CIM就是孪生城市?CIM暨数字孪生城市市场分析

CIM就是数字孪生城市、CIM就是城市操作系统,这是2种市场主流的观点,引起极大争议,蓝帽子先生安城这篇文章就带大家进入CIM、孪生城市世界一探究竟。

 

什么是CIM和数字孪生城市?

数字孪生连续多年(最少3年)被列入GARTNER十大战略性技术趋势,2020年12月18日,中国工程院《全球工程前沿2020》报告将CIM技术列入工程开发前沿十大技术。

数字孪生,英文名Digital Twins,别名Cyber-Physical System,CPS。美国国防部是最早提出利用Digital Twin技术用于航空航天飞行器的健康维护与保障的。数字孪生早先应用于军方和制造业,现在则普及到城市建设领域。分为正向和反向孪生两种,正向数字孪生是先有数字系统后有物理系统,反向数字孪生先有物理系统后有数字系统,BIM就是正向孪生,CIM则是混合孪生。简单的说数字孪生就是物理世界的数字化描述。CIM是城市信息模型,CIM是以建筑信息模型(BIM)、地理信息系统(GIS)、物联网(IoT)等技术为基础,整合城市地上地下、室内室外、历史现状未来多维多尺度信息模型数据和城市感知数据,构建起三维数字空间的城市信息有机综合体,目前国内的CIM多由住建局或规划局主导建设。BIM建筑信息模型由Jerry Laiserin在把Autodesk、Bentley、Graphisoft所提供的技术向公众推广中提出的,BIM是一个设施物理和功能特性的数字表达。国内还有一个衍生概念实景三维,是在数字化三维系统(比如CIM)上增加连续的地面可量测影像库作为新的数据源(比如视频监控),提供直观易用的实景三维可视化环境。而数字孪生城市就是把数字孪生技术应用于城市建设,即把物理城市转化为三维的数字化城市,当下的技术趋势是基于CIM构建数字孪生城市。

故而有观点认为CIM就是孪生城市、CIM就是城市操作系统,从目前国内的建设情况来看,大概率CIM将会主导数字孪生城市的建设,事实上孪生城市的概念要大于CIM。

 

数字孪生城市市场分析

蓝帽子团队采集了2019年1月至2021年6月之间公开招标的142个项目,总采购预算11.87亿元。

CIM就是孪生城市?CIM暨数字孪生城市市场分析插图

单位:万元人民币(下同)

事实上,2019年是CIM建设的元年,也就是数字孪生城市的起步之年。

  • 2019年,共有11个项目,采购预算1.7亿元;
  • 2020年,项目快速增加至80个,采购预算5.8亿元;
  • 2021年,上半年共有50个招标项目,采购预算4.4亿。

蓝帽子经过数据统计发现,其实孪生城市的系统不仅包含CIM,还应包括BIM、实景三维、二三维一体化、三维数字化,这是安城的观点。

经分类统计,项目构成CIM 70个项目采购预算4亿元、数字孪生25个3.9亿元、三维数字化2个5543万元、BIM 3个5005万元、二三维一体化5个1787万元。能够明显感受到CIM发展的很快,而且城市数字化的建设趋势逐渐被CIM所取代。CIM本身融合了BIM、实景三维、三维数字化和二三维一体化。

CIM就是孪生城市?CIM暨数字孪生城市市场分析插图1

住建部最早确定的2个CIM试点城市是广州和南京,到今天遍地开花,逐渐成为城市住建部门的数字化建设的主要抓手,统计数据表明,全国共有45个城市启动了数字孪生系统的建设。其中青岛市、广州市、天津市、北京市、杭州市、贵阳市、南京市走在前列。

CIM就是孪生城市?CIM暨数字孪生城市市场分析插图2

CIM就是孪生城市?CIM暨数字孪生城市市场分析插图3

在45个数字孪生城市中有25个城市启动了CIM的建设,建设项目数量和金额靠前的城市包括广州(29个项目,9907万元)、杭州市(5个项目,6574万元)、福州市(1个,2822万元)、青岛市(3个,2692万元)、济南市(3个,2435万元)、天津市(1个,2414万元)、泉州市(1个,2000万元)、廊坊市(1个,1850万元)、深圳市(5个,1593万元)、北京市(2个,1537万元)。而且这个城市的数量出现暴增,很多城市虽然没有招标但已经启动顶层规划工作了。

CIM就是孪生城市?CIM暨数字孪生城市市场分析插图4

越来越多的省份开始重视CIM在智慧城市建设中的重要作用,全国31个地区中有22地区都建设了数字孪生平台,走在前列的地区包括山东省、浙江省、广东省、天津市、北京市、贵州省、河北省、福建省、四川省、江苏省、上海市。

CIM就是孪生城市?CIM暨数字孪生城市市场分析插图5

数字孪生城市的建设也吸引了众多的企业参与,统计期内参与建设的公司有102家,其中排在前15名的企业包括青岛市勘察测绘研究院、阿里云、华为海洋网络、奥格科技(腾讯参股)这样的巨头企业。当然规划院(勘测院)在其中扮演了重要的角色。

