基于城市信息模型的新型智慧城市管理平臺

1、 基于城市信息模型的新型智慧城市管理平臺【摘要】自 2012 年我國開展智慧城市建設(shè)項目以來，各地智慧城市的建設(shè)如火如荼。然而，在實踐過程中，現(xiàn)有的智慧城市建設(shè)模式仍然反映出許多不足之處，“數(shù)據(jù)孤島”、“重復(fù)建設(shè)”等現(xiàn)象屢見不鮮。近年來，隨著城市信息模型技術(shù)的誕生，這一結(jié)合了三維地理信息系統(tǒng)、建筑信息模型和物聯(lián)網(wǎng)等多種先進技術(shù)的城市管理手段，將為智慧城市的建設(shè)注入新鮮的血液。從智慧城市和 CIM 技術(shù)的內(nèi)涵出發(fā)，兩線并行，形成一套基于 CIM 的智慧城市管理平臺設(shè)計方案，并結(jié)合現(xiàn)存的智慧城市建設(shè)管理模式，對基于 CIM 的新型智慧城市建設(shè)的合作模式、內(nèi)在邏輯、運行優(yōu)勢和建設(shè)目標進行細致討論，最

2、終為我國“新型城鎮(zhèn)化”建設(shè)提供一套切實可行的方案。【關(guān)鍵詞】城市信息模型; 建筑信息模型; 智慧城市; 新型城鎮(zhèn)化目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc13410062 1.引言 PAGEREF _Toc13410062 h 3 HYPERLINK l _Toc13410063 2.智慧城市理論 PAGEREF _Toc13410063 h 3 HYPERLINK l _Toc13410064 2.1.智慧城市的概念 PAGEREF _Toc13410064 h 4 HYPERLINK l _Toc13410065 2.2.智慧城市的架構(gòu)體系 PAGEREF

3、_Toc13410065 h 4 HYPERLINK l _Toc13410066 3.從智慧城市到新型智慧城市 PAGEREF _Toc13410066 h 6 HYPERLINK l _Toc13410067 3.1.我國智慧城市的建設(shè)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc13410067 h 6 HYPERLINK l _Toc13410068 3.2.新型智慧城市 PAGEREF _Toc13410068 h 6 HYPERLINK l _Toc13410069 4.CIM的體系架構(gòu) PAGEREF _Toc13410069 h 7 HYPERLINK l _Toc13410070 4.1.C

4、IM的基本概念 PAGEREF _Toc13410070 h 7 HYPERLINK l _Toc13410071 4.2.CIM的核心技術(shù) PAGEREF _Toc13410071 h 8 HYPERLINK l _Toc13410072 4.3.CIM 技術(shù)的基本架構(gòu) PAGEREF _Toc13410072 h 11 HYPERLINK l _Toc13410073 5.基于 CIM 的新型智慧城市 PAGEREF _Toc13410073 h 12 HYPERLINK l _Toc13410074 5.1.平臺基本架構(gòu) PAGEREF _Toc13410074 h 12 HYPERLI

5、NK l _Toc13410075 5.2.CIM 平臺的應(yīng)用優(yōu)勢 PAGEREF _Toc13410075 h 13 HYPERLINK l _Toc13410076 6.結(jié)語 PAGEREF _Toc13410076 h 19引言截至 2016 年，中 國城市化率已經(jīng)達到了 57. 4% ，并且預(yù)計在未來將持續(xù)增長，年復(fù)合增長率超過 1% ，在 2050 年將有望超過 80% 。隨著城市化進程加快，城市面臨的問題也逐漸增多，如何在城市管理過程中解決日益嚴峻的種種挑戰(zhàn)，成為了政府首要考慮的問題，包括人口、醫(yī)療、交通、環(huán)保和資源短缺等挑戰(zhàn)。智慧城市的出現(xiàn)就是為了給城市發(fā)展中遇到 的問題提供一個

6、一體化的解決方案。據(jù)統(tǒng)計，在投 資了智慧科技和基礎(chǔ)設(shè)施的城市中，失業(yè)率可以降低 1. 0% ，GDP 增長率提高 0. 7% ; 投資智能電網(wǎng)、科技、基礎(chǔ)設(shè)施會使得當?shù)剞k公用房比例提高 2. 5% ; 并 且 每 提 高 20% 的 ICTs ( Information and Communication Technologies，信息通信技術(shù)) 設(shè)施，該城市的 GDP 增長會提高 1. 0%1。美國、歐洲和日 本等國作為城鎮(zhèn)化水平相對較高的先進發(fā)達國家， 早已相繼開始了智慧城市的相關(guān)研究，并取得了一 定的進展。2012 年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部第一次提出要建設(shè)“智慧中國”。后來，隨著實踐的不斷深

