基于CIM的新型智慧城市发展政策解析

近年来，伴随着全球城镇化的推进以及信息技术的普遍应用，智慧城市在经济社会可持续发展以及微观城市管理方面的积极效果更多的为各国所接受，如新加坡、美国、英国等国家率先启动了智慧城市建设。1992 年，新加坡提出了智慧岛计划，并发起了智慧城市的运动，旨在推动信息技术在城市能耗、交通拥堵以及环境污染等方面的应用。而真正让“智慧城市”成为热点并在全球推广的是 IBM。2008 年 ，IBM 提出了“智慧地球”战略。IBM 提出的“智慧地球”战略包含了智慧城市的愿景。2015年，英国政府在BIM第二阶段成功实施的基础上，提出了以CIM发展为核心的数字建造英国国家战略，输出数字化能力，分享全球建筑业变革红利。

中国于2010年开始启动了大规模的智慧城市试点示范工作，发展经历了三阶段，智慧城市的概念也转变成为新型智慧城市。这三个阶段包括萌芽阶段（智慧城市概念提出之前）、探索试点阶段（2010年-2015年）、 体系创新阶段（2016年-现在）。经历三个阶段的持续演进，最终通过体系创新向新型智慧城市转型。中国一直将智慧城市以及新型智慧城市作为城市经济社会可持续发展的重点任务进行推进，无论在政策还是在发展规划方面，都给予了相关领域的大力扶持。预计未来在国家“智慧社会”、“数字强国”等战略的引导下，政府、社会资本都在积极进入，新型智慧城市相关领域的建设投资规模还将保持较快增长水平。据 IDC 预测，到 2021年中国智慧城市技术投资规模将达到 346 亿美元，2017-2021 年复合增长率将达到 18.7%。

城市信息模型（CIM)，是构建以数字孪生技术为核心的新型智慧城市基础。传统的城市建设在空间规划上大体都停留在二维平面，远达不到智慧化要求，三维空间的有效感知与实景可视化日益成为城市建设管理的重要抓手，也是发展新型智慧城市的关键内容。传统三维空间数据模型大都面向特定的专业领域，如地质模型、矿山模型、地表景观模型等，这些模型大部分针对单一数据类型，不能表示多源异构数据，数据和软件的耦合程度很高，重用价值不高，针对地上下和室内外多粒度对象统一表达等难题，需要建立更高水平的城市级三维空间模型。因此经过语义化技术进行结构提取和属性自动挂接得到的CIM平台成为了发展新型智慧城市的基础核心。随着新型测绘、模拟仿真、深度学习等技术的成熟运用，在数字空间构建一一映射的数字孪生城市。除了三维视觉表现，还承载了城市要素的属性信息，将城市三维模型从可视化阶段真正引入城市计算领域，实现挖掘、统计、分析、决策，物理城市的数字表达经历了从最初的二维平面到三维立体、到全要素结构化的发展历程。

近期，住建部已经启动了城市信息模型（CIM）平台建设的试点工作，首批试点城市包括南京、北京城市副中心、广州、厦门和雄安新区。旨在逐步实现工程建设项目全生命周期的电子化审查审批，促进工程建设项目规划、设计、建设、管理、运营全周期一体联动，不断丰富和完善城市规划建设管理数据信息，为智慧城市管理平台建设奠定基础。以下统计了近年来中央和地方出台的CIM相关政策。

国家层面：

发改委《产业结构调整指导目录（2019年本）》(中华人民共和国国家发展和改革委员会令第29号)

发布时间：2019年10月30日

主要内容：

基于大数据、物联网、GIS 等为基础的城市信息模型（CIM）及建筑信息模型（BIM）相关技术开发与应用设为鼓励性产业。

     国办发《国务院办公厅关于全面开展工程建设项目审批制度改革的实施意见》（国办发〔2019〕11号）

发布时间：2019年3月26日

主要内容：

《意见》提出，对工程建设项目审批制度实施全流程、全覆盖改革。2019年上半年，全国工程建设项目审批时间压缩至120个工作日以内，省（自治区）和地级及以上城市初步建成工程建设项目审批制度框架和信息数据平台；到2019年底，工程建设项目审批管理系统与相关系统平台互联互通；试点地区继续深化改革，加大改革创新力度，提高审批效能。到2020年底，基本建成全国统一的工程建设项目审批和管理体系。

        住房和城乡建设部关于发布行业标准《工程建设项目业务协同平台技术标准》的公告

发布时间：2019年3月20日

主要内容：

根据《关于开展<“多规合一”信息平台技术标准>工程建设行业标准制订工作的函》（建标标函〔2017〕231号）的要求，编制了本标准。其内容重点涵盖平台功能、平台数据、平台运维等内容。

