为支撑中新天津生态城“1+3+N”智慧城市体系建设,本项目针对生态城建设与管理特征,研究建立表达和管理城市三维空间全要素的CIM基础平台,并基于CIM平台数据挖掘,开展覆盖城市规划-建设-管理全流程的智慧系统建设探索。
一、实施背景
2019年11月5日住建部发布了《住房和城乡建设部关于中新天津生态城有关支持政策的函》(建科函[2019]180号),函中提到“支持将中新天津生态城纳入城市信息模型(CIM)平台建设试点”。生态城以工程建设项目BIM报建为切入点,在现有生态城业务平台和数据汇聚平台的基础上,完善收集全区范围内各类地上、地下的现状和规划数据等构建三维城市底板,搭建CIM平台,建设具有CIM平台支撑的智慧建设系统应用,积极探索CIM平台服务智慧城市应用场景价值。
二、实施目标
建设支撑生态城建设业务全过程流转的完整CIM平台,建立覆盖生态城全空间的三维数据底板,打造反映生态城建设过去、现在和未来全时域的智慧建设应用场景,积极响应住房和城乡建设部关于“探索建设智慧城市基础平台”试点的要求,深度开展CIM平台数据挖掘与应用拓展,服务生态城整体智慧城市建设。
三、建设内容
中新天津生态城CIM平台建设,主要包括CIM三维底板、CIM基础平台、智慧业务系统三大部分。
项目总体架构
(1)CIM三维底板
创新构建了全空间、全要素、全域信息融合的三维智慧城市底板,与物理世界逐一映射,模型精度分层分级。截至2023年底,建设了覆盖全域的三维底板数据中心,涵盖全部公建类BIM模型26个、三维建筑模型房屋粗模约7000栋、精细模型约5400栋,共约815万平方米,此外还建设了10大类管线约338万米三维管线模型。
BIM建筑与地质体模型融合展示
(2)CIM基础平台
以二三维地理信息服务为基础,以构建标准规范和操作规程体系为保障,实现各职能部门和平台公司之间数据互联、资源共享、高效协作。在技术层面,通过融合物联网实时数据、各类三维数据和空间大数据,搭建数据汇聚与治理系统、全息展示与查询分析系统、共享与服务系统和运维管理系统等功能模块,为各种智慧应用系统提供坚实支撑。
CIM平台门户系统中全息城市展示
(3)智慧应用系统
依托CIM平台建立八大智慧应用系统:城市规划系统、土地管理系统、城市建设系统、房屋管理系统、地下管线管理系统、绿色建筑能耗监控系统、智慧工地管理系统、海绵城市管控系统,实现建设业务全覆盖。
四、实施成效
中新天津生态城智慧城市CIM平台及应用建设项目主体内容CIM平台全息城市展示系统、BIM规划报建系统、城市建设系统、绿色建筑能耗监测系统等陆续投入试运行,拓展了CIM基础平台在城市规划建设管理领域的示范应用,构建了丰富多元的“CIM+”应用体系,推进城市信息化、智能化和智慧化。
●以CIM平台促进建设项目审批服务制度改革
重点建设满足规划、土地、建设、管理、运营全生命周期和未来智慧城市需要的CIM平台,以CIM技术形成城建信息数字载体,深化工程建设项目审批制度改革。运用无人机、人工智能等相关技术,通过流程整合与再造,以三维模型为载体,加载BIM三维空间虚拟建筑与实体建筑的映射关系,在此基础上研发基于BIM三维视图的规划审批服务平台,提高审批效率和智慧化水平,提高规划建设管理服务的精细化水平,进一步优化营商环境和创新环境,提升城市的数字化治理能力和城市管理的精细化水平。
●勾画城市国土空间规划一张蓝图
