由CI某省市地下空間的數(shù)字孿生研究一BIM→CIM目

錄CONTENTS二 CIM→數(shù)字孿生三城市空間數(shù)字孿生→地下空間數(shù)字孿生四 地下空間數(shù)字孿生的發(fā)展和應(yīng)用B

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是建筑信息模型（

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nModeling）的英文縮寫，是一種利用數(shù)字化手段對建筑項目的實體與功能特性進(jìn)行表達(dá)，通過多維仿真的數(shù)字化、可視化平臺，將項目相關(guān)各種信息集成形成工程數(shù)據(jù)模型的方法。國內(nèi)BIM經(jīng)過十余年的發(fā)展，從

1998年-2005年的“概念導(dǎo)入期”，到

2006

年-2010年“理論研究與初步應(yīng)用階段”，再到

2011

年至今的“快速發(fā)展及深度應(yīng)用階段”。概念導(dǎo)入期主要是

IFC

標(biāo)準(zhǔn)研究和

BIM

概念產(chǎn)生；理論研究與初步應(yīng)用階段主要是針對

BIM

技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及軟件研究，并且

BIM

技術(shù)在大型項目中開始試用；快速發(fā)展及深度應(yīng)用階段表現(xiàn)為

BIM

開始大規(guī)模運用于工程實施中，政策大力支持

BIM發(fā)展，BIM

應(yīng)用軟件越來越多，圍繞“BIM+”的深度應(yīng)用越來越多。設(shè)計階段：方案比選；布局優(yōu)化；環(huán)境模擬；能耗分析投標(biāo)階段：模型創(chuàng)建；方案展示；施工模擬；提量計價大型設(shè)備運輸路徑模擬復(fù)雜節(jié)點模擬土方開挖模擬管線綜合碰撞檢查&設(shè)計錯誤檢查建筑模型施工階段：三維場布；模架設(shè)計碰撞檢查；管線綜合；方案展示；進(jìn)度管控模型算量；階段核算運維階段：運維模型創(chuàng)建；設(shè)備設(shè)施運行監(jiān)控；隱蔽工程管理；應(yīng)急管理）BIMGISIOT物聯(lián)網(wǎng)云平臺從理論和實證來看，“BIM+互聯(lián)網(wǎng)”改變建筑業(yè)，已無懸念。與此同時，隨著某省市建設(shè)成為政府的重頭戲，一個更宏大的技術(shù)概念——CIM（City

Imformation

Modeling將開始興起。從之前20年以來的某省市建設(shè)經(jīng)驗來看，建設(shè)某省市

要某省市數(shù)字化或先建成一個數(shù)字某省市開始，否則大量的某省市應(yīng)用無發(fā)展開，應(yīng)用價值受限。CIM某省市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫從這個數(shù)據(jù)庫中可以快速定位一個園區(qū)、一棟建筑，快速查詢建筑模型之中的所有相關(guān)數(shù)據(jù)。2

可計算某省市量級可計算，才能產(chǎn)生高價值的應(yīng)用，框選一個街區(qū)，有多少棟樓，有多少建筑面積，容積率多少，人口數(shù)量多少，有多少家單位，擁有多少車輛等數(shù)據(jù)等及時的統(tǒng)計出來。3

某省市和建筑的空間數(shù)據(jù)BIM+GIS+IOT某省市的空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了準(zhǔn)確的定義。通過BIM-GIS將人所活某省市進(jìn)行數(shù)字化，通過IOT將人真正的同某省市聯(lián)系起來。4

所有數(shù)據(jù)同CIM相關(guān)聯(lián)城市中所有的數(shù)據(jù)，人口、教育、管理都將同基礎(chǔ)模型相關(guān)聯(lián)，獲取更某省市運維效率。5

可視化某省市運維效率和管理體驗。6

可感知所有的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)某省市空間關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)可視化，快速關(guān)聯(lián)。7

可開放經(jīng)過授權(quán)，可以讓相關(guān)部門和使用人員進(jìn)行關(guān)聯(lián)，產(chǎn)生社會和經(jīng)濟價值。從建設(shè)階段采集BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，節(jié)約成本、縮短工期、精細(xì)化管理

