為促進(jìn)數(shù)字孿生城市領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展，延續(xù)《數(shù)字孿生城市應(yīng)用案例匯編(2022年)》已有研究成果，宣傳推廣一批創(chuàng)新性強(qiáng)、具有示范效應(yīng)的優(yōu)秀案例，為各部委及地方政府推動(dòng)數(shù)字孿生城市建設(shè)提供有力支撐，中國信息通信研究院與中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用工作委員會(huì)成立聯(lián)合項(xiàng)目組，開展全國數(shù)字孿生城市典型應(yīng)用案例征集活動(dòng)。本文是本次征集活動(dòng)的典型案例之一。
2018年3月2日，國家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部向廣州市政府和廈門市政府下發(fā)了《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于開展運(yùn)用BIM系統(tǒng)進(jìn)行工程建設(shè)項(xiàng)目報(bào)建并與“多規(guī)合一”管理平臺(tái)銜接試點(diǎn)工作的函》(建規(guī)函[2018]32號(hào))，要求通過改造BIM系統(tǒng)進(jìn)行工程建設(shè)項(xiàng)目數(shù)字化管理，提高項(xiàng)目報(bào)建審批數(shù)字化和信息化水平，并將改造成的BIM報(bào)建系統(tǒng)與“多規(guī)合一”管理平臺(tái)銜接，逐步實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)項(xiàng)目電子化審查審批，推動(dòng)建設(shè)領(lǐng)域信息化、數(shù)字化、智能化建設(shè)，為智慧城市建設(shè)奠定基礎(chǔ)。2021年8月，廣州市試點(diǎn)工作方案經(jīng)市政府審定并報(bào)部備案后，由市住房城鄉(xiāng)建設(shè)局、市工業(yè)和信息化局聯(lián)合印發(fā)實(shí)施，內(nèi)容明確七大類16項(xiàng)任務(wù)，分工涉及19家相關(guān)市政府職能部門、區(qū)政府和企業(yè)等。
本項(xiàng)目基于CIM基礎(chǔ)平臺(tái)拓展CIM平臺(tái)應(yīng)用，面向政府部門、企事業(yè)單位及社會(huì)公眾開展多種類型的定制開發(fā)與應(yīng)用。其中典型應(yīng)用場景包括智慧城市規(guī)劃，該場景集成土地利用現(xiàn)狀、城市三維模型，對城市進(jìn)行二三維一體化展示，利用二三維分析技術(shù)對城市規(guī)劃進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，搭建城市空間規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)提供城市重要信息要素的可視化大數(shù)據(jù)分析和位置集成，為城市規(guī)劃和發(fā)展提供決策支持。目前廣州聚焦新城建任務(wù)，構(gòu)建CIM+應(yīng)用體系，開發(fā)了包括智慧工改、智慧工地、城市更新、橋梁健康、智慧社區(qū)、穗智管、智慧名城等20多個(gè)場景的CIM+應(yīng)用，形成CIM+應(yīng)用生態(tài)。
案例詳情
廣州CIM基礎(chǔ)平臺(tái)以工程建設(shè)項(xiàng)目審批改革為切入點(diǎn)，構(gòu)建了“規(guī)劃報(bào)建、設(shè)計(jì)方案報(bào)審、施工圖審查、竣工驗(yàn)收備案”四個(gè)階段的基于BIM模型二三維輔助審查應(yīng)用：
規(guī)劃審查階段，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助合規(guī)性審查，實(shí)現(xiàn)容積率等12項(xiàng)規(guī)劃指標(biāo)自動(dòng)提取和計(jì)算機(jī)輔助生成“規(guī)劃條件”，減少了人為計(jì)核誤差和人工復(fù)核時(shí)間。建筑設(shè)計(jì)方案審查階段，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)自檢、規(guī)劃指標(biāo)一鍵提取、表單數(shù)據(jù)自動(dòng)化填報(bào)、指標(biāo)審核的全鏈條覆蓋。施工圖三維數(shù)字化審查階段，實(shí)現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣五大專業(yè)，以及消防、人防、節(jié)能三大專項(xiàng)285條國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)條文的計(jì)算機(jī)輔助審查，其中結(jié)構(gòu)專業(yè)可智能審查覆蓋混凝土結(jié)構(gòu)可量化條文80%以上。竣工驗(yàn)收階段，匯集三維建筑模型，推動(dòng)三維建筑模型與工程質(zhì)量驗(yàn)收、測繪驗(yàn)收、消防驗(yàn)收、人防驗(yàn)收等信息掛接，輔助三維數(shù)字化竣工驗(yàn)收備案。
智慧工地
廣州CIM平臺(tái)在智慧工地應(yīng)用方面實(shí)現(xiàn)對全市2000多個(gè)在建工地的綜合監(jiān)管，可對工程質(zhì)量、安全施工、文明施工、日常執(zhí)法等方面進(jìn)行智慧化管理。