CIM就是孪生城市?CIM暨数字孪生城市市场分析插图6

把102家按照中标单位进行梳理,会发现BAT、华为都深度参与了数字孪生系统的建设:其中阿里系7个项目中标金额10318万元,华为系1个项目中标金额6549万元,腾讯系6个项目4229万元,百度系1个项目770万元。2大运营商移动和联通也各参与了一个项目。

CIM就是孪生城市?CIM暨数字孪生城市市场分析插图7

从技术储备来看,华为拥有基于手机平台的河图Cyberverse(地球级的、和现实无缝融合的、不断进化的数字新世界),阿里系则拥有DataV和高德地图,腾讯系拥有Raydata、奥格和CityBase(前2者是参股),百度目前主要仰赖于百度专网地图。

值得留意的是阿里和中规院成立了未来城市实验室承接了雄安新区的BIM平台,腾讯通过参股奥格简介参与了广州和南京的CIM平台建设。

 

2021各地区建设动态、政策及发展趋势

住建部

2018年11月,《住房城乡建设部关于开展运用建筑信息模型系统进行工程建设项目审查审批和城市信息模型平台建设试点工作的函》,北京城市副中心、广州、南京、厦门、雄安新区一同被列为运用BIM系统和CIM平台建设的试点。

2019年,《住房和城乡建设部办公厅关于开展城市信息模型(CIM)平台建设试点工作的函》,广州市、南京市展开CIM平台建设试点。

2020年7月6日,住房和城乡建设部、工业和信息化部、中央网信办关于《开展城市信息模型(CIM)基础平台建设的指导意见》(建科〔2020〕59号)

2020年9月21日,住房和城乡建设部办公厅关于印发《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》的通知(建办科〔2020〕45号)

广东省

2021年5月25日,《广东省数字政府省域治理“一网统管”三年行动计划》提出推动“数字孪生城市”建设。推动BIM技术与工程建造技术深度融合,加快建设自主可控的CIM基础平台。探索构建“数字孪生城市”,增强城市治理灵敏感知、快速分析、迅捷处置能力。2021年,推进BIM技术应用和CIM基础平台建设试点。到2023年,各地建筑信息模型(BIM)和城市信息模型(CIM)基础平台基本建成。

建立以数据驱动为核心的新时代教育评价、教育决策管理、教育智能化支撑服务体系。推动“互联网+优质资源共享”和数字媒体赋能学习与教学,促进农村学校教育公平与优质均衡发展。探索开展学生各年级学习情况全过程纵向评价、德智体美劳全要素横向评价,综合发挥导向、鉴定、诊断、调控和改进作用。推进教育考试公平考务建设,提升教育考试招生信息化水平。

广州市

全国首个城市信息模型(CIM)平台项目验收通过。2021年6月22日,广州市住房城乡建设行业监测与研究中心组织召开了“2019年广州市城市信息模型(CIM)平台项目验收会,历近20个月的建设周期。广州是全国首批CIM试点城市之一。2019年6月,根据住房和城乡建设部工作部署,广州率先开展CIM平台建设试点工作。2019年11月18日,以奥格科技股份有限公司、中国建筑科学研究院有限公司、北京构力科技有限公司三家单位组成的联合体中标广州CIM平台,建设内容包括:一个CIM基础数据库、一个CIM基础平台、一个智慧城市一体化运营中心、两个基于审批制度改革的辅助系统以及基于CIM的统一业务办理平台。

南京市

2021年,南京市紫东核心区将启动CIM(城市信息模型)平台建设,开发智慧市政和智慧水务信息管理系统,布局17处5G基站,结合道路建设同步实施11.7公里数字管廊,加快打造智慧集约的未来之城。

雄安新区

2020.11.11 雄安新区规划建设BIM管理平台通过验收

2020年11月11日,由阿里云计算有限公司、中国城市规划设计研究院联合体承建的雄安新区规划建设BIM管理平台(一期)项目通过验收。雄安新区首席信息官张强:雄安新区已经搭建起以“一中心四平台”(城市计算中心、物联网平台、视频一张网平台、CIM平台和块数据平台)为核心的智能城市基础框架,多项关键技术已经实现创新突破。雄安新区规建局副局长刘利锋:雄安是基于CIM的全城智慧化,在此平台上可以把城市各专业数据进行集成,从而达到规划一张图、建设监管一张网、城市治理一盘棋的新格局。

上海市

2021年3月31日,上海市住房城乡建设管理工作会议召开,其中提出系统推进城市信息模型(CIM)平台。加快城市空间、城市部件、城市运行等动态数据汇聚和BIM应用推广,探索依托CIM平台打造数字孪生城市。

天津市

构建BIM(建筑信息模型)、CIM(城市信息模型)数字城市系统。中新天津生态城积极开展CIM平台建设,制定《城市信息模型(CIM)平台建设试点工作方案》,明确CIM平台建设任务,为智慧应用场景打造提供基础支撑,为智慧城市建设打造数据底板。生态城正在以BIM报建审查审批为切入点,推动工程项目审批制度改革。借助CIM平台建设,逐步将BIM规划报建审批推广到施工图报建、审查和竣工验收等环节。