建某省市的組合單元，龐大數(shù)量的建筑單元構(gòu)某省市，BIM模型不僅將建筑外觀信息，結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行可視化展示，同時也囊括了建筑在設(shè)計-施工-使用期間的所有數(shù)據(jù)，成為信息數(shù)據(jù)和可視化數(shù)據(jù)的載體。在建筑行業(yè)中，通過傳感器的數(shù)據(jù)回傳，以互聯(lián)網(wǎng)為依托，融合BIM-GIS數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析。定位模塊、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等硬件設(shè)備設(shè)施自動采集相應(yīng)數(shù)據(jù)，基于物聯(lián)網(wǎng)傳輸至后臺數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的融合及應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域涉及到方方面面，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、交通、物流、安保等基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用，有效的推動了這些方面的智能化發(fā)展，使得有限的資源更加合理的使用分配，從而提高了行業(yè)效率、效益。數(shù)據(jù)打基礎(chǔ)，融合業(yè)務(wù)，落實應(yīng)用，實現(xiàn)智能化,BIM+GIS+IOT數(shù)據(jù)的融合的CIM大場景展示.通過無人機技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、建模手段等方式某省市地上地下模型信息，提供大數(shù)據(jù)可視化載體，在可視化平臺中整合GIS、BIM、IOT、5G技術(shù)，提升業(yè)務(wù)應(yīng)用能力，擴大終端業(yè)務(wù)覆蓋面，最終形成CIM應(yīng)用平臺。一BIM→CIM目

錄CONTENTS二 CIM→數(shù)字孿生三城市空間數(shù)字孿生→地下空間數(shù)字孿生四 地下空間數(shù)字孿生的發(fā)展和應(yīng)用城市信息模型（英文City

Information

Modeling），某省市信息數(shù)據(jù)為基數(shù)，建立起某省市空間模某省市信息的有機綜合體。從范圍上講是大場景的GIS數(shù)據(jù)+小場景的BIM數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)的有機結(jié)合。與傳統(tǒng)基于GIS的某省市相比，CIM將數(shù)據(jù)顆粒度細(xì)某省市單體建筑物的一個機電配件、一扇窗，將傳統(tǒng)靜態(tài)的某省市升級為可感知、動態(tài)在線、虛實交互的數(shù)字某省市某省市敏捷管理和精細(xì)化治理提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。CIM是一個跨度很大的概念，涉及行業(yè)包括：規(guī)劃，國土，交通，水利，安防，人防，環(huán)境保護(hù)，能源燃?xì)獾雀鞔笮袠I(yè)領(lǐng)域和一切智某省市相關(guān)的領(lǐng)域。數(shù)字某省市是數(shù)字孿生技某省市層面的廣泛應(yīng)用，是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動、軟件定義、平臺支撐、虛實交某省市信息模型（CIM），使數(shù)某省市與現(xiàn)實同步規(guī)劃、同步建設(shè)，實現(xiàn)全過程、全要素數(shù)字化，做某省市全狀態(tài)實時化、可視某省市管理決策與服務(wù)協(xié)同化和智能化。雄安新區(qū)、北京副中心均已廣泛應(yīng)用CIM技術(shù)開展數(shù)字某省市建設(shè)當(dāng)前，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)為代表的數(shù)字浪潮席卷全球，物理世界和與之對應(yīng)的數(shù)字世界正形成兩大體系平行發(fā)展、

相互作用。數(shù)字世界為了服務(wù)物理世界而存在，物理世界因為數(shù)字世界變得高效有序，數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)運而生，從制造業(yè)逐步延伸拓某省市空間，深刻影某省市規(guī)劃、建設(shè)與發(fā)展。數(shù)字孿生因感知控制技術(shù)而起，因綜合技術(shù)集成創(chuàng)新而興。數(shù)字某省市某省市累積數(shù)據(jù)從量變到質(zhì)變，在感知建模、人工智能等信息技術(shù)取得重大突破的背景下，建設(shè)新型某省市的一條新興技術(shù)路徑某省市

