基于CIM探析城市更新背景下新型智慧城市建設(shè)

陳 超

深圳市綠景房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 廣東 深圳 518000

一直以來，城鎮(zhèn)建設(shè)是推動經(jīng)濟發(fā)展、擴大內(nèi)需的重要因素，自2019年起我國的城鎮(zhèn)化率就已經(jīng)突破了60.6%，城鎮(zhèn)建設(shè)由此進入關(guān)鍵期。在城市規(guī)模不斷擴大的背景下，和其相關(guān)的要素隨之增加，以往的城市管理模式已不再適合當下的發(fā)展趨勢。在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)上創(chuàng)建新型智慧城市，為社會治理、城市管理等提供技術(shù)支撐，也為城市工作的開展、各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的契機。而新型智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)是推進CIM平臺建設(shè)，并將其作為智慧城市的操作平臺，以解決數(shù)據(jù)孤島困境，促進各類數(shù)據(jù)與管理系統(tǒng)的融合，從而提升城市和社會的治理能力。

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，其產(chǎn)生于BIM基礎(chǔ)上，BIM用于管理建筑物的設(shè)計、施工等信息，而CIM則用來管理城市規(guī)劃、建設(shè)、運維中的信息，解決新型智慧城市建設(shè)中的數(shù)據(jù)傳遞、共享不及時的問題。廣大學者認為，CIM的本質(zhì)是基于云計算促進GIS、BIM、IOT技術(shù)結(jié)合，也有學者認為，CIM是“數(shù)字孿生城市”的基礎(chǔ)。值得一提的是，“數(shù)字孿生”可能會使CIM的內(nèi)涵縮小，CIM涉及城市海量信息的凝聚、管理、融合，目標是實現(xiàn)業(yè)務(wù)、技術(shù)和信息聯(lián)動；而“數(shù)字孿生”強調(diào)信息可視和匯集，目標是實現(xiàn)城市再現(xiàn)，但其并未強調(diào)信息的融合、應(yīng)用，難以發(fā)揮出數(shù)據(jù)賦能的價值[1]。

在2020年9月，城鄉(xiāng)和住房建設(shè)部門頒布了《城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺技術(shù)導則》，提出城市信息基礎(chǔ)模型平臺、城市信息模型的定義。從內(nèi)涵上看，CIM基礎(chǔ)平臺是城市信息模型的基本設(shè)施，具有數(shù)據(jù)融合、信息模型管理等功能，能，能夠支撐其他信息的應(yīng)用，CIM是城市各要素模型有機融合的信息綜合體。因此，本文所述的CIM，更傾向于強調(diào)其在數(shù)字建設(shè)時代所發(fā)揮出來的信息融合、系統(tǒng)互通、多維呈現(xiàn)的綜合功能價值。

1.2 新型智慧城市概述

新型智慧城市，是指以數(shù)據(jù)開放共享、城市治理高效、經(jīng)濟發(fā)展持續(xù)等為目標，通過改革創(chuàng)新、體系規(guī)劃等一系列舉措，推進信息技術(shù)和現(xiàn)代化城市融合，實現(xiàn)城市、國家協(xié)調(diào)發(fā)展的新生態(tài)。隨著國家治理能力和體系的推進，共享、綠色、創(chuàng)新等理念的進一步深入，同時伴隨“互聯(lián)網(wǎng)+”、強國戰(zhàn)略等計劃的實施，城市被賦予新的要求與內(nèi)涵，推動新型智慧城市的建設(shè)發(fā)展逐步上升成為國家重要戰(zhàn)略。

1.3 存量時代城市更新工作的新要求

城市更新工作是一個項系統(tǒng)、漫長且復雜的工作。在經(jīng)濟層面，城市更新需要在政府、公眾、利益主體、市場主體中取得高度共識；在運作層面，城市更新需要比一般項目更長的周期，用于完成利益主體的合作談判、規(guī)劃設(shè)計編制及審批工作；在技術(shù)層面，城市更新工作更需要系統(tǒng)、全面、實時地跟蹤項目的現(xiàn)狀信息數(shù)據(jù)、經(jīng)濟技術(shù)指標數(shù)據(jù)等，以便更高效地推進項目決策。因此，存量時代背景下，城市更新工作更需要新型智慧城市的理念和技術(shù)，實現(xiàn)城市更新工作的突破與發(fā)展。