中国城市规划设计研究院未来城市实验室执行副主任杨滔认为，CIM建设既是智慧城市跨行业融合的基石和底板，也是推动城市高质量发展的重要抓手，更是带动我国21世纪产业升级的重要引擎。CIM建设将会扩展出“数字空间领地”，探索基于信息融合创新的新产业培育发展路径，为我国产业融合以及新型城镇化建设提供切实可行的方案。

Q：CIM建设对于传统智慧城市有哪些突破？
杨滔：传统智慧城市建设强调以通信为主的智能基础设施建设和应用场景，如智慧教育、智慧医疗、智慧交通、智慧水务、智慧政务等。在这些建设之中，信息化更多强调城市神经系统、城市大脑、城市中枢系统等，本质是试图将神经植入城市，使城市行为更敏捷、更智能。

CIM建设更强调城市本身的全息数字化，时间和空间是极其重要的维度，也是城市运转的本质之一。所有城市要素与其关联，重新勾画基于时空单元的箭头，形成城市过去、现在、未来的全息场景。这套数字孪生的城市空间操作系统就是数字新基建，具有感知层、数据层、计算层、网络层以及应用层，核心是时空单元构成的虚拟城市及人机互动的界面。

数字孪生的CIM不仅是实体城市的复制和映射，更是基于真实城市数据不断进化的智慧。它的能量将随着数字技术的演进日益强化，最终成为一个承载人类物质世界、社会活动和集体心智的无限场域。传统智慧城市空间的物理性将被无限延伸，城市将逐渐成为现实空间和虚拟空间逐渐交融的混合空间。在数字孪生的CIM中，城市之间、人类之间、万物之间的时空阻隔将逐渐被实时数据交换所打破，一个时时刻刻万物感知、万物互联、万物智能的新世界将成为可能。

数字孪生的CIM还将突破人类感知的极限，开展一场重塑人类感知能力的实验，勾勒出城市中无数隐匿的维度和场景，发展出超越人体本身感知维度的超感知能力。CIM与人合二为一，构成通感城市，将使真实的物质城市发生多维折叠，构成无限扩展的空间和流变，数字化的城市和人类会蜕变出新的感知通联，人类在时空穿梭中永续迭代、通感万物。因此，CIM首先是传统智慧城市空间定位的数字坐标；其次是城市建设领域信息化集成应用的数字操作系统；最终是城市智慧化建设运营交易的数字中枢。

Q：目前国内CIM建设现状如何？存在哪些问题？
杨滔:国内现阶段CIM建设情况还处于探索阶段，重点围绕BIM集合展开。同时，CIM平台还承载着非BIM的几何模型、文本图片等不同类型的数据。基于这些数据的整合或单专业领域的贯通，CIM建设力图服务城市规划管理、城市建设运营、物业管理服务、大型园区施工管理等工作。住房和城乡建设部也启动了CIM建设试点，围绕“放管服”进行了有益探索，缩短了建设审批时间，实现了“只跑一次”的目标。

CIM建设目前还存在很多问题。首先，CIM概念并未形成共识，国内外在学术上有不同观点；其次，不同类型的BIM彼此不通，实现不同类型的BIM集合存在技术难度，数据量过于庞大，图形引擎效率不够理想；再其次，数据标准难以统一，不同机构、行业、部门、城市等都有不同的规划建设运营标准；最后，安全性问题尚未解决，CIM汇聚了海量信息，使城市地上地下基本透明。

从务实角度而言，CIM建设亟待解决三方面核心技术：一是空间定位、分割及编码体系，确保城市任何部件或事件都能在四维时空中得到识别；二是图像快速存储、显示、计算等，尤其是在移动网页端实现，与图像引擎效率密切相关；三是跨行业、跨机构、跨部门的标准体系，包括专业、数据、安全等。

Q：国内目前最典型的CIM建设案例是哪里？
杨滔：CIM本质是服务城市全生命周期，不断地全要素迭代、全开放赋能各行各业，最终形成超越真实城市的数字超级系统，与真实城市共同演进。河北雄安新区CIM（以下简称“雄安CIM”）建设实践从2017年7月开始，核心是坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设，适度超前布局智能基础设施，推动全域智能化应用服务实时可控，建立健全大数据资产管理体系，打造具有深度学习能力、全球领先的数字城市。

