常州市绿色宜居城区智慧管理平台

文｜常州市住房和城乡建设局；江苏省建筑科学研究院有限公司

一、背景概述

近年来，“新基建”“新城建”作为热词频频出现。城市信息模型（CIM）作为智慧城市的数字底座，为“新基建”和“新城建”提供了基础平台。通过CIM 技术对城市信息模型的集成、管理、应用和数据共享，实现城市的数字孪生和智慧运维。

国家、省市建设科技规划和政策都紧密围绕着绿色、生态、创新、智慧等方向展开，城市信息模型（CIM）作为信息化手段逐步成为未来城市建设的引擎力量，未来的城市建设将进入一个新的发展时期。

二、项目概况

常州市于2019年获评江苏省首批绿色宜居示范城区，在常州高铁新城核心区范围内，围绕绿色建筑与绿色建造开展示范创建工作，通过绿色、健康、低能耗、装配式、BIM、能效提升等技术的集成应用，实施了一批具有代表性的高品质绿色建筑、装配式建筑、绿色校园、绿色住区等示范工程，形成了较强的区域集聚示范效应。

2020年起，为深入推进绿色宜居城区建设，发挥示范引领作用，常州市在省级绿色城区中率先探索建设智慧管理平台，以常州高铁新城为核心区，开展“常州市绿色宜居城区智慧管理平台”建设工作。该项目作为江苏省首个采用CIM 技术赋能绿色城区创建的信息化管理平台，先行先试、树立标杆，为推进全省绿色城区与智慧城市发展发挥了良好的示范引领作用。

1.总体目标

为深入推进集成、高效、智慧、创新的绿色城市建设与运维管理模式，实现常州市绿色发展战略，平台制定总体目标如下：

①绿色宜居示范城市项目全过程信息化管理，集聚展示绿色宜居城市建设成效；

②绿色低碳指标可量化、可感知、可分析、可展示，对示范城市实施成效起到数据支撑和实效评估的作用；

③实现多系统信息资源共享与协同应用，提升城市运行管理效率；

④多维展示绿色宜居城市建设成效，增强百姓感知度，提升城市的宜居品质。

2.功能定位

平台主要目标定位设计如下：

①搭建绿色宜居示范新平台；

②探索绿色建筑监管新模式；

③打造智慧运维感知新场景；

④助力节能减碳评估新实践。

3.平台架构

图1 “常州市绿色宜居城区智慧管理平台”功能定位

图2 “1+3”平台架构图

图3 绿色宜居城区智慧管理平台数据结构

常州市绿色宜居城区智慧管理平台制定了“1+3”总体架构，其中“1”是指绿色宜居城区CIM 基础平台，“3”是指绿色建筑运营监测平台、绿色建筑感知平台、智慧能源管理平台等3 个应用平台。平台通过CIM 技术将常州绿色宜居城区项目进行统一管理，整合对接各专业应用平台，实现多系统信息资源共享与协同应用，进而提升城区运行管理效率。

4.数据结构

常州市绿色宜居城区智慧管理平台数据主要包含模型数据和应用数据两大类。其中模型数据包含二维GIS 数据、三维CIM 模型以及重点项目的BIM 模型。应用数据包括智慧能源、绿色建筑运营管理以及绿色城区感知数据等。

三、实施情况

1.进度计划

常州市绿色宜居城区智慧管理平台于2020年启动建设，计划于2021年完成平台整体建设并投入使用。目前基础平台已完成一期建设，总体实施进度如下：

时间阶段 工作内容2020年7月 项目调研、立项、方案论证2020年8月 数据整合、架构搭建2020年9月 基础平台开发2020年10月 应用模块开发2020年11月 数据接口开发2020年12月 数据看板开发2021年1月 项目中期评估2021年2月 场景实地调研与更新2021年3月 完成一期建设2021年4月-5月 服务器部署、上线试运行2021年6-12月 平台运行维护、模型更新、数据积淀2022年 平台验收

2.系统架构

本项目系统采用MVC 多层架构模式，实现平台的灵活性、开放性和可扩展性；采用组件技术实现基础模块的可复用性。

系统设计采用COM（结构化存储）和SOA（面向服务）的架构思想，以通用性、稳定性为主导，进行分层设计和开发，横向以功能类别为导向，纵向以服务内容为导向，逐级设计，逐步细化各组件的颗粒度。

3.模型数据

常州市绿色宜居城区智慧管理平台建立了二三维一体化的地理信息系统作为平台应用的基底，构建“一张图”的统一空间坐标系，实现多源数据的叠加应用和集成展示。

其中，二维地理信息系统范围覆盖常州市主城区，建立以二维GIS 数据为基础的底图；三维地理信息系统覆盖常州高铁新城核心区，区域占地6 平方公里，建筑面积约500 万平方米。该区域为省级绿色宜居创建核心区，同时具备较高密度的精细三维模型及重点示范项目BIM 模型，以此区域为CIM 平台重点建设范围，实践精细化管理与高精度展示。

图4 系统采用 MVC 架构

图5 常州高铁新城核心区规划模型

4.应用模块

绿色宜居城区智慧管理平台主要包含以下应用模块：

①示范项目全过程管理

以常州市绿色宜居示范城市各类示范项目为管理对象，建立包含项目申报、立项、方案论证、过程监管、验收、运营、评估等全过程的闭环监管体系，建立健全项目全过程监管机制，实现示范城市高效管理。

