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绿色生态城区信息模拟E-CIM构建

2020-3-9 09:40| 发布者: 萧闫子| 查看: 204| 评论: 0|原作者: 田慧峰(中国建筑科学研究院上海分院)

摘要: 摘要:在国家标准《绿色生态城区评价标准》GB/T51255-2017发布实施的背景下,推动信息化技术应用是高效建设绿色生态城区的重要保障措施,而参考城市信息模型CIM和建筑信息模型BIM,构建位于两者之间的绿色生态城区信 ...

摘要:在国家标准《绿色生态城区评价标准》GB/T51255-2017发布实施的背景下,推动信息化技术应用是高效建设绿色生态城区的重要保障措施,而参考城市信息模型CIM和建筑信息模型BIM,构建位于两者之间的绿色生态城区信息模型E-CIM,是绿色生态城区信息化工作最重要的基础性研究内容。

关键词:绿色生态城区;信息化;城市信息模型;建筑信息模型


我国发展绿色生态城区已有十余年历史,在政府的推动下全国有数以百计的项目按照绿色生态城区标准进行建设。2017年7月,国家标准《绿色生态城区评价标准》GB/T51255-2017正式发布,并于2018年4月起实施,标志着我国对绿色生态城区建设的探索上升到新的高度。在新时代背景下,信息化技术正在革新城市建设和市民生活的方方面面,也对绿色生态城区的建设提出了新的要求。如何通过信息化手段高效地规划、建设、运营绿色生态城区,成为践行国家标准的重要课题之一。

城市信息模型(City Information Model,CIM)是以城市信息数据为基础,建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综合体,是大场景的GIS数据+小场景的BIM数据+物联网的有机结合。建筑信息模型(Building Information Model,BIM)是以三维数字技术为基础,集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,是对工程项目相关信息详尽的数字化表达,其本质是实现建筑行业的各个专业之间的信息充分互用,提高建筑信息的复用率,从而达到降低建筑成本,提高生产效率的目的。借助上述理念,可以构建出介于CIM和BIM之间的、适用于城区规模并能充分体现绿色生态属性的绿色生态城区信息模型(Green Eco-District Information Model,E-CIM),在整个城市信息化体系中起到承上启下的作用。



01

《绿色生态城区评价标准》GB/T51255-2017中的信息化要求

《绿色生态城区评价标准》GB/T51255-2017在“信息化管理”部分提到了与城区运行管理相关的15个信息化系统,包括:能源与碳排放信息管理系统、绿色建筑信息管理系统、智慧公共交通信息平台、公共安全系统、消防监管系统、综合应急指挥调度系统、环境监测信息系统、水务信息管理系统、道路监控与交通管理系统、停车信息化管理系统、市容卫生信息化管理、园林绿地信息化管理、地下管网信息管理系统、市民信息服务系统、道路和景观照明节能监控系统。上述信息化系统基本囊括了与绿色生态相关的方方面面,主要服务于城区的运行管理,未涉及城区的规划设计和施工建设。可以将上述15个信息化系统归纳为六大类:能源资源(能源与碳排放信息管理系统、水务信息管理系统、道路和景观照明节能监控系统);环境生态(环境监测信息系统、市容卫生信息化管理系统、园林绿地信息化管理系统);交通管理(智慧公共交通信息平台、道路监控与交通管理系统、停车信息化管理系统);建设管理(绿色建筑信息管理系统、地下管网信息管理系统);公共安全(公共安全系统、消防监管系统、综合应急指挥调度系统);公共服务(市民信息服务系统)。


02

绿色生态城区信息模型E-CIM的定义及基本构成

构建E-CIM,需要将绿色生态城区从规划设计、施工建设到运行管理各个阶段均考虑在内,国家标准中提及的15个信息化系统可以作为绿色生态城区运行管理环节的子系统。构建E-CIM还需充分考虑城市建设的阶段性,目前而言,尚无完全建成的绿色生态城区,这就对E-CIM在时间维度上的适应性提出了要求。综上,绿色生态城区信息模型E-CIM是贯穿绿色生态城区规划设计、施工建设、运行管理全过程的城区物理和功能特性的数字化表达,是绿色生态理念与城市建设相融合的集中体现。

