1、奥格城市信息模型的探索数字城市空间技术论坛数字城市空间技术论坛（10月月16日日14:00-14:30，周三），周三）北京国际会议中心北京国际会议中心311会议室会议室奥格城市信息模型的探索1、CIM的定义与三阶段划分2、奥格AgCIM的探索5、孪生城市任重道远 结束语3、BIM支持的规范合规检查问题4、BIM+IoT的问题导言 什么是BIM建筑信息模型(BIM)是一种基于三维模型的智能流程，能让建筑、工程和施工专业人员深入了解项目并使用相关实用工具，从而更加高效地规划、设计、构建和管理建筑及基础设施。https:/ Informs BIM.BIM Fuels GIS.1、CIM的定义与三阶段

2、划分利用BIM技术管理城市（大场景）建筑信息模型概念在城市范围内的扩展，以三维的城市空间地理信息为基础，叠加城市建筑、地上地下设施的BIM信息以及城市物联网信息，构建起三维数字空间的城市信息有机综合体。工程建设项目业务协同平台技术标准初稿工程建设项目业务协同平台技术标准CJJ/T 296-2019以工程建设项目审批制度改革为切入点小切口三维图形化、构件对象化、信息参数化BIMCIMBIMBIMBIM规设建管Digital Twin 数字孪生CIM的灵魂是以模型为载体的信息重点是城市发展参与方的协同合作1、CIM的定义与三阶段划分数字孪生城市Digital Twin 数字孪生数字孪生，顾名思义就

3、是一个在现实中的物理实体，在虚拟信息空间里还有一个与物理实体动态一致的数字副本。数字孪生是一个工业制造的技术目标，其真正功能是在物理世界和数字世界之间建立起全面、实时、精准的连接。这个技术可以为工业制造、未来生活带来无限的可能，但就目前看来，数字孪生技术的实现，依然很遥远。A dynamic software model thatuses sensors and other data toanalyzeits state,respondto changes,andimproveoperations.数字孪生城市存在四大特征：精准映射、虚实交互、软件定义、智能干预。数字孪生因感知控制技术而起，因

4、综合技术集成创新而兴。阿里云研究中心发布了城市大脑探索“数字孪生城市”白皮书正态反馈模式：数字世界回到物理世界的一个闭环的反馈模式借鉴BIM发展的全球趋势0阶段，计算机辅助设计（CAD），基本的项目信息资源分散在各种纸质文件中；1阶段，平面设计和立体设计（2D&3D），大量的项目信息分散在半结构化的电子文档中；2阶段，建筑信息模型（BIM）技术，整合协同的文档化电子信息，部分可自动链接；pBIM以专业为中心的专有模型；3阶段，iBIM技术，集成的电子化信息，完备的自动链接和网络储存。英国政府决定，从2016年起，所有公共投资建筑项目的信息管理都要使用BIM技术（Level 2）https:/

5、为 Bew-RichardsBIM成熟度模型）以工程建设项目审批制度改革为切入点广州南京规划与设计CIM报批CIM 1.0施工图CIM审查CIM 2.0数字城市操作系统竣工图CIM核查CIM 3.012月底-2021-2020狭义/聚焦1、CIM的定义与三阶段划分体现中国的体制优势与实践场所优势工程建设项目业务协同平台（三维）CIM 1.0CIM Level 13D GIS模型为核心-2020工程建设全流程、全覆盖的CIM应用CIM 2.0CIM Level 2BIM为核心2019-2022CIM Level 3数字城市操作系统CIM+，全社会的应用CIM 3.02022-2035iBIM全集

6、成三维模型-20202025-2020-广义2、奥格AgCIM的探索1 专业应用起步2005年，打造广州“数字市政”，初涉三维研发2006年，完成国际生物岛规划仿真平台，开展产品研发2 公共平台探索2008年，开始探索地理信息公共平台的研发与综合应用2010年，二三维一体的奥格地理信息共享平台获得多项荣誉2011年，二三维一体的奥格地理信息共享平台开始在大项目中得到锤炼2012年，奥格微图三维软件通过测评并获得优秀软件称号，行业应用小试牛刀3 BIM技术引入2015年，开始探索BIM技术的小场景应用2016年，研发自主的二三维一体软件2017年，辅助广州新一版城市总体规划编制4 BIM技术扩展

