常州市綠色宜居城區智慧管理平臺

文｜常州市住房和城鄉建設局；江蘇省建筑科學研究院有限公司

一、背景概述

近年來，“新基建”“新城建”作為熱詞頻頻出現。城市信息模型（CIM）作為智慧城市的數字底座，為“新基建”和“新城建”提供了基礎平臺。通過CIM 技術對城市信息模型的集成、管理、應用和數據共享，實現城市的數字孿生和智慧運維。

國家、省市建設科技規劃和政策都緊密圍繞著綠色、生態、創新、智慧等方向展開，城市信息模型（CIM）作為信息化手段逐步成為未來城市建設的引擎力量，未來的城市建設將進入一個新的發展時期。

二、項目概況

常州市于2019年獲評江蘇省首批綠色宜居示范城區，在常州高鐵新城核心區范圍內，圍繞綠色建筑與綠色建造開展示范創建工作，通過綠色、健康、低能耗、裝配式、BIM、能效提升等技術的集成應用，實施了一批具有代表性的高品質綠色建筑、裝配式建筑、綠色校園、綠色住區等示范工程，形成了較強的區域集聚示范效應。

2020年起，為深入推進綠色宜居城區建設，發揮示范引領作用，常州市在省級綠色城區中率先探索建設智慧管理平臺，以常州高鐵新城為核心區，開展“常州市綠色宜居城區智慧管理平臺”建設工作。該項目作為江蘇省首個采用CIM 技術賦能綠色城區創建的信息化管理平臺，先行先試、樹立標桿，為推進全省綠色城區與智慧城市發展發揮了良好的示范引領作用。

1.總體目標

為深入推進集成、高效、智慧、創新的綠色城市建設與運維管理模式，實現常州市綠色發展戰略，平臺制定總體目標如下：

①綠色宜居示范城市項目全過程信息化管理，集聚展示綠色宜居城市建設成效；

②綠色低碳指標可量化、可感知、可分析、可展示，對示范城市實施成效起到數據支撐和實效評估的作用；

③實現多系統信息資源共享與協同應用，提升城市運行管理效率；

④多維展示綠色宜居城市建設成效，增強百姓感知度，提升城市的宜居品質。

2.功能定位

平臺主要目標定位設計如下：

①搭建綠色宜居示范新平臺；

②探索綠色建筑監管新模式；

③打造智慧運維感知新場景；

④助力節能減碳評估新實踐。

3.平臺架構

圖1 “常州市綠色宜居城區智慧管理平臺”功能定位

圖2 “1+3”平臺架構圖

圖3 綠色宜居城區智慧管理平臺數據結構

常州市綠色宜居城區智慧管理平臺制定了“1+3”總體架構，其中“1”是指綠色宜居城區CIM 基礎平臺，“3”是指綠色建筑運營監測平臺、綠色建筑感知平臺、智慧能源管理平臺等3 個應用平臺。平臺通過CIM 技術將常州綠色宜居城區項目進行統一管理，整合對接各專業應用平臺，實現多系統信息資源共享與協同應用，進而提升城區運行管理效率。

4.數據結構

常州市綠色宜居城區智慧管理平臺數據主要包含模型數據和應用數據兩大類。其中模型數據包含二維GIS 數據、三維CIM 模型以及重點項目的BIM 模型。應用數據包括智慧能源、綠色建筑運營管理以及綠色城區感知數據等。

三、實施情況

1.進度計劃

常州市綠色宜居城區智慧管理平臺于2020年啟動建設，計劃于2021年完成平臺整體建設并投入使用。目前基礎平臺已完成一期建設，總體實施進度如下：

時間階段 工作內容2020年7月 項目調研、立項、方案論證2020年8月 數據整合、架構搭建2020年9月 基礎平臺開發2020年10月 應用模塊開發2020年11月 數據接口開發2020年12月 數據看板開發2021年1月 項目中期評估2021年2月 場景實地調研與更新2021年3月 完成一期建設2021年4月-5月 服務器部署、上線試運行2021年6-12月 平臺運行維護、模型更新、數據積淀2022年 平臺驗收

2.系統架構

本項目系統采用MVC 多層架構模式，實現平臺的靈活性、開放性和可擴展性；采用組件技術實現基礎模塊的可復用性。

系統設計采用COM（結構化存儲）和SOA（面向服務）的架構思想，以通用性、穩定性為主導，進行分層設計和開發，橫向以功能類別為導向，縱向以服務內容為導向，逐級設計，逐步細化各組件的顆粒度。

3.模型數據

常州市綠色宜居城區智慧管理平臺建立了二三維一體化的地理信息系統作為平臺應用的基底，構建“一張圖”的統一空間坐標系，實現多源數據的疊加應用和集成展示。

其中，二維地理信息系統范圍覆蓋常州市主城區，建立以二維GIS 數據為基礎的底圖；三維地理信息系統覆蓋常州高鐵新城核心區，區域占地6 平方公里，建筑面積約500 萬平方米。該區域為省級綠色宜居創建核心區，同時具備較高密度的精細三維模型及重點示范項目BIM 模型，以此區域為CIM 平臺重點建設范圍，實踐精細化管理與高精度展示。

圖4 系統采用 MVC 架構

圖5 常州高鐵新城核心區規劃模型

4.應用模塊

綠色宜居城區智慧管理平臺主要包含以下應用模塊：

①示范項目全過程管理

以常州市綠色宜居示范城市各類示范項目為管理對象，建立包含項目申報、立項、方案論證、過程監管、驗收、運營、評估等全過程的閉環監管體系，建立健全項目全過程監管機制，實現示范城市高效管理。

