CIM论文 | 基于CIM新型智慧城市管理平台可\n扩展性架构设计探究
来源丨土木建筑工程信息技术. 2021,13(05)
作者丨陈晚璇
发布丨CIM小编
本文字数:2429
阅读时间:4分钟
基于CIM新型智慧城市管理平台可扩展性架构设计探究
陈晚璇
(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海200092)
目前,在建筑以及市政工程项目领域,建筑信息模型技术(Building InfonnationModeling,简称BIM)作为建设以及运维项目管理工作过程中的信息化管理工具,得到了广泛的应用。它借助前沿的计算机技术以及信息技术,对现实世界进行虚拟世界的模拟和呈现,并进行信息集成,基于此对工程项目进行多角度、多方位的协同管理,助力工程项目的质量与工期保障、成本节约以及智慧化运维管理,助力实现项目的设计、施工和运维的一体化全生命周期管理。
而城市信息模型(CityInfonnationModeling,简称CIM)的概念基于建筑信息模型(BIM)技术而兴起,它将BIM对建筑完整信息数字化建模,用于设计、施工、使用、维护全生命周期管理的概念,扩展到了城市领域⑴,提供各个BIM单体之间连接网络管理能力、空间分析能力以及大规模建筑群的BIM数据管理能力⑵,并以城市信息数据为基础,建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综合体⑶。它期望提供一种有效的方法,以组织描述城市的信息逆。建设基于CIM的新型智慧城市管理平台的目的在于,打通传统城市中各部门的数据孤岛和信息烟囱,减少沟通成本和平台的重复建设,建立在城市管理中实现政府各机构与社会业务协同网,支持城市规划、设计、运行、管理等多部门多领域的信息互联互通与协同工作管理需求的满足,支持监督、检查、调度、分析、预测与决策等需求的实现,全面提高政府的公共服务能力和城市治理模式⑸.
当前,在积极推动智慧城市建设的国家政策背景下,基于CIM的新型智慧城市管理平台的建设尚处于起步阶段,因此,在此类平台架构顶层设计层面需要根据业务特点具备前瞻性和预见性,才能有效满足平台后期可扩展、可复用、可维护性、可持续发展的需求,真正避免重复建设,使平台有效服务于城市治理,并提供有效城市信息价值。然而,目前国内外对于此类平台的建设方式尚缺乏深入的研究,多数停留在对于相关概念的描述以及对于相关技术的罗列上,鲜有对于具体所面临的细节问题进行探的文章。本文就此类平台建设过程中的可扩展性方面进行探讨,并尝试提出解决方案,供平台建设的一线工作人员以及城市管理决策者、相关部门参考。
可扩展性架构的内涵
软件架构的可扩展性,从广义上讲,是指降低因平台为实现新的需求进行的修改而对平台已有其他功能的影响。对于随着时间规模会不断增长、数据体量不断增大、业务复杂度不断提高的软件平台而言,需要首当其冲考虑的主要有数据存储、并发等容量和性能方面的问题,以及业务复杂性方面的问题等,如果在顶层架构设计之初没有对这些问题进行充分考虑,会影响到业务的交付能力,使重构变成常态,浪费大量人力物力财力。
可扩展性作为制定软件架构设计的重要指标之一,是平台业务增长时对于增加系统负载问题的必要解决方案。理想的情况下,一个高可扩展性的软件平台,资源的使用应该随着负载线性增加,而不是呈指数型增加⑹。可扩展性主要包括应付以下三方面的增长:不断增长的数据管理需求、不断增长的终端用户需求和不断增长的功能类型需求⑺。要提高一个软件平台的可扩展性,需要在了解业务需求与特点的基础上,选择适应于当前软件平台业务特点的最佳方案。
可扩展性架构的设计方法
基于CIM新型智慧城市管理平台基本特点与需求分析
基于CIM的新型智慧城市管理平台作为服务于政府的大型三维可视化管理平台,在考虑其可扩展性设计时,所需要考虑的属于此类型平台的专有特点以及相应的需求如下:
(1)业务链条复杂、繁多且长。平台在顶层设计之初需要将业务链条梳理清晰,支持各有关部门单位进行在线协商、意见跟踪、信息共享与矛盾协调,并对未来的业务扩展需求进行前瞻性考虑,并在平台软件设计上对此纳入考虑、预留接口,并考虑到并发需求的承载力;
(2)所管理的物理空间跨度和广度大,所需存储的数据种类繁多、总量巨大,并有多种具有实时更新需求的数据种类,例如物联网(IoT)监测数据等。因此平台需要对于海量多维数据能够进行有效的存储与归类分析,面对高并发的海量并发的要选取优秀的大片区三维渲染引擎,展现流畅清晰的虚拟空间显示界面,提高平台的服务质量;
(3)所对接的口径多,尤其是法律法规标准、管理指标口径多;现有各部门数据孤岛、信息烟囱林立。因此相关业务数据交付标准的制定、数据清洗的工具的开发和完善、与现有的平台系统的对接与取舍迫在眉睫,需要各单位的多方协调工作,为平台的数据库设计和业务流程标准化做出铺垫性工作。
在以上的三类需求中,设计出合理的软件可扩展性架构是满足前两类需求的必要不充分条件。下面,本文将对如何进行针对此类平台的可扩展性架构设计做出探讨与分析。
管理平台的可扩展性架构需求分析
可扩展性架构设计的方法分析
基于可扩展性需求的平台开发方式选择
结论
[1]新京智库.最关键的4个词,看清2020年智慧城市发展趋势[EB/OL].(2020-01-10)[2020-08-02].
[2]搜狐.随BIM而至的CIM是什么?中日两国解读竟完全不同[EB/OL],(2018-07-20)[2020-08-02].
[3]中国建设新闻网.贺可嘉:代码标识体系赋能智慧城市建设[EB/OL].(2020-06-29)[2020-08-02].
[4]耿丹,李丹彤.智慧城市背景下城市信息模型相关技术发展综述[M].中国建设信息化,2017(15):72-73.
[5]程大章.智慧城市顶层设计导论[M].科学岀版社,2019.
[6]腾讯云.「可扩展性」可扩展性最佳实践:来自eBay的经验教lfl|[EB/OL],(2018-12-19)[2020-08-02]
[7]王长生.软件可扩展性设计与实现[D].成都电子科技大学,2006.
[8]广州市住房与城乡建设局2019年广州市城市信息模型(CIM)平台项目(CZ2019-1771)[R],2019.
[9]阿博特(MartinL.Abbott),费希尔(MichaelT.Fisher).可扩展的艺术[M].陈斌译.北京机械工业出版社2009.
[10]钟华.企业IT架构转型之道[M].北京机械工业出版社,2017.
[11]徐旻洋,高承勇,周向东,等.基于微服务架构的大型建筑设计企业生产业务平台构建[J].土木建筑工程信息技术,2019,11(3):89-95.
[12]信息化和软件服务网.大数据GIS赋能数字挛生城市[EB/OL](2019-12-12)[2020-08-02].