7、入，針對城市建設(shè)中出現(xiàn)的一系列問題，相關(guān)部門在2016年政府工作報告中指出要建設(shè)“新型智慧城市”，即通過一個一體化的綜合平臺來解決信息孤島和重 復(fù)建設(shè)的問題，面向不同的使用對象和不同的城市文化，建立具有特色的因地制宜的功能設(shè)置。城市信息模型( City Information Modeling，CIM)就是這樣一個集成的、融合的、包容并蓄的管理平臺。CIM 平臺是三維地理信息 系 統(tǒng) ( Three Dimensional Geographic Information System，3DGIS) 、建筑信息模型( Building Information Modeling，BIM)的融合，既可

8、以存儲城市規(guī)模的海量信息，又可以 作為云平臺提供協(xié)同工作與數(shù)據(jù)調(diào)閱功能; 同時如果和物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)挖掘、云計算等技術(shù)結(jié)合起來， 還能提供滿足城市發(fā)展需求的集成性管理系統(tǒng)。智慧城市理論智慧城市的概念智慧城市( Smart City) 概念首次提出是在 20 世紀90 年代6，它被用于形容城市發(fā)展過程中的科技化、創(chuàng)新化和全球化進程。在 2009 年，隨著 IBM 提出“智慧地球( Smarter Planet) ”的概念，“智慧城市 ( Smart City) ”再次進入了公眾的視野，它被定義為以“建立一個由新工具、新技術(shù)支持的涵蓋政府、市民和商業(yè)組織的新城市生態(tài)系統(tǒng)”為核心的技術(shù)方案。在學(xué)界，由

9、于智慧城市涉及到一個相對較廣的概念，需要多學(xué)科交叉理解，所以并沒有形成統(tǒng)一的概念。一些學(xué)者試圖從智慧城市的功能來定義它，指出智慧城市需實現(xiàn)智慧經(jīng)濟、智慧政府、智慧市民、智慧出行、智慧生活和智慧環(huán)境等要素，只有他們充分協(xié)同，相互促進才能夠?qū)崿F(xiàn)智慧城市的建 設(shè)7，8。另外一部分學(xué)者則傾向于從技術(shù)角度來解 釋智慧城市的概念，他們強調(diào)先進信息技術(shù)和固有城市組成部分的結(jié)合問題，數(shù)據(jù)的交流和信息的存儲與利用是他們首要關(guān)心的問題9，10。但這兩種定 義方式并不是完全脫離的，如果瀏覽后者的研究文獻，不難發(fā)現(xiàn)他們所提出的信息存儲平臺并不是智慧城市概念的終點，最終這樣的技術(shù)設(shè)計還是落實到了具體的功能上。綜合來看，

10、可以將智慧城市解釋為以實現(xiàn)智慧經(jīng)濟、智慧政府、智慧市民、智慧出行、智慧環(huán)境和智慧生活為目標，通過相關(guān)的先進信息技術(shù)，著重解決數(shù)據(jù)交流和信息存儲與利用等問題，改善城市化進程中的各種問題的過程。智慧城市的架構(gòu)體系智慧城市的結(jié)構(gòu)體系在經(jīng)過多年的研究發(fā)展后，基本形成了從下而上的四級體系，分別是: 感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)處理層和應(yīng)用層( 表 1) 。從智慧城市到新型智慧城市我國智慧城市的建設(shè)現(xiàn)狀對于智慧城市建設(shè)的探索，國內(nèi)主要經(jīng)歷了三個階段: 探索階段( 2012 年11 月 2014 年3 月) 、規(guī)范階段( 2014 年3 月 2015 年12 月) 和新型智慧城市階段( 2015 年 12 月至今)

