基于CIM 的智慧社區架構體系與應用場景研究

張峰 毛志杰* 鐘天杰 梁駒 符穎操

(廣州市住房城鄉建設行業監測與研究中心)

2020 年3 月，習近平總書記在浙江考察時指出：“讓城市更聰明一些、更智慧一些，是推動城市治理體系和治理能力現代化的必由之路”[1]，隨著城市規模越來越大，交通擁擠、環境污染和房屋安全等城市問題日益突出，城市顯然還不夠“聰明”和“智慧”，傳統城市管理與運維發展模式無法支撐未來城市發展需求，需要建立超大規模城市公共數字底座，構建大量行業算法模型，更大范圍、更寬領域、更深層次支撐城市治理全方位變革，“新型智慧城市”成為新趨勢和必然選擇[2-3]。

2020 年8 月，住房和城鄉建設部等七部委印發《關于加快推進新型城市基礎設施建設的指導意見》，提出要“全面推進CIM 平臺建設”“加快推進智慧社區建設”的重要任務，廣州被列入全國首批新型城市基礎設施建設試點城市。CIM 平臺具有城市時空大數據平臺的基本功能，是在數字空間刻畫城市細節、呈現城市體征、推演未來趨勢的綜合信息載體[4]。CIM 理念的出現為“新型智慧城市”建設帶來了新思路，憑借其全面的信息集成特征將成為建設“新型智慧城市”必不可少的關鍵模型技術。智慧社區建設是構建“新型智慧城市”的基礎和基本單元，以CIM 作為智慧社區建設中的技術底座、打造數字孿生底板，建立社區信息智能處理、物聯傳感設備監測與管理、社區管理與服務的高效體系，是讓社區實現智能化和信息化的發展趨勢[5]。

廣州市以CIM 作為智慧社區建設的“數字底板”，針對社區居民的現實需求、智慧社區發展的趨勢以及社會管理工作，創建以CIM 平臺為基礎支撐的智慧社區應用示范，通過CIM 平臺匯聚核心數據，整合區域人、地、事、物、組織和房屋等信息[6]，統籌社區管理、居民服務和商業服務等資源，提升社區管理和社區治理現代化[7]。以廣州市CIM平臺為基礎，將社區數據在CIM 平臺匯聚融合、立體展示，實現社區物聯感知數據、社區管理運行數據與廣州市CIM基礎平臺數據的共享互通，實時掌握社區運營管理態勢，最終實現CIM 對社區運營、管理的全面賦能。

1.架構體系

1.1 總體框架

城市信息模型（City Information Modeling，CIM）以建筑信息模型（BIM）、地理信息系統（GIS）、物聯網（IoT）等技術為基礎，整合城市地上地下、室內室外、歷史現狀未來多維多尺度信息模型數據和城市感知數據，構建起三維數字空間的城市信息有機綜合體[8,9]。基于CIM 的智慧社區應包含物理社區、靜態模型、動態管理、自動感知和智慧應用五個層次，以及綜合評價指標，其總體框架如圖1 所示。

圖1 基于CIM 的智慧社區總體框架

第一層次的物理社區客觀事物宜包含建筑和構筑物、基礎設施、信息與智能化基礎設施、網絡與計算存儲設備，其中信息與智能化基礎設施、網絡與計算存儲設備是建設智慧社區的物質條件。

第二層次宜數字孿生構建社區靜態模型，至少包含建筑模型、設施模型和信息與智能化設備模型。宜結合實際條件對建筑、設施和信息與智能化設備建立分級模型，形成社區CIM1 至CIM4 級的數字底板，級別越大越精細、定位精度越高，宜符合如下規定：

（1）建筑模型CIM1 級可用樓盤表或臺帳簡單表達，CIM2 級可用含樓盤表信息的房屋棟“白模”直觀表達，CIM3 級可用含樓盤表信息的房屋棟單元“標模”表達，CIM4 級可用含樓盤表信息的分層分戶“精模”精細表達。

