為關鍵，將會決定性增加未來數字城市應用的心理安全感。然而，在當今CIM 平臺實踐之中，人才培訓與教育是最為薄弱的環節。

五、總結

面向“十四五”中CIM 平臺建設與運營的宏偉目標，亟需基于全國房屋建筑和市政設施普查搭建起CIM 平臺的權威公開數據集，推動1.0 版本的“國家—省—市縣—鎮村”的CIM 平臺系統工程建設。這將有利于快速建構我國數字住建系統的框架體系，整合政府、企業、個人等多方資源，支撐“十四五”的城市數字化轉型，讓老百姓及時擁有獲得感?；诖思軜嬻w系，CIM 平臺需要聚焦深耕城市相關的行業模型，面向場景提供有用好用的信息應用，推動全國的城市信息化聯動，激發數字經濟市場繁榮，并服務于城市治理能力現代化，讓老百姓全面擁有城鄉數字化的幸福感。與之同時，面向CIM 平臺的長久發展，從硬件、軟件、人才、教育等方面加速國產自主可控的保障體系建設，讓老百姓在未來數字城市高速發展之中擁有更為實在的安全感。