基于CIM探析城市更新背景下新型智慧城市建設

陳 超

深圳市綠景房地產開發有限公司 廣東 深圳 518000

一直以來，城鎮建設是推動經濟發展、擴大內需的重要因素，自2019年起我國的城鎮化率就已經突破了60.6%，城鎮建設由此進入關鍵期。在城市規模不斷擴大的背景下，和其相關的要素隨之增加，以往的城市管理模式已不再適合當下的發展趨勢。在大數據、物聯網等基礎上創建新型智慧城市，為社會治理、城市管理等提供技術支撐，也為城市工作的開展、各產業的發展帶來新的契機。而新型智慧城市建設的基礎是推進CIM平臺建設，并將其作為智慧城市的操作平臺，以解決數據孤島困境，促進各類數據與管理系統的融合，從而提升城市和社會的治理能力。

1 CIM和新型智慧城市概述

1.1 CIM概述

CIM（City Information Modeling）城市信息模型，其產生于BIM基礎上，BIM用于管理建筑物的設計、施工等信息，而CIM則用來管理城市規劃、建設、運維中的信息，解決新型智慧城市建設中的數據傳遞、共享不及時的問題。廣大學者認為，CIM的本質是基于云計算促進GIS、BIM、IOT技術結合，也有學者認為，CIM是“數字孿生城市”的基礎。值得一提的是，“數字孿生”可能會使CIM的內涵縮小，CIM涉及城市海量信息的凝聚、管理、融合，目標是實現業務、技術和信息聯動；而“數字孿生”強調信息可視和匯集，目標是實現城市再現，但其并未強調信息的融合、應用，難以發揮出數據賦能的價值[1]。

在2020年9月，城鄉和住房建設部門頒布了《城市信息模型（CIM）基礎平臺技術導則》，提出城市信息基礎模型平臺、城市信息模型的定義。從內涵上看，CIM基礎平臺是城市信息模型的基本設施，具有數據融合、信息模型管理等功能，能，能夠支撐其他信息的應用，CIM是城市各要素模型有機融合的信息綜合體。因此，本文所述的CIM，更傾向于強調其在數字建設時代所發揮出來的信息融合、系統互通、多維呈現的綜合功能價值。

1.2 新型智慧城市概述

新型智慧城市，是指以數據開放共享、城市治理高效、經濟發展持續等為目標，通過改革創新、體系規劃等一系列舉措，推進信息技術和現代化城市融合，實現城市、國家協調發展的新生態。隨著國家治理能力和體系的推進，共享、綠色、創新等理念的進一步深入，同時伴隨“互聯網+”、強國戰略等計劃的實施，城市被賦予新的要求與內涵，推動新型智慧城市的建設發展逐步上升成為國家重要戰略。

1.3 存量時代城市更新工作的新要求

城市更新工作是一個項系統、漫長且復雜的工作。在經濟層面，城市更新需要在政府、公眾、利益主體、市場主體中取得高度共識；在運作層面，城市更新需要比一般項目更長的周期，用于完成利益主體的合作談判、規劃設計編制及審批工作；在技術層面，城市更新工作更需要系統、全面、實時地跟蹤項目的現狀信息數據、經濟技術指標數據等，以便更高效地推進項目決策。因此，存量時代背景下，城市更新工作更需要新型智慧城市的理念和技術，實現城市更新工作的突破與發展。

2 城市更新背景下新型智慧城市的升級

2.1 城鎮化建設進入新的發展階段

城市更新背景下，我國的新型智慧城市建設取得了顯著成就，主要體現在城市化建設進入全新的發展階段。其一，隨著社會的進步、國家經濟的發展，我國城市建設規模不斷擴大，由此走上增量擴張向存量優化轉型的方向。在空間生產層面上，生產主體也從國家、團體向社會組織或個人轉變。其二，新型智慧城市的建設要求相關部門遵循人本理念，鼓勵人民群眾積極參與城鎮化建設過程，提高城市治理水平，推動城鎮化建設發展。其三，在智慧城市建設期間，要制定全面共享、共建的治理模式，并在治理中合理運用網絡信息技術，這從某種程度上推動了城鎮化的演進。

2.2 實現城市治理的轉型

自我國建設智慧城市以來，建設模式均以IT公司主導。在實際建設中，以信息基礎設施為支撐，具有顯著的工具理性。智慧城市的構建要提高城市科技化水平，在信息建設中引入理性價值、工具，充分發揮先進技術的作用，推動城市建設發展。另外，貫徹落實城鎮化政策，制定和優化管理機制。對此，倡導人民群眾運用信息技術參與城市治理，也體現了國家城市治理的轉型。

