CIM论文 │ 基于CIM的广州市黄埔区市政设施资产管理系统建设与应用研究

随着城市化进程的加快，城市管理和治理面临着越来越多的挑战和需求。为了解决传统智慧城市中的“信息烟囱”和“数据孤岛”问题，实现城市数据采集、共享和利用，城市信息模型（city information modeling，CIM）应运而生。《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》（修订版）对CIM进行了如下定义：“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，整合城市地上地下、室内室外、历史现状未来多维多尺度空间数据和物联感知数据，构建起三维数字空间的城市信息有机综合体。”一些学者认为，CIM平台是城市治理现代化的创新实践，其聚焦于城市规划、建设、管理和治理全生命周期［1-2］。CIM平台具有对市政设施实现全方位、全过程管理的优势，将其应用于市政设施精细化管理有助于提高市政设施的精细化管理水平，并提升城市管理的质量。

CIM不是BIM、GIS、IoT等技术的简单组合或叠加，而是在这些技术的基础上进行深度融合和创新，形成了一个具有“全面的信息集成特征”的新型城市信息模型，该模型是智慧城市和数字孪生城市的重要模型基础。CIM能够管理城市各种数据，包括规划、建设、运营和管理等方面的数据，为城市治理和发展提供数据支撑；能够提供多种功能和服务，如三维可视化、模拟仿真、项目管理、协同工作、数据分析和智能决策等，为智慧城市的各个领域和应用提供模型基础；能够实现城市的数字化和虚实结合，通过物联网技术实现城市感知和动态更新，构建一个与真实城市高度一致的数字孪生城市，为城市敏捷管理和精细化治理提供实体性信息基础设施。CIM具有“智慧城市”与“数字孪生城市”的物理意义，可以提高城市运行效率和宜居度，也可以构建城市实体与数字世界的对应映射，形成虚实一体的数字孪生城市。

为推动新型智慧城市建设和发展，各地纷纷启动或加快了CIM基础平台建设工作［3-6］，旨在构建一个集数据汇聚、服务发布和应用支撑为一体的城市信息管理系统，以实现城市数据资源的共享和开放，提升城市管理和服务水平。在这一趋势下，广州市黄埔区作为国家级新区和自贸区，近年来高度重视智慧共享和数字化建设。《黄埔区新城建实施方案》提出了推进CIM平台建设，并在《黄埔区、广州开发区国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中进一步明确了推动新型智慧城市建设、建设智慧市政和打造面向5G技术的物联网和智慧城市示范区的目标。

黄埔区作为一个经济发达、城市快速发展的区域，拥有大量的市政设施。为了有效管理这些资产，黄埔区运用了新技术和新模式，加强了智能化、数字化管理。目前，已建设6个市政管理系统，分别为市政园林系统、隧道防汛监测系统、市政AI自动分析识别系统、护栏倾倒AIoT监测预警系统、市政视频监控系统和行政办公系统（OA）。这些系统为市政设施的重点区域和黑点部位的管理以及应急监测提供了有效的技术手段。然而，目前存在一个问题是各系统的数据分散在不同的平台和系统中，难以实现统一的数据共享和管理。不同部门的数据库或应用程序可能不兼容或无法通信，导致数据无法集成和共享。这使得市政管理部门难以获得全面的、实时的市政数据，进而影响决策和响应效率。同时，这种分散的数据存储也存在数据安全性的风险，管理和维护多个系统的成本也较高。分散的信息系统建设模式已经不再适应智慧城市目标，同时限制了城市治理水平的提升。

尽管市政设施的体量快速增长，但其管理模式仍然相对传统。目前的运作模式仍以人为管控为主，如手写、口头传递、纸质记录等方式，管理精细化程度亟待提升。传统的人工巡检不仅效率低、易受主观性干扰、人身安全隐患多，同时也使得市政管理部门无法掌握市政设施的实时近况，进而难以高效推动监管工作和后续政策的调整。

