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城市信息模型(CIM)是智慧城市建设的重要基础设施,也是推动城市治理体系和治理能力现代化的关键技术支撑。CIM平台以建筑信息模型(BIM)、地理信息系统(GIS)、物联网(IoT)等技术为基础,构建起覆盖城市地上地下、室内室外、过去未来的全要素数字化模型,为城市规划、建设、管理、运营全生命周期提供数字化支撑。面对城市治理的新形势新要求,各级干部要深入了解CIM平台的建设理念和应用价值,不断提升运用CIM技术推动城市精细化治理的能力和水平。
城市信息模型(City Information Modeling,简称CIM)是在建筑信息模型(BIM)基础上发展起来的城市级信息模型概念。它以三维城市空间为载体,整合城市地形地貌、建筑道路、地下管网、植被景观等静态信息,以及人口、交通、环境、能耗等动态信息,构建起一个与物理城市一一对应的数字城市。CIM平台则是承载和运行城市信息模型的技术系统,是智慧城市的"数字底座"和"操作系统"。
CIM的核心特征可以概括为"全、准、活、通"四个字。"全"是指覆盖范围全,从宏观的城市总体规划到微观的建筑构件细节,从地上的建筑道路到地下的管线隧道,从自然环境到人工设施,都纳入CIM模型之中。"准"是指数据精度高,CIM模型具有精确的空间坐标和属性信息,可以满足不同层级的精细化管理需求。"活"是指动态更新,CIM平台接入物联网感知数据,可以实时反映城市运行状态。"通"是指数据融通,打破部门间的数据壁垒,实现跨部门、跨层级的数据共享和业务协同。
CIM平台是一个复杂的技术系统,涉及多学科、多技术的融合应用。从技术架构来看,CIM平台通常包括感知层、数据层、平台层和应用层四个层次。感知层是数据来源,通过各类传感器、摄像头、移动终端等感知设备,实时采集城市运行的各类数据。数据层是核心基础,负责CIM数据的存储、管理和维护,包括三维模型数据、地理空间数据、业务专题数据等。
平台层是技术支撑,提供三维可视化、空间分析、数据融合、模拟仿真等核心能力,支撑各类上层应用。三维引擎是CIM平台的核心技术,需要支持海量三维模型的高效加载和流畅渲染,同时提供空间量算、可视域分析、通视分析、日照分析等专业空间分析功能。应用层是价值体现,面向不同的业务场景提供各类应用服务,包括规划管理、建设管理、城市管理、应急指挥等。
CIM与数字孪生城市概念既有联系又有区别。数字孪生城市更强调城市物理实体与数字虚拟体之间的实时映射和互动,侧重于城市运行的动态模拟和预测优化。CIM则更侧重于城市空间信息的建模和管理,是数字孪生城市的空间数据基础和重要组成部分。可以说,CIM是数字孪生城市的"骨架"和"底图",在此基础上叠加各类业务数据和智能算法,才能构建起完整的数字孪生城市。
CIM与智慧城市的关系也十分密切。智慧城市是一个更加宏大的概念,涵盖了城市信息化的方方面面,CIM则是智慧城市重要的空间基础设施。如果说智慧城市是一座大厦,CIM就是这座大厦的地基和框架。有了CIM平台的支撑,智慧城市的各类应用才能在统一的空间基准上开展,避免信息孤岛和重复建设,实现城市治理的"一张图"管理。
CIM平台作为城市治理的数字化底座,其应用场景十分广泛,贯穿城市规划、建设、管理、运营全生命周期,为城市精细化治理提供全方位的技术支撑。
在城市规划领域,CIM平台可以为规划编制、方案审查、成果管理等提供全流程支撑。在规划编制阶段,规划师可以在CIM平台上直观了解城市现状,进行多方案比选和模拟分析,提高规划的科学性和合理性。例如,通过日照分析、风环境模拟、视线廊道分析等,可以评估规划方案对城市环境的影响,优化空间布局。
在规划审查阶段,CIM平台可以实现建设项目的三维报建和数字化审查。建设单位提交BIM模型,规划部门在CIM平台中直接进行方案审查,检查建筑高度、退线、间距、外观等指标是否符合规划要求,既提高了审查效率,又减少了人为误差。此外,CIM平台还可以辅助开展城市设计管控,通过三维可视化手段管控城市天际线、建筑风貌、色彩材质等,塑造高品质城市空间。
