為促進數字孿生城市領域高質量發展，延續《數字孿生城市應用案例匯編(2022年)》已有研究成果，宣傳推廣一批創新性強、具有示范效應的優秀案例，為各部委及地方政府推動數字孿生城市建設提供有力支撐，中國信息通信研究院與中國互聯網協會數字孿生技術應用工作委員會成立聯合項目組，開展全國數字孿生城市典型應用案例征集活動。本文是本次征集活動的典型案例之一。
2018年3月2日，國家住房城鄉建設部向廣州市政府和廈門市政府下發了《住房城鄉建設部關于開展運用BIM系統進行工程建設項目報建并與“多規合一”管理平臺銜接試點工作的函》(建規函[2018]32號)，要求通過改造BIM系統進行工程建設項目數字化管理，提高項目報建審批數字化和信息化水平，并將改造成的BIM報建系統與“多規合一”管理平臺銜接，逐步實現工程建設項目電子化審查審批，推動建設領域信息化、數字化、智能化建設，為智慧城市建設奠定基礎。2021年8月，廣州市試點工作方案經市政府審定并報部備案后，由市住房城鄉建設局、市工業和信息化局聯合印發實施，內容明確七大類16項任務，分工涉及19家相關市政府職能部門、區政府和企業等。
本項目基于CIM基礎平臺拓展CIM平臺應用，面向政府部門、企事業單位及社會公眾開展多種類型的定制開發與應用。其中典型應用場景包括智慧城市規劃，該場景集成土地利用現狀、城市三維模型，對城市進行二三維一體化展示，利用二三維分析技術對城市規劃進行輔助設計，搭建城市空間規劃實施監督預警系統，實時提供城市重要信息要素的可視化大數據分析和位置集成，為城市規劃和發展提供決策支持。目前廣州聚焦新城建任務，構建CIM+應用體系，開發了包括智慧工改、智慧工地、城市更新、橋梁健康、智慧社區、穗智管、智慧名城等20多個場景的CIM+應用，形成CIM+應用生態。
案例詳情
廣州CIM基礎平臺以工程建設項目審批改革為切入點，構建了“規劃報建、設計方案報審、施工圖審查、竣工驗收備案”四個階段的基于BIM模型二三維輔助審查應用：
規劃審查階段，實現了計算機輔助合規性審查，實現容積率等12項規劃指標自動提取和計算機輔助生成“規劃條件”，減少了人為計核誤差和人工復核時間。建筑設計方案審查階段，實現從設計自檢、規劃指標一鍵提取、表單數據自動化填報、指標審核的全鏈條覆蓋。施工圖三維數字化審查階段，實現建筑、結構、給排水、暖通、電氣五大專業，以及消防、人防、節能三大專項285條國家規范標準條文的計算機輔助審查，其中結構專業可智能審查覆蓋混凝土結構可量化條文80%以上。竣工驗收階段，匯集三維建筑模型，推動三維建筑模型與工程質量驗收、測繪驗收、消防驗收、人防驗收等信息掛接，輔助三維數字化竣工驗收備案。
智慧工地
廣州CIM平臺在智慧工地應用方面實現對全市2000多個在建工地的綜合監管，可對工程質量、安全施工、文明施工、日常執法等方面進行智慧化管理。
在質量管理方面，廣州CIM平臺采用物聯網技術實現對工程混凝土澆筑情況的過程記錄、統計匯總、檢測和分析等應用。在安全管理方面，廣州CIM平臺推行深基坑、起重機械設備的可視化實時監測，三維動態展示起重機的工作狀態，包括風速、力矩、載重等實時監測參數在文明施工方面，對揚塵，噪聲進行實時監測檢查，落實環保要求。在日常執法方面，執法人員在移動端實現工程選取、查看，并展現工程項目現場采集數據、現場執法、反饋信息，跟蹤和監督整改落實情況等，并對檢查結果數據進行查看。對關鍵位置定點巡檢、遠程巡檢、視頻錄像巡檢、全景影像巡檢、無人機巡檢等方式，將無人機影像與CIM模型無縫疊加，提供施工進度的管理與比照。
