行業(yè)研究|基于城市信息模型（CIM）的韌性城市規(guī)劃策略與實(shí)踐路徑

【摘要】隨著全球氣候變化和城市化進(jìn)程的加速，城市面臨的不穩(wěn)定因素和潛在風(fēng)險(xiǎn)也在逐步上升。韌性城市這一新興的城市風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對觀念，已經(jīng)吸引了社會各界的廣泛關(guān)注。城市信息模型（CIM）被認(rèn)為是新一代信息技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用，它為韌性城市的規(guī)劃和建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的支持。本項(xiàng)研究的目的是通過深度分析韌性城市的內(nèi)涵和CIM技術(shù)的特性，來探討基于CIM韌性城市發(fā)展的規(guī)劃策略和實(shí)踐路徑。此外，本文還提出了一系列以CIM為基礎(chǔ)的韌性城市規(guī)劃策略，以確保城市的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】城市信息模型（CIM）；韌性城市；規(guī)劃策略；實(shí)踐路徑

引言

城市作為人類生活的核心，其韌性直接影響到居民的生活質(zhì)量、安全性和幸福感。韌性城市的定義是，在促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的過程中，能夠?qū)Ω鞣N來自內(nèi)部和外部的壓力作出響應(yīng)，并有能力保持或迅速恢復(fù)其原有的功能和服務(wù)。城市信息模型（CIM）以BIM、GIS、IoT等技術(shù)為基礎(chǔ)，整合城市地上地下、室內(nèi)室外、歷史現(xiàn)狀未來多維多尺度空間數(shù)據(jù)和物聯(lián)感知數(shù)據(jù)，構(gòu)建起三維數(shù)字空間的城市信息有機(jī)綜合體。

一、韌性城市的內(nèi)涵

韌性城市強(qiáng)調(diào)通過系統(tǒng)性規(guī)劃應(yīng)對自然災(zāi)害、經(jīng)濟(jì)波動等沖擊，實(shí)現(xiàn)災(zāi)前預(yù)防、災(zāi)中適應(yīng)與災(zāi)后恢復(fù)的動態(tài)平衡。此戰(zhàn)略不僅強(qiáng)調(diào)城市在災(zāi)難后的快速恢復(fù)能力，同時(shí)也著重于通過早期的預(yù)防、適應(yīng)和緩解手段來減少不良影響，從而增強(qiáng)城市的整體穩(wěn)定性和持續(xù)性。建設(shè)韌性城市的關(guān)鍵在于構(gòu)建一個多元化和多層次的防災(zāi)減災(zāi)體系，以促進(jìn)資源的高效和循環(huán)使用。韌性城市建設(shè)已成為應(yīng)對現(xiàn)代城市諸多挑戰(zhàn)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺憑借其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)整合、分析和模擬能力，為韌性城市的各個層面提供了有力支撐。從城市規(guī)劃階段的科學(xué)決策，到基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與管理中的高效運(yùn)營和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對，再到應(yīng)急管理的精準(zhǔn)指揮和社會生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展，城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺貫穿始終，為城市增強(qiáng)韌性注入了新的活力。

二、 CIM 技術(shù)的特點(diǎn)

1. 集成性

城市信息模型（CIM）因其卓越的數(shù)據(jù)融合能力，整合了城市規(guī)劃、建設(shè)和管理等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，從而構(gòu)建了一個覆蓋空間、時(shí)間和屬性的綜合數(shù)據(jù)庫。為城市的規(guī)劃和決策過程提供了全方位且精確的依據(jù)。

2. 及時(shí)性

CIM技術(shù)利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)的信息技術(shù)工具，實(shí)現(xiàn)了對城市運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理和更新。通過這種方式，城市規(guī)劃者能夠?qū)崟r(shí)掌握城市的最新進(jìn)展，這將幫助他們迅速應(yīng)對城市運(yùn)營中可能出現(xiàn)的各種挑戰(zhàn)，并進(jìn)一步推動對城市的高效和靈活管理。

