2022國地云講堂期間，清華大學建筑學院副教授、中規院（北京）規劃設計公司未來城市事業部首席架構師楊滔作了主題為《城市信息模型CIM的探索》的學術報告。

學術層面的CIM

就城市信息模型（CIM）本身而言，其發展是數字“孿生”城市建設的新需求。2017年，我國在探索建設雄安數字孿生城市時，提出“堅持數字城市與現實城市同步規劃、同步建設，適度超前布局智能基礎設施，推動全域智能化應用服務實時可控，建立健全大數據資產管理體系，打造具有深度學習能力、全球預先的數字城市”。

一是加強智慧基礎設施建設，因為整個城市本身的智慧化很大程度上取決于基礎設施的智慧化；

二是探索全域智能化環境，即更加強調人和各種虛擬環境之間的交互，使大家能夠更好地使用虛擬化媒介；

三是建立數據資產管理體系，作為探索新型城鎮化發展的動力之一，過去的城鎮化更多地依賴土地，而現在我們需要思考如何讓數據轉化為資產與資本，從而推動新型城鎮化發展，而非依賴于土地本身進行擴張。數字孿生起源于1970年NASA的阿波羅13號時期，之后應用于工業產品全周期管理過程，其關鍵在于仿真模擬。

隨著物聯網出現，我們能夠及時記錄、獲取城市運行的脈搏，并對城市進行更精細的計算，這便是數字孿生在城市層面上的發展。在實體城市和數字城市互動過程中，需要多種層級技術支撐。首先是泛在感知網絡層，無論是資源感知、還是車聯感知、衛星遙感乃至智能建筑感知等，從宏觀到微觀的全方位感知是核心。通過感知之后，我們便可獲取海量數據，海量數據網層便支撐各種數據間的互通。互通之后，便利用高速連接網絡層實現數據的實時服務。在服務過程中，便涉及到城市信息模型建設，通過數據分析、人工智能、模擬仿真、輔助決策和業務協同，從而實現真正的萬物互聯。在此基礎之上，支撐智慧城市應用。

與實體城市一樣，數字孿生城市建設具有從規劃、設計、分析、制造、建設到運維（改造和拆除）的全生命周期，而如何更好地推動數字孿生城市全生命周期建設，需要同時推動數字孿生城市在法定框架、行業規范、跨領域協作、互通性、通用語言五大方面的發展。

數字孿生城市的發展維度?

數字孿生城市發展具有四個維度。

一是可視化，即通過二維、三維以及多種尺度之間不同的可視化，實現城市從宏觀到微觀上的多元形態展現。

二是人機連接性，從代碼交互、圖形界面交互、端口配置，到實時的感知設備協同，實現城市級別的人機互聯互通。

三是分析性，即逐漸實現從小區域自身的分析評估到嵌入到全國乃至全球環境下的自動化、智能化仿真模擬，乃至人工智能學習。

四是粒度，實現從概念模型、規劃模型、交互性模型，到深入每個規則粒度的真實場景模型。需要強調的是，數字孿生城市不僅僅是實體城市的復制和映射，它將基于真實的城市數據不斷進化出智能，它將隨著數字技術的演進日益強化，最終成為一個承載人類物質世界、社會活動和集體心智的無限場域，即通感城市。在實際建設過程中，往往通過建立時空大數據庫、提供全時虛擬服務、探索城市時間規劃、優化時空資源配置的思路來實現虛擬時空、社會時空、實體時空的全感知、全要素、全周期、全開放。

CIM的發展

CIM的發展可以從四個方面的驅動進行闡述，一是基于3DGIS與城市模型對各種城市理論進行模型驗證，二是利用GIS+CAD，實現對城市設計的三維技術革新，三是基于GIS+BIM滿足城市精細化建設治理需求，最后就是實現基于GIS+BIM+IoT的數字孿生城市。同時，也可從環境、模式、設計三個方面對CIM發展進行分析。

從環境方面，CIM發展存在著以人為視角的物質環境、依賴于人彼此之間交流的交互環境和數字化的虛擬環境。

從模式方面，在物質環境中，我們更多強調行為模式，例如，如何把物質環境進行建造、改造乃至拆除；在交互的過程中，我們更多強調感知能力，感知到社會經濟發展和人類行為變化；在虛擬環境中，更多反映的是我們的一種思考模式，其依托于物質行為模式或者感知模式，也正是這種思考形成的思想、規則等構成了我們的虛擬環境。

從設計方面，對于物質環境，我們更多注重它的布局設計；對于交互環境，則強調實現交互的場景本身的設計，包括不同部門、不同行業的交織；對于思考模式本身，則強調算法設計，從而借助機器來代替人工。

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實踐層面的CIM?

當前，CIM技術應用發展呈現兩大趨勢：一是通過與BIM技術的融合，將微觀層面的BIM及其關聯的信息合在一起，構建城市信息模型；二是基于城市感知數據，將城市物質環境進行在線和有機關聯，為城市安全穩定運行提供一個綜合化的數據采集、共享服務平臺，支撐城市管理決策。

以數字城市與現實城市同步規劃、同步建設為目標，創新數字孿生城市“規、建、管、養、用、維”的新型框架體系、流程體系和標準體系，綜合應用數字孿生、物聯網、5G、區塊鏈、低軌衛星等新興信息技術，建立全程管控、智能協同的城市規劃建設CIM管理一體化平臺，強化城市全生命周期管理，促進城市治理模式創新。一是實現數字化空間共享，強化城市規建管運維全生命周期管理，二是利用數字化空間治理促進城市智慧化、精細化治理模式創新，三是在新型城鎮化背景下，如何將數字空間中的數據本身變成資產、形成資本，實現空間增值。

CIM應用實踐

在雄安新區建設過程中，按照國家對雄安提出的打造“創新、協同、綠色、開放、共享”的高質量、全球領先的數字城市要求，雄安以“CIM頂層設計、一套標準、一個平臺、CIM+N個應用”為建設內容，緊密圍繞“以空間為核心的數字城市與現實城市同步規劃”的核心任務，實現了以時間為核心的集成創新，以算法為動力的應用創新，以空間為坐標的方法創新和以共享為理念的原始創新，并形成了一個雄安數字規劃平臺、一套雄安規建管理制度、一套雄安數字規劃平臺標準體系的三大交付成果。同時，通過視頻演示的方式對雄安新區規劃建設管理BIM平臺、CIM+大項目（深圳北站城市更新）、CIM+大交易（蘇州古城更新與旅游）等進行詳細介紹。

CIM與數字經濟

對CIM平臺本身而言，其由基礎設施信息層、數據更新、模型擴充、應用場景構成。其中，基礎設施會延伸到5G、工業、互聯網，乃至衛星物聯網、人工智能等數字產業，數據更新則與環境監測、車聯網、物聯網等密切相關，模型擴充則與水、風、環境、交通、能源等相關模擬仿真，如何將真實環境與模型進行聯通，構建更加綜合化模型，還需要進行進一步的探索，最后是應用場景，隨著面向未來無人車、無人機、數字招商、科技金融、智能電商等方面的需求增加，我們將利用應用場景去反推模型數據和基礎設施建設。CIM只有衍生出不同的數字化的市場產品，才能實現長期有效的數字經濟發展；若僅依靠政府的投資，則會加重政府財政負擔，難以持久。

整體來說，在CIM建設中，我們希望每一種感受都將更及時地被體察，每一份資源都將更精細地被管理，每一個決策都將更精準地被預判，每一個創想都將更合理地被采用。