11、 。自 2012 年智慧城市相關(guān)政策出臺以來，我國智慧城市建設(shè)事業(yè)開展得如火如荼，2018 年全國智慧城市的市場規(guī)模預(yù)計將達到 6504 億元人民幣，截至2016 年 6 月，全國 95% 的副省級以上城市和超過76% 的地級城市，共五百余座，提出或正在建設(shè)智慧城市。新型智慧城市縱觀目前我國的智慧城市建設(shè)情況，雖然總體態(tài)勢良好，但是仍然面臨著以下問題：數(shù)據(jù)孤島和重復(fù)建設(shè): 由于建設(shè)智慧城市的數(shù)據(jù)量非常大而且信息很繁雜，許多領(lǐng)域的信息需要融合起來，而實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合又需要相關(guān)科技、資金的支持，其商業(yè)價值還暫不明朗，導(dǎo)致數(shù)據(jù)融合缺乏動力。這也進一步導(dǎo)致不同部門之間要對某些共同的應(yīng)用內(nèi)容或數(shù)據(jù)模型進行重

12、復(fù)建設(shè)，浪費大量人力物力;缺乏頂層規(guī)劃: 鑒于每個城市實際情況不一， 建設(shè)特色不同，城市的各個部門的戰(zhàn)略規(guī)劃也有差異，導(dǎo)致我國智慧城市發(fā)展缺乏統(tǒng)一的總體規(guī)劃， 為日后實現(xiàn)智慧城市群及智慧中國造成了困難;信息保護缺位: 智慧城市的建設(shè)勢必要求居民、政府和企業(yè)之間的信息互通。對于如何保護數(shù)據(jù)和控制網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險，相關(guān)的政策措施和研究創(chuàng)新還需進一步發(fā)展;項目離散明顯: 由于各個城市和各個部門的發(fā)展規(guī)劃比較分散，智慧城市不同項目之間的離散趨勢明顯，我國智慧城市發(fā)展水平存在內(nèi)部差距大、兩極分化嚴重的現(xiàn)象。為打通傳統(tǒng)智慧城市中的“信息煙囪”、“數(shù)據(jù)孤島”，實現(xiàn)城市數(shù)據(jù)采集、共享和利用，建立統(tǒng)一的城市“數(shù)據(jù)大

13、腦”，“十三五規(guī)劃”指出要“以基礎(chǔ)設(shè)施智能化、公共服務(wù)便利化、社會治理精細化為重點，充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)，建設(shè)一批新型示范性智慧城市”。2016 年 11 月 22 日，國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、國家標準委聯(lián)合發(fā)布的關(guān)于組織開展新型智慧城市評價工作務(wù)實推動新型智慧城市健康快速發(fā)展的通知指出“新型智慧城市是以創(chuàng)新引領(lǐng)城市發(fā)展轉(zhuǎn)型、全面推進新一代信息通信技術(shù)與新型城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略、深度融合并提高城市治理能力現(xiàn)代化水平、實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的新路徑、新模式、新形態(tài)為目標，同時落實國家新型城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略，提升人民群眾幸福感和滿意度，促進城市發(fā)展方式轉(zhuǎn)型升級的系統(tǒng)工程”。CIM的體系架構(gòu)CIM的基

14、本概念CIM( City Information Modeling，城市信息模型)概念是對 BIM 相似概念的延展，實際是將 BIM 的作用對象從建筑物( Building) 擴大到了城市( City) ?？偟膩碚f，CIM 就是將 BIM 的應(yīng)用從建筑上擴展開來22，到達了市政、城市規(guī)劃和道橋等建筑業(yè)全領(lǐng) 域，將模型的規(guī)模從單個建筑或者一個項目群放大到了整個城市。香港科技大學(xué) Jack C P Cheng 等人在 CIM 技術(shù)的綜述文章中就將 CIM 定義為：“BIM 技術(shù)在非構(gòu)筑物類設(shè)施項目中的應(yīng)用23”。實際上，類似于 BIM，CIM 的定義實際有三重涵義:模型涵義: CIM 是包含城市所

15、有設(shè)施物理特性和相關(guān)信息的數(shù)字模型;平臺涵義: CIM 是一個可以存儲、提取、更新和修改所有城市相關(guān)信息的數(shù)字化平臺，相關(guān)部門可以在 CIM 平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和信息的傳遞， CIM 應(yīng)該在城市化的全過程中發(fā)揮作用;行為涵義: CIM 是指將城市各種信息收集、整理、存儲并在規(guī)劃、設(shè)計、分析、運維中提供決策支持的過程。CIM的核心技術(shù)CIM 作為一個可以存儲、提取、更新和修改所有城市相關(guān)信息的數(shù)字化平臺，需要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、協(xié)同平臺、信息傳遞等多項功能。而要實現(xiàn)這些功能，就不僅僅是 BIM 技術(shù)單獨作用可以達到的了，CIM 的核心技術(shù)涉及物聯(lián)網(wǎng)( IoT) 、GIS、BIM 及其集成技