城市更新
CIM平臺可以加快城市更新全過程精準化和智能化管理，從項目申報到數據摸查，方案編制、方案審定，再到批后監管的全生命周期管理，實現從數據到方案生成的一體化協同聯動。通過對比改造前后的效果，結合三維規劃模型展示詳細規劃方案，結合周邊配套設施可以分析周邊工地和房地產市場情況。在城市更新片區智能策劃方面，進行經濟平衡測算，引導城市更新項目綜合考慮投資平衡，保障城市更新項目實施落地；采用智能策劃手段布局用地方案，通過強排設計輸出三維強排效果圖，實現從數據到方案生成的一體化協同聯動，將工作效率提高至3倍以上。在具體實施應用方面，采用無人機航拍等手段獲取影像數據，并通過影像數據進行三維建模，結合四標四實數據，分析改造范圍內的實有人口，實有房屋和實有單位等信息。這解決了村民不配合入戶等問題，獲取一個村落的數據時間周期由兩個月縮減至兩周，且作業成本僅為傳統入戶測量的十分之一，在提高效率的同時降低項目成本。
橋梁健康
基于CIM基礎平臺可以遠程實時監測橋梁健康情況，以物聯網、云計算等新技術解決傳統管理方式的弊端，用科技提高效率，實現橋梁監測管理工作智能化、可視化、痕跡化，將“人防、物防、技防”結合應用于傳統的橋梁健康管理和監督。當前廣州CIM平臺實現了對靜力水準儀、傾角計、溫濕度傳感器等關鍵安全設備信息的感測、分析、整合，提高供需對接的有效性，推動橋梁監測模式從傳統向現代、被動向主動、單一向綜合、人工向智能的發展。
智慧社區
基于CIM基礎平臺的智慧社區應用，整合區域人、地、物、情、事、組織和房屋等信息，統籌公共管理、公共服務和商業服務等資源，提升社區治理和小區管理現代化，促進公共服務和便民利民服務智能化。廣州CIM平臺選取試點社區，通過對接門禁、卡口、人臉識別設備等實現對社區人員、車輛等的智慧化管控；通過對接消防設備、電梯設備等實現對社區基礎設施運行方面的遠程監控；通過對接四標四實信息，實現對社區的房屋、人口的三維管理。以廣州市越秀區舊南?？h智慧社區為例，社區通過對接AI算法升級攝像頭、物聯網煙感器等物聯傳感設備，對高空拋物、垃圾堆放、消防占道人群聚集行為、煙霧狀態等進行實時監測并對異常情況發出警報，警報信息實時推送給越秀先鋒小程序，由社區相關部門進行閉環跟進處理。
應用效果
1.經濟效益
現狀三維模型每平方公里的成本約為6萬元，廣州市CIM基礎平臺分別為廣州市公安局、政數局、城管局提供約550平方公里，以及海珠區約69平方公里和黃埔區約24平方公里現狀三維模型數據共享使用，節省政府投資約10458萬元。通過項目的研究和推廣應用，帶動了一批國內重點試點示范項目，比如北京、濟南、湖南等，并衍生如基于CIM基礎平臺的多規合一平臺、城市設計、工程建設項目審批和建設管理、公共服務與城市公共安全管理等迭代平臺，為相關企業創造近12848萬元的產值。根據施工圖三維數字化審查系統統計數據，自2020年10月1日系統正式試運行至今，共收到報審項目285個，總建筑面積達2051萬平方米，按照《廣東省建筑信息模型(BIM)技術應用費用計價參考依據》，本項目為BIM設計單位帶來經濟效益約43000萬元。
2.社會效益
試點先行樹立標桿，為各地提供可復制可推廣的廣州經驗。作為住建部確定的首批試點城市，廣州市率先完成CIM平臺搭建，形成可復制可推廣的廣州經驗，充分發揮出試點城市在CIM技術應用的引領作用，樹立了全國試點城市CIM建設示范標桿，統籌推進CIM技術研發水平不斷提高，在全國的CIM平臺建設工作中發揮良好的指導作用，使各地CIM平臺建設方面有據可依、趨于一致，減少了矛盾，促進了全國相關建設的高效協同。