根据E-CIM的定义,可以看出其基本构成包括:规划设计信息化平台、施工建设信息化平台和运行管理信息化平台。三个平台之间的数据可以有机衔接,各自由数个子系统组成,子系统之间也可在限定的规则下交换数据。E-CIM规划设计信息化平台主要包括E-CIM总体规划辅助系统、E-CIM控制性详细化规划辅助系统和E-CIM修建性详细规划辅助系统。E-CIM施工建设信息化平台主要包括E-CIM基础设施建设管理系统(包括能源、水、交通、通讯、环境等子系统)、E-CIM建筑施工管理系统。E-CIM运行管理信息化平台由能源资源管理系统、环境生态管理系统、交通管理系统、建设管理系统、公共安全管理系统和公共服务管理系统组成,这六大类系统由前文所述15个子系统构成。

除上述平台及系统之外,E-CIM还需具备功能强大、灵活安全的数据交换平台。通过E-CIM数据交换平台,或称为E-CIM云数据中心,各个平台、系统、子系统之间可以进行授权的数据交换,为整个信息化体系提供数据流动、数据安全保障。

同时,E-CIM需具备总体评价系统,此系统从E-CIM各组成系统中采集绿色生态城区的各类数据,结合建设标准完成总体评价,并可通过大数据分析、结合人工智能技术为城区建设“把脉问诊”。



03

绿色生态城区信息模型E-CIM内容概述

E-CIM涵盖绿色生态城区的规划设计、施工建设、运行管理三个阶段,同时能兼容城市更新,下面概述其具体内容。


3.1规划设计阶段

E-CIM在规划设计阶段又可分为总体规划、控制性详细规划和修建性详细规划三个层级,即E-CIM总体规划辅助系统、E-CIM控制性详细规划辅助系统和E-CIM修建性详细规划辅助系统,同时设置E-CIM规划审批管理系统。E-CIM总体规划辅助系统主要作用是依据城市总体规划,对绿色生态城区进行定位,结合定位及当地情况,并参考类似城区大数据形成绿色生态城区指标体系,进而指导后续的规划落地。E-CIM控制性详细规划辅助系统依据国家、地方绿色生态城区建设标准以及E-CIM总体规划辅助系统制定的绿色生态城区指标体系,科学地从土地利用、生态环境、绿色建筑、资源与碳排放、绿色交通、信息化管理、产业与经济等角度合理规划空间布局。E-CIM修建性详细规划辅助系统可应用于城区的各个局部,可判定是否符合国家、地方对绿色生态城区的具体要求,并给出基于大数据的方案指导建议。E-CIM规划审批管理系统则用于各类规划的申报、评审和公示, 全程无纸化操作。



3.2 施工建设阶段

E-CIM施工建设信息化平台主要包括E-CIM基础设施建设管理系统和E-CIM建筑施工管理系统。E-CIM基础设施建设管理系统对城区能源系统建设、水系统建设、交通系统建设、通讯系统建设、环境系统建设进行过程管理,对成本、资金、合同、进度、分包、材料等环节进行实时跟踪与控制,同时可实现绿色生态性能评价。E-CIM建筑施工管理系统对城区内正在施工的建筑工程项目进行过程管理,对人员、材料、设备、资金等生产要素进行协调管理,旨在高效完成施工作业,降低资源浪费,避免环境污染。



3.3 运行管理阶段

E-CIM在城区的运行管理阶段将发挥更加重要的作用,主要由能源资源管理平台、环境生态管理平台、交通管理平台、建设管理平台、公共安全管理平台和公共服务管理平台六大部分组成。下面简要介绍各部分的子系统及其主要作用。

E-CIM能源资源管理平台由E-CIM能源与碳排放信息管理系统、E-CIM水务信息管理系统、E-CIM道路和景观照明节能监控系统三个子系统组成。E-CIM能源与碳排放信息管理系统主要用于有效掌控能源供应情况和能源消耗情况,积累运行数据,分析城区的能源态势,为能源调度提供依据,保证城区的能源安全,同时应与城市能源信息管理系统和城市经济管理系统对接,形成城区单位GDP碳排放量、人均碳排放量和单位面积碳排放量等减碳数据。E-CIM水务信息管理系统用于掌控城区的供水质量与水源地水质、雨污水的排水量和水质,以及河道水情和管网运行情况,积累运行数据,分析城区的水务态势,保证城区的用水安全和雨洪管理。E-CIM道路和景观照明节能监控系统用于对城市或城区的道路和景观的照明进行控制与管理,在保证城区运行安全的前提下,降低户外公共照明的能耗。