16、術(shù)，他們分別在不同的階段發(fā)揮作用，物聯(lián)網(wǎng)是數(shù)據(jù)采集階段的主要手段，通過城市中成百上千的感知系統(tǒng)來提取底層數(shù)據(jù)，為模型的建立服務(wù); GIS 和 BIM 則在數(shù)據(jù)存儲中產(chǎn)生作用，通過 GIS 和 BIM 的集成，形成一個可視化的信息存儲、提取、交流平臺，是技術(shù)架構(gòu)的重中之重，也是智慧城市等相關(guān)城市管理理念發(fā)展的技術(shù)需求。GIS 在 CIM 中的應(yīng)用GIS( Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)) 被定義為可以通過空間或地理坐標來處理數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)24，可以抓取、儲存、修改、分析、管理和展示所有地理信息，GIS 中的信息可以用于城市規(guī)劃、氣象防災(zāi)、農(nóng)業(yè)管理、統(tǒng)計分

17、析、交通出行等多個方面。GIS 的定義可以分為兩個部分，外在來說GIS 是一個城市的數(shù)字模型，內(nèi)在來說 GIS 是承載了城市大量信息數(shù)據(jù)的平臺。當把 GIS 作為一個軟硬件支持下建立的城市數(shù)字模型來分析，從建模的角度來說，由于 GIS 軟件的通用 語 言 是 CityGML ( City Geography Markup Language) ，它有以下幾個特點: ( 1 ) 采用絕對坐標系; ( 2 ) CityGML 的幾何表達方式是邊界描述 ( Boundary epresentation，B-ep) 。即當描述一個幾何體的時候，這種幾何表達方式是通過分別描述幾何體的每個面來實現(xiàn)的。通俗的

18、講，GIS 的三維模型是面狀的，而不是體狀的，故而 GIS 不可以存儲建筑物內(nèi)部構(gòu)件的具體信息; ( 3) 作為語義豐富的數(shù)據(jù)標準，CityGML 能夠支持城市對象從 LoD0- LoD4( LoD 層級涵義如圖 1 ) 共五個層次的細節(jié)建模25。這里可以理解為，當不斷放大 GIS 模型的時候，模型能夠自動載入更細節(jié)的信息，但是當不需 要細部信息的時候，模型又能以較為輕量的模式運 行。這個特點對于大規(guī)模的城市級信息存儲有著至關(guān)重要的作用，也直接決定了 GIS 在 CIM 系統(tǒng)中作為基本載體。圖 1 CityGML 語義特點當把 GIS 看作是承載了城市大量信息數(shù)據(jù)的集中體時，GIS 的信息又分

19、為了幾個不同的層級: 地形圖影像圖地下空間電子地圖地名地址 框架要素經(jīng)濟人文信息( 圖 2 ) 。其中地形圖、影像圖和地下空間共同構(gòu)成了 GIS 的地理模型，而電子地圖、地名地址、框架要素和經(jīng)濟人文信息構(gòu)成了附著于地理空間模型上的第二信息層，并在智慧城市的建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。但是 GIS 所涉及的信息模型并不完整，在實際城市中，地理空間上必定無法直接架構(gòu)信息層，而需要其間的過渡層建筑設(shè)施層來完成信息的架構(gòu)，這就指向了 BIM。圖 2 GIS 的信息層級圖示BIM 在 CIM 中的應(yīng)用BIM( Building Information Modeling，建筑信息模型) 的概念是多重的，它既指

20、建設(shè)項目( 及其中的設(shè)施和功能特性) 的數(shù)字化模型，又可以指通過創(chuàng)建和利用數(shù)字模型在設(shè)計施工運營的全生命周期內(nèi)進行協(xié)同工作和集成管理的過程。在 CIM 中對于 BIM 技術(shù)的應(yīng)用也可以從兩個方面來理解:從數(shù)字模型的角度分析，目前 BIM 軟件通用由 Building SMAT 聯(lián)盟提出的 IFC 標準，其幾何表達方 式 有 三 種: 邊 界 幾 何 ( B-ep， Boundary epresentation) ，掃描體( Swept Solid) 和構(gòu)造實體( Constructive Solid Geometry，CSG) 。同時 IFC 存儲了建筑物及其所有構(gòu)件的多種語義信息，如所有者信