2 城市更新背景下新型智慧城市的升級

2.1 城鎮(zhèn)化建設(shè)進入新的發(fā)展階段

城市更新背景下，我國的新型智慧城市建設(shè)取得了顯著成就，主要體現(xiàn)在城市化建設(shè)進入全新的發(fā)展階段。其一，隨著社會的進步、國家經(jīng)濟的發(fā)展，我國城市建設(shè)規(guī)模不斷擴大，由此走上增量擴張向存量優(yōu)化轉(zhuǎn)型的方向。在空間生產(chǎn)層面上，生產(chǎn)主體也從國家、團體向社會組織或個人轉(zhuǎn)變。其二，新型智慧城市的建設(shè)要求相關(guān)部門遵循人本理念，鼓勵人民群眾積極參與城鎮(zhèn)化建設(shè)過程，提高城市治理水平，推動城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展。其三，在智慧城市建設(shè)期間，要制定全面共享、共建的治理模式，并在治理中合理運用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，這從某種程度上推動了城鎮(zhèn)化的演進。

2.2 實現(xiàn)城市治理的轉(zhuǎn)型

自我國建設(shè)智慧城市以來，建設(shè)模式均以IT公司主導。在實際建設(shè)中，以信息基礎(chǔ)設(shè)施為支撐，具有顯著的工具理性。智慧城市的構(gòu)建要提高城市科技化水平，在信息建設(shè)中引入理性價值、工具，充分發(fā)揮先進技術(shù)的作用，推動城市建設(shè)發(fā)展。另外，貫徹落實城鎮(zhèn)化政策，制定和優(yōu)化管理機制。對此，倡導人民群眾運用信息技術(shù)參與城市治理，也體現(xiàn)了國家城市治理的轉(zhuǎn)型。

3 基于CIM的新型智慧城市建設(shè)方案及應(yīng)用場景

3.1 基于CIM的新型智慧城市建設(shè)方案

3.1.1 構(gòu)建新型智慧城市建設(shè)框架

在新型智慧城市建設(shè)中，CIM基礎(chǔ)平臺是基本設(shè)施，其目的是為智慧城市的建設(shè)提供可視化、全局聯(lián)動的基礎(chǔ)平臺，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)技術(shù)、數(shù)據(jù)融合，及業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)自治，為各行業(yè)的發(fā)展提供有效的解決措施?；谠撃繕?，建立CIM新型智慧城市服務(wù)框架，具體步驟如下。

（1）健全城市感知基礎(chǔ)系統(tǒng)。城市感知和數(shù)據(jù)匯集。在城市與技術(shù)的不斷發(fā)展中，各種新型信息技術(shù)問世并得以應(yīng)用，包括新媒體、傳感器終端等，為新型智慧城市的建設(shè)提供了足夠多的感知手段與設(shè)備。與此同時，信息的采集頻率、精度也隨之提升，為城市海量信息的采集提供了技術(shù)保障，更有助于實時、有效的監(jiān)測城市空間[2]。CIM平臺創(chuàng)建后，地理信息數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、BIM數(shù)據(jù)等依托地理空間地址，對各類數(shù)據(jù)進行匯集融合，確保信息、要素、空間位置相統(tǒng)一，從而形成完整的城市空間資產(chǎn)。

（2）建立統(tǒng)一的技術(shù)標準。由于城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)從多渠道獲得，因此數(shù)據(jù)格式比較多元，更新頻率也不盡相同，需要在了解數(shù)據(jù)、安全、接口等標準后，統(tǒng)一CIM的分類與編碼，構(gòu)建坐標體系，提高各項數(shù)據(jù)、交付結(jié)果的規(guī)范性，確保相關(guān)信息有效整合、安全使用。

（3）創(chuàng)建CIM基礎(chǔ)平臺。統(tǒng)一的標準體系構(gòu)建后，將城市海量數(shù)據(jù)匯集至CIM平臺，在此基礎(chǔ)平臺上開展數(shù)據(jù)的管理、分析和應(yīng)用的整個過程，并進行空間和可視化的呈現(xiàn)。需要注意的是，CIM平臺的創(chuàng)建并不需完全的創(chuàng)新與創(chuàng)造，而是可基于在原有的城市數(shù)字平臺基礎(chǔ)上的優(yōu)化、整合，打通系統(tǒng)壁壘、促進數(shù)據(jù)融合，并使其具備二維、三維空間要素屬性，為各城市系統(tǒng)的運維提供基礎(chǔ)支撐服務(wù)。