智能化、運營可持續(xù)化的前沿先進(jìn)模式，

也是一個吸引高端智力資源共同參與，從局部應(yīng)用到全局優(yōu)化，持續(xù)迭代更某省市級創(chuàng)新平臺?！霸?網(wǎng)-端”三大層次端側(cè)實現(xiàn)群智感知、可視可控；網(wǎng)側(cè)實現(xiàn)泛在高速、天地一體；云測實現(xiàn)隨需調(diào)度，迭代學(xué)習(xí)技術(shù)角度形成虛實對應(yīng)、相互映射、協(xié)同交互的復(fù)雜巨系統(tǒng)，實現(xiàn)某省市的“六化發(fā)展”城市發(fā)展基于多源數(shù)據(jù)融某省市信息模型是核某省市全域部署的智能設(shè)施和感知體系是前提，支撐某省市高效運行的智能專網(wǎng)是保障，實現(xiàn)智能操某省市大腦是重點建設(shè)重點數(shù)字孿生定義為一種軟件設(shè)計模式——以數(shù)字化方式拷貝一個物理對象，模擬對象在現(xiàn)實環(huán)境中的行為，對產(chǎn)品、制造過程乃至整個工廠進(jìn)行虛擬仿真——目的是了解資產(chǎn)的狀態(tài)，響應(yīng)變化，改善業(yè)務(wù)運營和增加價值。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)模型和技術(shù)依托于數(shù)字孿生體（Digital

Twin），雖然這個概念產(chǎn)生于軍事領(lǐng)域，但很快得到了領(lǐng)先工業(yè)企業(yè)的認(rèn)同，并投入大量資源做研究，其中，美國通用電氣和德國西門子最為積極。從可以找到的書面證據(jù)來看，2011年3月美國空軍研究實驗室（AFRL，Air

Force

Research

Laboratory）做的一次演講，明確提到了數(shù)字孿生體，是最早的提出機構(gòu)。數(shù)字孿生對智能制造及某省市應(yīng)用前景廣闊，并且近年飛行事故催生數(shù)字孿生技術(shù)價值。阿里云研究中心發(fā)布某省市大腦探索“數(shù)字某省市”白皮書》，白皮書里特別提到，人類文明歷史上，每一次科技大爆發(fā)都會重新決定某省市的經(jīng)濟排名。未某省市的數(shù)據(jù)資源會某省市發(fā)展的戰(zhàn)略性資源，甚至比土地資源更重要。計算能力會某省市新的發(fā)展動某省市擁有的計算力總量甚至?xí)Q某省市發(fā)展的排名與潛力。一BIM→CIM目

錄CONTENTS二 CIM→數(shù)字孿生三城市空間數(shù)字孿生→地下空間數(shù)字孿生四 地下空間數(shù)字孿生的發(fā)展和應(yīng)用傳統(tǒng)條塊化某省市建設(shè)方式已現(xiàn)疲態(tài)信息技術(shù)加速突破驅(qū)動集成創(chuàng)新出現(xiàn)拐點數(shù)字孿生某省市智能化升級的重要方向某省市率先探索實踐數(shù)字孿生理念我國某省市建設(shè)升級具備現(xiàn)實基礎(chǔ)數(shù)字某省市通過空天、地面、地下、河道等各層面的傳感器布設(shè)，實某省市道路、橋梁、井蓋、燈蓋、建筑等基礎(chǔ)設(shè)施的全面數(shù)字化建模，以某省市運行狀態(tài)的充分感知、動態(tài)監(jiān)測，形成某省市在信息維度上對某省市的精準(zhǔn)信息表達(dá)和映射精準(zhǔn)映射城市基礎(chǔ)設(shè)施、各類部件建設(shè)即有痕某省市

居民、來訪人員上網(wǎng)聯(lián)系即有信息。未來數(shù)字某省市中某省市實體空間可觀察各類痕跡，某省市虛擬空間可搜索各類信某省市規(guī)劃、建設(shè)以及民眾的各類活動，不僅在實體空間，而且在虛擬空間得到極大擴充，虛實融合、虛實協(xié)同將某省市未來發(fā)展新模式。虛實交互某省市針對物某省市建立相對應(yīng)的虛擬模型，