在質(zhì)量管理方面，廣州CIM平臺(tái)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對工程混凝土澆筑情況的過程記錄、統(tǒng)計(jì)匯總、檢測和分析等應(yīng)用。在安全管理方面，廣州CIM平臺(tái)推行深基坑、起重機(jī)械設(shè)備的可視化實(shí)時(shí)監(jiān)測，三維動(dòng)態(tài)展示起重機(jī)的工作狀態(tài)，包括風(fēng)速、力矩、載重等實(shí)時(shí)監(jiān)測參數(shù)在文明施工方面，對揚(yáng)塵，噪聲進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測檢查，落實(shí)環(huán)保要求。在日常執(zhí)法方面，執(zhí)法人員在移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)工程選取、查看，并展現(xiàn)工程項(xiàng)目現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)、現(xiàn)場執(zhí)法、反饋信息，跟蹤和監(jiān)督整改落實(shí)情況等，并對檢查結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行查看。對關(guān)鍵位置定點(diǎn)巡檢、遠(yuǎn)程巡檢、視頻錄像巡檢、全景影像巡檢、無人機(jī)巡檢等方式，將無人機(jī)影像與CIM模型無縫疊加，提供施工進(jìn)度的管理與比照。
城市更新
CIM平臺(tái)可以加快城市更新全過程精準(zhǔn)化和智能化管理，從項(xiàng)目申報(bào)到數(shù)據(jù)摸查，方案編制、方案審定，再到批后監(jiān)管的全生命周期管理，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到方案生成的一體化協(xié)同聯(lián)動(dòng)。通過對比改造前后的效果，結(jié)合三維規(guī)劃模型展示詳細(xì)規(guī)劃方案，結(jié)合周邊配套設(shè)施可以分析周邊工地和房地產(chǎn)市場情況。在城市更新片區(qū)智能策劃方面，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)平衡測算，引導(dǎo)城市更新項(xiàng)目綜合考慮投資平衡，保障城市更新項(xiàng)目實(shí)施落地；采用智能策劃手段布局用地方案，通過強(qiáng)排設(shè)計(jì)輸出三維強(qiáng)排效果圖，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到方案生成的一體化協(xié)同聯(lián)動(dòng)，將工作效率提高至3倍以上。在具體實(shí)施應(yīng)用方面，采用無人機(jī)航拍等手段獲取影像數(shù)據(jù)，并通過影像數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模，結(jié)合四標(biāo)四實(shí)數(shù)據(jù)，分析改造范圍內(nèi)的實(shí)有人口，實(shí)有房屋和實(shí)有單位等信息。這解決了村民不配合入戶等問題，獲取一個(gè)村落的數(shù)據(jù)時(shí)間周期由兩個(gè)月縮減至兩周，且作業(yè)成本僅為傳統(tǒng)入戶測量的十分之一，在提高效率的同時(shí)降低項(xiàng)目成本。
橋梁健康
基于CIM基礎(chǔ)平臺(tái)可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測橋梁健康情況，以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù)解決傳統(tǒng)管理方式的弊端，用科技提高效率，實(shí)現(xiàn)橋梁監(jiān)測管理工作智能化、可視化、痕跡化，將“人防、物防、技防”結(jié)合應(yīng)用于傳統(tǒng)的橋梁健康管理和監(jiān)督。當(dāng)前廣州CIM平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對靜力水準(zhǔn)儀、傾角計(jì)、溫濕度傳感器等關(guān)鍵安全設(shè)備信息的感測、分析、整合，提高供需對接的有效性，推動(dòng)橋梁監(jiān)測模式從傳統(tǒng)向現(xiàn)代、被動(dòng)向主動(dòng)、單一向綜合、人工向智能的發(fā)展。
智慧社區(qū)
基于CIM基礎(chǔ)平臺(tái)的智慧社區(qū)應(yīng)用，整合區(qū)域人、地、物、情、事、組織和房屋等信息，統(tǒng)籌公共管理、公共服務(wù)和商業(yè)服務(wù)等資源，提升社區(qū)治理和小區(qū)管理現(xiàn)代化，促進(jìn)公共服務(wù)和便民利民服務(wù)智能化。廣州CIM平臺(tái)選取試點(diǎn)社區(qū)，通過對接門禁、卡口、人臉識(shí)別設(shè)備等實(shí)現(xiàn)對社區(qū)人員、車輛等的智慧化管控；通過對接消防設(shè)備、電梯設(shè)備等實(shí)現(xiàn)對社區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行方面的遠(yuǎn)程監(jiān)控；通過對接四標(biāo)四實(shí)信息，實(shí)現(xiàn)對社區(qū)的房屋、人口的三維管理。以廣州市越秀區(qū)舊南海縣智慧社區(qū)為例，社區(qū)通過對接AI算法升級攝像頭、物聯(lián)網(wǎng)煙感器等物聯(lián)傳感設(shè)備，對高空拋物、垃圾堆放、消防占道人群聚集行為、煙霧狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并對異常情況發(fā)出警報(bào)，警報(bào)信息實(shí)時(shí)推送給越秀先鋒小程序，由社區(qū)相關(guān)部門進(jìn)行閉環(huán)跟進(jìn)處理。