（4）推動CIM+服務(wù)應(yīng)用。不同行業(yè)的業(yè)務(wù)模型、決策等有所差異，CIM平臺的構(gòu)建、業(yè)務(wù)的使用等也會因地制宜、因人而異地為不同的應(yīng)用目標、應(yīng)用場景提供服務(wù)。城市CIM以城市基礎(chǔ)設(shè)施、行業(yè)、政府、群眾為主要服務(wù)對象，提供實時的運行數(shù)據(jù)及綜合解決方案，實現(xiàn)各項城市業(yè)務(wù)的協(xié)同聯(lián)動，從而為社會和城市治理、行業(yè)高效協(xié)同、政府精準決策、群眾便利生活提供更為廣闊的應(yīng)用服務(wù)。

3.1.2 夯實技術(shù)基礎(chǔ)與細節(jié)

（1）構(gòu)建靈活的技術(shù)架構(gòu)。在城市基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計過程中，必須確保技術(shù)架構(gòu)具有一定的拓展性，即智慧生態(tài)系統(tǒng)既要滿足群眾的生活需求，還要全面考慮城市建設(shè)的拓展性要求，以免阻礙城市的更新速度。因此，應(yīng)對不斷提速發(fā)展的城市和社會，對技術(shù)架構(gòu)進行不斷地提升優(yōu)化、靈活更新顯得尤為重要[3]。

（2）構(gòu)建完善的開放機制。新型智慧城市的建設(shè)離不開平臺的支持，以大眾為對象構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)組件，獲得規(guī)范、統(tǒng)一的接口。同時，圍繞開放對象精準劃分類別，分為內(nèi)部、對外開放兩種，以此作為能力組件；結(jié)合功能模塊進行分類，獲得位置搜索、語言、視頻等能力。上述組件封裝處理后，以能力接口的用途運用，構(gòu)建開放平臺。

（3）夯實GIS平臺基礎(chǔ)。構(gòu)建主要包含四層系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)的GIS共享平臺，是實現(xiàn)新型智慧服務(wù)的：①應(yīng)用層。面向所有用戶，即使用端，用戶可通過智能終端和系統(tǒng)，享有智慧信息平臺的各項服務(wù)。②平臺層。面對平臺開發(fā)者，作用是為開發(fā)者提供接口服務(wù)，為平臺的開發(fā)和持續(xù)運維提供技術(shù)保障。③數(shù)據(jù)層。結(jié)合公共地理框架創(chuàng)建的地名地址、監(jiān)控信息等采集矢量數(shù)據(jù)是整個智慧系統(tǒng)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)安全是數(shù)據(jù)層管理的重中之重[4]。④制成層。是GIS共享平臺得以穩(wěn)定運行的基本保障，由安全中心、云計算中心等提供安全保障、軟硬件平臺等服務(wù)。

3.2 新型智慧城市CIM+應(yīng)用

3.2.1 在不同空間尺度下的應(yīng)用

在CIM平臺中，由于空間尺度多元，因此可用于各種場景。結(jié)合各尺度CIM+應(yīng)用，項目級管理主要依托GIS信息、BIM模型，覆蓋從宏觀到微觀等多維的場景應(yīng)用。依托GIS信息，可實現(xiàn)城市級的管理應(yīng)用，依托三維空間數(shù)據(jù)底板，通過大數(shù)據(jù)挖掘、空間分析等方法，為城市決策提供安全、有效的治理計劃，常見場景包括地籍管理信息系統(tǒng)、城市基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控、城市建設(shè)管理、城市安全、城市設(shè)計等，依托BIM模型，可更聚焦于微觀環(huán)境，包括一定空間范圍內(nèi)的實時監(jiān)控、資產(chǎn)管理等，如城市重點單體建筑包括醫(yī)院、學校，更可用于疫情防控、社區(qū)物管等的小范圍管理。

3.2.2 在不同運營階段下的應(yīng)用

CIM平臺匯集了城市以前、現(xiàn)在、未來的各種數(shù)據(jù)，若按城市生命周期劃分，可基于CIM平臺在城市規(guī)劃、建設(shè)、運營等環(huán)節(jié)構(gòu)建CIM應(yīng)用體系。而且各階段成果也可沉淀于該平臺，由此共享數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)協(xié)同管理目標。在城市規(guī)劃階段，基于三維空間地圖模擬、比選設(shè)計方案，審查規(guī)劃方案；在城市建設(shè)階段，基于BIM模型進行設(shè)計與工程管理，可有效把控開發(fā)建設(shè)的精度和過程。同時，整合城市住宅、人口等數(shù)據(jù)，通過實體數(shù)據(jù)的銜接，為城市更新建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持。比如，在城市更新建設(shè)中，依托CIM平臺定量估算拆遷量、經(jīng)濟投入等，為決策部門的方案制定提供參考依據(jù)；在城市運營管理階段，CIM平臺更能整合多維度數(shù)據(jù)，借助IOT技術(shù)實現(xiàn)城市的智慧化管理和運營，為城市安全、效率提供有力保障[5]。一方面，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、BIM模型監(jiān)測管理對象的人員流動、能源消耗；另一方面，在大尺度場景下，評估城市治理水平、服務(wù)效率。比如，在城市交通中基于CIM平臺構(gòu)建數(shù)據(jù)專網(wǎng)，整合公共交通、地鐵運營、環(huán)保等數(shù)據(jù)，在有效協(xié)調(diào)各類數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，共享各單位數(shù)據(jù)，動態(tài)監(jiān)測交通情況。

