CIM论文 │ 基于CIM的城市更新应用场景探索

2020年10月，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标的建议》，首次将“城市更新”写入五年规划。2023年7月，《关于扎实有序推进城市更新工作的通知》提出要发挥城市更新规划统筹作用，创新城市更新可持续实施模式，明确城市更新底线要求，表明国家已高度重视城市更新工作，然而，如何运用好现有技术手段，在城市更新的全过程决策和管理中为决策者提供参考依据是值得研究的课题，本文结合城市信息模型(CIM)，运用人工智能技术，探讨构建城市运行体征感知体系，引入大数据和AI挖掘分析手段挖掘城市问题根因，让数据和模型赋能城市治理，是实现从管到防转变的有效手段。

城市信息模型（City Information Modeling，CIM）全面整合数据分析、数据管理和数据显示，实现城市基础设施、城市管理、生态环境、公共安全、民生工程、应急管理等关键领域的实时可视化监督，全面模拟数字城市，是新型智慧城市建设的核心支撑。城市信息模型通过积累城市级决策和建设过程的详细数据，可以支持新型智慧城市的建设，确保未来的运营和维护，实现智慧城市的管理和运营。城市公共空间采用量化管理标准和智能化管理手段，实施标准精细、服务到位、运营高效的城市精细化管理。

目前，广州市已建成全国首个CIM基础平台，形成全市一张“三维数字底图”，并开展多项加强城市精细化管理推进城市治理现代化的应用探索，为广州城市的规划、设计、建设、管理、运行全过程提供有力支撑，广州CIM平台构建了全市域7434平方公里三维地形地貌，完成1300平方公里城市重点区域现状精细三维模型建模工作，积极推动新建项目BIM入库，目前共汇聚了超过900多个BIM单体模型，按照《广州市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》和《广州市基于城市信息模型的智慧城建“十四五”规划》要求，广州市会持续推进CIM平台建设工作。

广州市在CIM平台的典型应用有：CIM+智慧工改、CIM+智慧工地、CIM+城市更新、CIM+桥梁健康、CIM+智慧社区、CIM+智慧园区等。

2022年7月，《新一代人工智能发展规划》将人工智能上升为国家战略，人工智能产业已经进入全球价值链高端，新一代人工智能在智慧城市、智能家居、智能安防、智慧教育、智能制造、智能农业、智慧交通、智能医疗、智能机器人、国防建设等领域得到广泛应用。

（1）人工智能赋能智慧基础设施建设

在城市更新的基础设施建设中，运用人工智能技术，从而达到智慧管理效果，广州市在智慧供水、智慧排水、智慧电力和节能改造、燃气智能化、智慧综合管廊、通信管廊、智慧灯杆等基础设施建设上通过物联网技术，运用信息化和人工智能手段，打造了一批智慧基础设施应用，目前，已上线运行的有智慧水务云平台、智慧排水信息系统、城市燃气智能化管理、地下管线综合管理信息平台等。

（2）人工智能赋能智慧社区建设

聚焦业主的舒适、健康、安全、运动、娱乐、养老、教育、居住、日常生活、出行、公共活动、社会服务、购物等需求，发挥CIM平台的支撑作用，应用信息化手段，建设智慧社区，通过对接摄像头、物联网烟感器等物联传感设备，对乱扔垃圾、高空抛物、霸道占道、烟雾状态、人群异常聚集等进行实时监测，发出警报并推送给管理者，由社区管理者进行闭环跟进处理。人工智能不仅助力智慧社区建设，还可赋能智慧社区管理，通过人脸识别、智能巡检、智能平台等人工智能技术引入，将传统社区运营管理智慧化。

（3）人工智能赋能智慧工地

应用物联网技术，对建筑施工现场人员、机械设备、材料、环境等各个方面的实时监测和智能管控，通过大数据分析，从而减少人为因素干扰，提高安全生产水平和工作效率的目的。其中较成熟的技术有智能视频监控、智能设备监控、智能环境监测、智能安全监管等。目前，广州市实现了对全市2000多个工地的综合监管，可以对安全施工、工程质量、日常执法、文明施工等方面的智慧化管理。