圖6 CIM 平臺模型數據構成

②重點示范項目BIM 管理

以常州市綠色宜居示范城市BIM 示范項目為對象，將BIM 模型接入CIM 平臺，在規劃設計、工程建造、運維管理等階段全方位展示項目的綠色低碳指標，實現基于BIM 的綠色建筑全生命期精細化管理與展示。

圖7 示范項目全過程管理

圖8 重點項目BIM 管理

圖9 示范項目動態地圖

③示范城區建設成效多維展示

將常州市綠色宜居示范城市和示范項目建設成效，結合CIM 平臺進行集成與展示，形成常州市綠色宜居示范項目動態地圖，實現示范城市創建成效的三維可視化、集成化、動態化展示。

四、實施總結

1.實施成效

平臺對綠色宜居城區實施全過程智慧運維，在項目的規劃、設計、施工、使用等階段進行信息數據的收集、監測、管理與展示，并通過BIM、CIM 等信息化技術實現重點區域的數字孿生，開展建筑和城區能耗、環境、碳排放等數據監測及動態評估。平臺的開發，能直觀的展示綠色宜居城區創建成果，對示范城區實施成效起到較好的數據支撐和實效評估的作用。主要實施成效如下：

①數字孿生、智慧運維

常州市綠色宜居城區智慧管理平臺是一套基于數字孿生技術的三維虛擬仿真平臺，其中城市CIM 模型根據真實物理環境映射建模，并整合重點項目BIM 模型，形成區域CIM 與單體BIM 場景無縫切換，統一管理，為城區與項目精細化管理和智慧化運維提供便捷、直觀、高效的工具。

②系統整合、協同管理

平臺設計“1+N”可拓展架構，具備集多個子系統信息數據為一體的多維展示和大數據分析運營管理能力，可整合多個城市智慧運行的平臺和數據，實現多系統信息資源共享與協同管理，避免系統割裂，充分挖掘數據價值，提升城市運行管理效率。

③集聚示范、集成展示

常州市綠色宜居示范城市經過3年的創建，形成了一批有代表性的示范項目，建立了一套綠色宜居城區規劃建設技術路線，結合CIM 平臺將示范項目與示范技術在統一的底圖上整合與展示，形成常州市高品質綠色建筑項目動態地圖，實現示范城市創建成效的三維可視化、集成化、動態化展示，推進綠建建筑技術體系不斷拓展與完善。

④動態監測、實效評估

平臺通過對區域環境、能源、碳排放情況的動態監測與數據匯總分析，形成了一套綠色生態效益動態評估技術體系，建立了城市能耗與碳排放評估模型，用真實數據反饋綠色生態城區規劃建設成效和運維管理水平，驗證規劃設計階段技術路線和策略的科學性，反映建設過程中對規劃目標的執行程度，評價運營管理階段制度與技術策略的合理性。更好地貫徹綠色生態理念，深化落實可持續發展，為實現碳達峰、碳中和目標提供有力的數據支撐和策略分析，形成合理高效的碳減排技術路徑。

2.創新亮點

①搭建綠色宜居示范新平臺

通過多類示范項目全過程監管、重點示范工程BIM 模型接入、重點示范工程建設成果展示等方式，打造具有地域特色的“綠色宜居示范新平臺”。

②探索綠色建筑監管新模式

通過綠色建筑高質量發展綜合管理、綠色建筑標識評價信息公示、綠色建筑運維在線監測與公示，實現多系統信息資源共享與協同應用，提升城市運行管理效率。

③打造智慧運維感知新場景

優化綠色宜居城市運行多維可感知終端，輔助決策優化城市與建筑運行，打造智慧互動展廳，并融合各種尖端技術，使展廳更具內涵和吸引力。

④助力節能減碳評估新實踐

通過節能量與碳排放計算模型、能耗限額與能效提升、綠色宜居城區動態后評估等方式，使綠色低碳指標可量化、可感知、可分析、可展示，對示范城市實施成效起到了數據支撐和實效評估的作用。

五、實施單位

1.常州市住房和城鄉建設局

常州市住房和城鄉建設局是常州市機構改革新組建的單位，為常州市人民政府工作部門。

多年來，常州市住房和城鄉建設局圍繞著綠色低碳的發展理念，致力于綠色宜居城市建設與綠色低碳技術示范應用。目前已開展中歐低碳生態城市合作示范區、江蘇省綠色建筑示范區、江蘇省既有建筑節能改造示范城市、江蘇省海綿城市示范區等多項示范創建工作。

從2010年至今，常州市已先后成功創建省級示范區（城市）項目13 項，其中10 項已順利完成創建和驗收評估工作，建筑節能與綠色建筑試點示范工作一直走在全省前列，示范成效顯著。

2.江蘇省建筑科學研究院有限公司

江蘇省建筑科學研究院有限公司成立于1958年，原隸屬于省建設廳。2002年作為江蘇省首批改制的省屬開發型科研院所，由科研事業單位轉制為股份制民營科技型企業。

作為國內建筑行業規模較大、產業化程度較高的綜合性科學研究和技術開發機構，公司主要面向建設工程領域，重點開展綠色建材、綠色建筑、建筑節能與智慧城市等領域研究與技術服務。

公司近年來緊跟國家戰略，以創新為引擎、以科研為驅動，積極參與“新基建”“新城建”領域發展，牽頭研發“常州市綠色宜居城區智慧管理平臺”等智慧城市項目，在全省率先探索CIM 技術賦能綠色城區智慧運維管理，為江蘇省綠色建筑與綠色城區高質量發展注入新活力、新動能，也為建筑行業提質增效和轉型升級帶來新機遇、新發展。

圖10 平臺動態監測評估功能展示