應(yīng)用效果
1.經(jīng)濟(jì)效益
現(xiàn)狀三維模型每平方公里的成本約為6萬元，廣州市CIM基礎(chǔ)平臺(tái)分別為廣州市公安局、政數(shù)局、城管局提供約550平方公里，以及海珠區(qū)約69平方公里和黃埔區(qū)約24平方公里現(xiàn)狀三維模型數(shù)據(jù)共享使用，節(jié)省政府投資約10458萬元。通過項(xiàng)目的研究和推廣應(yīng)用，帶動(dòng)了一批國內(nèi)重點(diǎn)試點(diǎn)示范項(xiàng)目，比如北京、濟(jì)南、湖南等，并衍生如基于CIM基礎(chǔ)平臺(tái)的多規(guī)合一平臺(tái)、城市設(shè)計(jì)、工程建設(shè)項(xiàng)目審批和建設(shè)管理、公共服務(wù)與城市公共安全管理等迭代平臺(tái)，為相關(guān)企業(yè)創(chuàng)造近12848萬元的產(chǎn)值。根據(jù)施工圖三維數(shù)字化審查系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，自2020年10月1日系統(tǒng)正式試運(yùn)行至今，共收到報(bào)審項(xiàng)目285個(gè)，總建筑面積達(dá)2051萬平方米，按照《廣東省建筑信息模型(BIM)技術(shù)應(yīng)用費(fèi)用計(jì)價(jià)參考依據(jù)》，本項(xiàng)目為BIM設(shè)計(jì)單位帶來經(jīng)濟(jì)效益約43000萬元。
2.社會(huì)效益
試點(diǎn)先行樹立標(biāo)桿，為各地提供可復(fù)制可推廣的廣州經(jīng)驗(yàn)。作為住建部確定的首批試點(diǎn)城市，廣州市率先完成CIM平臺(tái)搭建，形成可復(fù)制可推廣的廣州經(jīng)驗(yàn)，充分發(fā)揮出試點(diǎn)城市在CIM技術(shù)應(yīng)用的引領(lǐng)作用，樹立了全國試點(diǎn)城市CIM建設(shè)示范標(biāo)桿，統(tǒng)籌推進(jìn)CIM技術(shù)研發(fā)水平不斷提高，在全國的CIM平臺(tái)建設(shè)工作中發(fā)揮良好的指導(dǎo)作用，使各地CIM平臺(tái)建設(shè)方面有據(jù)可依、趨于一致，減少了矛盾，促進(jìn)了全國相關(guān)建設(shè)的高效協(xié)同。
CIM平臺(tái)夯實(shí)智慧城市建設(shè)基礎(chǔ)，提升城市精細(xì)化智能化管理水平。利用CIM平臺(tái)創(chuàng)建新型智慧城市的三維數(shù)字底座和可視化管理平臺(tái)，集成地上地下、室內(nèi)室外、紅線內(nèi)外無縫對接的三維實(shí)體模型，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段可將規(guī)劃設(shè)計(jì)藍(lán)圖升級為更直觀的三維數(shù)字化模型，為城市設(shè)計(jì)及項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案中的建筑材質(zhì)、城市色彩、建筑風(fēng)貌等城市品質(zhì)化需求提供技術(shù)保障；在建設(shè)施工階段，基于CIM平臺(tái)可應(yīng)用于項(xiàng)目施工圖模型的智能審查、施工進(jìn)程質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)管、竣工驗(yàn)收的模型比對與合規(guī)檢查等；在城市運(yùn)行階段，CIM平臺(tái)集成物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與實(shí)體城市關(guān)聯(lián)，輔助城市規(guī)劃、建設(shè)與運(yùn)營決策，實(shí)現(xiàn)智慧城市的動(dòng)態(tài)精細(xì)運(yùn)行管理。
引領(lǐng)全國CIM/BIM標(biāo)準(zhǔn)研究與應(yīng)用落地，推動(dòng)新型智慧城市發(fā)展。通過項(xiàng)目首次提出共識(shí)性的CIM和CIM基礎(chǔ)平臺(tái)官方定義，并開展BIM/CIM專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)研究、制定與宣貫等工作，提升BIM/CIM標(biāo)準(zhǔn)研究與應(yīng)用水平。貫徹落實(shí)我國自主創(chuàng)新的主張，在BIM和3DGIS集成創(chuàng)新基礎(chǔ)上，發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CIM/BIM技術(shù)和產(chǎn)品。構(gòu)建面向超大城市的CIM標(biāo)準(zhǔn)體系，具備全國引領(lǐng)示范作用，提升我國智慧城市領(lǐng)域的整體標(biāo)準(zhǔn)化水平。