3. 模擬性

CIM利用先進(jìn)的算法和模型能夠完成城市系統(tǒng)的復(fù)雜仿真，包括交通流仿真、環(huán)境承載力評估、災(zāi)害應(yīng)急模擬演練等，這有助于規(guī)劃者提前識別城市發(fā)展可能遇到的各種挑戰(zhàn)和機(jī)會，從而根據(jù)這些挑戰(zhàn)和機(jī)會制定相應(yīng)的應(yīng)對策略，有效地減少了在規(guī)劃決策中的風(fēng)險(xiǎn)成本，并增強(qiáng)了城市規(guī)劃的科學(xué)性和前瞻性。

三、東北區(qū)域CIM平臺建設(shè)基礎(chǔ)現(xiàn)狀

目前黑龍江省城市信息模型基礎(chǔ)平臺已經(jīng)建設(shè)完工并開始運(yùn)營，旨在為黑龍江省打造一個全方位的數(shù)字化展示平臺和三維地理信息底座，涵蓋基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)采集和三維數(shù)字模型的構(gòu)建。此外，還開發(fā)了許多與“CIM+”相關(guān)的經(jīng)典應(yīng)用，例如進(jìn)行城市三維仿真模擬、房屋管理、市政管理、輔助決策等。哈爾濱市也建設(shè)完成CIM平臺，這為其他城市開展CIM平臺建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。黑龍江省陸續(xù)開展了地下管網(wǎng)的普查活動，并對地下管網(wǎng)的研究和應(yīng)用進(jìn)行了深入的推進(jìn)，依托CIM平臺對地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示和應(yīng)用，提高城市面臨自然災(zāi)害、經(jīng)濟(jì)波動、社會問題等情況下的應(yīng)急反應(yīng)能力。

遼寧省在我國的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系建設(shè)中起到了先鋒作用，覆蓋了數(shù)據(jù)匯集、系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等多個領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。遼寧省級及沈陽市的CIM平臺的已經(jīng)開始建設(shè)。在城市環(huán)境中，CIM基礎(chǔ)平臺被視為一個核心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)底座。為城市規(guī)、設(shè)、建、管提供賦能支撐，促進(jìn)城市運(yùn)行管理立體化、精細(xì)化、智慧化。

四、基于韌性城市發(fā)展的城市信息模型建設(shè)路徑

1.數(shù)據(jù)整合與模擬分析

數(shù)據(jù)是城市信息模型（CIM）的關(guān)鍵組成部分，為了建設(shè)一個具有高度韌性的城市，確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。首先，需要將城市管理的相關(guān)數(shù)據(jù)，涉及基礎(chǔ)設(shè)施、城市建設(shè)、城市運(yùn)營，環(huán)境監(jiān)測以及社會經(jīng)濟(jì)等多方面數(shù)據(jù)匯集管理?；谡系臄?shù)據(jù)，構(gòu)建了涵蓋城市運(yùn)營各個領(lǐng)域的綜合城市信息模型。這種模式應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在多個層面和多個細(xì)節(jié)上，既要展示城市的宏觀布局，同時(shí)也要深入到具體的建筑和基礎(chǔ)設(shè)施中。模擬城市在不同環(huán)境條件下的行為模式，如在極端天氣或突發(fā)事件中的，模擬人員疏散和事態(tài)發(fā)展情況分析，提供建設(shè)性的處置預(yù)案。

2.監(jiān)測評估與迭代優(yōu)化

構(gòu)建城市信息模型不是短時(shí)間內(nèi)可以完成的，它需要一個持續(xù)的迭代過程。通過及時(shí)采集更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)獲取城市監(jiān)測數(shù)據(jù)，對CIM進(jìn)行進(jìn)行了深入的評估分析。通過融合大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，可以對模型進(jìn)行自動化的優(yōu)化和提高。通過持續(xù)的監(jiān)測、評估和迭代優(yōu)化，確保城市信息模型能夠準(zhǔn)確地反映城市的實(shí)際情況，做到虛實(shí)結(jié)合，從而為韌性城市規(guī)劃提供強(qiáng)有力的支持。