3 基于CIM的新型智慧城市建設方案及應用場景

3.1 基于CIM的新型智慧城市建設方案

3.1.1 構建新型智慧城市建設框架

在新型智慧城市建設中，CIM基礎平臺是基本設施，其目的是為智慧城市的建設提供可視化、全局聯動的基礎平臺，在此基礎上實現技術、數據融合，及業務協調自治，為各行業的發展提供有效的解決措施。基于該目標，建立CIM新型智慧城市服務框架，具體步驟如下。

（1）健全城市感知基礎系統。城市感知和數據匯集。在城市與技術的不斷發展中，各種新型信息技術問世并得以應用，包括新媒體、傳感器終端等，為新型智慧城市的建設提供了足夠多的感知手段與設備。與此同時，信息的采集頻率、精度也隨之提升，為城市海量信息的采集提供了技術保障，更有助于實時、有效的監測城市空間[2]。CIM平臺創建后，地理信息數據、業務數據、BIM數據等依托地理空間地址，對各類數據進行匯集融合，確保信息、要素、空間位置相統一，從而形成完整的城市空間資產。

（2）建立統一的技術標準。由于城市基礎數據從多渠道獲得，因此數據格式比較多元，更新頻率也不盡相同，需要在了解數據、安全、接口等標準后，統一CIM的分類與編碼，構建坐標體系，提高各項數據、交付結果的規范性，確保相關信息有效整合、安全使用。

（3）創建CIM基礎平臺。統一的標準體系構建后，將城市海量數據匯集至CIM平臺，在此基礎平臺上開展數據的管理、分析和應用的整個過程，并進行空間和可視化的呈現。需要注意的是，CIM平臺的創建并不需完全的創新與創造，而是可基于在原有的城市數字平臺基礎上的優化、整合，打通系統壁壘、促進數據融合，并使其具備二維、三維空間要素屬性，為各城市系統的運維提供基礎支撐服務。

（4）推動CIM+服務應用。不同行業的業務模型、決策等有所差異，CIM平臺的構建、業務的使用等也會因地制宜、因人而異地為不同的應用目標、應用場景提供服務。城市CIM以城市基礎設施、行業、政府、群眾為主要服務對象，提供實時的運行數據及綜合解決方案，實現各項城市業務的協同聯動，從而為社會和城市治理、行業高效協同、政府精準決策、群眾便利生活提供更為廣闊的應用服務。

3.1.2 夯實技術基礎與細節

（1）構建靈活的技術架構。在城市基礎設施的設計過程中，必須確保技術架構具有一定的拓展性，即智慧生態系統既要滿足群眾的生活需求，還要全面考慮城市建設的拓展性要求，以免阻礙城市的更新速度。因此，應對不斷提速發展的城市和社會，對技術架構進行不斷地提升優化、靈活更新顯得尤為重要[3]。

（2）構建完善的開放機制。新型智慧城市的建設離不開平臺的支持，以大眾為對象構建互聯網服務組件，獲得規范、統一的接口。同時，圍繞開放對象精準劃分類別，分為內部、對外開放兩種，以此作為能力組件；結合功能模塊進行分類，獲得位置搜索、語言、視頻等能力。上述組件封裝處理后，以能力接口的用途運用，構建開放平臺。

（3）夯實GIS平臺基礎。構建主要包含四層系統技術基礎的GIS共享平臺，是實現新型智慧服務的：①應用層。面向所有用戶，即使用端，用戶可通過智能終端和系統，享有智慧信息平臺的各項服務。②平臺層。面對平臺開發者，作用是為開發者提供接口服務，為平臺的開發和持續運維提供技術保障。③數據層。結合公共地理框架創建的地名地址、監控信息等采集矢量數據是整個智慧系統的基礎，數據管理、數據安全是數據層管理的重中之重[4]。④制成層。是GIS共享平臺得以穩定運行的基本保障，由安全中心、云計算中心等提供安全保障、軟硬件平臺等服務。