7、到城市信息模型（CIM）2018年，助力广州工程建设项目报建审批2019年，利用AgCIM支持工程建设审批改革5 孪生城市正在呈现，奥格CIM只争朝夕2.1 广州2018年1月开始的BIM报建研发修详BIM通（设计版、审核版、审批版）；设计方案BIM报建通（设计版、审核版、审批版）；规划BIM验收通（设计版、审核版、审批版）；市政BIM报建通（设计版、审核版、审批版）。技术路线2、奥格AgCIM的探索广州市的实践2.2 广州2019年3月开始的CIM 1.0研发重视升级改造充分利用广州过去领先的三维模型、电子报批、多规合一、规划与国土信息化等成果与优势重视运行管理建筑设计与施工的BIM应用交给

8、市场，抓好广州CIM平台上的BIM报批、“多规合一”、国土空间规划、工程建设项目审批运行重视知识产权先支持主流平台、再开发自己的平台，体现广州特色重视专业合作国内优秀规划、建筑、计算机、人工智能等多专业团队，广州本地顶尖团队的合作突出CIM平台四重视一突出2、奥格AgCIM的探索奥格智能只是参与单位之一2019年5月起规划和自然资源局重视利用CIM开展审批提速（1）BIM报建直接在业务审批系统里面，审批人员日常办公用，直接审批。而不是给技术服务单位用，先核对，给核对结果表到业务审批系统里面。减少了一个环节，可以省10天左右。（2）一个入口，通过BIM报批系统（升级版的报建通）进到CIM基础平台

9、，把社会上BIM报建数据收集起来，按照我们的标准要求进行质检，合格的就马上入CIM库；一个出口，通过CIM基础平台提供多规合一与城市设计等各种审批管理服务。（3）简化审批流程，减少行政审批之外的辅线环节。对一般项目，按照BIM报建标准，BIM报建软件通过的就审批通过。对复杂或特别的项目，才有专家的会审。服务定制化、系统轻量化、操作便捷化、审批协同化2.2广州2019年3月开始的CIM 1.0研发2、奥格AgCIM的探索奥格智能只是参与单位之一到2019年9月，广州规划和自然局已完成CIM V1.0工作要点一、深化审批制度改革二、在项目策划阶段实现人审变机审三、在规划审查阶段实现人审变机审（1）

10、提供控规编制标准化基础数据底板图清单（2）实现控规编制、格式审查及成果转化智能化（3）实现规划设计条件“人审变机审”四、在建筑设计方案审查阶段实现人审变机审五、在市政交通业务中实现机审辅助人审六、探索CIM条件下的城市设计七、探索CIM条件下的历史文化名城保护八、初步构建CIM基础数据库和基础平台2.2 2019年3月开始的CIM 1.02、奥格AgCIM的探索奥格智能只是参与单位之一奥格AgCIM之视廊分析奥格AgCIM之BIM剖切奥格AgCIM之控高分析+控规盒子分析奥格城市信息模型的探索1、CIM的定义与三阶段划分2、奥格AgCIM的探索5、孪生城市任重道远 结束语3、BIM支持的规范合

11、规检查问题4、BIM+IoT的问题3、BIM支持的规范合规检查问题BIM具有参数化建模、模拟施工和可视化等优点Eastman等3将规范检查分为4个步骤：（1）规则翻译(rule interpretation)；（2）模型准备(BIM model preparation)；（3）规则执行(rule execution)；（4）检查报告(rule check reporting)。王春宵.BIM环境下支持施工图审查的工程信息交付标准研究D.华中科技大学,2018.吴松飞,邓逸川,申琪玉,罗德焕.BIM支持的施工安全规范合规检查研究综述J.图学学报,2018,39(06):1156-1164.3.1

12、 规范合规检查技术概述国外有关合规检查（code/rule checking）的研究和应用非常丰富，但综述类文章较少4个步骤规则翻译是指将以人类语言形式所定义的安全规范、条款、公式、表格等转换为电脑可以理解或处理的形式3。作为规则检查中重要的部分，目前已有大量的研究关注规则的翻译，大致可以分为4个方向：基于逻辑的方法、基于本体(ontology)的方法、基于语言开发的方法和其他方法（如规则引擎）。（1）规则翻译(rule interpretation)技术具体方法文献基于逻辑的方法一阶谓词逻辑(first order predicate logic)6-7决策表8,27-29自然语言处理(NL