在工程建设领域,CIM平台可以实现建设项目的全生命周期管理。从项目立项、规划设计到施工建设、竣工验收,各个环节的数据都可以在CIM平台中沉淀和流转,实现工程建设的数字化、精细化管理。特别是在重大工程项目建设中,利用CIM平台可以进行施工模拟和进度管理,提前发现施工冲突和质量安全隐患,确保工程按期保质完成。
在城市更新和旧城改造中,CIM平台同样发挥着重要作用。通过对老旧小区、历史街区进行高精度三维建模,可以直观了解建筑现状和历史风貌,为更新改造方案制定提供科学依据。在改造过程中,可以利用CIM平台进行动态监管,确保改造工程符合历史文化保护要求和技术标准。改造完成后,CIM模型还可以作为后续运维管理的基础数据。
在城市日常管理中,CIM平台是城市管理者的"千里眼"和"智慧脑"。接入物联网感知数据后,CIM平台可以实时展现城市运行的各项指标,包括交通状况、环境质量、能耗水平、安全态势等,帮助管理者全面、准确、及时地掌握城市运行状态。一旦出现异常情况,系统可以自动预警,并快速定位问题位置,辅助管理者进行决策处置。
在城市管理执法方面,CIM平台与视频监控、AI识别等技术结合,可以实现对违法建设、占道经营、乱堆乱放等城市管理问题的智能发现和精准定位,提升城市管理执法的效率和精准度。在地下管线管理方面,CIM平台构建的三维地下管网模型,可以直观展示各类管线的空间分布和属性信息,为管线巡检、维修、改扩建提供支撑,避免施工挖断管线等事故发生。
在应急管理领域,CIM平台是应急指挥的重要技术支撑。当突发事件发生时,CIM平台可以快速展示事件发生位置的详细三维环境,包括建筑结构、内部布局、周边道路、人员分布等信息,帮助指挥人员快速了解现场情况,科学制定救援方案。通过接入实时监控和传感器数据,还可以动态掌握事态发展,及时调整应对策略。
CIM平台还可以用于应急模拟推演和预案优化。通过在CIM平台上模拟火灾、地震、洪水、台风等灾害场景,可以评估灾害影响范围和损失程度,检验应急预案的科学性和可行性,优化应急资源布局和疏散路线。平时开展虚拟演练,可以提升应急队伍的实战能力和各部门的协同配合水平,真正做到有备无患。
近年来,我国高度重视CIM平台建设,住房和城乡建设部等部门先后出台了一系列政策文件,推动CIM技术在城市规划建设管理中的应用。多个城市开展了CIM平台建设试点,取得了积极进展和宝贵经验。
国家层面高度重视CIM平台建设。2020年,住房和城乡建设部印发《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》,明确了CIM基础平台的总体架构、数据体系、功能要求和关键技术,为各地CIM平台建设提供了技术指引。此后,又陆续发布了CIM数据标准、应用规范等一系列标准规范,初步构建了CIM标准体系框架。
地方层面积极开展CIM平台建设实践。广州、深圳、南京、杭州、厦门等先行城市在CIM平台建设方面起步较早,已经建成了市级CIM基础平台,并在工程建设项目审批、城市规划管理、智慧城管等领域开展了应用探索,取得了显著成效。越来越多的城市也将CIM平台建设纳入智慧城市建设规划,CIM建设呈现出加速发展的态势。
尽管我国CIM平台建设取得了积极进展,但总体上仍处于发展初期,面临着不少困难和挑战。一是数据获取和更新机制不健全。CIM平台需要大量高精度的三维城市数据,数据生产周期长、成本高,而且数据更新不及时,难以保证数据的现势性。同时,数据分散在各个部门,共享困难,数据孤岛问题仍然突出。
二是核心技术有待突破。在高性能三维引擎、大规模数据融合、智能空间分析、城市模拟仿真等关键技术领域,我国与国际先进水平相比仍有差距。特别是在处理超大场景、高精度模型时,渲染效率和用户体验还有待提升。三是应用深度和广度不够。目前CIM平台的应用主要集中在规划、建设等少数领域,与各行业业务的融合还不够深入,平台价值没有充分发挥。四是人才队伍建设滞后,CIM是新兴的交叉领域,既懂技术又懂业务的复合型人才十分紧缺。