（4）人工智能赋能智慧城市管理

在城市管理的日常监测监管过程中，需采集不同部门的相关资源，基于经济运行、社会治理、市场监管、环境保护、公共服务、营商环境等不同主题的动态真实数据，结合时空信息建立多维度阈值触发规则，监控各类焦点事件的状态，关联分析告警数据，结合预警模型进行风险研判，确定警告风险级别，提前进行可视化告警。深度融合物联感知、AI识别和人工智能等技术，对城市关键信息进行全时段监管，对各类异常事件进行自动感知、关联分析和实时预警，实现全域态势的智能感知。在城市管理决策时，需从各主题的痛点出发，以业务场景为抓手，整合不同部门、不同领域的数据，进行对比分析、趋势分析、预测分析，运用人工智能技术为城市的智慧化以及精细化管理提供决策依据。

（1）城市更新业务办理系统

系统以标图建库、项目储备库、片区策划方案、项目实施方案、方案审核备案等城市更新业务流程，实现对各级城市更新管理部门业务全流程信息化办理，功能涵盖业务创建、接办、审批、移交、督办等，同时，配套实现基础数据展示、策划方案浏览、现状分析、规划分析、地图管理、图文交互等。

系统完成了城市更新业务办理流程的信息化，运行至今服务了全市826个办理项目。系统基本实现设计的各项业务办理功能，但为更好地服务全市城市更新工作，需要进行升级改造，如数据展示模块、片区策划方案部分等。

（2）城市更新“片策通”

“片策通”面向城市更新片区策划项目编制成果，提供智能化辅助审查和策划评估功能。智能化辅助审查根据策划方案编制的要求，对编制成果提出审查规整意见，并进行全流程在线化编制程序跟踪管理。策划评估基于8大类基础数据，进行估算基数设置、复建工作量估算、规划投资估算，为城市更新项目改造成本核算提供参考。

系统辅助审核功能将持续进行优化，进一步增强“片策通”的辅助审核作用，能够做到审核过程的追溯，将片区策划的审核重点，以GIS图文结合的方式进行列表式、菜单式审核打勾。

（3）CIM+城市更新综合管理专题

系统支持城市更新项目从全市、区也可下钻到具体每个项目进行全生命周期的数据集约化管理及展示。

目前系统框架已经搭建，后续将完全打通对接系统和业务数据，实现城市更新项目从项目储备库、方案编制批复、项目实施、项目验收等全生命周期的集约化管理。

（4）城市更新一张图

系统支持标图建库、项目储备库、片区策划方案、老旧小区等业务信息的各类数据多方式查询、多维度分类统计，可对业务全生命周期办理过程进行综合监管和流程回溯。

目前系统已接入全市21296个标图建库、826个项目储备库、824个老旧小区以及5个片区策划方案数据，实现了城市更新业务数据业务总览。后续将持续完善资源数据接入，如四标四实数据、城市更新基础数据，并实现基于多源数据的专题分析功能。

系统集业务协同、项目进度监管督办、项目改造全流程、通知公告发布、工作任务统计展示于一体，实现了对城市更新改造项目执行情况全面监管，促进了城中村改造项目有序推进，进一步将项目转化成地区经济发展动力。

系统基于全市老旧小区底数成果，完成市、区、街道的三级联动统筹，实现老旧小区改造项目建设统一生命周期监管、老旧小区改造项目建设“一盘棋”总览和“一张图”展示。系统已经实现对全市老旧小区改造项目建设统一生命周期监管，并且可联动下钻到市区街道三级，并融合了完整居住社区的大屏展示模块，可以接入CIM平台直接展示。

（1）信息孤岛问题

目前广州市在城市更新方面的各个系统相对独立，各自完成对应的功能，CIM+城市更新综合管理专题就是想打通各系统之间的孤岛信息，确保信息数据互通共享，当然打通的不只是城市更新类的信息系统，还应该打通智慧工地、工程监测、消防验收等各类相关联的信息系统数据，把信息数据充分应用起来，突破信息壁垒，形成基于CIM的全生命周期管理系统。

（2）指标缺少评价体系

城市更新的建设缺乏一套指标管理体系和方法，导致城市更新业务指标体系难以管控。目前广州市对城市更新项目的评价还是人为的设置评分体系，区分度小，并且打分的界限也不能做到完全客观，如果在系统中能够通过对历史数据的分析和挖掘，生成一套依托于历史经验的评价体系，将对城市更新的项目管理有较好的决策支撑作用。

