城市信息模型（CIM）技術應用領域拓展與人造環境智慧化解析

汪深?李兵?夏炎

[摘 要]目前，智慧家居和智能建筑已經廣泛應用到人們的生活當中，基于BIM技術興起的城市信息模型（CIM技術）對于智慧城市建設起到了巨大的推動作用，但同時也對人造環境的智慧化提出了更高的要求。接下來，本文就詳細闡述CIM概念的形成、發展情況，并根據智慧城市建設的目標探討城市信息模型技術應用領域拓展與人造環境智慧化的策略，旨在為相關研究提供借鑒。

[關鍵詞]CIM技術;應用領域拓展;人造環境智慧化

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.22.076

[中圖分類號]TU17[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2019）22-0-02

0? ? ?引 言

目前，隨著信息技術、網絡技術、通信技術和電子信息工程技術的發展，我國已經進入智能時代，在建筑和生活中，智能化技術已經獲得了廣泛應用。特別是在建筑領域，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術獲得了普及應用，成為當前建筑工程中不可或缺的重要應用之一，對于建筑的全生命周期的管理工作具有極大的作用和價值。而基于BIM技術興起的城市信息模型（City Information Modeling，CIM）技術，也逐漸受到人們的關注和熱議。

1? ? ?CIM技術概述

1.1? ?CIM概念的形成

CIM技術是基于BIM技術而興起的。目前，BIM技術在Architecture Engineering and Construction（建筑工程與建筑）領域獲得了廣泛應用，成為大家熟悉的一個概念，并被業內人士所接受。這一技術在行業內的普及應用情況呈現出良莠不齊的現象，人們對其的認識達到了一致高度，共同認為這是未來建筑智能化發展的主流趨勢。隨著BIM技術在建筑領域的廣泛應用，智能建筑和智能家居方面獲得了飛速發展。然而在當前智慧城市建設的背景下，AEC范圍內各個方面都需要信息技術和智能技術的助力，因此，CIM技術由此產生。

1.2? ?城市信息模型（CIM）的含義

CIM技術的內容既包含了BIM技術范疇，同時也完全超越了BIM技術的范圍。因為CIM技術是一種人造環境的智慧化實現的工具，是實現智慧城市建設真正推動力的信息技術。習近平總書記在中國共產黨第十九次代表大會報告中明確指出，要將我國建設成為網絡強國、數字中國和智慧社會。而智慧城市建設，就是推進這一目標的手段之一。而要想實現這一目標，首先必須對城市這一人造的環境進行智慧化運行。而且，在城市建設中，建筑是城市最基本的組成部分，通過BIM技術，利用信息化系統對建筑進行全生命周期的操作管理，基于這一點，城市信息模型與建筑信息模型在本質上是互通的，但是利用BIM技術進行建筑全生命周期的管理操作是一項十分復雜且漫長的工作，因此，在進行城市信息模型構建中，有關單位必須研究并確定BIM技術與城市和城市信息模型之間的關系以及該技術在城市層面信息化建設中具有的作用。

1.3? ?BIM技術和城市以及城市信息模型之間的關系分析

BIM技術是借助計算機信息技術在虛擬世界映射出現實世界真實的物件，對各方面的信息進行詳細描述，然后借助相關軟件預判該物件后續的發展情況，并根據模擬情況，針對性地提出優化策略，從而對現實世界真實物體進行管理。因此，BIM技術是虛擬現實技術的結合體，必須將虛擬和現實完美地結合起來，真正發揮出BIM技術的真正功能。反之，如果不能將兩者完美地結合在一起，將影響BIM技術的功能發揮，從而導致BIM技術失去實際作用，成為一個只具備三維可視功能的工具。在運用BIM技術時，操作者必須搞清楚一個很重要的問題，那就是其中的“I”（Information）到底應該向哪里輸入，如何準確進行使用。因為在實際生活中，Building的概念很大，籠統地表示向建筑輸入信息，人們根本不知道具體應該輸入到什么地方。但實際上，建筑并不是一個不可分割的整體，而是由材料形成的特定物品構成，這一媒介就是構件，成為組成建筑物的基本單位。只有正確認識到這一點，才能將Information準確輸入到正確位置，并準確提取出有用的信息。然后將這些信息輸入BIM信息平臺上，借助相應的軟件在虛擬環境下對建筑各個構件的基本信息進行處理。

城市是由一幢幢的建筑組成的，建筑成為城市最微觀的組成單元，因此，對于城市這一整體而言，建筑就成為城市組成的構件。因此，在建筑層面利用好BIM技術，能為智慧城市建設奠定堅實的基礎，為城市層面的智能建設提供有力的保證。但相對而言，城市信息模型比單純的建筑信息模型更為宏觀，對信息技術的要求更高。因為一幢建筑物在建造過程中出現問題，建設失敗了，也無非是花點資金拆掉，推倒重新來過。但城市建設卻不能這樣，一旦城市建設出現問題，會造成巨大的社會影響，造成重大的經濟財產損失。因此，BIM技術適合做一些流程比較復雜、系統的管理工作，并將其系統地整合起來，比如所建造、金融、功能、更新、使用、銷售等方面，借助BIM技術，將這些內容整合在一起，能有效提高整個行業運行的效率，從而真正體現出BIM技術在城市層面的優勢。因此，城市和城市信息模型與BIM技術具有密切的關聯，既包含了BIM技術的功用，與其同構，又比BIM技術的范圍更加深廣，因此，只有做好BIM技術，才能為城市信息模型構建奠定堅實的基礎，并以BIM技術作為模板，對其進行進一步拓展，調動更多的人力、物力，實現CIM技術的架構。

2? ? ?城市信息模型（CIM）技術的架構

根據上文分析可知，城市信息模型CIM技術在構架上與BIM技術基本同構，并且是在BIM技術的基礎上進一步拓展而來的。因此，CIM技術的目標也是協同管理，但同時，還要在建筑信息模型的基礎上，添加城市基礎設施和地理信息，此外，還要把城市設計管理、審批管理、建造管理、設施管理、營銷以及各種產業都綜合到一起，從而構建出城市信息模型。因此，城市信息模型構建是智慧城市建設的基礎所在。而且，基于CIM技術與BIM技術同構的性質，在構建城市信息模型也必須組建物質構成、空間構成、性能構成以及文化構成。所以，城市信息模型（CIM）在構成方面就是建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）、基礎設施信息模型（Infrastructure Information Modeling，IIM）和地理信息模型（Geographical Information System Modeling，GIS-M）三者的統一。因此，在架構城市信息模型拓展該技術的應用領域應智慧化人造環境時，人們必須解決如下5個方面的問題。第一，建設的目標是什么。為此，城市規劃部門必須做好城市規劃，了解什么是好的城市發展規劃。第二，如何建設城市，即解決城市建設的物質構成問題。第三，城市性能是什么，即解決城市的建設結果問題，解決如何打造宜居的生活環境，使城市這一人造環境變得更加宜居。第四，城市的功能效率如何，即解決怎樣建設出好用的城市，從而提高城市居民生活的滿意度。第五，建造的特色是什么，即解決城市文化問題，打造出恰當的城市文化，從而促進城市和諧發展。