21、息，模型修改歷史記錄，以及建筑構(gòu)件的成本和施工時間表等內(nèi)容。對比 CityGML 和 IFC，可以總結(jié)如表 2。從模型內(nèi)承載信息的角度來分析，BIM 又可以較好地彌補 GIS 中建筑及基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)部信息的缺失?，F(xiàn)今普遍要求從項目規(guī)劃設(shè)計階段就開始進行 BIM 建模，本身就是對于 CIM 模型的更新，所以說 BIM 天然就是 CIM 的一部分。只要將 GIS 平面的多層級地理環(huán)境信息和 BIM 立體的全生命周期建筑設(shè)施的內(nèi)部信息結(jié)合，就能將基于 BIM 的 三維建筑模型放置在基于 GIS 建立的地理環(huán)境模型上，繼而整合成為全面的城市規(guī)模的信息模型。圖 3 是 BIM 模型融合入 GIS 場景后的效

22、果圖。圖 3 BIM 與 GIS 模型融合圖示CIM 技術(shù)的基本架構(gòu)總而言之，BIM 和 GIS 在 CIM 技術(shù)中扮演著不同的角色，發(fā)揮著各自的功用，同時兩者需要有效 地結(jié)合成一個集成化的系統(tǒng)來實現(xiàn) 1 + 1 2 的效果。BIM 和 GIS 實際是類似于塊和面的作用，BIM用于存儲代表具體建筑物的一個個體塊的所有信息，而 GIS 用于存儲城市從地理信息開始到經(jīng)濟社會數(shù)據(jù)的一系列面的信息，BIM 是 GIS 的微觀補充，GIS 是 BIM 的宏觀框架，因此可以總結(jié) CIM 技術(shù)的基本架構(gòu)如圖 4。圖 4 CIM 技術(shù)的基本架構(gòu)基于 CIM 的新型智慧城市平臺基本架構(gòu)基于 CIM 的智慧城市的

23、基本架構(gòu)包含了智慧城市的概念架構(gòu)和智慧城市的技術(shù)架構(gòu)兩個部分。首先是智慧城市的概念架構(gòu)。智慧城市是基于現(xiàn)實城市的技術(shù)概念，它的主要參與方與現(xiàn)實城市相同，即政府、居民和企業(yè)28。智慧城市的底層 是城市的地理空間模型; 然后是基于地理空間的自然資源如: 湖泊、森林等; 接下來則是城市的基礎(chǔ)設(shè)施; 最上層即城市的經(jīng)濟社會系統(tǒng)。政府、居民和企業(yè)的活動在不同層級間都有出現(xiàn)，并且存在交叉和重疊。其次是關(guān)于智慧城市的技術(shù)架構(gòu)。前文也有討論把智慧城市的架構(gòu)體系分為四層: 感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)處理層和應(yīng)用層。CIM 平臺就是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將 CIM 模型和城市連接起來形成一個可更新的數(shù)據(jù)庫，同時利用云計算和大數(shù)

24、據(jù)等形成一個可實現(xiàn)信息共享與傳遞的工作平臺，以支持各項應(yīng)用。綜上所述，CIM 其實是實現(xiàn)智慧城市的下層基礎(chǔ)，智慧城市是 CIM 技術(shù)的上層建筑( 圖 5) 。CIM 平臺的應(yīng)用優(yōu)勢政府主導(dǎo)、企業(yè)助力、居民參與的三方合作模式由上而下，頂層規(guī)劃CIM 在智慧城市管理中擔當著實現(xiàn)應(yīng)用需求的基礎(chǔ)平臺的角色。平臺的參與方包括政府、居民和企業(yè)。CIM 平臺的建設(shè)具有以下特點:政府主導(dǎo)政府是城市的管理者，負責城市的基本政策制定。政府工作的特殊性質(zhì)決定了政府在 CIM 平臺中必須處于領(lǐng)導(dǎo)者的地位，因此由政府來篩選和過濾信息，并且決定 CIM 平臺的功能導(dǎo)向。故而，政府注定是智能城市建設(shè)引導(dǎo)者，也是 CIM 平