CIM平臺夯實智慧城市建設基礎，提升城市精細化智能化管理水平。利用CIM平臺創建新型智慧城市的三維數字底座和可視化管理平臺，集成地上地下、室內室外、紅線內外無縫對接的三維實體模型，在規劃設計階段可將規劃設計藍圖升級為更直觀的三維數字化模型，為城市設計及項目設計方案中的建筑材質、城市色彩、建筑風貌等城市品質化需求提供技術保障；在建設施工階段，基于CIM平臺可應用于項目施工圖模型的智能審查、施工進程質量動態監管、竣工驗收的模型比對與合規檢查等；在城市運行階段，CIM平臺集成物聯網、移動互聯網與實體城市關聯，輔助城市規劃、建設與運營決策，實現智慧城市的動態精細運行管理。
引領全國CIM/BIM標準研究與應用落地，推動新型智慧城市發展。通過項目首次提出共識性的CIM和CIM基礎平臺官方定義，并開展BIM/CIM專業技術領域內標準研究、制定與宣貫等工作，提升BIM/CIM標準研究與應用水平。貫徹落實我國自主創新的主張，在BIM和3DGIS集成創新基礎上，發展具有自主知識產權的CIM/BIM技術和產品。構建面向超大城市的CIM標準體系，具備全國引領示范作用，提升我國智慧城市領域的整體標準化水平。
培養鍛造高水平人才隊伍，優化產業生態圈。本項目聯合政府、科研高校、建筑和信息化等企業，形成了政產學研的協同攻關團隊，培養了一批在CIM技術上具有創新研發能力的高水平人才，為CIM技術高質量發展和應用奠定基礎；在CIM產業培育方面，以“新城建”為契機，依托CIM技術發展，由建設、施工、生產、運營、金融等21家龍頭企業組建廣州市建設行業智慧化產業聯盟。同時，以CIM試點建設項目為起點，立足CIM核心關鍵技術產業，重點發展CIM在智慧建造、智慧市政設施產業領域的融合應用，構建產業體系—產業生態圈—產業功能區的三級支撐體系，通過產業政策引導和龍頭企業帶動，依托城市良好的產業基礎，促進CIM+智慧應用產業的發展。
3.可推廣性
建立覆蓋CIM平臺建設、數據匯交、施工圖審查、竣工驗收備案等關鍵技術及應用場景的CIM標準體系，主導編制國內第一部CIM技術導則，并提煉形成多項行業、省級、市級標準，推動廣州CIM平臺與國家級、省級CIM平臺的互聯互通。提出面向智慧城市建設的CIM基礎平臺總體框架，主導編制國內第一部CIM基礎平臺技術文件《城市信息模型(CIM)基礎平臺技術導則》；編制國家行業標準3項、省市地方標準3項、試點項目標準9項，覆蓋CIM平臺建設、數據匯交、施工圖審查、竣工驗收備案等關鍵技術及應用場景，打通了CIM平臺與工程建設項目審批的信息渠道并解決了BIM軟件的兼容性問題，形成可復制推廣的廣州經驗。
4.創新點
建立多類別多層次CIM標準體系，為CIM基礎平臺建設提供有力保障，標準成果已納入住建部《城市信息模型(CIM)基礎平臺技術導則》《城市信息模型應用統一標準》等系列標準，并構建了CIM數據分級分類體系，實現了CIM數據的高效融合、加工、存儲和共享應用。
研發了GIS/BIM/VR等多種主流圖形引擎的高效混合驅動技術，提出了“場景服務聚合分發策略”，實現了地理信息模型、建筑信息模型、仿真信息模型等的匯聚、存儲、統一管理與高效渲染表達，支撐超大城市“一網統管”的運行。
研發了超大城市“規劃-建設-運營”的全過程CIM協同系列技術，構建了“穗智管”城市運行管理中樞的三維基礎底座，實現CIM服務的分級、分類、抽取、合并等服務組合要求，以及跨部門數據共享與傳導互動。
