CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?

最近CIM变得炙手可热——2021年12月22日、23日,由全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会(SAC/TC426)(以下简称“全国智标委”)举办的“金标杯”BIM/CIM应用成熟度成果遴选线上评审圆满完成,评审会的成功举行对城市信息模型(CIM)平台的建设有持续推进作用。

在2021年,从国际上的城市数字孪生项目(Digital Twins Project)到“实景三维中国建设”,从CIM定义到应用,从CIM试点到广覆盖,CIM成为智慧城市的操作系统也被频繁提起。

1、CIM是什么

CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?插图
CIM是城市信息模型(City Information Model),当然也会出现类型BIM的City Information Modeling,但还有城市智慧模型(City Intelligent Model)等。有一个是共识的,那就是来源于BIM(建筑信息模型),从BIM到CIM。

而BIM更普遍接受的概念是类似Autodesk公司给出的,一种基于三维模型的智能流程,能让建筑、工程和施工专业人员深入了解项目并使用相关实用工具,从而更加高效地规划、设计、构建和管理建筑及基础设施。

那么,从BIM到CIM的CIM是什么?是一种基于城市三维模型的智能流程?还是数字孪生城市(Digital Twins City)?从概念的内涵、产业认同与外延来看,数字孪生城市好像更确切一些。

目前,住建行业主管部门提出了狭义的CIM应用三阶段:规划与建筑CIM报批、施工图CIM审查、竣工图CIM验收备案,实际上是工程建设全流程的CIM应用,这同BIM的概念是完全吻合的。

CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?插图1

从BIM到CIM狭义表达示意图

广义的CIM应用是什么?当然是智慧城市建设。在技术上,大家有一个普遍的共识:CIM应该包括BIM技术、GIS技术、IoT技术、大数据与人工智能技术等,实际上,城市的数字孪生技术也包括这些。

如果一定要给CIM一个文字的定义,我赞同:CIM是建筑信息模型概念在城市范围内的扩展。以三维的城市空间地理信息为基础,叠加城市建筑、地上地下设施的BIM信息以及城市物联网信息,构建起三维数字空间的城市信息有机综合体。

2、智慧城市的操作系统是什么

智慧城市的操作系统,从严格的学术意义上讲,没有明确的定义。而计算机的操作系统是有严格的定义的,操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序,同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。

目前提出智慧城市操作系统的大概有四类:

一是来源于数字地球、数字城市digital earth, digital city)方向,从城市地理空间信息为核心的数字化逻辑而来,提出时空大数据平台是智慧城市建设与运行的基础支撑。城市操作系统是智能城市的基石和底座,可负责管理智能城市中的各项资源,支撑智能交通、智能规划、智能能源等各类垂直应用。操作系统意味着可以安装各种第三方应用——首先,它向不同的云计算平台开放,可以运行在各种不同的云上;其次,向用户开放,用户在城市操作系统上部署、搭建、运行各类应用;第三,向业界开放,业内开发者可以基于城市操作系统开发解决方案,构建共建共生的生态体系。

CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?插图2“智能城市操作系统”体系架构图

 

二是来源于智能物联方向,远景集团旗下远景智能与埃森哲共同发布《智慧城市2.0:城市化演进的新时代》白皮书(下称“智慧城市2.0白皮书”)。报告提出,未来智慧城市的各主要服务系统需要互联互通,来自不同领域的传感器和设备数据,需要在统一而开放的智慧城市操作系统上整合。把智能物联操作系统等同于城市操作系统。

三是人工智能方向,“智能城市操作系统”(AI City OS),为城市的智能化建设提供全面、可靠、开放的架构参考。整个操作系统以可自主进行算法迭代的智能城市计算云为核心视觉中枢,打通业务需求与模型生产的闭环,并协同云、边、端全技术栈的能力,满足智慧城市全场景应用的技术需求。

四是CIM方向,在住房与城乡建设领域,大家觉得CIM才是智慧城市的底板,是内核与基石,是操作系统。

3、CIM将成为智慧城市的操作系统

我们可以从IBM最早提出智慧城市的定义来分析,IBM最早提出的智慧地球,就是“智慧的地球 = 物联化 + 互联化 + 智能化”。物联化:更透彻的感知Instrumented,互联化:更全面的互联互通Interconnected,智能化:更深入的智慧化Intelligent。

既然CIM或者说数字孪生城市包括BIM技术、GIS技术、IoT技术、大数据与人工智能技术等,它就是物联化、互联化、智能化的基础,其空间三维模型的特征及空间位置是所有数据的关键词,可以将城市建设的微观和宏观、小尺度和大尺度、静态信息和动态信息进行有机整合,可以为智慧城市提供有效的技术内核与基石。

CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?插图3

CIM要实现微观和宏观有机整合的相关国际标准组织示意图

CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?插图4

CIM成为智慧城市操作系统示意图

4、CIM成为智慧城市操作系统的路径

CIM成为智慧城操作系统的路径可以分成三个阶段:CIM基础平台阶段、专题应用阶段与全社会应用(智慧城市操作系统)三个阶段。

CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?插图5

CIM成为智慧城市操作系统的进阶逻辑示意图

CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?插图6

4.1  CIM基础平台

以时空大数据平台、“多规合一”信息平台等现有信息平台为基础,提升集成应用海量地理三维空间数据、建筑信息模型(BIM)、物联网传感器监测等数据的能力,构建起一个二三维一体化、地上地下一体化、室内室外一体化的城市信息模型(CIM)数据库;提供三维数据引擎、分析模拟、辅助智能化审查审批、时空信息服务管理、开发接口API等功能,并有确保信息安全、操作规范等在内的运行保障机制。

CIM基础平台的具体内容包括:

(1)基于时空大数据、“多规合一”等已有空间信息平台;

(2)构建一个基础数据库,包括时空基础数据、资源调查与登记数据、规划管控数据、公共专题数据、工程建设项目全流程数据、物联网感知数据等各种数据,其类型可以是数字高程模型、建筑物白模、建筑信息模型(BIM)与高精度实景三维模型、视频与流媒体等;

(3)建设一个包括三维数据引擎、分析模拟、辅助智能化审查审批(项目策划生成阶段、立项用地规划许可阶段、工程建设许可阶段、施工图审查阶段、竣工验收阶段,五个阶段智能审批)、时空信息服务管理、大数据拓展应用、运维管理、系统对接、开发接口API等功能的信息系统;

(4)建立一套运行保障机制,包括信息安全、操作规范、BIM报批流程、技术指引和办事指南等。

4.2  CIM专题应用

专题应用是指在CIM基础平台支撑之上,与城市空间信息强相关的非建设行业的CIM应用,可以优先开展城市体检、自然资源管理、智慧社区(完整社区)、智慧旅游、智慧交通(车路协同)、智慧水务、智慧环保、城市管理、城市更新、应急管理等十大专业应用。

CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?插图7

CIM基础平台是智慧城市的基础

CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?插图6

4.3  CIM全社会应用

在CIM专题应用的基础上,推广全社会的应用,即CIM+的应用,数字中国、智慧社会。让CIM成为智慧城市的操作系统。

丰田也发布了由BIG设计的编织城市(WovenCity)规划设计方案,是继Sidewalk Toronto之后又一个从街道和出行方式变革出发,探讨未来出行与建筑、居住、工作、生活方式之间紧密关联的城市设想。方案提出了将原有道路断面系统重新分为机动车、非机动车和人行道三套彼此交织的道路系统,满足自动驾驶测试的要求,同样也是对未来生活方式的测试场。除此之外,AI和氢燃料电池等技术也为城市提供了安全和可持续发展的保障。

相信在未来,也会有更多类似的城市空间规划层面的探索,为无人驾驶和行人提供更加安全、可靠和舒适的道路环境。传统机动车交通、慢行交通和无人驾驶交通的路权分配变革路径,也将在越来越多的试点城市落地过程中,推动城市规划的变革。

5、CIM不是BIM+GIS+loT的简单结合 

城市信息模型(CIM)并非GIS和BIM的简单结合,而是在无缝衔接各尺度空间数据之外,更注重来自物联网的海量实时大数据的接入和计算,并具备完备的时空流、场的描述和计算能力。随着5G和IoT技术的普及,实时、海量、并发的时空大数据场景越来越丰富,在这方面,现有的GIS和BIM厂商的既有产品架构都存在天然的缺陷,需要进行底层的重构而非简单的功能完善。目前,已经有一些技术厂商认识到全新CIM架构的价值,并已经采用“时空数据库+时空数据引擎+时空网格体系”、知识的搜索与推理等技术体系构建全新的CIM系统。

中国的优势与实践场所优势潜力巨大,有可能以最丰富的空间智能场景为依托,通过CIM产品的重新定义和广泛应用,提升国际上数字孪生城市(Digital Twins City)的能力,在国际上引领下一个时代空间智能技术的发展。


版权声明:本文采用知识共享 署名4.0国际许可协议 [BY-NC-SA] 进行授权

文章名称:CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?

文章链接:https://cimzj.com/1575.html
本站提供的一切软件、教程和内容信息仅限用于学习和研究目的;不得将上述内容用于商业或者非法用途,否则,一切后果请用户自负。 本站信息来自网络,版权争议与本站无关。您必须在下载后的24个小时之内,从您的电脑或手机中彻底删除上述内容。
THE END
分享
二维码
海报
CIM要怎么做,才能成为智慧城市的“操作系统”吗?
最近CIM变得炙手可热——2021年12月22日、23日,由全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会(SAC/TC426)(以下简称“全国智标委”)举办的“金标杯”BIM/CIM应……
<<上一篇
下一篇>>
文章目录
关闭
目 录