传统的市政设施管理存在多方面的问题。首先，动态监管能力薄弱。许多重要设施，如道路、桥梁和隧道等缺乏智能化监控手段，无法及时、准确、全面地了解各类市政设施的实时动态与运行状况。其次，安全隐患预防难。市政设施监管缺乏预警机制，事故抢险、排险、抢修、快速修复、恢复重建、事后报告等工作缺乏信息化系统的支持，决策缺乏科学性，难以提前发现隐患和故障。此外，权属不清、资产不明。市政细分领域多且行业监管部门归口不统一，导致市政设施管理养护存在多头管理的问题；虽然进行了市政设施普查工作，但因缺乏信息化系统的支持或应用系统“烟囱”而导致数据丢失、账实不符等问题。最后，管理粗放、评估考核难。市政管养部门对市政设施的巡查、养护等工作主要依靠纸质单据流转，对故障响应慢、效率低且无法记录处理情况和查看处理进展。因此，建设科学、整体、系统的市政设施管理系统已成为城市现代化发展的必然要求。

2.1.1建设目标

市政设施资产管理系统将整合黄埔区市政设施管理中心现有系统的数据，建立基础数据资源库，实现数据的统一采集、清洗、整理、存储、分类管理和统一交换，构建统一的数据接入规范和数据标准格式，形成资产管理的台账数据。全面汇聚市政设施全生命周期和多类型的数据，实现市政设施的采集录入、巡检、问题受理、分析评估、养护维修和可视化；实现与市政各业务系统的对接，并预留接口对接上级平台。

2.1.2建设范围

市政设施资产管理系统主要是对黄埔区范围内的城市道路、桥梁和隧道等市政设施资产建立标准台账、巡检养护、问题处理、分析评估、可视化全生命周期管理，并从数据规模、病害状况、数据量变化等多个维度对市政设施资产状况进行全景式的可视化展现。

2.1.3建设内容

市政设施资产管理系统的建设内容主要包括：资产标准管理、资产信息管理、资产台账管理、资产条码管理、资产档案管理、资产异动管理、资产评定管理、资产统计分析、资产综合查询和资产可视化10个模块。

1）资产标准管理。参照GB/T30428.2—2013《数字化城市管理信息系统第2部分：管理部件与事件》构建了资产分类标准，将市政道路、桥梁、隧道等市政设施资产按照标准进行分类。

2）资产信息管理。对市政设施资产的信息进行全生命周期的收集、整理、存储、分析和应用，实现数据的规范性和信息系统的有序运行，提高市政设施资产利用率和管理效率，降低运营成本和风险。

3）资产台账管理。对市政设施资产全生命周期中所有相关数据进行汇总，包含资产的基本信息和历史更新记录，同时与巡检养护信息和维修维护信息等进行关联，并包含市政设施附件和档案文件，实现市政设施全生命周期的信息都能够通过资产台账进行检索。

4）资产条码管理。利用二维码技术对市政设施资产进行标识和管理，实现资产实物的全程跟踪管理，提高资产管理的效率和准确性。

5）资产档案管理。对市政设施资产的相关档案进行录入、审核、查看和管理，实现资产档案的规范化和标准化，提高资产档案的完整性和可用性，为资产管理和决策提供数据支持。

6）资产异动管理。对市政设施资产的各种变动进行录入、审核、查看和管理，实现资产状态的及时更新，提高资产管理的准确性和有效性，为资产维护和报废提供数据支持。

7）资产评定管理。对市政设施资产的技术状况进行评价和分级，建立各类市政设施资产的评价指标，利用实时监测数据、专项检查数据、巡检养护数据等，计算资产的技术状况，实现与其他监测系统的数据实时联动，预防风险发生，为资产管理和决策提供依据和参考。

8）资产统计分析。基于黄埔区城市道路养护统计报表制度和黄埔区资产基础数据，设计满足黄埔区各级用户对城市道路和市政设施的统计要求及汇总报表的应用需求。

9）资产综合查询。通过资产数据库全量搜索，按时间、区域、资产类型、管养单位、病害类型等条件进行多维度的综合查询。依托二、三维电子地图，对市政设施进行图层互查、全域搜索，实现资产从报表到二维、二维到三维（部分道路）、三维到属性等多维度信息查询及调阅。