E-CIM环境生态管理平台由E-CIM环境监测信息系统、E-CIM市容卫生信息化管理系统和E-CIM园林绿地信息化管理系统三个子系统组成。E-CIM环境监测信息系统用于对城区的大气、水体、土壤、噪声等的污染情况进行实时监测,积累监测数据,分析城区的环境态势,保证城区的环境安全。E-CIM市容卫生信息化管理系统根据《国务院城市市容和环境卫生管理条例》对城区的街区保洁、街道公共设施、建设工地、垃圾收集运输和处理等进行数据收集和实时监管,通过运行数据分析城区的市容卫生态势,保证城区的运行环境。E-CIM园林绿地信息化管理系统对城区园林绿地的现状信息、工程建设、日常养护、责任企业等进行管理,通过运行数据分析和异常情况处置来保证城区园林绿地的运行安全。

E-CIM交通管理平台由E-CIM智慧公共交通信息平台、E-CIM道路监控与交通管理系统、E-CIM停车信息化管理系统组成。E-CIM智慧公共交通信息平台对地铁、公交、共享单车等公共交通工具实行统一管理,对公众实时发布相关信息,为市民出行便利提供保障。E-CIM道路监控与交通管理系统以智慧方式对城区道路实行监控、交通管理与信息服务等来有效支持市民出行畅通,减少燃料消耗和汽车尾气污染。E-CIM停车信息化管理系统智能化管理城区的停车场/库,有效利用城区的交通设施资源,减少无效行驶的燃料消耗和汽车尾气污染。

E-CIM建设管理平台由E-CIM绿色建筑信息管理系统和E-CIM地下管网信息管理系统组成。E-CIM绿色建筑信息管理系统实现绿色建筑的备案、审图、公示以及绿色建筑财政补贴申报管理、绿色建筑专家管理、绿色建筑技术推广申报管理等功能的电子政务系统,使绿色建筑的管理真正实现在线化、无纸化、一体化、高效化。E-CIM地下管网信息管理系统对接城市总体规划与详细规划,存入城市地下管网包括供水、排水、供电、通讯、燃气和供暖等工程的建设档案信息,并接入各系统管网的运行信息,实行城区地下管网的工程档案信息管理和运行动态的监视管理。

E-CIM公共安全管理平台由E-CIM公共安全系统、E-CIM消防监管系统和E-CIM综合应急指挥调度系统组成,对城区的住区、公共建筑、企业、街区及道路的进行监控,接受基层的报警,实现日常管理、防灾指挥和应急处置。城区公共安全系统平台应与城市公共安全系统对接,并符合相关标准。

E-CIM公共服务管理平台主要指E-CIM市民信息服务系统,该系统建立了绿色生态城区数据服务的网上平台,开展对绿色生态环境建设和绿色行为的宣传、教育,并可与公众互动,受理投诉。



结语

尽管绿色生态城区已发展十余年,但相对城市建设而言,其仍处于先导阶段。借助CIM和BIM理念,提出绿色生态城区信息模型E-CIM,旨在在整个城市的信息化体系建设过程中起到承上启下的作用。纵观全球,绿色生态城市城区建设亦处于起始阶段,在此时机启动E-CIM研究及试点工作,将使我国在此领域取得先机,进而引领绿色生态城市城区的开发建设。E-CIM涉及的内容繁多,在前期需做好基础研究工作,探究科学的理论体系,构建适合我国国情的应用框架,从而指导社会机构进行产品开发。


参考文献:
【1】GB/T 51255-2017. 绿色生态城区评价标准. 中国建筑工业出版社, 2018.1
【2】田慧峰. 我国绿色建筑信息化平台建设技术路线. 建设科技, 2017.12


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