图6 CIM 平台模型数据构成

②重点示范项目BIM 管理

以常州市绿色宜居示范城市BIM 示范项目为对象，将BIM 模型接入CIM 平台，在规划设计、工程建造、运维管理等阶段全方位展示项目的绿色低碳指标，实现基于BIM 的绿色建筑全生命期精细化管理与展示。

图7 示范项目全过程管理

图8 重点项目BIM 管理

图9 示范项目动态地图

③示范城区建设成效多维展示

将常州市绿色宜居示范城市和示范项目建设成效，结合CIM 平台进行集成与展示，形成常州市绿色宜居示范项目动态地图，实现示范城市创建成效的三维可视化、集成化、动态化展示。

四、实施总结

1.实施成效

平台对绿色宜居城区实施全过程智慧运维，在项目的规划、设计、施工、使用等阶段进行信息数据的收集、监测、管理与展示，并通过BIM、CIM 等信息化技术实现重点区域的数字孪生，开展建筑和城区能耗、环境、碳排放等数据监测及动态评估。平台的开发，能直观的展示绿色宜居城区创建成果，对示范城区实施成效起到较好的数据支撑和实效评估的作用。主要实施成效如下：

①数字孪生、智慧运维

常州市绿色宜居城区智慧管理平台是一套基于数字孪生技术的三维虚拟仿真平台，其中城市CIM 模型根据真实物理环境映射建模，并整合重点项目BIM 模型，形成区域CIM 与单体BIM 场景无缝切换，统一管理，为城区与项目精细化管理和智慧化运维提供便捷、直观、高效的工具。

②系统整合、协同管理

平台设计“1+N”可拓展架构，具备集多个子系统信息数据为一体的多维展示和大数据分析运营管理能力，可整合多个城市智慧运行的平台和数据，实现多系统信息资源共享与协同管理，避免系统割裂，充分挖掘数据价值，提升城市运行管理效率。

③集聚示范、集成展示

常州市绿色宜居示范城市经过3年的创建，形成了一批有代表性的示范项目，建立了一套绿色宜居城区规划建设技术路线，结合CIM 平台将示范项目与示范技术在统一的底图上整合与展示，形成常州市高品质绿色建筑项目动态地图，实现示范城市创建成效的三维可视化、集成化、动态化展示，推进绿建建筑技术体系不断拓展与完善。

④动态监测、实效评估

平台通过对区域环境、能源、碳排放情况的动态监测与数据汇总分析，形成了一套绿色生态效益动态评估技术体系，建立了城市能耗与碳排放评估模型，用真实数据反馈绿色生态城区规划建设成效和运维管理水平，验证规划设计阶段技术路线和策略的科学性，反映建设过程中对规划目标的执行程度，评价运营管理阶段制度与技术策略的合理性。更好地贯彻绿色生态理念，深化落实可持续发展，为实现碳达峰、碳中和目标提供有力的数据支撑和策略分析，形成合理高效的碳减排技术路径。

2.创新亮点

①搭建绿色宜居示范新平台

通过多类示范项目全过程监管、重点示范工程BIM 模型接入、重点示范工程建设成果展示等方式，打造具有地域特色的“绿色宜居示范新平台”。

②探索绿色建筑监管新模式

通过绿色建筑高质量发展综合管理、绿色建筑标识评价信息公示、绿色建筑运维在线监测与公示，实现多系统信息资源共享与协同应用，提升城市运行管理效率。

③打造智慧运维感知新场景

优化绿色宜居城市运行多维可感知终端，辅助决策优化城市与建筑运行，打造智慧互动展厅，并融合各种尖端技术，使展厅更具内涵和吸引力。

④助力节能减碳评估新实践

通过节能量与碳排放计算模型、能耗限额与能效提升、绿色宜居城区动态后评估等方式，使绿色低碳指标可量化、可感知、可分析、可展示，对示范城市实施成效起到了数据支撑和实效评估的作用。

五、实施单位

1.常州市住房和城乡建设局

常州市住房和城乡建设局是常州市机构改革新组建的单位，为常州市人民政府工作部门。

多年来，常州市住房和城乡建设局围绕着绿色低碳的发展理念，致力于绿色宜居城市建设与绿色低碳技术示范应用。目前已开展中欧低碳生态城市合作示范区、江苏省绿色建筑示范区、江苏省既有建筑节能改造示范城市、江苏省海绵城市示范区等多项示范创建工作。

从2010年至今，常州市已先后成功创建省级示范区（城市）项目13 项，其中10 项已顺利完成创建和验收评估工作，建筑节能与绿色建筑试点示范工作一直走在全省前列，示范成效显著。

2.江苏省建筑科学研究院有限公司

江苏省建筑科学研究院有限公司成立于1958年，原隶属于省建设厅。2002年作为江苏省首批改制的省属开发型科研院所，由科研事业单位转制为股份制民营科技型企业。

作为国内建筑行业规模较大、产业化程度较高的综合性科学研究和技术开发机构，公司主要面向建设工程领域，重点开展绿色建材、绿色建筑、建筑节能与智慧城市等领域研究与技术服务。

公司近年来紧跟国家战略，以创新为引擎、以科研为驱动，积极参与“新基建”“新城建”领域发展，牵头研发“常州市绿色宜居城区智慧管理平台”等智慧城市项目，在全省率先探索CIM 技术赋能绿色城区智慧运维管理，为江苏省绿色建筑与绿色城区高质量发展注入新活力、新动能，也为建筑行业提质增效和转型升级带来新机遇、新发展。

图10 平台动态监测评估功能展示