25、臺的管理者和使用主體; 另外，從實用的角度來說，企業(yè)或居民也無需接觸城市建設(shè)過程中的全部信息，提供過量的信息反而會降低效率，譬如: 對于一般居民來說，消防管道的維護信息可用性就非常低。圖 5 CIM 平臺的基本架構(gòu)企業(yè)推動企業(yè)在 CIM 平臺建設(shè)的過程中，應(yīng)該和政府合作推進智能城市建設(shè)，這種合作可以是多領(lǐng)域的，包括在融資、技術(shù)支持、產(chǎn)品支持等方面雙方都可以建立深入的合作。這是雙贏的選擇， 對企業(yè)來說，智慧城市的市場潛力是巨大的，由羅蘭貝格發(fā)布的2017 全球戰(zhàn)略指數(shù)報告預(yù)計未來十年，智慧城市相關(guān)全球市場容量預(yù)計將會從 2017 年的 130 億美元增長到 2023 年的 280 億美元，每年增

26、長率達到 13% 。特別是亞太地區(qū)的市場增速將在 2023 年提高到 32% ，對于企業(yè)來說，這樣的市場規(guī)模帶來的利潤是十分可觀的; 對于政府來說，企業(yè)可以提供很好的資金和技術(shù)支持，只要政府提供良好的商業(yè)環(huán)境，企業(yè)就可以為政府提供更加高效的技術(shù)來源。居民參與居民在 CIM 平臺中實際上是客體的角色，因為 CIM 平臺的最終目的是為城市的發(fā)展服務(wù)，而城市發(fā)展的重要指標就是居民生活幸福。所以實際可以把 CIM 平臺的建設(shè)看作提升城市居民福利的一個途徑，居民在 CIM 平臺中享受智慧醫(yī)療、智慧交通、智慧物流等帶來的便利，并且積極地為政府帶來反饋信息。結(jié)合以上特點，CIM 平臺是針對同一個物理空間以及

27、附著在其上的信息形成的由政府組織建設(shè) 和管理，對居民和企業(yè)有選擇性地開放，從而解決城市發(fā)展進程中的一系列問題的信息平臺( 圖 6) 。這樣的建設(shè)模式可以提升在智慧城市建設(shè)過程中 所缺乏的頂層規(guī)劃意識，由政府作為領(lǐng)導(dǎo)者，就可以從城市發(fā)展的角度出發(fā)，結(jié)合政府的長期建設(shè)規(guī)劃，自上而下的以實際需求為導(dǎo)向來建設(shè)智慧城市，可有效地避免重復(fù)建設(shè)、數(shù)據(jù)多次采集等問題。圖 6 CIM 平臺信息開放分級圖示規(guī)劃建設(shè)管理的智慧化三步走策略在智慧城市的建設(shè)過程中存在項目離散性大， 發(fā)展水平兩極分化嚴重等問題。其中一方面是由 于在建設(shè)過程中沒有頂層規(guī)劃意識所導(dǎo)致的，另一方面則是因為在智慧城市的建設(shè)過程中，由于面向的對象

28、是已經(jīng)較為成熟的城市，城市管理者如果單純從現(xiàn)有的短期實際需求出發(fā)，就容易跳脫出城市固有的發(fā)展邏輯，造成部分項目建設(shè)如同“空中樓閣”。譬如，硬交通領(lǐng)域沒有推行 BIM 標準，卻先要求建設(shè)城市軟交通大數(shù)據(jù)模型，導(dǎo)致多次大量建模，重復(fù)輸入數(shù)據(jù)，浪費人力物力。在 CIM 平臺建設(shè)的過程中，要盡可能地還原城市建設(shè)過程，貫徹規(guī)劃智慧化建設(shè)智慧化管理智慧化的三步走策略，最終 CIM 平臺的建設(shè)將呈現(xiàn)一種樹狀的發(fā)展模式( 圖 7) ，其主要特點如下:CIM 模型作為樹根，是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)，它包含了城市發(fā)展過程中必要的信息和數(shù)據(jù); 在城市建設(shè)的過程中，既可以利用 CIM 模型已有的數(shù)據(jù)進行智慧規(guī)劃設(shè)計，又可

29、以將新建成的項目模型作為CIM 模型的補充和更新，兩者相輔相成;在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)智慧化的基礎(chǔ)上，結(jié)合城市的經(jīng)濟和人文信息( 往往已經(jīng)包含在 GIS 中) ，政府各部門就可以實現(xiàn)智慧化的城市管理。通過 CIM平臺，城市的社會、自然、人文資源被集成起來，這使得政府可以高效、方便地完成日常工作;但 CIM 平臺建設(shè)的最終目的不止于政府的管理，它應(yīng)該為在城市中生活的居民和城市中的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)，故而在智慧管理中，政府可以通過CIM 平臺為居民提供更好的服務(wù)和生活環(huán)境，為城市經(jīng)濟發(fā)展助力，最終實現(xiàn)智慧服務(wù)和智慧產(chǎn)業(yè)。圖 7 智慧城市發(fā)展樹基于 CIM 的多部門協(xié)同平臺消除信息孤島，避免重復(fù)建設(shè)傳統(tǒng)的