并以軟件的方式某省市人、事、物在真實環(huán)境下的行為，

通過云端和邊緣計算，

軟性指引和操某省市的交通信號控制、電熱能源調(diào)度、重大項目周期管理、基礎(chǔ)設(shè)施選址建設(shè)。軟件定義通過在“數(shù)字某省市”

上規(guī)劃設(shè)計、模擬仿真等某省市可能產(chǎn)生的不良影響、矛盾沖突、潛在危險進(jìn)行智能預(yù)警，并提供合理可行的對策建議，以未來視角智能某省市原有發(fā)展軌跡和運行，進(jìn)而指引和優(yōu)化某省市的規(guī)劃、管理某省市民服務(wù)供給，某省市生活“智慧”。智能干預(yù)數(shù)字孿生模式下，提供了一種能力，包括實時、動態(tài)、精準(zhǔn)、定位、可視化展示，仿真、驗證、回溯，協(xié)同、聯(lián)動等某省市的運行狀態(tài)將與以往大為不同，可以肯定的是，未來科學(xué)發(fā)現(xiàn)和智慧應(yīng)用將會不斷涌現(xiàn)，使我們的生活充滿了驚喜體驗。典型場景BC“規(guī)建管”協(xié)同管控，助力一干到底A虛實互動以虛控實，某省市一盤棋治理情景交融以人為本，升級個性主動服務(wù)體驗數(shù)字某省市可一定程度某省市的人事物進(jìn)行前瞻性預(yù)判，進(jìn)而通過智能交互，某省市內(nèi)各類主體的適應(yīng)性變某省市的最優(yōu)化運作。其核心是高精度、多耦某省市信息模型。通過加載其上的全量全域數(shù)據(jù)某省市系統(tǒng)內(nèi)匯集交融，產(chǎn)生新的涌現(xiàn)，實某省市規(guī)律的識別，為改善和某省市系統(tǒng)提供有效的指引城市初始建模的方法某省市

3D

模型地面高精度

3D模型室內(nèi)

3D

模型城市信息模型的構(gòu)成城市三維地理信息模型BIM

建筑信息模型數(shù)據(jù)CI某省市信息模型模型與數(shù)據(jù)的協(xié)同運行多源某省市模型數(shù)據(jù)匯聚中心CIM

數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)數(shù)字某省市核心：高某省市信息模型某省市在感知業(yè)務(wù)領(lǐng)域，處于各自為政、條塊分割、煙囪林立、

信息孤島的狀態(tài)，數(shù)字某省市

將針對不同的應(yīng)用場景，統(tǒng)籌感知體系建設(shè)，統(tǒng)一采集匯聚，某省市動態(tài)數(shù)據(jù)整合與共享，形成全域覆蓋、動靜結(jié)合、三維立體的規(guī)范化、智能化、全聯(lián)接的感知布局，實現(xiàn)某省市在某省市的精準(zhǔn)映射。全域布局智能設(shè)施空間布局標(biāo)識體系和編碼設(shè)計物聯(lián)設(shè)備連接管理平臺數(shù)字某省市前提：全域布局的智能設(shè)施提出網(wǎng)絡(luò)新需求融合接入、融合指某省市感知、專網(wǎng)專用、資源共享、物理隔離接入智能專網(wǎng)推進(jìn)

5G

網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商用、推進(jìn)有線網(wǎng)絡(luò)萬兆接入、智能專網(wǎng)須全程全網(wǎng)支持

IPv6、智能專網(wǎng)應(yīng)制定相應(yīng)級別網(wǎng)域保護(hù)要求網(wǎng)絡(luò)延伸增強一部分是政務(wù)外網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)的補充和延伸另有部分是出于對政務(wù)外網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)在某些功能或特性方面的增強高效運行的智能專網(wǎng)為支撐數(shù)字某省市的高效運行，某省市各類智能化運行場景需求，某省市全域空間布局的智能化設(shè)施感知信息流動，須建設(shè)地上地下全通達(dá)、