13、P)9-13 概念表(conceptual graph)14-15基于本体的方法结合语义网技术16-17,32-33 RASE18-19 基于语言开发的方法BERA 语言20,34 可视化编程语言(VCCL)21其他规则引擎(rule engine)22-253、BIM支持的规范合规检查问题实现核心是规范条文的结构化规范条文具有组织维度单一、约束内容分散、内容互相引用和不断发展修改等特点，同时也造成了规范条文人工结构化的效率低下和易出错性。基于对国内外研究现状的分析和研究，目前在条文结构化方面的研究已经非常成熟了，方法主要集中在Ontology（本体）、上下文无关文法等。（1）规则翻译(rul

14、e interpretation)预计完成语素分析、关键算法定义、构建语素库之后可以实现条文自动结构化的流程图和最终预期效果。3、BIM支持的规范合规检查问题在规则翻译之前，模型与规则的映射是一个必须被考虑的问题。BIM作为建筑模型的数据载体，包含检查所需要的构件对象、属性参数信息和关系20。不同检查主题的对象所需要准备的信息偏向有所不同，如临时设施的结构安全检查需要荷载信息，而建筑设计中的空间合理性检查只需要几何信息等。HAN等38提出了使用独立的模型视图来获取特定类型的规则审查所需的数据，并提取总体构建模型的子集，以允许更高效的处理。目前已有较多研究采用这一思路进行模型信息的处理，如国外的

15、International Code Council39和BuildingSMART40等。不同视图可以解决不同主题的问题，然而针对同一主题，信息的提取则需要根据建立的映射机制来进行目标构件或信息“定位”。（2）模型准备(BIM model preparation)模型视图3、BIM支持的规范合规检查问题目前存在几种模型与规则的映射机制：以规则为导向的方式，如安全规则事故主体和参数对应。基于现成框架的信息准备，比如 IFC 框架42。基于本体技术，如 Zhang等24构建了包括施工产品模型、施工过程模型和施工安全模型3个组成的施工安全本体模型，通过本体文件和进度文件生成待检测的本体实例并利用

16、JESS 推理引擎完成实例的检查。（2）模型准备(BIM model preparation)模型视图3、BIM支持的规范合规检查问题模型层次与维度文献44认为目前的规范检查所需要模型的细度只需达到LOD300或LOD350即可。2011年以来，出现较多研究模拟动态的规范检查，即4D的建造过程中模拟7,45-46安全检查。随着动态检查的精细化，对装饰装修阶段，机械设备自身的检查需要融入更多信息才能实现这些目前还未达到的细节模拟。3、BIM支持的规范合规检查问题BIM 模型交付标准的精细度不足BIM设计模型中存在一些既无法获取也不能通过间接计算得到的属性，我们只能通过在对应构件属性栏中添加“字段

17、”，预设字段值，再通过建模人员手动添加的方式来表征该属性，在IFC格式文件中这些添加的字段会完整地呈现，从而保证添加的字段值与相关的属性进行对应。为了不增加BIM建模人员工作量，需将人工添加的属性数量降低到最低，同时通过对添加字段的典型取值进行预设，以人工手动选择为主，进一步降低手动输入的工作量。规则执行阶段是利用定义好的安全规则检查准备好的信息模型，通过规则与模型中具体构件或场景的连接，提取需要检查的参数。检查执行的任务包括两个：能识别出不安全的条件或参数；能提供备选的问题解决办法来纠正不合规问题20。为判断执行的效果，评价机制是有必要的。文献47提出在检查之前进行预检查，以确保模型中所包含

18、信息是足够的。由于规则和问题类别的多样性，检查过程中对于不合规的参数检查结果可能会因为不同规则的应用而导致矛盾，因此对不合规问题的结果呈现必须包含对应规则的相关信息。（3）检查执行(rule execution）3、BIM支持的规范合规检查问题利用某种推理规则，完成规范条文与BIM建筑模型信息的合规性审查。模型的预审查。在规则审查之前，需要对模型进行“语法检查”，以确定建筑模型是否包含了所需的属性、名称、对象，或者用于完成检查任务的那部分信息。模型信息和结构化条文的合规性对比。第一个步骤是将结构化条文所需的建筑信息从BIM模型中准确“抓取”，也就是模型信息的提取问题，第二个步骤是将“抓取”的B

19、IM模型信息与结构化的规范条文进行合规性审查，关键是两者之间的合规性推理规则，目前设想的是将结构化规范条文的语素库与模型“抓取”信息进行自动比对，两者满足推理逻辑上的“是”，即表示本款条文合规性满足，反之则为不满足。（3）检查执行(rule execution）3、BIM支持的规范合规检查问题检查结果呈现的形式目前常见的包括Excel或PDF的电子文档形式、可视化的呈现方式等。文献7,24-45在高处坠落安全检查和临时脚手架安全检查以Excel形式呈现每条检查结果。Excel检查结果表中包含检查构件的ID、相关属性和参数以及建议的预防方法。但是构件或问题所在的位置信息、超限的参数等并未呈现。文