30、城市管理理論體系傾向于從不同的角度出發(fā)來解析城市管理體系，通常分為: 城市規(guī)劃管理、城市基礎(chǔ)設(shè)施管理、城市經(jīng)濟管理、城市社會 管理、城市環(huán)境管理和城市危機( 應(yīng)急) 管理六個方面29。在實際生活中，這些管理業(yè)務(wù)又分配給 21 個不同的職權(quán)部門。由于各個部門負責的日常工作差別較大，如果從部門的需求出發(fā)，在建設(shè)智慧城市的子項目期間往往會發(fā)生項目發(fā)展水平差別大、信息孤島和重復(fù)建設(shè)的情況: 以上海和杭州為例，2011 年發(fā)布的智慧浦東建設(shè)綱要( iPudong 2015) 浦東新區(qū)國民經(jīng)濟和社會信息化“十二五”規(guī)劃將智慧浦東的規(guī)劃分為智慧交通、智慧能 源、智慧環(huán)保、智慧生活、智慧社區(qū)、智慧醫(yī)療、城市安

31、全、應(yīng)急服務(wù)和食品安全九個項目。在杭州，智慧城市建設(shè)的重點則在民生杭州、信用杭州和信息杭州三個部分，這主要得益于當?shù)鼗ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)的迅猛發(fā)展。綜上所述，雖然現(xiàn)今智慧城市功能建設(shè)百花齊放，但仍存在功能的割裂和分散、功能分區(qū)不清晰、功能指向不明確以及功能覆蓋不全面等問題，這在未來建設(shè)區(qū)域經(jīng)濟一體化的過程中必然會造成信息斷層。未來城市管理者需要的是如圖 8 所示的互聯(lián)互通、融合集成的智慧城市建設(shè)模式。圖 8 未來融合集成的智慧城市建設(shè)模式針對上述問題，國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃( 2014 2020 年) 提出了“多規(guī)合一”的概念，即在城市管理過程中，將國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃、城市土地利用規(guī)劃、城市總體規(guī)劃、交

32、通規(guī)劃和環(huán)境保護規(guī) 劃等協(xié)調(diào)起來，從而整合出城市管理的技術(shù)路線。有學(xué)者在此基礎(chǔ)上整理出了城市運營和“多規(guī)合一”的要素關(guān)聯(lián)情況，如圖 9，但是這一政策目前還停留在構(gòu)想階段。而通過 CIM 平臺的建設(shè)可以實現(xiàn)“多規(guī)合一”的落地，因為 CIM 平臺保留了 BIM技術(shù)的協(xié)同性，所謂協(xié)同性是指通過 BIM 云平臺，項目的不同參與方可以同時工作，傳遞信息，譬如在施工階段，施工方、設(shè)計方和業(yè)主方都可以通過BIM 平臺來實時監(jiān)測項目的進展，對施工過程中發(fā)生的一系列問題進行記錄、傳輸和反饋等。在 CIM平臺中，協(xié)同性就是將城市管理的參與方從施工方、設(shè)計方和業(yè)主方變成了政府的不同部門，讓城市的不同管理部門，通過同

33、一個 CIM 平臺，對同一個對象( 城市) 的不同組成部分進行交叉管理，有利于部門間信息傳遞和數(shù)據(jù)互通，可以有效地避免信息煙囪、數(shù)據(jù)孤島等情況，并有力減少重復(fù)建設(shè)。4. 2. 4 信息惠民，產(chǎn)城融合兩個最終目標智慧城市的建設(shè)最終是要以人為本。要為生活在城市中的居民服務(wù)，就要解決居民生活中的問題，提高城市服務(wù)水平，促進城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動城 市經(jīng)濟增長。在智慧城市的建設(shè)中應(yīng)該以提高居民生活質(zhì)量，推動城市可持續(xù)經(jīng)濟增長為最終目標。CIM 平臺在實現(xiàn)這兩個最終目標的過程中也發(fā)揮著重要作用。圖 9 城市運營和“多規(guī)合一”的要素關(guān)聯(lián)圖在提高居民生活質(zhì)量方面，國務(wù)院辦公廳在轉(zhuǎn) 發(fā)推進“互聯(lián)網(wǎng) + 政務(wù)服務(wù)”

