基于CIM技术的智慧产业园区建设探索

产业园区作为我国对外开放、招商引资、技术创新、管理升级的主要载体,近年来在推动区域经济发展、协调发展不均衡矛盾等方面作出了巨大贡献。随着国内高质量发展转型期的改变与经济改革的进一步深入,在新型智慧城市的建设热潮下,数字经济时代的智慧园区建设势在必行。

基于CIM技术的智慧产业园区建设探索插图

图1:杭州菜鸟云谷产业园区

园区虽然相对于城市在空间范围内粒度更小,但其服务与管理对象、业务内容却更加复杂,面对园区结构的复杂性,需要掌握包括建筑、道路、管廊、桥梁、水体、绿化、基础设施等各类实体对象的运行态势,同时园区运营的要求也需要实时掌握园区内人员的生活和生产活动,根据人员需求提供优质的服务内容和管理措施。CIM平台是基于建筑信息模型(BIM)、地理信息系统(GIS)、物联网(IoT)等技术基础上,整合多维、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,是应对园区繁多且复杂的信息、实现园区空间信息全局可视、实时态势精细洞悉、运行规律深度挖掘、发展趋势推演仿真的绝佳平台工具。

一.基于CIM技术的智慧园区建设总体框架

以CIM技术进行智慧产业园区建设的目标是融合新一代信息与通信技术,使园区具备“透彻感知、全面互联、深入智慧”的能力,从而实现全方位、全动态的精细化管理,进而提高园区产业集聚能力、企业经济竞争和可持续发展能力。根据2121年全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会发布的《基于城市信息模型(CIM)的智慧园区建设指南》,基于CIM的智慧园区建设包含了物理园区、静态模型、动态管理、自动感知和智慧应用五个层次。

基于CIM技术的智慧产业园区建设探索插图1

图2 基于CIM 的智慧园区总体框架

其中,第一层次(物理园区客观事物)包含建筑和构筑物、基础设施、智能设备、网络与计算存储设备,其中基础设施智能化、智能设备、网络与计算存储设备是建设智慧园区的物质基础。

第二层次(静态模型)是通过数字孪生技术构建园区静态模型,至少包含建筑模型、设施模型和智能设备模型。宜结合实际条件对建筑、设施和智能化设备建立分级模型,形成园区CIM1至CIM4级的数字底板。

第三层次(动态管理)是实时管理园区的实有人口、实有单位和车辆,人口和单位可关联房屋栋模型和套模型反映动态的居住情况,宜动态管理车辆进出和停放情况。

第四层次(自动感知)是自动监测感知园区环境卫生、公共场所安全、设施设备运行状态和建筑能耗,信息实时汇聚、关联第二层次的模型,并可将模型中智能设施设备的状态变更自动同步到对应的物理设施设备。

第五层次(智慧应用)是面向公众、园区企业、服务者和管理部门各类角色提供的针对性智慧化应用,包含综合管理、智能运营、智慧服务三大类共性业务应用,也可扩展园区个性化业务应用。可以根据不同园区定的不同个性服务需求,来重点搭建个性化应用体系。

二.CIM技术在智慧园区建设中的实际应用

1.贯穿园区发展周期全程,实现“规建管”一体化

利用CIM技术中实现的“规划—建设—管理”全过程集成技术优势,来实现对园区发展全周期的跟踪管理,从而实现不同阶段建设成果的共用共享。

基于CIM技术的智慧产业园区建设探索插图2

图3:CIM助力园区“规建管”一体化

在园区规划设计阶段,通过CIM平台对整体场景的3D可视化,能够实现提前感知布局、空间预判、消除隐患、辅助决策;通过日照分析、天空可见度、天气模拟等应用,实施对设计方案的合理性验证;在园区方案比选和变更时,可以通过模型的导入、删除、平移、旋转、缩放等操作进行进行快捷调整,在一定程度上缩短多规冲突的调整周期,提高工作效率。

在园区建设施工阶段,通过将项目安全、人员、进度、质量、成本等各项数据全部汇聚到CIM平台,可实现对工程项目的全方位掌控。如通过平台多专业交互,完善对整体图纸交互信息模拟及对重点施工方案模拟的能力;并实现对投资成本循环管控、施工现场质量安全管理、施工进度监管等操作。

基于CIM技术的智慧产业园区建设探索插图3

图4:青岛市北区中央商务区CIM平台系统中的

园区建设施工平台

在园区运维管理阶段,通过将园区人员数据、停车数据、设备、物资、招商、安防、能耗等各项数据全部汇聚到CIM平台,可实现园区状态可视、业务可管、事件可控,助力园区精准服务与高效运营。

