CIM论文 | 从BIM到CIM——绿色生态城区的智慧实现策略
来源丨《建设科技》2019,(01)
作者丨 孙桦 潘洪艳 韩继红
发布丨 CIM小编
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从BIM到CIM——绿色生态城区的智慧实现策略
孙桦1 潘洪艳1 韩继红2
（1.上海市建筑科学研究院，上海200240；2.上海市建筑科学研究院（集团）有限公司，上海201108）
随着绿色、智慧理念与技术在我国城区建设中的大力发展，BIM已经不能满足绿色生态城区的大量信息流数据处理与管理等任务，CIM（城市信息模型）作为信息化手段逐步成为未来城市建设的引擎力量。本文结合CIM现状和绿色生态城区的发展需求，探索基于CIM理念下的绿色生态城区规划设计、建设施工、运营维护等面向全过程的多维智慧化策略。
[关键词] BIM；CIM；绿色生态城区
2017年12月15日，《上海市城市总体规划（2017—2035年）》获得国务院批复，北京、广州等城市也相继公布2035年城市总体规划。这些总体规划都紧密围绕着绿色、生态、创新、智慧等展开，未来的城市建设将进入一个新的发展时期。然而，绿色生态城区是一个复杂多元的系统，从规划建设到实施运营的过程中，不仅是一栋建筑、一条道路、一块绿地的问题，而是涉及整个城市系统的多阶段、多主体、多信息流交叉协同管理等方面内容。面对日新月异的信息化、智能化科技成果,如何发挥现代化的信息技术手段，助力城市的绿色生态规划与建设，成为目前亟待解决的一个重要问题。
为保障绿色生态城区顺利建设实施，本文在总结多年绿色生态研究与项目经验基础上，通过提升大量数据信息在绿色生态城区各阶段的高效协同处理，打通信息流通道，构建绿色生态城区信息化建设模式，精确高效地为一二级开发主体提供决策，研究基于CIM（城市信息模型）理念下的绿色生态城区规划设计、建设施工、运营维护等面向全过程的多维智慧化策略。
1975年，由乔治亚理工大学的ChuckEastman教授创建了BIM理念，并由JerryLaiserin对BIM的内涵和外延进行界定。其内涵就是通过利用建筑信息模型，实现从规划设计、施工建设到面向运营管理的全寿命期数据共享和专业协同。
美国、英国、新加坡等国家和地区，在政府企业的推动下已初步实现了BIM技术的市场化运作，亚太地区国家的BIM技术虽然起步较晚，但是整体发展势头迅速[1]。我国自住建部发布《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》和《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》，各地住房城乡建设主管部门陆续出台相关BIM的发展规划、标准规范、指导意见等，大力推动BIM技术应用[2]。截至2017年底，国家及地方出台了共10部规划、5部标准指南，在3个省市组建了BIM推广组织机构，如图1所示。
图 1 我国 BIM 相关政策及推广组织机构分布
在绿色建筑的应用方面，BIM可以在绿色设计、材料管理、施工管理、专业信息协同管理、成本控制等功能上实现全过程性能优化与效率提升。同时，绿色建筑评估数字化完全可以通过BIM信息的标准化及列表化进行。
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，共有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，如图2所示。
图 2 上海城市建筑信息模型技术应用试点项目
近年来智慧城市的发展影响，信息化集成在城市规划及建设运营中起到至关重要的作用。吴志强院士在2010年提出城市信息化发展要从BIM走向CIM[3]，此时的CIM=CityIntelligentModel，城市智慧模型，更多体现是智慧城市的信息化集成与协同管理，但是随着BIM在城区各专业领域中的技术推广，结合城市地理信息GIS的技术协同应用，逐步形成了基于3DGis+BIM的场景应用。发展到现在，城市信息模型（CityInformationModeling，简称CIM）就成为以微观建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM）+宏观地理空间数据（Geo-SpatialData，简称GSD）+物联网（InternetofThings，简称IoT）数据进行统一整合模式下的城市动态信息的有机综合体[4]。目前，CIM正不断在城区规划建设中成为新兴技术支撑和运营管理的保障。
作为国内最早起步的绿色低碳技术支撑单位，面对城区中的各种复杂问题，如何智慧化实现绿色生态城区是我们一直在思考的题目。在对既有绿色生态城区项目与标准研究工作总结基础上，提出绿色生态城区的规划建设应从空间、时间和技术三个维度去实现。通过多维CIM平台构建，保障在建绿色生态城区的整体提升与评估管理，并对新建绿色生态城区进行全寿命期智慧构建。
通过CIM空间分析技术，突破传统绿色生态规划思路，形成动态规划设计的实现路径，建立空间规划布局的立体数字城市方案，如图3所示。通过对空间内数据分析、生态模拟诊断，实现快速方案优化，为绿色生态城区规划建设发展提供更加可视化、可感知的规划建设方案。
图 3 基于 CIM的空间布局规划立体数字方案示意
图 4 CIM家族功能应用模块
通过CIM平台，可以快速浏览技术体系，模拟展现任意阶段多种技术实现情景，根据多种空间规划及技术方案情景，分析绿色生态技术适宜性、成熟性、经济性，并提供标准化预评估，最终实现方案的优化！通过模拟分析，择优城区可再生能源、雨水资源的利用技术方案。对于技术目标落实空间中出现的打架问题，绿地景观与海绵设施、屋顶绿化与太阳能光伏等设施，均可以直观诊断分析评价等。图5为上海市绿色生态城区评价标准技术目标。
图 5 上海市绿色生态城区评价标准技术目标
综上所述，我国绿色生态城区已进入快速发展阶段，城区发展需要更加可视化、精细化的建设管理。本文通过研究建立全过程的智慧化绿色生态城区模式，从3D式城市设计快速方案，立体化呈现绿色生态城区空间与技术关系，探索可视化的过程分析路径，动态实施管控建设施工情况与绿色生态城区目标推进程度，提供城区运维阶段活动场景的智能评估和决策响应，作为一种新型信息化手段，势必成为未来城市建设发展的重要手段与引擎力量。
（本文受国家重点研发计划（项目编号：2018YFC0705906）中“需求导向的绿色建筑BIM综合运营平台开发及示范”课题资助）
参考文献
[1] 上海市建筑信息模型应用与发展报告2017年
[2] 上海市建筑信息模型应用与发展报告2018年
[3] 吴志强.从BIM到CIM，从增量建设到智慧协同.第九届规划信息化实务论坛
[4] CIM在“城市未来与智能规划”中的应用.http://citylinker.cn/news/show/1/18
完