深入学习新加坡在智慧规划方面的先进经验,同新加坡国家发展部交流合作,打造基于CIM平台的的城市规划系统。整合城市基础信息、城市规划和大数据信息等资源,实现一本规划、一张蓝图,解决现有各类规划自成体系、内容冲突、缺乏衔接等问题。实现优化空间布局、有效配置土地资源、提高空间管控和治理能力,分析并进行汇总、建模和评估,使城市规划更加智能化和科学化,为城市设计提供决策支持。
●以CIM平台助推城市建设管理高质量发展
平台建设聚焦如何提高政府效能,通过构建全域数据整合、职能整合和资源整合,形成了面向未来的一体化发展环境。以CIM平台为基础,将城市规划、建设、运维数据叠加在一起,实时掌控城市脉动,融合全生命周期管理意识于城市建设管理的方方面面,初步实现了“一张底图管全部”。
五、特色亮点
生态城CIM平台,是以建设全生命周期治理为目标,进行了城市基础设施数据模型深度融合,建立统一的三维实体数据模型。在空间维度上,涵盖了全域范围内每一个建筑模型及公建类建设工程地上、地下、室内、室外的硬件数据。在时间维度上,它记载了生态城从2008年开工至今的全部历史建设数据,并且可以延伸和推演出2035年规划期内的发展情景。在专业维度上,它囊括了规划、土地、建设、房管、工地等各个专业领域的业务数据,打通了各个职能部门之间的数据壁垒。基于以上物理与业务实体,CIM平台打造了全空间、全要素、全域信息可连接的三维实体数据模型,具有物理世界一一映射、精度上分层分级、具有唯一身份编码、结构化的特点。
同时,生态城CIM平台强调应用至上。基于日常管理的业务需要,目前在CIM平台之下共开发了八个智慧应用,包括规划、土地、建设、房管、工地五个主要业务领域和地下管线、绿色建筑、海绵城市三个特色业务领域。
城市规划系统,推动生态城规划高效管理,提高规划方案智能决策水平,实现空间规划动态评估与实效监测;构建建设项目管理智慧生态链,推进智能建造与建筑工业化发展,实现工程审批改革提速增效,提升城市建设管理服务水平。
土地管理系统,服务于土地的供应、监管与分配等全流程土地管理,实现土地相关部门日常工作的数字化、长效化和智能化,提高土地资源利用率,为征地和土地登记发证提供决策依据,为公众提供高质量、高可靠的服务。
城市建设系统,实现由平面二维数字化底图向立体三维全景式的时空虚拟空间展示的转变,监测城市建设动态过程,创新对建设项目计划、进度、造价等方面的管理方式,促进建设全生命周期的管理智能化。
房屋管理系统,主要解决房屋业务数据的智慧化和可视化管理问题,采取了业务规范、数据汇聚等手段,将房屋全生命周期中的应用系统在统一数据标准上进行整合,建设一个技术先进、数据完整统一的房屋基础数据库和数据共享体系,实现建设业务部门内部房产信息资源的高效共享、业务协同和监管有序。
智慧工地系统,利用物联网、云计算、移动通讯、GIS等技术,通过对施工过程“人、机、料、法、环”各关键要素全面感知、互通互联、智能协同,通过对视频、塔吊、施工电梯、扬尘监测等施工设备生命周期全过程追踪记录,实现设备数据监测、报警统计分析、离线分析,打造人员、安全、监管、服务及智慧物联于一体的智慧工地管理平台。
地下管线管理系统,使地下空间的设施、隐蔽工程的位置、信息三维可视化,为各管网系统和设备赋予空间位置信息,丰富原有仅通过编号或文字描述设备的单一方式,使管理部门可以直观对地下空间设备设施动态管控,实现地下空间精细审批管理,突发事件敏捷高效处置,大幅提升地下空间管理水平和公共服务能力。
绿色建筑能耗监测系统,用于解决生态城发展中绿色建筑信息展示及建筑能耗统计问题,同时对单体建筑能耗进行监控,综合反映建筑运行水平。
海绵城市系统,主要利用海绵城市的各项指标数据及各管控片区实时监控数据,采取层层把控的管理措施以确保海绵城市管控指标得到落实,展示了海绵城市的实施效果。