重庆市

编制地方标准《城市信息模型(CIM)信息分类及编码标准》,打造基于BIM基础软件的CIM平台,并逐步拓展城市级应用,建设基于数字孪生的新型智慧城市CIM示范项目。以GIS展示空间属性,以BIM反映构造特征,以AIOT活化城市运维功能,以建设项目全生命周期为主线,全力打造以“GIS+BIM+AIOT”为核心的自生长、开放式CIM平台,并依托CIM平台,集成、分析和综合应用全市各类城市基础设施物联网数据。

甘肃省

2021年底前,启动省级CIM基础平台、兰州市和酒泉市以及具备条件的其他城市的CIM基础平台建设,助推工程建设项目审批、城市体检、城市安全、城市综合管理等领域信息化应用,2025年底前,初步建成统一的、依行政区域和管理职责分层分级的CIM基础平台。

江西省

通过融合遥感信息、城市多维地理信息、建筑及地上地下设施的BIM、城市感知信息、智慧工地等多源信息,探索建立表达和管理城市三维空间全要素的城市信息模型(CIM)基础平台。

云南省

大力推广建筑信息模型(BIM)技术。推进建筑信息模型(BIM)与城市信息模型(CIM)平台的融通联动。

河北省

启动省级城市信息模型(CIM)基础平台建设。

黑龙江省

启动城市信息模型(CIM)基础平台建设,推进县级城市综合管理平台建设和地级城市综合管理信息平台联网。

吉林省

2020年11月26日,吉林省住建厅、政务服务和数字化建设管理局、省委网信办关于转发三部委《城市信息模型(CIM)基础平台建设的指导意见》的通知(吉建联发〔2020〕54 号)。

厦门市

2020年9月14日,厦门市“多规合一”工作领导小组办公室关于印发《厦门市推进BIM应用和CIM平台建设2020-2021年工作方案》的通知(厦多规办〔2020〕4号)

苏州市

苏州市人民政府(苏府办〔2020〕321号)文件要求为城市信息模型(CIM)和新城建的全面推进提供强有力支撑。在新建项目全面应用 BIM 技术的同时,对既有大型建(构)筑物开展建筑信息模型建设的工作,为 CIM 和新城建提供城市数字底座。以项目级BIM数据中心为数据为起点,逐步打造多项目、区域级、城市级 BIM 数据中心,为城市信息模型(CIM) 平台项目的建设提供数据基础,切实提升城市数据管理水平。

济南市

《济南市加快推进新型城市基础设施建设试点及产业链发展实施方案》确定了推进CIM平台建设的主要任务,济南市副市长王京文明确提出充分发挥济南CIM平台建设基础和BIM产业优势,尽快出台BIM发展政策,推动BIM技术在建筑全过程应用,促进CIM和BIM的融合发展,汇聚基础数据,打造“新城建”济南特色。

济宁市

2021年,系统梳理已有和在建资源,基本建成以太白湖新区为试点区域的城市信息模型(CIM)平台;2022 年,进一步完善推广 CIM基础平台,在城市规划建设管理领域的“CIM+”应用取得初步成效,建成一批具有良好示范效应的工程项目;

杨新新和邹笑楠在《关于城市信息模型(CIM)对未来城市发展作用的思考》文章中提出,如果新基建是新城建高质量发展的核心动力系统,那么CIM就是核心动力系统启动所必备能源及底层机制,它可以驱动系统正常运转,带动体系快速发展。如果比喻新城建是城市级的生物工程,那么CIM就是从生命的每一类细胞着眼,探索细胞间、组织间的相互关系,从微观中渗透、宏观上抽象生命特征的本源。CIM的延展性体现在模型本身不存在局限,CIM平台的建设也没有边界。只是针对城市发展的不同阶段,存在建立不同要素、不同量级信息模型的需求,呈现出不同维度、不同视角CIM平台建设的要求。除了那些已经客观存在的不同量级的城市信息模型,未来城市治理者希望认知什么样的信息,想要得到什么样的数据,预期社会治理达到什么样的效果,这些未来城市治理过程中实际的着眼点和下手点,对CIM平台的呈现和延展将起到方向性的指引作用。此外,CIM的延展性不仅仅局限于与城市治理直接相关的要素,未来也会向着代表城市文明软实力的各类要素去渗透,包括了城市的文化、教育等等,会有更多非直接相关的信息模型被吸纳进CIM当中。

中国建筑集团有限公司首席专家李云贵在一场《从BIM到CIM和数字孪生》报告中提出,BIM是促进行业转型升级的关键技术,而且是实现智慧城市、智慧建造的基础性技术。国家在更高层面开始研究BIM技术,住建部也非常重视CIM工作。BIM是工程项目数字化表达,而CIM是城市的数字化表达。雄安新区在不到10万平米的市民中心中埋设了2万多个数据采集端,现在有4套系统已经在运行当中,就是非常好的实例。

 

CIM是孪生城市的重要组成部分,毫无争议!


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