同时，建立城市智能治理体系，完善智能城市运营体制机制，打造全覆盖的数字化标识体系，构建汇聚城市数据和统筹管理运营的智能城市信息管理中枢。

雄安CIM平台强调全周期，以时间为核心的集成创新。遵循城市空间生长周期的客观规律，以数字技术赋能增效空间管理，监测与展示雄安空间成长建设全过程。根据现实城市成长的“现状评估—总体规划—控详规划—方案设计—施工监管—竣工验收”六个阶段，实现城市全生命周期信息化和城市审批管理全流程数字化，推动数字城市数据汇聚，记录雄安的过去、现在与未来。

以空间为坐标的方法创新，汇集地上地下空间数据和动态信息，建立空间编码体系，促进数字城市全时空要素管理。以空间为城市数据交换、共享和融合的基本ID（身份信息），构建统一空间编码作为空间惟一身份证，以映射城市每一立方米数字空间和实体空间的对应关系，覆盖“城市—组团—社区—邻里—街坊—街块—地块—建筑—构件”不同空间粒度，以“位置—单元—属性”将不同层次、不同维度、不同粒度的数据进行融合后协调处理，从时空维度对城市进行全方位、全生命周期的数字化描述，支撑城市精细化管理需求，通过人工智能技术，让数据发挥价值，让城市更加智慧。

雄安CIM平台强调全要素，以算法为动力的应用创新。协同规划、市政、建筑、道桥、园林、地质等多领域，全面梳理行业知识图谱、技术应用、发展趋势等内容，以数字化技术为桥梁，整合地质勘测、自然地理、市政交通、城市规划、建筑设计、施工建造、运营管理等类型数据和信息，理顺从现状走向未来城市的全产业链条，建构全局敏捷联动和反馈的新机制，创新一体化迭代管理和产业体系。

雄安CIM平台强调全透明，以联动为原则的治理创新。建立多规合一、多测合一、多管合一体系，最大限度地实现城市建设信息共享共有，促进城市建设项目稳步推进，重点解决多方审查、项目审批、城市建设监管等问题，推进多部门管理流程与制度统一，线上支持多部门联审、多专家论证，不断完善各部门多管合一机制，加强部门协调与沟通，更好地服务于城市整体发展需求。

雄安CIM平台强调全开放，以共享为理念的原始创新。以共享为哲学基础，以数据开放、规划开放、产业开放为目标，以安全为底线，搭建原始创新能力。以XDB（雄安数据交付标准）开放数据格式实现“大场景三维地理信息系统（3DGIS）数据+小场景BIM数据+微观物联网（IoT）数据”等有机融合，确保各专业交付成果的名称标记、数据标记、计量单位、坐标体系四统一，实现多软件共享格式、多领域公开应用，全面提升平台的灵活度、适用性和安全性。

Q：CIM建设前景如何？未来发展应注意什么？
杨滔:CIM建设是国内外发展大趋势,不管是BIM+GIS还是基于广义数据库的BIM+GIS+IoT等，都是行业探索的技术路径，本质都是为解决区域、城市、片区、社区、建筑、部件、事件、人等在空间中的定位、数据融合及其计算。在BIM领域，我国目前与国外差距仍然很大，关键性技术并未解决，应用人才队伍尚未成熟。因此，需要建议从人才教育、硬软件创新、产业培育、规范标准制定等发展趋势，结合5G（第五代移动通信技术）和物联网变革，进行中长期布局，而不仅是解决短期问题。

CIM建设要实现关键性突破，首先要通过政策杠杆，改变长期以来建设行业信息化和工业化程度不高的局面。在设计、施工、运营这个闭环中，数字化技术将推动行业透明化与标准化，而对于提升过程中设计质量、施工质量、运营质量等收费政策，均需要进一步研究。BIM是CIM的基石，缺少BIM的法律地位，CIM无法真正建立。BIM的本质不在于数据化，而在于从设计创作端就能对后续深化设计、图纸制作、施工运营等进行顶层设计、高品质管理及风险管控，真正实现全过程管理。

其次，以各部委公信力为基础，推动在大建设领域中跨行业跨部门数据融合。数据库建立与共享的管理政策与标准规范是核心。数据在中枢汇聚或采用分布式技术进行端的融合，被更多部门、机构和企业采用，才能实现数据库的真正价值。根据安全要求和市场经济规律，出台相关政策和标准，规范数据交流、获取、交易制度，这些是各部委的重要抓手。

最后，围绕CIM市场化运营，推动全行业升级转型，组织企业、教育和科研机构等，展开特定产业链条重塑改革，建立相关场景试点，包括绿色建材、装配式建造、老旧小区改造、可支付住宅、城市管理、社区共同缔造、智慧交通等细分领域在CIM平台上的应用。