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数字孪生:推动新型智慧城市建设进入新阶段
上传者:Sunny  访问量:  
来源:转载  上传时间:2018-04-20

       城市是人类经济社会生活聚集中心和全球经济发展引擎,也是现代文明的重要标志,然而城市发展正面临前所未有的资源短缺、环境破坏、交通拥堵等问题。在当前全球数字化浪潮下,信息技术与城市建设发展的深入融合,为实现城市绿色低碳发展,维护人与自然、产业的可持续共生提供了新的手段。
 
       党的十九大引领中国进入新时代,“数字中国”成为国家重大战略,建筑行业也迎来了很多新变化。今年两会上,组建了自然资源部和生态环境部,主体功能区规划、土地利用规划、城乡规划三大核心规划将实现无缝对接。两会还提出,要发展壮大新动能,实施大数据发展行动,加强新一代人工智能研发应用,在多领域推进“互联网+”。发展智能产业,拓展智能生活,加快建设数字中国,更好地服务我国经济社会发展和人民生活改善。
 
       何为“数字孪生”?虚实映射和实时交互的融合机制
 
       随着全球数字化水平不断提高、物联网等技术飞速发展,“数字孪生”也更多被认知和引用。据报道,美国国防部、PTC、西门子、达索等公司都深度关注并认可“数字孪生”概念,通用电气、西门子甚至已着手“数字孪生”布局。
 
       国内首个《数字建筑白皮书》指出,“数字建筑”是虚实映射的“数字孪生”,通过基于“人、事、物”的HCPS(信息物理系统)的泛在链接和实时在线,让全过程、全要素、全参与方都以“数字孪生”的形态出现,形成虚实映射与实时交互的融合机制。
 
       国家大力建设新型智慧城市的当下,“数字孪生”对城市的规划、建设、管理等方面也将发挥巨大的价值。在数字虚拟世界上构建城市虚拟映像,叠加在城市物理空间上,可以形成整个城市的虚实相生、同生共存。在规划阶段洞悉全局,尽可能规避规划“打架”、马路“拉链”、城市“看海”等问题;在建设阶段实时在线,可提高沟通效率,多方协同,保证工程进度,保障质量安全等;在管理阶段也将实现城市的实时感知、智慧运维和精细化管理,让城市运行更加便捷、高效、绿色、智慧。
 
       “数字孪生”如何落地?福州滨海新城试点“规建管一体化”
 
       依托“数字福建”,福州2017年2月启动滨海新城建设,一周年后完成核心区城市设计、森林城市建设总体规划等30个专项规划,并先后启动了两批136个重点项目,落户360、清华——福州数据技术研究院、广联达等143家大数据相关企业。2018年两会期间,福州滨海新城部署新一轮工作,预计总投资将达2300亿元。
 
       作为福州中心城区副中心,滨海新城地处长乐国际机场以南、松下港以北,规划面积188平方公里,规划人口130万。致力于建设为区域的科研中心、金融中心、交通枢纽,发展为国际化新城、居住及产业新城,打造新型智慧城市,响应数字中国建设。
 
       基于“数字孪生”,福州滨海新城开创了“规建管一体化”的城市建设新范式。整体系统规划为:“三云一平台”,即城市规划云、城市建造云、城市管理云和基于BIM+3DGIS的城市空间信息云平台。
 
       新规划:一张蓝图绘到底
 
       城市规划是规建管的源头,科学合理的城市规划有利于促进城市的可持续发展。目前,城市规划依然存在多规矛盾冲突、项目落地困难、审批效率低下等现象,严重影响了后期城市建设和管理的效率。“规建管一体化”平台以基于“BIM+GIS”的虚体数字城市为载体,集成土地、空间、市政等多方规划数据,建立规划数据资源中心,通过“数字规划”实现“多规合一”、动态监督。
 
       规划一张图辅助决策系统基于城市现状三维模型,通过空间规划定量、定性分析与模拟、地块规划条件模拟、建筑景观方案研判等手段推演城市未来发展,以更加丰富的规划成果和辅助审查手段评估和优化规划方案,实现规划协同编制、数据实时共享,多规集成可视,矛盾一目了然,提升城市规划品质。
 
       项目规划辅助审查系统以三维可视化方式支持项目方案规划审核,包括多方案比选、红线和控高、视域分析、通视分析、日照分析等合规性审查,并对项目实现过程进行规划跟踪、动态评估与实施监督,保证多部门信息沟通联动、审批协调一致,保证一张蓝图的实时性和有效性。
 
       新建设:一张蓝图干到底
 
       建造阶段作为城市规划落地的实施阶段,对后期城市管理阶段产生重要影响。当前城市建设中的工程项目体量庞大、专业众多、参建方多。由于行业监管资源不足,对施工现场质量、安全、进度等信息获取速度慢,准确性差,造成信息不对称,难以保障各方有序协作,对科学决策支撑不足。
 
       通过建设基于BIM的重大项目监管系统和工程数字化综合监管系统,可以对接规划数据和后续管理需求,实现项目过程的管理前置、多方协同,多级联动,科学决策。
 
       基于BIM的重大项目监管系统,通过“三控两管一协调”,即进度、质量、安全控制,绿色施工、劳务监管和协同协作,提升滨海新城对区域内的重大工程监管水平和能力,保障重大工程项目的高质、安全、准时交付。
 
       工程建设数字化综合监管系统,是辅助行业主管部门实现对建设工程项目从图纸审查、施工过程、竣工交付的项目全过程高效监管,推动行业管理从粗放型监管向效能监管、规范监管和联动监管转变。其主要功能是数字化辅助审图、质量安全监管、绿色施工监管和数字化辅助竣工备案。
 
       新管理:一张蓝图管到底
 
       传统的城市运行管理存在着管理效率低、监管手段不健全、跨部门城市综合治理能力弱、城市基础设施安全监测与保障能力不足、数据价值挖掘利用率低等问题,难以满足新形势下对城市安全运行和精细化管理的要求。通过“数字孪生”的智慧新城把传统城市升级为可感知、可分析、虚实交互的新型智慧城市,可将城市管理提升至“细胞级”精细化治理水平,大大提升滨海新城的城市韧性和减灾、防灾能力。
 
       城市生命线安全监测系统通过对城市的燃气、给水、排水等地下管网和综合管廊、桥梁等市政设施的实时监测与智能分析,让安全防患于未然,大大提高民众生活安全幸福指数。
 
       城市应急监测系统通过对城市内涝、防洪、防潮等自然灾害进行分析模拟,有效监测与应急处置,提升城市的抗灾、防灾能力,让城市运行更安全、可靠。
 
       城市生态环境监测系统可有效监测城市水环境的水质、水量和城市的PM2.5、噪声等环境参数,以及应急处置,保障为民众提供绿色、生态和宜居的城市生态环境。
 
       基于“数字孪生”的“规建管一体化”平台,是BIM、云计算、大数据、物联网等信息与新城建设与发展融合的典范,创新了城市建设与管理的新思路、新模式、新范式,有效实现数据集成共享、管理工作前置、多方协作联动、精准科学决策,使滨海新城的规划更合理、建设更高效、管理更精细。其不仅极大地提升了福州滨海新城的建设与发展的质量,还将引领城市规建管步入一个统筹协调、深刻融合、归于一体的新时代,有力支撑“数字中国”的建设与可持续发展, 切实推动新型智慧城市建设进入新阶段。
       时间:2018年04月20日         来源:建筑时报         作者:方佩岚