20、献45则包含了类似信息，比如施工工序、危险所在区位以及工序的相关信息，但是未包含相应的解决或预防方法。相比于Excel表格，可视化的呈现方式更能直观呈现危险所在位置和时间等信息，文献24还提出自动化安全措施建模来自动优化模型。可视化的方式对于呈现局部问题有着较好优势，而信息充足的Excel表和可视化呈现二者结合的方式将更为合适。（4）检查结果呈现(rule check reporting)3、BIM支持的规范合规检查问题3.2 规范合规检查商业软件概述国外学者在二十世纪六十年代就开始研究建筑领域的合规性审查。Fenves在1966年提出使用决策表审查结构设计21。Eastman（2009）等人

21、对建筑领域合规性审查相关研究进行了整理和总结，阐述了合规性审查流程并详细介绍了五种审查系统22。Beach（2013）等人使用RASE（Requirement,Applicability,Selection,Exception）方法和DROOLS开源规则引擎进行建筑规范审查23。Choi（2014）等人提出了一种对高层和复杂建筑BIM模型的疏散设计进行合规性审查的方法，并开发了原型系统InSight BIM-Evacuation24。Park和Yun（2013）开发了一个基于规则的专家系统CODE-MAVEN，该系统基于BIM软件Archi CADTM，可以对建筑设计进行实时合规性审查25。目

22、前应用较为广泛的合规检查系统软件有芬兰Solibri Model Checker(SMC)、挪威Jotne EDModelChecker、新加坡CORENET e-PlanCheck、国际规范委员会(ICC)开发的SMARTcodes甘晨.基于IFC和本体的建筑施工图合规性审查研究D.华中科技大学,2018.王春宵.BIM环境下支持施工图审查的工程信息交付标准研究D.华中科技大学,2018.吴松飞,邓逸川,申琪玉,罗德焕.BIM支持的施工安全规范合规检查研究综述J.图学学报,2018,39(06):1156-1164.3、BIM支持的规范合规检查问题3、BIM支持的规范合规检查问题尽管BIM支

23、持的规范合规检查技术逐渐成熟，但对BIM正向设计占比很小的国情来讲，报建、施工BIM审查还是难度较大。即使是采用BIM正向设计的项目，要实现BIM的施工图辅助审查，除了要提高设计费用外，还需要将前期的设计时间预留充足，与目前国内广泛的边设计、边修改、边建造是一个大的矛盾。设计成果及信息必须规范化的BIM模型表达与存储，特别是构件参数的标准化、族库管理的规范化、模型拆分与视图的科学化、审核规则的显性化难度大。“施工图模型审查通”（设计版、审查审批版）“竣工模型通”（设计版、审查审批版）详细的设计模型、专业模型和联合模型为特征广东省建筑信息模型应用统一标准 DBJ/T 15-142-20184、B

24、IM+IoT的问题标识感知：实时“读写”真实城市数字孪生城市建设需要以全域感知为前提全域标识能够为物理对象赋予数字“身份信息”，实现孪生映射。标识技术能够为各类城市部件、物体赋予独一无二的数字化身份编码，从而确保现实世界中的每一个物理实体都能与孪生空间中的数字虚体精准映射、一一对应，物理实体的任何状态变化都能同步反应在数字虚体中，对数字虚体的任何操控都能实时影响到对应的物理实体，也便于物理实体之间跨域、跨系统的互通和共享设备可信可控从物联采集源头确保城市运行数据的安全、城市基础设施可靠数字孪生城市核心平台需各类技术集成支撑，六大关键技术成为发展基础（一）泛在感知与智能设施管理平台（二）城市大数

25、据平台（三）城市信息模型平台（四）共性技术赋能与应用支撑平台一、新型测绘：快速采集地理信息二、标识感知：实时“读写”真实城市三、协同计算：高效处理海量数据四、全要素表达：精准“描绘”城市前世今生五、模拟仿真：在数字世界推演城市运行态势六、深度学习：推动城市自我学习智慧成长数字孪生城市四大核心平台数字孪生城市六大关键技术要素4、BIM+IoT的问题看起来不难标识感知：实时“读写”真实城市构件+IoT编码与坐标问题“构件分类编码+关键属性 业务需求”的形式实现项目中构件与成本、计划、质监的应用需求无缝衔接按照专业，构件库又划分为建筑、结构、给排水、暖通、电气、智能化、幕墙、景观、内装、导向标识、夜