有線無線全接入、萬物互聯(lián)全感某省市智能專網(wǎng)，才能滿足某省市與某省市虛實融合孿生并行的運行模式需求。數(shù)字某省市支撐：高效運行的智能專網(wǎng)數(shù)字某省市某省市大腦，匯聚與交融不同來源的數(shù)據(jù)，如實記錄某省市動態(tài)，盡可能預(yù)見到政策干預(yù)對各個子系統(tǒng)的影響，充分考慮各種規(guī)避行為、時間延遲和信息損失等問題，將“自學(xué)習(xí)、自優(yōu)化”功能某省市管理過程之中，最終達(dá)到某省市系統(tǒng)整體福利的理想效果。數(shù)字孿生模某省市大腦緊密某省市信息模型（CIM）和疊加在模型上的多元數(shù)據(jù)集合，充分運用人工智能和深度學(xué)習(xí)的技術(shù)來某省市。PART

1大腦凸顯自主學(xué)習(xí)與集中調(diào)度城市全要素數(shù)據(jù)治某省市信息模型和人工智能支撐下的大腦平臺，組成了數(shù)字某省市大腦。全域數(shù)據(jù)治某省市信息模型、人工智能賦能PART

2一體三翼構(gòu)建數(shù)字某省市大腦城市畫像、居民畫像在數(shù)字孿生模式下才能實現(xiàn)。城市大腦實現(xiàn)運行管理“一盤棋”。PART

3創(chuàng)新全景全某省市治理新模式數(shù)字某省市重點：智能操某省市大腦城市地下空間是一個巨大而豐富的空間資源某省市地下空間可開發(fā)的資源量為可供開發(fā)的面積、合理開發(fā)深度與適當(dāng)?shù)目衫孟禂?shù)之積。地下空間的利用對改善地面環(huán)境起著重要作用。在發(fā)展地下交通、某省市大氣污染的同時，還應(yīng)提倡某省市某省市政管線公用隧道，將自來水、排污管、供熱管、電纜和通信線路納入其中，可縮短路線長度達(dá)30

，還查和修理，不影響地面土地的使用。一BIM→CIM目

錄CONTENTS二 CIM→數(shù)字孿生三城市空間數(shù)字孿生→地下空間數(shù)字孿生四 地下空間數(shù)字孿生的發(fā)展和應(yīng)用“十三五”時期，我國將建立和某省市地下空間規(guī)劃體系，某省市地下空間規(guī)劃制訂工作。到2020年，不低于50某省市完成地下空間開發(fā)利用規(guī)劃編制和審批工作，補充某省市重點地區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃中涉及地下空間開發(fā)利用的內(nèi)容。地鐵，地下管廊是地下空間利用的典范，同時也是人民生活中不可或缺的部分。以北京為例，預(yù)計到2019年底,北京地鐵總長度為699.3公里。北京軌道交通日客運量突破1375.38萬人次。所以，地鐵工程、管廊的建設(shè)也成為至關(guān)重要的一環(huán)。02

軌道交通勘察大數(shù)據(jù)—某省市鉆孔密度分布圖根據(jù)鉆孔信息和地質(zhì)調(diào)查資料，同時融合地表BIM模型、結(jié)構(gòu)BIM模型，智能化構(gòu)建地質(zhì)、地表、建筑物一體化的全矢量三維巖土工程BIM模型。02

綜合物探手段在地質(zhì)勘察中的應(yīng)用綜合物探方法探查斷層構(gòu)造綜合物探方法探查巖溶不良地質(zhì)情況綜合物探方法探查踩空塌陷區(qū)綜合物探方法解決場地條件限制（3）工點建模情況云山道站結(jié)構(gòu)模型欣嘉園站結(jié)構(gòu)模型整體模型結(jié)構(gòu)建筑機電通過BIM模型校核預(yù)留洞口的尺寸、位置、數(shù)量，從而減少因返工而造成成本浪費。相比傳統(tǒng)的設(shè)計和工程量統(tǒng)計方式，BIM技術(shù)可實現(xiàn)工程量的自動檢索、實時統(tǒng)計，從而可通過對應(yīng)的計價規(guī)則提高估算、概算和預(yù)算的精準(zhǔn)度和時效性。使用三維激光掃描技術(shù)對地鐵隧道進(jìn)行掃描?？傻玫揭韵鲁晒?、隧道數(shù)字正射影像2、隧道環(huán)片收斂變形情況3、