3.CIM+城市生命線

對市政基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全方位普查，構(gòu)建動態(tài)更新的機(jī)制。借助數(shù)字化和智能化的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了供水、排水、供電等多種市政設(shè)施的全面改造和升級。同時(shí)，新建的基礎(chǔ)設(shè)施在設(shè)計(jì)和施工過程中需要與主要設(shè)備同步，而過時(shí)的設(shè)施則需要逐漸進(jìn)行智能化改造，以CIM基礎(chǔ)平臺實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、仿真、評估和大數(shù)據(jù)分析等多種功能，從而加強(qiáng)預(yù)警和應(yīng)急處理能力。制定城市生命線的“一張圖”，加強(qiáng)燃?xì)庑孤兜谋O(jiān)控和安全管理，確保供水的質(zhì)量和城市橋梁隧道的安全性，提高地下設(shè)備以及軌道交通的排水和防澇能力。

4. CIM+房屋安全

建立房屋生命周期安全管理體系，利用普查數(shù)據(jù)來識別房屋可能存在的安全隱患，并特別關(guān)注老舊房屋等可能的安全隱患，這樣才能確保檔案的數(shù)字化和持續(xù)更新。為了增強(qiáng)房屋的抗震、防雷和防火特性，建立城市房屋建筑的綜合管理平臺，并完善潛在風(fēng)險(xiǎn)的消除機(jī)制。依據(jù)多個系統(tǒng)所提供的資料，制定詳盡的排查結(jié)果和可能的風(fēng)險(xiǎn)清單，以確保沒有遺漏。

5.CIM+一網(wǎng)統(tǒng)管

“一網(wǎng)統(tǒng)管”旨在通過整合多個城市管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨部門和跨領(lǐng)域的數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)合作。CIM被視為核心的三維空間底座，它為“一網(wǎng)統(tǒng)管”提供了一個統(tǒng)一的空間參考框架和數(shù)據(jù)交換平臺。利用CIM技術(shù)，能夠整合交通、環(huán)境和公共安全等多個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，從而為城市運(yùn)營提供一個全面的視角。通過AI算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，可以提前識別出城市運(yùn)營中的弱點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)資源的最佳配置并加速緊急響應(yīng)。此外，該系統(tǒng)能夠模擬城市運(yùn)營中各種政策或項(xiàng)目帶來的影響，從而為科學(xué)決策提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有助于建立一個高效、合作和可持續(xù)的城市智能管理體系。

結(jié)語

韌性城市建設(shè)已成為應(yīng)對現(xiàn)代城市諸多挑戰(zhàn)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢，基于城市信息模型（CIM）的韌性城市規(guī)劃方法和實(shí)踐路徑，為解決城市面臨的問題和推動可持續(xù)發(fā)展提供了創(chuàng)新的觀點(diǎn)和實(shí)用的工具。展望將來，從城市規(guī)劃階段的科學(xué)決策，到基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與管理中的高效運(yùn)營和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對，再到應(yīng)急管理的精準(zhǔn)指揮和社會生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展，城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺貫穿始終，為城市增強(qiáng)韌性注入了新的活力。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，CIM將在構(gòu)建更為安全、高效和可持續(xù)的城市環(huán)境方面扮演更為核心的角色。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙明明.科技創(chuàng)新賦能宜居,韌性,智慧城市建設(shè)[J].城鄉(xiāng)建設(shè), 2024(24).

[2] 佚名.智能化城市安全管理[J].中國建設(shè)信息化, 2021(9):12-13.

[3] 曹先,張恒,黃亮東,等.城市規(guī)劃視角下的城市信息模型(CIM)平臺建設(shè)[J].2021.