“走”进一间数字中控室,点击头顶上的一盏射灯,灯具的使用信息随即显示在弹出的文本框上。小到一个灯泡的数据,大到整个1.2平方公里范围内的建筑数据信息,在通州文旅区一幢棕褐色办公楼内的智慧运营系统都可以随时查看到。

        这个智慧“大脑”来自北京建工投资公司下属建元未来城市投资发展有限公司打造的建元未来城市信息模型(CIM)平台,其依托数字孪生理念打造的集合地上地下全流程、全覆盖的运营管理体系已初见成效。

         16个月让城市从实物变数据

        2022年4月,作为北京市国有资本经营预算金支持的项目——建元未来城市信息模型平台正式开始搭建。

        “这个平台以北京城市副中心155平方公里遥感地图为基础,聚焦其中12平方公里的通州文旅区,围绕核心示范区的1.2平方公里进行精雕细刻,开启了区域智慧城市运维大幕。”建元城投公司负责人说。

        从一片空白到初步建成,项目团队用了16个月的时间,而这一成果也将在2023年服贸会上以“平台+沙盘”的形式正式对外亮相。

        平台架构师朱静说:“我们根据项目情况采取不同精细程度的制作方式,选择1.2平方公里的示范区,是因为区域内既有道路桥梁,也有居民小区和办公用房,还有河流,可以说是聚合了不同类型的情况,以此区域为示范区可以更有效地验证平台的效果。”

        整个平台的核心便是CIM技术。简单说,CIM技术就是将实物变成数据,展示在虚拟地图上,CIM的等级越高,物体数据的清晰度也就越高。“比如我们在文旅区12平方公里的范围内使用的便是航拍的CIM3等级,也就是以3.5公分见方的区域作为一个单元来展示,可以说是精细度非常高,而在地下综合管廊部分使用的CIM6-CIM7等级的标准更是以毫米为单位来展示其精细度。”朱静说。

        从每一棵树,到每一个建筑,甚至到内部的每一个开关和灯具,整套平台搭建起的数字孪生底座,让城市速览如同玩游戏一样有趣,让城市管理变得更可视化、智慧化。

         韧性城市平台让管理更有序

        近年来,韧性城市一词在城市管理领域被多次提及,而数字孪生技术的应用让这一理念能够加速实现。

        北京建工集团持续发力智慧城市建设领域,此次服贸会展示出的这一成果便是以智慧手段打造韧性城市的代表案例。

        如何让城市更有韧性,必须围绕城市在服务人的出行、购物、娱乐、生活、安全等方面的全过程开展研究。在建元未来城市信息模型平台上,诸多细节内容的展示成为韧性城市的样本。其中,CIM的作用至关重要。而根据不同需要构建的不同清晰度和功能属性的CIM模型在这一平台上也绝不仅是动画上的色彩缤纷。

        “CIM+”是系统的最大特色,其中,不仅仅是“CIM+运营”,“CIM+规划”“CIM+建设”等环节都可以在平台上实现。“CIM+规划”便是在区域内诸多留白地块直接植入未来建设的效果数据,实现在建设前了解项目整体情况,便于提前对方案进行优化调整,减少建设中的返工和资源浪费,实现绿色低碳发展。

        同时,在CIM体系中,最大的优势便是精确,“相比于BIM指导施工环节为主的定位,CIM更加聚焦后期使用,所以BIM与CIM之间的互联互通,可以通过CIM的精确优势帮助BIM进行三维空间毫米级误差的修正,进而实现指导BIM施工的目的。”朱静说。

        在操作环节,BIM和CIM在该平台上更多是伴随式数字化,实现二者同生同长,为区域高质量建设打下基础,更为韧性城市建设提供更加准确的数字资产。

         数字孪生让管理城市更轻松

        数字孪生技术应用对于城市管理者而言,可以让工作变得更加轻松。对此,朱静表示,要让平台助力政府管理,尽量简化管理成本,提高管理效率,保证管理安全,通过大数据互联网实现以数字管理城市,以数据经营城市,将平台打造成数字化的“城市管家”。

        以1.2平方公里范围区域为代表的数字孪生示范区充分体现了精细化,以区域内某一办公楼为例,在平台上不仅可以展示建筑外观,还可以将建筑逐层建设的步骤不断重现;对每层结构情况,可设计成“拉抽屉”式的分区模块化展示,更加直观;而建筑内部发生火灾和突发事件时,现场人员的逃生路线可以在几秒内生成,并通过网络进行反馈,引导其安全撤离。

        示范区地下综合管廊的数字化管理中,内部管线的位置、名称、长度等基础信息都可以通过平台点击获取。不过整套地下管廊系统设计中,最大的亮点便是对线型资产的智慧化管理。朱静表示,相比建筑物高大宽厚,管廊线型结构的特殊性很难让其像建筑内部不同结构空间一样被精准识别。

        在该平台研发中,北京建工集团自主知识产权的空间识别规则引擎解决了这个问题。系统将整个区域地下78公里的管廊分成若干段,根据每一段结构形式和布局基本一致的特点,技术人员在设计时,将同样区域设定为几套不同区域的通用公式,再由系统根据不同位置进行自动识别区域即可。比如A区中段发生火灾,那么系统只需要识别A区即可使用中段公式,而在D区中段发生火灾,使用同样一套公式便可以快速解决问题,而这些反应时间都控制在1秒钟左右。

        除火灾管理之外,排烟、排水、暗区积水识别等系统的应用更是让管廊的管理不再需要更多人员参与,预计应用这套系统后整体人工成本可减少大约20%。

        目前,建元未来城市信息模型平台的应用之路刚刚开启,后续随着二期建设的展开,更多新元素和新内容也将逐步丰富其中,为智慧城市运维提供更完善的方案。