（2）設施模型CIM1 級和CIM2 級可用臺帳記錄設施信息，CIM3 級可用定位的點狀或線性符號表達，CIM4 級可用具有準確位置的三維模型表達。

（3）智能化設備CIM1 級和CIM2 級可用臺帳記錄設備信息和狀態，CIM3 級可用關聯設施或建筑的定位點表達，CIM4 級可用具有準確位置的三維符號表達。信息與智能化設備監測的視頻可在CIM4 級與三維模型無縫融合，其它監測數值與三維模型關聯定位展示。

第三層次宜動態管理社區的實有單位和車輛，可關聯房屋棟模型和套模型，宜動態管理車輛進出和停放情況。

第四層次宜自動監測感知社區環境衛生、公共場所安全、設施設備運行狀態和建筑能耗，信息實時匯聚、關聯第二層次的模型。

第五層次宜面向社區居民、服務者和管理部門各類角色，提供針對性的智慧化應用，宜包含社區管理、社區服務、社區治理三大類共性業務應用，宜可擴展社區個性化業務應用。

1.2 建設路徑

基于CIM 的智慧社區應構建物理社區數字孿生的客觀事物靜態模型，模型可來源于市或區CIM 平臺共享，可實地采集建模，可利用樓盤表和竣工圖紙建模，利用模型可視化管理物理社區的建筑、設施和設備。

社區宜委托開發或購買或租賃智慧社區綜合信息服務系統。系統應利用物聯感知技術實時自動感知社區建筑、設施、環境的狀態，應匯聚自動感知數據并關聯建筑和設施設備的靜態模型；可利用物業管理動態更新社區實有單位信息，利用自動感知系統動態管理車輛進出和停放狀況；宜通過系統運營應用加強社區管理和監控運維效率，提升社區治理和便民服務的水平。

智慧社區宜構建智慧社區綜合評價指標對CIM 社區周期性綜合評價和評比，促進社區設施設備智能化建設和持續的智慧運營。

1.3 系統對接

各社區的智慧社區綜合信息服務系統可直接與市/區級CIM 基礎平臺對接，訪問其提供的模型底板，及時上報CIM 靜態模型、動態管理和自動感知數據，可參考圖2 中a種對接形式。社區的智慧社區綜合信息服務系統亦可通過統建的智慧社區管理服務平臺中轉，再對接市/區CIM 基礎平臺，上報CIM 靜態模型、動態管理和自動感知數據，可參考圖2 中b 種對接方式。

圖2 智慧社區綜合信息服務系統對接方式

2.應用場景

智慧社區以建設運營為統領，打造宜居、綠色、人文、韌性、創新的新型智慧社區，以“智慧社區”支撐“智慧城市”構建，以“社區體檢”支撐“城市體檢”升級，以“社區治理”支撐“城市治理”提質，探索基于CIM 的應用場景落地，推動城市治理體系和治理能力現代化，提升社區群眾的獲得感、幸福感、安全感。通過智慧社區管理平臺與廣州市CIM 平臺對接，實現社區物聯感知數據、社區管理運行數據與CIM 基礎平臺數據的共享互通，實時掌握社區運營管理態勢，最終實現CIM 對社區運營、管理的全面賦能。

2.1 社區管理

社區管理方面，基于CIM 實現對環境監測、安全消防等公共區域的可視化管理，實現社區內部建筑、安防設備的自動巡檢與遠程故障維修，提供智能、精準的停車場管理、物業收取管理、資產管理等服務。

（1）白蟻智能監測

廣州市對于綠化和樹木的保護十分重視，為了能很好的保護樹木、家具不被白蟻破壞，通過在社區內布設白蟻監測點位及設備，并聯通CIM 平臺和社區智慧管理平臺，進行24 小時的實時監控，其原理主要是通過在監測設施中放入白蟻最喜歡的松木等材料，若有白蟻，就會優先啃噬設施中的松木，傳感器就會感應到，一旦監測設施發現白蟻，就會在后臺報警，并及時通知相關部門來處理白蟻問題，將白蟻的危害及時排除，三眼井社區白蟻智能監測設備安裝近1年以來，已進行白蟻處置3 次，收到了良好的效果。