（3）业务风险难以预警

缺乏有效的预警手段，难以实现城市业务体征快速感知与自动预警，城市运行出现异常问题时，不能预先研判，没有提前感知功能。

（4）业务重点缺少呈现方式

没有针对不同层级、不同部门用户的权责属性、关注重点，为其量身定制业务分析报告的能力，领导面对繁多的城市运行体征数据，难以及时获取重点关注信息。

（1）优化CIM+城市更新综合管理专题，形成城市更新全生命周期管理系统

通过对城市更新项目的实时监测、感知与预警，并汇聚相关数据，基于数据感知与决策支撑平台，构建城市更新运行感知指标体系，构建“1+N”专题场景分析体系，包含1个城市更新体征总体运行态势、N个城市更新专题场景，围绕城市更新各领域核心业务，进行数据汇聚、态势感知和分析预警，N个场景聚焦城市运行的各项复杂场景或疑难问题，提炼场景业务中的核心难点堵点，通过数据实现发现问题、分析问题、解决问题的闭环。并通过大屏、中屏（电脑端）、小屏（手机端）三端进行直观呈现，为领导决策提供科学精准的数据支撑。

持续完善CIM+城市更新综合管理专题，将广州市城市更新综合管理系统、城中村改造督办系统、老旧小区改造项目建设统一生命周期监管系统的数据汇聚到CIM平台，实现城市更新项目的二三维一体化展示，并打通联合审图系统、融合监管系统、人防审查系统、消防设计查系统、预售系统、物业管理系统、租赁备案系统等相关系统的数据，串联城市更新改造前、中、后期全生命周期流程管理，实现城市更新全链条、全项目、全类型、全流程、全业务数据的集约化管理和展示。

（2）全面构建城市更新综合指标体系，提供实践成效衡量准绳

通过对城市更新各管理领域的核心指标进行态势监测与可视分析，以及历史运行数据的分析，加强对城市更新各领域的信息感知能力，构建城市运行体征感知指标体系，通过大数据和AI挖掘分析发挥数据的价值，搭建风险预警模型，形成有效的预警机制，对城市问题进行预测、预警，提前预防，做到“负一秒”感知发现，实现城市治理工作由被动响应向主动预警处置转变。管理人员可结合预警模型进行风险研判，确定风险级别，并启动相应的应急预案，来提升对安全风险的管控力度和对突发事件的处置效率。

围绕城市更新项目前、中、后期的关键节点，汇聚历史和实时数据，通过大数据和AI挖掘分析技术构建共性指标框架体系，提供全面量化的城市更新项目成效分析图谱，宏观上直观展示城市更新指标总体执行情况，微观上精准分析具体项目实际问题和原因，并可以设置焦点事件设置阈值警示，智能预警风险事件，为城市更新项目科学决策、资源协调、政策制定等提供参考依据，为城市更新实践成效评估评定提供衡量准绳。

（3）着力打造城市更新大数据分析图谱，支撑城市更新科学决策

基于信息化系统内的城市更新基础数据，结合城市更新其他相关数据，着力打造城市更新大数据分析图谱，支撑城市更新工作科学决策和前瞻谋划。依托CIM基础平台和领导驾驶舱，打造基于CIM的城市新大数据分析图谱，实现全市城市更新完成一区一策和一村一策精细化改造工作。

如基于城市更新基础数据，结合城市体检、城中村体检、自建房、经济产业、人口、专题POI等数据，建立数据挖掘分析模型，可实现空间格局、产业布局、人口结构等专题专章大数据分析。再如，在城市规划中利用城市地理、人口流动性和社会经济数据，结合交通条件、居民中心区已经规划重点等情况，通过对抗网络的机器学习方法，生成土地利用配置方案。再如，通过人工智能模拟城市交通，结合处境脆弱者、妇女、儿童、残疾人和老年人的需要，为城市管理者和规划者设计实现城市的包容性赋能，在建设“包容城市”方面发挥作用。

城市更新工作是落实“国家治理体系和治理能力现代化”的重要工作之一，是城市高质量发展的重要举措。基于CIM平台，建立实时精准的城市更新数据体系，深挖城市治理数据价值，为城市更新业务提供数据支撑，借助地理信息系统、大数据、AI技术、物联感知等技术，构建城市更新全周期数字化管理平台，提升城市治理体系和治理能力现代化水平，为决策者提供决策依据。

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