2.打造园区线上3D空间模型

采用CIM技术,可打通园区GIS信息与BIM建筑信息之间的数据沟通,从而构建全空间一体化园区数据模型,实现微观宏观、室内室外、地上地下的无缝衔接,实现空间数据处理、模型高效构建、数据存储与管理、三维空间数据计算与分析、多风格渲染与可视化表达。

基于CIM技术的智慧产业园区建设探索插图4

图5:园区线上3D空间模型在园区管廊规划中的应用

3.实现园区业务整合一体化运营

在现有的智慧园区数字化建设过程中,仍存在同一园区或部门使用不同业务系统、不同数据接口,数据无法有效畅通的情况,这往往成为阻碍园区一体化建设的绊脚石。采用CIM平台的园区智慧化建设,能够从同系统底座层面,与园区上层业务系统应用无缝衔接,园区业务系统空间信息处理、分析、展示、输出的需求统一由CIM平台提供,将园区管理部门、招商部门及跨部门、跨层级、跨系统的业务组成一个有机数据整体,打造闭环业务一体化应用,推动园区业务融合,进而实现园区智慧化、一体化运营。

4.提升园区模拟决策分析能力

CIM平台具有强大的仿真融合能力。通过园区CIM平台,利用构建的数字化模型可进行园区决策实战推演,可有效提高园区未来判断能力,以此来提升园区决策的有效性、科学性。CIM平台可在处理分析园区大量数据的基础上,结合园区实际业务,采用智能模型、深度学习算法等技术,推演园区发展规律与发展趋向,推演园区人群集聚、车辆拥堵情况,进行园区交通与人流承载力,产业植入与资金流向等仿真模拟,提高园区未来决策的准确性与高效性,更为直观的呈现出相关分析结果,辅助园区决策指挥。

三.CIM技术应用园区建设的相关建议

1.CIM平台建设要适应园区特色

发展CIM及构建园区CIM平台需要结合各地产业园区的发展特征,与园区内主导产业相适应,提炼共性、完善个性、突出特性。不同产业园区在产业结构、地方特色、招商方式上各有不同,园区CIM平台建设必将经历提炼共性、完善个性、突出特性的过程。在建设园区CIM平台的过程中也要充分考虑园区所在城市经济、市场基础和适宜重点突出的特征,分阶段、分步骤地建立具有当地“特色主义”的园区CIM平台。

2.园区CIM平台建设遵循以人为本的原则

发展CIM及构建园区CIM平台核心原则“以人为本”,关注人的需求,重视人的体验。CIM发展涉及的标准和原则纷杂,参与CIM平台统筹与建设的角色众多,从国家政策、地方管理、园区招商、用户使用等不同视角,把握园区CIM平台建设的量和度,可能有不同的结果。CIM发展依据的核心原则应该是围绕“以人为本”,关注人的需求,重视人的体验。让CIM更好地服务园区建设,服务在园区生产生活的主体——人。

3.先行先试,推进CIM平台的产业园区应用试点

园区智慧化发展的CIM及构建CIM平台需要标准先行,试点先行,建立顶层规划思维,以标准指导发展。标准先行,制定关于产业园区智慧化CIM的系列标准,用标准规范管理和统筹CIM的相关体系性工作,把握CIM发展的潜在脉络;试点先行,推行关于园区CIM平台建设的标杆试点,在制定相关标准的同时,通过实际的开发应用和真实场景的实践才能更好地认识未知领域,才能更加切实有效地推动园区CIM领域发展。

4.注重CIM与AI、大数据的结合

探索更多园区应用场景

一方面可利用AI提取BIM、遥感影像、倾斜摄影等建模数据的图像特征、语义特征等,提升CIM建模的效率。另一方面是CIM平台可与AI、大数据结合带来更好的园区智能化应用。CIM平台为园区大数据及众多的AI算法提供了时空信息支撑与展现的窗口,园区大数据及AI算法为CIM平台提供了自我学习、自我进化的神经元与大脑思维,通过结合,在提升园区仿真推演与智能决策方面可发挥较大作用。紧密结合园区业务场景,挖掘和探索更多的场景需求,进而依托园区大数据,建立和训练更多的AI算法和仿真推演模型,是推动其结合的重要方式。


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文章名称:基于CIM技术的智慧产业园区建设探索

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