（2）小型環境智能監測站

通過在社區重點區域加裝小型智能監測站，并聯通CIM 平臺和社區智慧管理平臺可以對區域周邊的氣象、噪音、空氣質量、PM2.5、溫濕度等環境信息進行24 小時監控，一旦發現異常，就會及時報警，工作人員就能及時來到現場了解并處置，有效提升環境管理能力。

（3）內澇水位智慧監測

由于廣州雨水較多，一旦地下管道出現排水不暢，容易導致內澇，因此智慧社區通過在重點點位加裝內澇智慧監測設施，在CIM 平臺和社區智慧管理平臺實時監控，一旦水位超過報警線，就會自動報警，現場人員在收到報警后及時處理，可以有效預防內澇發生。

（4）安防綜合管理

智慧社區安防綜合管理上支持結合社區BIM、CIM 圖像，實現對安防設備的精確定位、實時監控和精細化管理，支持在BIM、CIM 圖像上，點擊查看現場實時視頻，實現車輛軌跡分析功能，支持人員、車輛等布控管理功能，支持人員、車輛布控信息下發功能，下發到布控設備，進行布控，支持發生突發事件時，實現設備間聯動，支持多維數據分析，包含人員預警統計、車輛預警統計、設備狀態統計等。

（5）停車場管理

智慧社區停車場管理上支持對停車場設備、充電樁設備的管理功能，支持停車場車位類型的管理功能，支持停車場收費信息的管理功能，支持車位按時段共享，支持車位業主、平臺、物業公司三方收益共享，支持對各種操作的日志記錄進行查詢和管理，支持多維度統計分析，實現收費異常等分析。

2.2 社區服務

社區服務方面，建立掌上社區服務模式，利用融合信息技術，打造社區一站式服務中心，通過手機端小程序和智慧社區管理平臺提供政務、醫療、居家養老、便民等服務，引領社區居民以及各類社團組織在社區開展花藝、聲樂、公益等多類活動，深入社區生活的方方面面，優化社區營商環境，陶冶居民生活情操，提升居民生活幸福感。

（1）政務服務

智慧社區建設政務服務包括統一辦事入口和統一內容發布，集成社區服務事項、服務指引，支持居民通過統一辦事入口進行事項查詢、辦事預約、辦事進展查詢，支持居民對服務情況和具體事項辦理情況進行評價，支持服務隊伍信息的管理，包括機構信息、人員信息、職責內容等，支持服務事項的管理，包括服務事項的注冊、變更、查詢、終止等，支持對服務事項受理總數、事項待辦總數、事項辦結總數等指標進行統計分析和可視化展示。

（2）醫療服務

智慧社區通過搭建社區健康系統，提供健康服務管理，實現健康檢測、健康咨詢、防護宣傳等功能。將社區公共區域、戶內緊急求助裝置的報警信息推送至緊急聯系人或物業。建立居民電子健康檔案，通過建設健康小屋幫助社區居民進行健康檢測。

（3）居家養老服務

智慧社區居家養老服務包括支持通過智能化設備采集和分析居民的信息，居民可通過家庭呼叫終端發送服務請求，支持基于CIM 顯示老年人的具體地理位置和家庭聯系人等屬性，支持多維度統計分析，實現生命體征、居住環境等預警，例如越秀區舊南海縣社區是典型的老年社區，為社區內的獨居、患有嚴重基礎病的老人配置智能手環，實現走失定位、跌倒報警、健康監測、一鍵緊急呼叫等智能化服務功能[10]。

（4）便民服務

智慧社區建設將黨員服務、微心愿、長者飯堂、家政服務等線上線下一體融合，通過規范化管理長者食堂，更好服務及關懷社區老人及更規范管理食堂配餐人員，結合5G 網絡對接家政及生活服務，通過線上平臺與線下服務相結合，實現小區業主的個性化需求與周邊優質服務的無縫對接，讓居民輕松享受到便捷的服務，例如越秀區三眼井社區通過引入運動康養、中醫理療、智慧奶站，智能電單車充電樁、自助智能打印機、家政服務、職業培訓、舊房煥新、優質食品直營等產業，為居民提供了健康養護、優質飲食、能源安全、環境改善及低碳環保等多樣化服務[11]。