10）资产可视化。基于GIS二维地图，叠加各类市政设施图层，并与隧道防汛监测、桥梁健康监测、高边坡监测、地下隐患监测、市政AIoT等业务系统的设备进行关联。同时，通过与资产CIM模型进行融合，实现了可视化应用。

在市政设施资产管理系统的建设中，数据是至关重要的，数据的质量、完整性、准确性、及时性和安全性直接影响市政设施资产管理系统的效果和价值。因此，市政设施资产管理系统需要建立一套完善的数据管理体系，包括数据采集、数据集成、数据可视化、数据分析和数据管理等环节，实现对市政设施资产数据的全面掌控和优化利用。

1）数据采集。是从不同来源获取市政设施资产的空间信息和属性信息，并将其转换为标准化的数据格式。

2）数据集成。将从不同来源采集的市政设施资产数据进行整合和融合，形成一个统一的数据体系。

3）数据可视化。将集成后的市政设施资产数据在二维地图或三维模型中进行定位和展示，并提供多种交互方式和视角切换。

4）数据分析。利用数学、统计学和机器学习等方法对市政设施资产数据进行挖掘和处理，提取其中的规律和知识，并生成可读性强的报告或图表。

5）数据管理。通过CIM平台对市政设施资产的状态、故障、巡检等信息进行可视化展示和分析，以及对市政设施资产数据库和市政设施资产管理系统数据库进行同步更新。

基于CIM的市政设施资产管理系统为黄埔区的市政设施资产管理提供了一种创新的解决方案，其充分利用了CIM技术的优势，为黄埔区新型智慧城市建设和发展提供了重要的支撑和保障。首先，通过多种方法对市政设施资产数据进行处理、展示和分析，提高了市政设施资产数据的质量和价值，为市政设施资产管理提供了数据支撑。其次，通过多个模块实现对市政设施资产的全生命周期管理，与市政各业务系统对接并结合物联网技术，提高了市政设施资产管理的效率和水平，进一步提升了业务办理和市政设施资产运行的效率、质量、安全性和可靠性。最后，通过与CIM基础平台、数字孪生技术和互联网技术的融合，该系统能够为城市治理、公共服务、城市规划设计、工程建设优化、运行风险预防等领域提供空间智慧支撑，同时实现了与市民群众进行在线服务和互动沟通，进一步提高了市政设施资产服务的能力和水平。

智慧市政建设是广州市黄埔区新型城市基础设施建设项目的重要部分，而市政设施资产管理平台是智慧市政建设的重要环节，其利用CIM技术构建全面的城市信息模型，建立市政设施资产管理“一张图”，实现了“信息孤岛”的打通，解决了市政设施资产底数不清的难题，完善了“大市政”的数据家底。为了确保智慧市政建设的顺利推进，政府、公众和企业等多方参与至关重要。在项目建设过程中，需加大市政设施管理的财政支持力度，加强市政设施管理人才队伍建设，健全公众参与机制，引导企业积极参与智慧市政建设，多方合力推动市政设施管理数字化发展。市政管理部门应倾听多方意见，结合工作实际，立足当下，着眼长远，推动黄埔区市政设施管理的高质量发展，提高市政设施管理的质量和效果。同时，也应正视CIM技术在数据采集、存储、融合、处理、管理等方面所面临的困难，不断探索新技术、新方法、新模式，提高数据的规范性、标准性、安全性，以此提升CIM技术在智慧城市中的应用水平和价值。

［1］党安荣，王飞飞，曲葳，等.城市信息模型（CIM）赋能新型智慧城市发展综述［J］.中国名城，2022，36（1）：40-45.（DANG A R，WANG F F，QU W，et al.City information model supporting the development of new smart city［J］. China ancient city，2022，36（1）：40-45.）

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