3.2.3 在城市更新工作中的典型應(yīng)用

應(yīng)對城市更新工作的特點，依托CIM平臺的技術(shù)及新型智慧城市的理念，可更有效地解決更新工作中的各類難點。依托CIM平臺對數(shù)據(jù)整合管理和系統(tǒng)分析的能力，結(jié)合對更新片區(qū)的測繪查賬、規(guī)劃設(shè)計研究、運營管理等工作，可有效建立現(xiàn)狀基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)、規(guī)劃設(shè)計管理系統(tǒng)、動遷工作組織管理系統(tǒng)、更新項目運營管理系統(tǒng)等，發(fā)揮對更新項目高效系統(tǒng)推動的基礎(chǔ)支撐。在更新項目建成后，更應(yīng)以新型智慧城市的建設(shè)理念，構(gòu)建項目CIM的管理平臺，為更新后的項目成果提供更為長遠、持續(xù)的數(shù)據(jù)化、智慧化支持，從而為項目的全生命周期提供安全、便捷的智慧化保障。

4 基于CIM的新型智慧城市建設(shè)路徑

4.1 構(gòu)建多元大數(shù)據(jù)交叉處理系統(tǒng)

《“多規(guī)合一”業(yè)務(wù)協(xié)同平臺技術(shù)標準》指出，如果條件允許，可在BIM基礎(chǔ)上構(gòu)建CIM，逐步建立管理、建設(shè)精細化的應(yīng)用模型。而且，我國的北斗系統(tǒng)也為智慧城市的建設(shè)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)於嘶A(chǔ)。受該系統(tǒng)影響，我國部分城市逐漸進入建設(shè)智慧城市的前列。近年來研究火熱的韌性城市、海綿城市等，均在數(shù)據(jù)倉庫語境下采集數(shù)據(jù)信息。5G網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)收集的未來方向，可實時收集、分享數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)的處理也能得到相應(yīng)響應(yīng)。智慧城市的構(gòu)建要遵循以人為本的原則，但最終都會經(jīng)過人工智能的過渡，因此5G在智慧城市的建設(shè)中具有重要作用。

4.2 拓寬投融資渠道

在新型智慧城市建設(shè)過程中，要不斷拓寬投融資渠道，具體措施為：其一，加強智慧城市建設(shè)資金的統(tǒng)籌管理，科學安排、合理使用建設(shè)資金。其二，加強引導，利用社會資金建設(shè)智慧城市，減輕債務(wù)負擔。其三，建立完善投融資渠道，采用產(chǎn)權(quán)激勵、特許經(jīng)營等方式，對投融資渠道進行拓寬。其四，建立完善的投資回報機制，吸引更多力量入駐，提高智慧城市的建設(shè)水平與質(zhì)量。

此外，加強網(wǎng)絡(luò)安全保障，保護城市的重點信息，實現(xiàn)信息技術(shù)的突破；科學制定網(wǎng)絡(luò)安全標準，將網(wǎng)絡(luò)安全貫穿智慧城市建設(shè)全過程，實現(xiàn)智慧城市、網(wǎng)絡(luò)安全的同步構(gòu)建；強化網(wǎng)絡(luò)安全審查，制定有效的網(wǎng)絡(luò)安全保障體系，提升智慧城市的網(wǎng)絡(luò)安全水平。

5 結(jié)語

綜上所述，建設(shè)新型智慧城市是城市更新背景下的主要任務(wù)，需合理運用人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)?；贑IM模型設(shè)計智慧城市建設(shè)方案，全面采集全周期的城市信息數(shù)據(jù)，并加以深入分析、挖掘，為新型智慧城市的建設(shè)、存量時代下的城市更新工作提供強有力的數(shù)據(jù)與技術(shù)支持，加快促進城市健康、良性、可持續(xù)的發(fā)展，推動國民經(jīng)濟和社會的全面發(fā)展。