2.3 社區治理

社區治理方面，通過布設智能化基礎設施，發揮CIM數字底板支撐作用，實現對環境隱患治理、消防隱患治理、高空拋物隱患治理、社區基礎公共設施隱患治理、社區群租隱患治理等行為智能識別告警，通過建立自動識別、智能監控、信息上報、聯動處置等一體化流程，實現對社區實有人口、車輛管理等信息有效管控，同時滿足公安/網格/物業等對社區數據采集、分析和安防應用。

（1）垃圾點智能管控

垃圾投放是社區居民最重要的幾個公共服務之一，對社區環境的影響很大，但是純人工的管理，十分浪費人力，處理的及時性也無法保證，通過在垃圾投放點加裝智能攝像頭，連接廣州市CIM 平臺和社區智慧化管理平臺，并通過后臺算法，對垃圾落地，垃圾桶漫溢等情況進行24 小時實時監測，出現問題及時報警提醒，相關人員及時處理，在確保垃圾投放點干凈有序、高效管理的同時，可以解放人力，更好的服務社區環境衛生。

（2）高空拋物管理

高空拋物十分危險，會對出行的路人造成不可預測的傷害，雖然已入刑法，但很難取證，導致屢禁不止。智慧社區通過在重點區域加裝高空拋物攝像頭，實現攝像報警及軌跡算法的精確定位，可以在CIM 平臺實時看到監控視頻，有效解決取證難題，同時起到良好的震懾效果，為附近居民的安全出行提供了良好的保障。

（3）出入口智能管控

對于有重點人員及人員進出管理工作需求的社區，通過在重要的出入口加裝具有人臉識別功能的智能攝像頭，可以在對一般進出口人員進行24 小時常規監控的同時，還可以通過智能人臉識別及時將重點人員的出入進行重點記錄并上傳至CIM 平臺，有效賦能和提升了街道、社區的安全管理和人員管控工作。

（4）消防通道管理

老舊社區內的道路一般普遍較狹窄，但是停車的需求十分旺盛，因此社區內違規占道停車的情況十分普遍，社區道路被占，就很有可能導致消防通道、生命通道被阻擋、占用，一旦發生火災或者急救的情況，很容易耽誤救援造成巨大損失。通過在社區重要通道安裝了消防監控攝像頭，并連接至廣州市CIM 平臺和社區智慧管理平臺，進行24 小時智能管控，一旦監控路段有消防通道被占用的情況出現，就會及時報警提醒，相關人員就會及時趕到現場進行處理，消除隱患，確保社區居民的生命財產安全。

（5）電梯智能托管

通過加裝電梯運行智能監控終端，連接社區智慧管理平臺，實現24 小時電梯智能托管，并對電梯運行及乘坐指標進行實時監控，如電梯運行異常、電單車入梯、小孩單獨乘梯、人員跌倒等都能及時報警，并在廣州市CIM 平臺和社區智慧管理平臺上推送告警信息，便于社區管理人員及時了解具體情況，及時處理應對，例如越秀區三眼井社區加裝智能終端的電梯突然停運，一位老人被困在電梯中，智能終端即刻自動向社區管家報警，管家迅速通過智能終端的視頻對講系統與老人進行了面對面的溝通與安撫，讓原本驚慌的老人快速平復了心情，并同時通知了電梯維保單位現場處置，很快恢復了電梯的正常運行，被困老人安全出梯后，對于該智慧設施的應用給予了高度評價。三眼井社區從去年9月試運營至今已經通過智能終端及時處理了超過6 起電梯問題，受到社區居民的認可與稱贊，有效保障了電梯使用及居民乘坐的安全。

3.結論

CIM 通過匯聚管理社區黨務、政務、物業、產業和物流設施感知等數據，將“傳統社區”與“數字世界”在CIM 平臺上深度融合、集成映射，讓管理、服務、治理等多場景有效落地，使智慧社區的建設更加高效地運行。通過落地智能場景應用、推動產業導入、統籌小區存量資源和活化利用低效空間等各類資源，豐富社區服務供給，為社區改造“輸血”，形成“產業反哺，持續提升”的良性循環。