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从建筑信息模型到城市信息模型

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  摘 要:随着城市化的深入,在建筑工程领域一系列城市信息化模型技术运用而生,从建筑信息模型到城市信息模型,一个比BIM更宏大的技术概念——CIM(City Information Modeling)正兴起。基于“BIM+GIS+物联网”等信息技术手段的数字化城市发展需要运用长期积累的丰富BIM建筑建造设施模型资源。随着CIM技术的到来,将为BIM发展提供更多可能。
  关键词:BIM;CIM;智慧城市
  
  改革开放以来中国城市化发展速度迅猛,据统计到2050年我国城市化率有望达到80%。在城市化快速发展的同时,不免暴露的问题也日益显现,智慧城市概念的出现可以有效应对城市发展中暴露的例如人口增长,交通拥挤,资源短缺,医疗教育分配不均等各种难题。如果把智慧城市信息模型(City Information Modeling)比喻为一个有机体,建筑信息模型(Building Information Modeling)就相当于把单个建筑作为城市的细胞。
  1 相关理论
  1975年,被誉为“BIM之父”来自乔治亚理工大学的伊斯曼(Chuck Eastman)教授最先创建了BIM理念,在其研究课题“Building Description System”中提出“a computer-based description of-a building”,这一概念的初衷是为实现建筑工程的可视化分析,便于量化分析,进而提升工作效率,它是一种新型实用工具。BIM能够在三维模型的基础上实现协同工作,可以弥补CAD作为二维模型无法提供的很多空间和属性信息,作为一种新型建筑工程管理模式,为行业人员提供了一种全新的工作模式,在提升效率的同时也实现了可视、形象、便捷,顺畅沟通的效果,为人们提供了一种新型的思维方式。BIM的强大功能将为建设行业从业者提供强大的设计功能。就像手机一样,从最初的通讯工具,经过加入QQ、微信、拍照、GPS、导航、手机银行、购物、支付等功能后变成了人类器官的延伸,相信BIM完全具有成为人类一种思维方式的潜质。
  城市信息模型(City Information Modeling)简称CIM,是一个有机的复合体,它基于城市信息数据构建三维城市空间模型和城市工程建设信息。2015年,同济大学吴志强院士提出了城市智慧模型。要解决智慧城市的问题,依靠单个小区的建筑信息模型是远远不能满足智慧城市发展需要的,还需要集合各种BIM信息,运用GIS物联网等技术构建一张相互联系的CIM才是城市发展的未来。
  20世纪90年代,中国开始研究3DGIS,当时目的是实现建筑行业数字化,实现建筑和场景的数字化表达,以便将现实的建筑信息展示在屏幕上。21世纪初,数字化已经不能满足人们的需求,逐渐转变为信息化,信息化在屏幕上展现的同时,还加入了属性以及关联信息。近年来,信息化实现了跨部门,跨学科的融合,真正将信息技术应用于生产以及生活领域。在未来无论我们的方向如何改变,大数据,综合管廊,海绵城市等相关的城市信息技术,其核心必然都将是关于城市信息模型信息的合理高效利用的。
  2 发展现状
  当前BIM 已经开始从建筑逐步向城区各领域中应 用。以上海为例,2016 年 1~6 月底,共5批62个项目入选上海市建筑信息模型技术应用试点项目。涵盖了城区各类型建设项目,其中电力设施2 项,民防设施1项,交通基础设施19项,商业、商住、办公、保障房项目12项,市政工程5项,水利设施6项,文化教育、体育9项,医疗卫生、养老8项。[2]
  在智慧城市、智慧管网等新型技术应用于各地城市建设时,推广云计算、物联网、大数据、地理信息等全新产品技术,通过大数据时代地理信息云平台建设关键技术、三维 GIS软件技术进展、智慧城市改变未来生活、无人机倾斜摄影在测绘中得到应用,[3]各地政府也可以相互分享智慧城市建设的新理念、新模式、成功的经验,共享云计算、大数据等智能化前沿科技的创新应用成果。
  目前各城市正在着手建设例如电子政务云平台、市民综合服务平台、完善和加强无线城市等智慧应用项目。以山东省枣庄市为例,实现政府引导与市场运作有化结合充分发挥政府引导作用,在重大工程、项目建设等方面给予引导,在组织和制度保障方面设计完善,为智慧枣庄庄建设创造良好发展环境,[4]逐步更新城市建设理念,合理有效整合城市资源,采用新技术,新方法建设智慧城市,实现城市信息资源共享。
  3 平台构架
  CIM的实现需要如下前提:
  (1)城市基本信息,包括建筑模型,模型信息,建筑物个体信息,交通和土地等其他信息。
  (2)建筑物内部信息,包括内部结构以及对应建筑部件的信息,如材质信息,建造年限,造价以及运维状况等信息,根据用户权限划分相应权比如提供安防及运维能力等的信息。
  (3)物联网信息,包括城市各地主要视频监控信息,这种检测信息,信号灯信息以及各主要停车场等信号信息。
  4 结语
  应用CIM技术的智慧城市的发展需要政府做到精细化管理,让城市向着智慧型、实用性、互联互通融合发展的态势发展是现代城市居民的愿望,也是提高市民生活品质的保证。CIM技术的发展因其协同性强,模拟程度更为广泛,层级较高在城市建设工程中脱颖而出。CIM的发展将有效避免现在城市出现的如重复建设、信息烟囱、数据孤岛、缺乏顶层规划等一些列问题,[5]这将使得智慧城市实现技术落地。
  参考文献:
  [1]BIM市场发展空间广阔——中国BIM产业市场规模预测与前景分析报告[J].施工企业管理,2017(05):66-67.
  [2]孙桦,潘洪艳,韩继红.从BIM到CIM——綠色生态城区的智慧实现策略[J].建设科技,2019(01):52-55.
  [3]原有军.太原举办2016山西智慧城市建设与应用技术研讨会[J].经纬天地,2016(03):84.
  [4]种跃飞.枣庄市智慧城市建设研究[D].山东大学,2017.
  [5]包胜,杨淏钦,欧阳笛帆.基于城市信息模型的新型智慧城市管理平台[J].城市发展研究,2018,25(11):50-57+72.
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