從建筑信息模型到城市信息模型

王寶令　郝聰慧

摘 要：隨著城市化的深入，在建筑工程領(lǐng)域一系列城市信息化模型技術(shù)運(yùn)用而生，從建筑信息模型到城市信息模型，一個(gè)比BIM更宏大的技術(shù)概念——CIM（City Information Modeling）正興起?；凇癇IM+GIS+物聯(lián)網(wǎng)”等信息技術(shù)手段的數(shù)字化城市發(fā)展需要運(yùn)用長(zhǎng)期積累的豐富BIM建筑建造設(shè)施模型資源。隨著CIM技術(shù)的到來(lái)，將為BIM發(fā)展提供更多可能。

關(guān)鍵詞：BIM;CIM;智慧城市

改革開(kāi)放以來(lái)中國(guó)城市化發(fā)展速度迅猛，據(jù)統(tǒng)計(jì)到2050年我國(guó)城市化率有望達(dá)到80%。在城市化快速發(fā)展的同時(shí)，不免暴露的問(wèn)題也日益顯現(xiàn)，智慧城市概念的出現(xiàn)可以有效應(yīng)對(duì)城市發(fā)展中暴露的例如人口增長(zhǎng)，交通擁擠，資源短缺，醫(yī)療教育分配不均等各種難題。如果把智慧城市信息模型（City Information Modeling）比喻為一個(gè)有機(jī)體，建筑信息模型（Building Information Modeling）就相當(dāng)于把單個(gè)建筑作為城市的細(xì)胞。

1 相關(guān)理論

1975年，被譽(yù)為“BIM之父”來(lái)自喬治亞理工大學(xué)的伊斯曼（Chuck Eastman）教授最先創(chuàng)建了BIM理念，在其研究課題“Building Description System”中提出“a computer-based description of-a building”，這一概念的初衷是為實(shí)現(xiàn)建筑工程的可視化分析，便于量化分析，進(jìn)而提升工作效率，它是一種新型實(shí)用工具。BIM能夠在三維模型的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，可以彌補(bǔ)CAD作為二維模型無(wú)法提供的很多空間和屬性信息，作為一種新型建筑工程管理模式，為行業(yè)人員提供了一種全新的工作模式，在提升效率的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了可視、形象、便捷，順暢溝通的效果，為人們提供了一種新型的思維方式。BIM的強(qiáng)大功能將為建設(shè)行業(yè)從業(yè)者提供強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能。就像手機(jī)一樣，從最初的通訊工具，經(jīng)過(guò)加入QQ、微信、拍照、GPS、導(dǎo)航、手機(jī)銀行、購(gòu)物、支付等功能后變成了人類(lèi)器官的延伸，相信BIM完全具有成為人類(lèi)一種思維方式的潛質(zhì)。

城市信息模型（City Information Modeling）簡(jiǎn)稱(chēng)CIM，是一個(gè)有機(jī)的復(fù)合體，它基于城市信息數(shù)據(jù)構(gòu)建三維城市空間模型和城市工程建設(shè)信息。2015年，同濟(jì)大學(xué)吳志強(qiáng)院士提出了城市智慧模型。要解決智慧城市的問(wèn)題，依靠單個(gè)小區(qū)的建筑信息模型是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足智慧城市發(fā)展需要的，還需要集合各種BIM信息，運(yùn)用GIS物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)建一張相互聯(lián)系的CIM才是城市發(fā)展的未來(lái)。

20世紀(jì)90年代，中國(guó)開(kāi)始研究3DGIS，當(dāng)時(shí)目的是實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)建筑和場(chǎng)景的數(shù)字化表達(dá)，以便將現(xiàn)實(shí)的建筑信息展示在屏幕上。21世紀(jì)初，數(shù)字化已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的需求，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒?，信息化在屏幕上展現(xiàn)的同時(shí)，還加入了屬性以及關(guān)聯(lián)信息。近年來(lái)，信息化實(shí)現(xiàn)了跨部門(mén)，跨學(xué)科的融合，真正將信息技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)以及生活領(lǐng)域。在未來(lái)無(wú)論我們的方向如何改變，大數(shù)據(jù)，綜合管廊，海綿城市等相關(guān)的城市信息技術(shù)，其核心必然都將是關(guān)于城市信息模型信息的合理高效利用的。