3.2 新型智慧城市CIM+應用

3.2.1 在不同空間尺度下的應用

在CIM平臺中，由于空間尺度多元，因此可用于各種場景。結合各尺度CIM+應用，項目級管理主要依托GIS信息、BIM模型，覆蓋從宏觀到微觀等多維的場景應用。依托GIS信息，可實現城市級的管理應用，依托三維空間數據底板，通過大數據挖掘、空間分析等方法，為城市決策提供安全、有效的治理計劃，常見場景包括地籍管理信息系統、城市基礎設施監控、城市建設管理、城市安全、城市設計等，依托BIM模型，可更聚焦于微觀環境，包括一定空間范圍內的實時監控、資產管理等，如城市重點單體建筑包括醫院、學校，更可用于疫情防控、社區物管等的小范圍管理。

3.2.2 在不同運營階段下的應用

CIM平臺匯集了城市以前、現在、未來的各種數據，若按城市生命周期劃分，可基于CIM平臺在城市規劃、建設、運營等環節構建CIM應用體系。而且各階段成果也可沉淀于該平臺，由此共享數據信息，實現協同管理目標。在城市規劃階段，基于三維空間地圖模擬、比選設計方案，審查規劃方案；在城市建設階段，基于BIM模型進行設計與工程管理，可有效把控開發建設的精度和過程。同時，整合城市住宅、人口等數據，通過實體數據的銜接，為城市更新建設提供數據支持。比如，在城市更新建設中，依托CIM平臺定量估算拆遷量、經濟投入等，為決策部門的方案制定提供參考依據；在城市運營管理階段，CIM平臺更能整合多維度數據，借助IOT技術實現城市的智慧化管理和運營，為城市安全、效率提供有力保障[5]。一方面，基于物聯網技術、BIM模型監測管理對象的人員流動、能源消耗；另一方面，在大尺度場景下，評估城市治理水平、服務效率。比如，在城市交通中基于CIM平臺構建數據專網，整合公共交通、地鐵運營、環保等數據，在有效協調各類數據的基礎上，共享各單位數據，動態監測交通情況。

3.2.3 在城市更新工作中的典型應用

應對城市更新工作的特點，依托CIM平臺的技術及新型智慧城市的理念，可更有效地解決更新工作中的各類難點。依托CIM平臺對數據整合管理和系統分析的能力，結合對更新片區的測繪查賬、規劃設計研究、運營管理等工作，可有效建立現狀基礎信息管理系統、規劃設計管理系統、動遷工作組織管理系統、更新項目運營管理系統等，發揮對更新項目高效系統推動的基礎支撐。在更新項目建成后，更應以新型智慧城市的建設理念，構建項目CIM的管理平臺，為更新后的項目成果提供更為長遠、持續的數據化、智慧化支持，從而為項目的全生命周期提供安全、便捷的智慧化保障。

4 基于CIM的新型智慧城市建設路徑

4.1 構建多元大數據交叉處理系統

《“多規合一”業務協同平臺技術標準》指出，如果條件允許，可在BIM基礎上構建CIM，逐步建立管理、建設精細化的應用模型。而且，我國的北斗系統也為智慧城市的建設、數據傳輸奠定了基礎。受該系統影響，我國部分城市逐漸進入建設智慧城市的前列。近年來研究火熱的韌性城市、海綿城市等，均在數據倉庫語境下采集數據信息。5G網絡是數據收集的未來方向，可實時收集、分享數據，且數據的處理也能得到相應響應。智慧城市的構建要遵循以人為本的原則，但最終都會經過人工智能的過渡，因此5G在智慧城市的建設中具有重要作用。

4.2 拓寬投融資渠道

在新型智慧城市建設過程中，要不斷拓寬投融資渠道，具體措施為：其一，加強智慧城市建設資金的統籌管理，科學安排、合理使用建設資金。其二，加強引導，利用社會資金建設智慧城市，減輕債務負擔。其三，建立完善投融資渠道，采用產權激勵、特許經營等方式，對投融資渠道進行拓寬。其四，建立完善的投資回報機制，吸引更多力量入駐，提高智慧城市的建設水平與質量。

此外，加強網絡安全保障，保護城市的重點信息，實現信息技術的突破；科學制定網絡安全標準，將網絡安全貫穿智慧城市建設全過程，實現智慧城市、網絡安全的同步構建；強化網絡安全審查，制定有效的網絡安全保障體系，提升智慧城市的網絡安全水平。

5 結語

綜上所述，建設新型智慧城市是城市更新背景下的主要任務，需合理運用人工智能、互聯網、大數據等技術。基于CIM模型設計智慧城市建設方案，全面采集全周期的城市信息數據，并加以深入分析、挖掘，為新型智慧城市的建設、存量時代下的城市更新工作提供強有力的數據與技術支持，加快促進城市健康、良性、可持續的發展，推動國民經濟和社會的全面發展。