培養(yǎng)鍛造高水平人才隊(duì)伍，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。本項(xiàng)目聯(lián)合政府、科研高校、建筑和信息化等企業(yè)，形成了政產(chǎn)學(xué)研的協(xié)同攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)了一批在CIM技術(shù)上具有創(chuàng)新研發(fā)能力的高水平人才，為CIM技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；在CIM產(chǎn)業(yè)培育方面，以“新城建”為契機(jī)，依托CIM技術(shù)發(fā)展，由建設(shè)、施工、生產(chǎn)、運(yùn)營、金融等21家龍頭企業(yè)組建廣州市建設(shè)行業(yè)智慧化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。同時(shí)，以CIM試點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目為起點(diǎn)，立足CIM核心關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)發(fā)展CIM在智慧建造、智慧市政設(shè)施產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的融合應(yīng)用，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)體系—產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈—產(chǎn)業(yè)功能區(qū)的三級支撐體系，通過產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和龍頭企業(yè)帶動(dòng)，依托城市良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，促進(jìn)CIM+智慧應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
3.可推廣性
建立覆蓋CIM平臺(tái)建設(shè)、數(shù)據(jù)匯交、施工圖審查、竣工驗(yàn)收備案等關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用場景的CIM標(biāo)準(zhǔn)體系，主導(dǎo)編制國內(nèi)第一部CIM技術(shù)導(dǎo)則，并提煉形成多項(xiàng)行業(yè)、省級、市級標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)廣州CIM平臺(tái)與國家級、省級CIM平臺(tái)的互聯(lián)互通。提出面向智慧城市建設(shè)的CIM基礎(chǔ)平臺(tái)總體框架，主導(dǎo)編制國內(nèi)第一部CIM基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)文件《城市信息模型(CIM)基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)導(dǎo)則》；編制國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、省市地方標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、試點(diǎn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)9項(xiàng)，覆蓋CIM平臺(tái)建設(shè)、數(shù)據(jù)匯交、施工圖審查、竣工驗(yàn)收備案等關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用場景，打通了CIM平臺(tái)與工程建設(shè)項(xiàng)目審批的信息渠道并解決了BIM軟件的兼容性問題，形成可復(fù)制推廣的廣州經(jīng)驗(yàn)。
4.創(chuàng)新點(diǎn)
建立多類別多層次CIM標(biāo)準(zhǔn)體系，為CIM基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)提供有力保障，標(biāo)準(zhǔn)成果已納入住建部《城市信息模型(CIM)基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)導(dǎo)則》《城市信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》等系列標(biāo)準(zhǔn)，并構(gòu)建了CIM數(shù)據(jù)分級分類體系，實(shí)現(xiàn)了CIM數(shù)據(jù)的高效融合、加工、存儲(chǔ)和共享應(yīng)用。
研發(fā)了GIS/BIM/VR等多種主流圖形引擎的高效混合驅(qū)動(dòng)技術(shù)，提出了“場景服務(wù)聚合分發(fā)策略”，實(shí)現(xiàn)了地理信息模型、建筑信息模型、仿真信息模型等的匯聚、存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理與高效渲染表達(dá)，支撐超大城市“一網(wǎng)統(tǒng)管”的運(yùn)行。
研發(fā)了超大城市“規(guī)劃-建設(shè)-運(yùn)營”的全過程CIM協(xié)同系列技術(shù)，構(gòu)建了“穗智管”城市運(yùn)行管理中樞的三維基礎(chǔ)底座，實(shí)現(xiàn)CIM服務(wù)的分級、分類、抽取、合并等服務(wù)組合要求，以及跨部門數(shù)據(jù)共享與傳導(dǎo)互動(dòng)。
