利用BIM技术推进智慧城市管理

一、BIM技术简介

1、BIM是什么

BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling）。BIM的概念是近几年从国外建筑业界引入国内的，因其具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性的特点得到业界的认同和肯定，不同于普通的三维模型，BIM模型是一个信息模型，具备信息集成的功能，可以把建筑、施工、管理、运维等涉及建筑全生命周期的各方面信息集成到建筑模型中这些信息，目前在国内各大中城市已经得到一定的认可和推广。

2、国内外发展现状

BIM应用始于美国，美国总务管理局于2003年推出了国家3D-4D-BIM计划，并陆续发布了系列BIM指南。

美国联邦机构美国陆军工程兵团在2006年制定并发布了一份15年（2006-2020年）的BIM路线图。

2009年，美国威斯康辛州成为第一个要求州内新建大型公共建筑项目使用BIM的州政府，德克萨斯州设施委员会也宣布对州政府投资的设计和施工项目提出应用BIM技术的要求。

2010年，俄亥俄州政府颁布BIM协议，日本的国土交通省宣布推行BIM技术。目前日本BIM应用已拓展到全国范围，并上升至政府推进的层面。欧洲、韩国也已有多家政府机关致力于BIM应用标准的制定。在建筑这些集体“运动”的事业中，BIM正引发一次史无前例的彻底变革。[1]

我国工程建设行业从2003年开始引入BIM技术，目前主要参与的有勘察设计行业及各地产公司、施工安装方等。住建部印发的《2011～2015年建筑业信息化发展纲要》 中明确指出，“十二五”期间要加快建筑信息模型（BIM）等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设。水立方、上海世博会上汽通用馆、银川火车站、上海中心大厦、银河SOHO等大型建设工程均使用BIM技术。BIM技术在国内的发展也由浅入深，但主要集中在建筑工程领域。

北京、山东、深圳、广东、陕西、上海等省市地区政府办公厅均发文响应国家号召，以上海为例：2014年10月27日上海市政府办公厅发文指出，主要目标是通过分阶段、分步骤推进BIM技术试点和推广应用，到2016年底，基本形成满足BIM技术应用的配套政策、标准和市场环境，本市主要设计、施工、咨询服务和物业管理等单位普遍具备BIM技术应用能力。到2017年，本市规模以上政府投资工程全部应用BIM技术，规模以上社会投资工程普遍应用BIM技术，应用和管理水平走在全国前列。BIM技术为建筑工程领域带来显著的效益得到各方认可，BIM技术在我国遍地生花。

HOK规划组自2008年在英国和北美的办公室率先将BIM技术应用于土地面积50~500ha、设计周期在3个月~半年的规划与都市设计项目。HOK内部建筑信息模型管理部门协助确立了适合规划和都市设计的目标后，主要参与了越南范蓬湾规划方案和温州灵霓半岛规划方案。主要层面为概念规划、分析图、效果图、动画与实体模型等。

国内目前对城市信息模型领域的研究和探讨少之又少，仅有个别几家单位对城市信息模型的概念有所构思，更没有落地的项目实践。城市信息总是和时间维联系在一起的， 而规划过程又是为未来设计发展方案。

提出规划问题解决方案， 我们不仅要涉及现状的数据， 同时也要分析和运用过去和未来的信息。到目前为止， GIS软件在处理时间维度的信息方面还无法满足需求。

无论是国内还是国外，目前将BIM技术真正落实在地上地下结合的城市信息模型中的研究和实践基本是空白。

二、BIM技术在智能楼宇中的应用

目前，信息技术已经成为建筑工业化的重要工具手段，以云计算、移动应用、大数据、BIM 技术等为代表并快速发展的信息技术，为现代建筑业的发展奠定了技术基础。以BIM 技术为代表的信息技术在建筑智能化的应用，已经得到验证。

（1）检测碰撞，避免返工损失

通过BIM软件对三维建筑进行碰撞检测，分析统计出设计中存在的不合理碰撞，避免碰撞，优化设计，规避缺陷，协同多工种设计，降低损失。

（2）优化排布，集约利用空间

通过BIM技术对管线进行优化排布，指导施工，节约成本，同时还可以保证净空尺寸，发掘更大的利用空间。

（3）智能管理，后期运维支持

最终提交的模型将服务于后期运行维护管理，不仅有利于建设方查询浏览展示，更有助于城市管理的信息化和智能化。

三、BIM技术在地下管线中的应用

为摸清地下家底，国务院办公厅印发了《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》，提出了“2015年底前，完成城市地下管线普查，建立综合管理信息系统”的目标任务。

住建部等五部门联合印发了《关于开展城市地下管线普查工作的通知》，启动全国普查。普查的目的在于全面查清城市范围内的地下管线现状，获取准确的管线数据，掌握地下管线的基础信息情况和存在的事故隐患，明确管线责任单位，限期消除事故隐患。在普查的基础上，整合各行业和权属单位的管线信息数据，建立综合管理信息系统，建立完善专业管线信息系统。

地下管线隐蔽工程的问题牵一发而动全身，而BIM技术及其拓展运用可以解决其中大部分问题。地下管线信息化建设势在必行，迫在眉睫，如何高效运用管线数据、指导施工建设辅助运维管理是今后几年我国建设工程领域的主要课题。

运用BIM技术建设地下管线信息系统，有助于更直观便捷的展现地下空间，其具备高度信息集成和数据分析能力，可为规划建设决策提供技术支持。

四、BIM技术在规划管理中的应用

城市是一个综合的有机体， 城市的快速发展使我们在城市规划过程中对各种用地以及各种服务设施需求的预测、对城市交通和环境恶化程度的估计等变得越来越困难。

面对如此复杂的问题， 综合考虑城市物质性结构问题以及诸如城市社会、经济、环境和文化等非物质性结构问题就显得尤为重要。在复杂的城市规划方法和工具之中， 城市信息模型应当说是一个非常有效的工具。[2]

将BIM技术在地上建筑及管线优化协调的优越性延展到地下管线和市政相通，通过结合地上建筑的三维信息模型，合成一个地上地下全覆盖的组团级城市信息模型，这个信息模型不仅在形式上是一个更全面更宏观的集合，而且在数据信息上承载更多可分析的价值，成为新型城市规划管理的一个范本。

大数据覆盖的城市信息模型可运用到各个规划管理单元，从组团到小区到居住区，从单个公建到整个商业街或公建群，以点带面，我们可以期望大数据为规划管理带来诸多便利。

如：利用这些数据可以分析土地利用效率，统计用地平衡和经济技术指标，辅助经济社会政策决策，逐步实现智慧规划管理。还可以一模型多用，配合城市的日照、气象、地理信息等数据，可以在模型中实现天际线分析，采光模拟分析，风环境模拟，人车流等，为风道规划、日照分析、应急疏散演练、防灾减灾规划等专项规划提供模型支持。