2 發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前BIM 已經(jīng)開(kāi)始從建筑逐步向城區(qū)各領(lǐng)域中應(yīng) 用。以上海為例，2016 年 1～6 月底，共5批62個(gè)項(xiàng)目入選上海市建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)項(xiàng)目。涵蓋了城區(qū)各類(lèi)型建設(shè)項(xiàng)目，其中電力設(shè)施2 項(xiàng)，民防設(shè)施1項(xiàng)，交通基礎(chǔ)設(shè)施19項(xiàng)，商業(yè)、商住、辦公、保障房項(xiàng)目12項(xiàng)，市政工程5項(xiàng)，水利設(shè)施6項(xiàng)，文化教育、體育9項(xiàng)，醫(yī)療衛(wèi)生、養(yǎng)老8項(xiàng)。[2]

在智慧城市、智慧管網(wǎng)等新型技術(shù)應(yīng)用于各地城市建設(shè)時(shí)，推廣云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、地理信息等全新產(chǎn)品技術(shù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)時(shí)代地理信息云平臺(tái)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)、三維 GIS軟件技術(shù)進(jìn)展、智慧城市改變未來(lái)生活、無(wú)人機(jī)傾斜攝影在測(cè)繪中得到應(yīng)用，[3]各地政府也可以相互分享智慧城市建設(shè)的新理念、新模式、成功的經(jīng)驗(yàn)，共享云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等智能化前沿科技的創(chuàng)新應(yīng)用成果。

目前各城市正在著手建設(shè)例如電子政務(wù)云平臺(tái)、市民綜合服務(wù)平臺(tái)、完善和加強(qiáng)無(wú)線城市等智慧應(yīng)用項(xiàng)目。以山東省棗莊市為例，實(shí)現(xiàn)政府引導(dǎo)與市場(chǎng)運(yùn)作有化結(jié)合充分發(fā)揮政府引導(dǎo)作用，在重大工程、項(xiàng)目建設(shè)等方面給予引導(dǎo)，在組織和制度保障方面設(shè)計(jì)完善，為智慧棗莊莊建設(shè)創(chuàng)造良好發(fā)展環(huán)境，[4]逐步更新城市建設(shè)理念，合理有效整合城市資源，采用新技術(shù)，新方法建設(shè)智慧城市，實(shí)現(xiàn)城市信息資源共享。

3 平臺(tái)構(gòu)架

CIM的實(shí)現(xiàn)需要如下前提：

（1）城市基本信息，包括建筑模型，模型信息，建筑物個(gè)體信息，交通和土地等其他信息。

（2）建筑物內(nèi)部信息，包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及對(duì)應(yīng)建筑部件的信息，如材質(zhì)信息，建造年限，造價(jià)以及運(yùn)維狀況等信息，根據(jù)用戶(hù)權(quán)限劃分相應(yīng)權(quán)比如提供安防及運(yùn)維能力等的信息。

（3）物聯(lián)網(wǎng)信息，包括城市各地主要視頻監(jiān)控信息，這種檢測(cè)信息，信號(hào)燈信息以及各主要停車(chē)場(chǎng)等信號(hào)信息。

4 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用CIM技術(shù)的智慧城市的發(fā)展需要政府做到精細(xì)化管理，讓城市向著智慧型、實(shí)用性、互聯(lián)互通融合發(fā)展的態(tài)勢(shì)發(fā)展是現(xiàn)代城市居民的愿望，也是提高市民生活品質(zhì)的保證。CIM技術(shù)的發(fā)展因其協(xié)同性強(qiáng)，模擬程度更為廣泛，層級(jí)較高在城市建設(shè)工程中脫穎而出。CIM的發(fā)展將有效避免現(xiàn)在城市出現(xiàn)的如重復(fù)建設(shè)、信息煙囪、數(shù)據(jù)孤島、缺乏頂層規(guī)劃等一些列問(wèn)題，[5]這將使得智慧城市實(shí)現(xiàn)技術(shù)落地。

參考文獻(xiàn)：

[1]BIM市場(chǎng)發(fā)展空間廣闊——中國(guó)BIM產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)與前景分析報(bào)告[J].施工企業(yè)管理，2017（05）：66-67.

[2]孫樺，潘洪艷，韓繼紅.從BIM到CIM——綠色生態(tài)城區(qū)的智慧實(shí)現(xiàn)策略[J].建設(shè)科技，2019（01）：52-55.

[3]原有軍.太原舉辦2016山西智慧城市建設(shè)與應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)[J].經(jīng)緯天地，2016（03）：84.

[4]種躍飛.棗莊市智慧城市建設(shè)研究[D].山東大學(xué)，2017.

[5]包勝，楊淏欽，歐陽(yáng)笛帆.基于城市信息模型的新型智慧城市管理平臺(tái)[J].城市發(fā)展研究，2018，25（11）：50-57+72.