CIM平台建设是一项复杂的系统工程,涉及技术、业务、管理等多个方面。各级干部特别是城市管理者,要主动适应数字化转型趋势,不断提升对CIM技术的认知水平和运用能力,以CIM平台建设推动城市治理体系和治理能力现代化。
干部要带头学习数字化新知识、新技术,了解CIM平台的基本概念、技术架构和应用价值,树立用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新的数字思维。要充分认识CIM平台在提升城市治理水平、促进高质量发展中的重要作用,将CIM平台建设摆在城市发展的重要位置,统筹谋划、系统推进。
学习CIM不能停留在概念层面,要深入了解CIM平台建设的内在规律和关键要素。要了解CIM数据从哪里来、如何建、怎么用、怎么管,把握数据生产、平台建设、应用开发、运营维护等各个环节的特点和要求。要善于借鉴先进城市的成功经验,结合本地实际,探索符合自身特点的CIM发展路径。
CIM平台建设要坚持需求牵引、应用导向,避免为了建平台而建平台。要深入调研各部门、各领域的业务需求,梳理CIM可以发挥作用的应用场景,按照"急用先行、分步实施"的原则,有重点、有步骤地推进CIM平台建设。要把CIM平台建设与解决城市治理中的痛点难点问题结合起来,在解决实际问题中体现CIM的价值。
要加强统筹协调,形成工作合力。CIM平台建设涉及规划、建设、城管、交通、应急等多个部门,必须加强顶层设计和统筹协调,建立健全工作机制,明确职责分工,避免重复建设和资源浪费。要建立跨部门的数据共享机制,打破数据壁垒,实现城市数据的汇聚融合和共享利用,让数据真正流动起来、发挥价值。
CIM平台的生命力在于应用。要推动CIM与各行业业务的深度融合,不断拓展应用场景,深化应用层次。在规划领域,从辅助设计向智能规划深化;在建设领域,从工程监管向智慧建造深化;在管理领域,从态势感知向智能决策深化。要积极探索CIM+人工智能、CIM+大数据、CIM+物联网等创新应用,以技术创新推动治理模式创新。
要鼓励基层创新,充分调动各部门、各区县的积极性和创造性。支持基层结合实际开展CIM应用创新,形成一批可复制可推广的典型经验和最佳实践。要加强对CIM应用效果的评估,建立科学的评价指标体系,以应用效果检验平台建设成效,不断优化提升CIM平台建设和应用水平。
城市是现代化建设的重要载体,城市治理是国家治理体系和治理能力现代化的重要内容。CIM平台作为城市数字化转型的重要基础设施,对于提升城市治理科学化、精细化、智能化水平具有不可替代的作用。各级干部要深刻认识CIM平台建设的重要意义,以高度的责任感和使命感推进CIM建设,为城市高质量发展注入新动能。
要坚持以人民为中心的发展思想,把提升人民群众的获得感、幸福感、安全感作为CIM平台建设的出发点和落脚点。聚焦群众关心关注的交通出行、生态环境、公共安全、政务服务等问题,充分发挥CIM平台的技术优势,提升城市管理服务水平,让城市更加宜居、更加智慧、更有温度。
要坚持系统观念,推动CIM平台与智慧城市各领域各系统的协同发展。CIM平台不是孤立的系统,而是智慧城市的重要组成部分。要做好CIM平台与城市大脑、政务服务平台、各部门业务系统的对接融合,形成协同效应,提升智慧城市建设的整体效能。要统筹好城市地上与地下、现状与未来、建设与管理的关系,实现城市全要素、全周期的数字化治理。
要坚持安全发展,筑牢CIM平台安全防线。CIM平台汇聚了大量城市空间数据和敏感信息,安全责任重大。要建立健全安全管理制度,落实安全责任,加强数据安全、网络安全、应用安全等各方面的安全防护,确保CIM平台安全可靠运行。要处理好数据共享与安全保密的关系,在保障安全的前提下促进数据共享利用。
城市让生活更美好,智慧让城市更精彩。CIM平台建设是一项长期而艰巨的任务,需要持续投入、久久为功。各级干部要以此次培训为新的起点,深入学习CIM理论知识,积极投身CIM建设实践,不断提升运用CIM推动城市精细化治理的能力和水平,为建设宜居、绿色、韧性、智慧、人文的现代化城市贡献力量。
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