26、景照明、采光顶12个专业，综合了前面已做万达轻质产项目所要用到的构件类型，形成了现在各专业的构件信息清单。这个清单主要由两部分组成，一个是文件夹架构，包含了16级构件分类，根据专业不同细分等级也不一样，具体可参照万达构件分类编码标准；另一个则是构件描述，也是万达构件库客户端非常重要的集成信息，其中包括构件名称、构件名称规则、构件编号、构件分类编码、族名称、族类型名称、属性、材料设备名称8类信息，各专业可以根据需要在本专业清单范围内进行检索、使用其中的构件。一个使用者的三点要求：（1）模型漂亮，整体色彩真实与明亮；（2）所有信息集成到模型上、关联到模型上、关联到构件上？；（3）操作简单快捷，功能

27、的专业性；如城市设计的管控审查。看起来不难从用户的使用角度CIM好像不难4、BIM+IoT的问题编码与坐标问题既要含有BIM模型的漂亮，又要操作快捷核心还是IDM/MVD的设计、BIM模型的分类和分级管理在响应时间与存储空间之间找到平衡MVD模型视图定义（Model View Definition）COBie施工营运建筑信息交换标准IDM信息交付导则（交付标准）（Information Delivery Manual）现阶段，CIM中一股脑地使用单一综合BIM模型是不行的，必须分类、分级、分专业、分视图等，多个模型的存储来提高操作速度，但必须有高效的管理。同一模型的不同应用场景、不同审查过程、

28、审查阶段（IDM/MVD的设计）也需要进行模型版本控制和管理。以高效地对模型进行检索和操作，最大限度地提高平台的资源利用效率。5、孪生城市任重道远 结束语国土空间规划“一张图”实施监督信息系统APlan SPS（原“多规合一”一张蓝图）（国土空间规划编、审、督）国土空间基础信息平台 APlan TSP（国土空间基础信息管理及共享）数据资源体系云管理与服务平台规划和自然资源一体化审批系统APlan MIS（自然资源业务审批办理）规划业务审批国土业务审批.规划编制规划审批规划实施规划监督政务服务数据共享平台“多规合一”业务协同平台 APlan MPI工程建设项目联合审批管理系统 ACPIS一体化在

29、线政务服务平台（在线审批办事大厅）发改业务审批系统环保业务审批系统.数据交换数据交换数据交换事项推送批案返回住建业务一体化平台 ASI HURD（统一业务办理平台）综合管理工地监管数字城管住房市场住房保障施工审批消防审批人防审批协同办公.建筑市场监管公共服务平台（四库一平台）资质管理项目监管执法管理信用体系综合查询企业信息注册人员工程项目诚信信息.智慧城市时空大数据平台 AgCLOUD（时空基础设施）时空大数据云平台示范应用CIM基础平台 AgCIMBIM规划报建BIM施工报建BIM竣工验收高效CIM引擎基于CIM的一张蓝图定制开发接口数据交换数据交换数据交换水务业务审批系统各委办局业务审批系

30、统感知数据专题数据基础时空数据CIM数据及应用服务国土空间基础数据及一张蓝图BIM规划报建BIM施工图审查BIM竣工验收规划、监督、决策、资源评价应用服务规划数据规划、监测、审批、决策应用服务自然资源数据CIM数据及应用服务CIM数据及应用服务四库数据应用服务数据返回奥格规划辅助设计与情景模拟软件APlan AISim规划目标空间布局评估模型要素配置规划成果问题分析规划底图双评价三区三线区域评估1CIM 基 础 平台2二三维一体的规划和自然资源、住房和城乡建设业务基础平台N发改、环保、交通运输等N项业务应用1+2+N5、孪生城市任重道远 结束语BIM合规检查学习与思考规划、设计，施工，竣工3D GISBIMiBIM1、CIM的定义与三阶段划分2、奥格AgCIM的探索5、孪生城市任重道远 结束语3、BIM支持的规范合规检查问题4、BIM+IoT的问题工程建设项目BIM报建，“多规合一”管理平台衔接，工程建设项目审批制度改革试点BIM支持的规范合规检查技术逐渐成熟，但对BIM正向设计占比很小的国情来讲，报建、施工BIM审查还是难度较大构件+IoT编码与坐标问题BIM的技术不成熟与地位问题1+2+N挑战与机遇并在！谢谢聆听T H A N K S谢谢