34、開展信息惠民試點實施方案中明確提出信息惠民的目標是要實現(xiàn)“一號申請、一窗受理、一網(wǎng)通辦、一平臺共享、一站式服務(wù)”的目標。所謂“一號申請”就是要求居民在所有政務(wù)服務(wù)部門的賬號可以通用，“一窗受理、一網(wǎng)通辦”要求政府整合構(gòu)建一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺和信息系統(tǒng)，即實現(xiàn)“一平臺共享”，最終讓市民體會到“一站式服務(wù)”。這恰恰和 CIM 平臺的集成特性結(jié)合了起來，通過 CIM 平臺，居民可以實現(xiàn)政務(wù)服務(wù)一張網(wǎng)，所有的相關(guān)信息都可以在平臺上找到，所有的政務(wù)服務(wù)部門也可以在平臺上開設(shè)窗口，大大便利了居民的生活。同時，CIM 平臺還可以提供居民反饋渠道，不僅形成“物聯(lián)網(wǎng)”更能形成“人聯(lián)網(wǎng)”，讓居民積極地參與到城市治理

35、中來，打通民意的上升渠道。在促進當?shù)亟?jīng)濟可持續(xù)增長方面，近年來，區(qū)別于產(chǎn)城分離的傳統(tǒng)城市規(guī)劃模式，有學(xué)者提出了產(chǎn)城融合的理論，產(chǎn)城融合是指在城市規(guī)劃建設(shè)的過程中，通過經(jīng)濟、社會、文化、產(chǎn)業(yè)、生態(tài)、功能和空間的多種融合，實現(xiàn)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化協(xié)調(diào)發(fā)展 的一種發(fā)展模式。通過基于 CIM 的智慧城市平臺，政府管理者亦可以通過智慧園區(qū)規(guī)劃引導(dǎo)、智慧產(chǎn)業(yè)集聚、智慧人才培養(yǎng)等多種手段，促進當?shù)刂腔劢?jīng)濟發(fā)展，提高城市用地結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性和產(chǎn)城空間發(fā)展契合性等。結(jié)語新型智慧城市應(yīng)該是智慧的、互聯(lián)的、融合的。 科技創(chuàng)新 于 飛等: 城市互聯(lián)網(wǎng)在中國發(fā)展的典型模式: 智慧型特色小鎮(zhèn) iTown 的內(nèi)涵及智慧架構(gòu)標準72城市

36、發(fā)展研究 25 卷 2018 年 11 期 Urban Development Studies Vol 25 No 11 2018在新型智慧城市中，政府要實現(xiàn)精細化管理，居民要提高生活質(zhì)量，經(jīng)濟要向更加集成化、智慧化的方面發(fā)展。CIM 平臺以其協(xié)同性、模擬性、多層級性等優(yōu)秀特性脫穎而出，將有效地避免智慧城市發(fā)展過程中的重復(fù)建設(shè)、信息煙囪、數(shù)據(jù)孤島、缺乏頂層規(guī)劃等一系列問題，成為新型智慧城市實現(xiàn)技術(shù)落地的不二之選?！緟⒖嘉墨I】1 華為 駛?cè)胫悄苈?lián)接新賽道全球聯(lián)接指數(shù) 2018 量化數(shù)字經(jīng)濟進程 華為技術(shù)有限公司，20182 IBM A smarter planet EB / OL http: /

37、 / www Ibm com/ smarterplanet / us / en /，2013 05 203 Paskaleva The smart city: a nexus for open innovationJIntelligent Buildings International，2011，3( 3) : 153 1714 It Strategic Headquarters i-Japan Strategy 2015 EB / OL http: / / www kantei gojp / f0reign / poIicy / it / i-Japanstrategy2015- summa

38、ry pdf，2013 05 2215 中華人民共和國中央人民政府網(wǎng) 國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十二五” 國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知EB / OL http: / / www gov cn / zhengce / content /2012 07 /20 / content _ 3623 htm， ( 2012 07 09) ，2018 02 016 Gibson D V， Kozmetsky G， Smilor W Technopolis phenomenon: smart cities，fast systems，global networksM USA，owman Littlefield，19927 Giffinger ， Gudrun H Smart c