基于CIM 的智慧社区架构体系与应用场景研究

张峰 毛志杰* 钟天杰 梁驹 符颖操

(广州市住房城乡建设行业监测与研究中心)

2020 年3 月，习近平总书记在浙江考察时指出：“让城市更聪明一些、更智慧一些，是推动城市治理体系和治理能力现代化的必由之路”[1]，随着城市规模越来越大，交通拥挤、环境污染和房屋安全等城市问题日益突出，城市显然还不够“聪明”和“智慧”，传统城市管理与运维发展模式无法支撑未来城市发展需求，需要建立超大规模城市公共数字底座，构建大量行业算法模型，更大范围、更宽领域、更深层次支撑城市治理全方位变革，“新型智慧城市”成为新趋势和必然选择[2-3]。

2020 年8 月，住房和城乡建设部等七部委印发《关于加快推进新型城市基础设施建设的指导意见》，提出要“全面推进CIM 平台建设”“加快推进智慧社区建设”的重要任务，广州被列入全国首批新型城市基础设施建设试点城市。CIM 平台具有城市时空大数据平台的基本功能，是在数字空间刻画城市细节、呈现城市体征、推演未来趋势的综合信息载体[4]。CIM 理念的出现为“新型智慧城市”建设带来了新思路，凭借其全面的信息集成特征将成为建设“新型智慧城市”必不可少的关键模型技术。智慧社区建设是构建“新型智慧城市”的基础和基本单元，以CIM 作为智慧社区建设中的技术底座、打造数字孪生底板，建立社区信息智能处理、物联传感设备监测与管理、社区管理与服务的高效体系，是让社区实现智能化和信息化的发展趋势[5]。

广州市以CIM 作为智慧社区建设的“数字底板”，针对社区居民的现实需求、智慧社区发展的趋势以及社会管理工作，创建以CIM 平台为基础支撑的智慧社区应用示范，通过CIM 平台汇聚核心数据，整合区域人、地、事、物、组织和房屋等信息[6]，统筹社区管理、居民服务和商业服务等资源，提升社区管理和社区治理现代化[7]。以广州市CIM平台为基础，将社区数据在CIM 平台汇聚融合、立体展示，实现社区物联感知数据、社区管理运行数据与广州市CIM基础平台数据的共享互通，实时掌握社区运营管理态势，最终实现CIM 对社区运营、管理的全面赋能。

1.架构体系

1.1 总体框架

城市信息模型（City Information Modeling，CIM）以建筑信息模型（BIM）、地理信息系统（GIS）、物联网（IoT）等技术为基础，整合城市地上地下、室内室外、历史现状未来多维多尺度信息模型数据和城市感知数据，构建起三维数字空间的城市信息有机综合体[8,9]。基于CIM 的智慧社区应包含物理社区、静态模型、动态管理、自动感知和智慧应用五个层次，以及综合评价指标，其总体框架如图1 所示。

图1 基于CIM 的智慧社区总体框架

第一层次的物理社区客观事物宜包含建筑和构筑物、基础设施、信息与智能化基础设施、网络与计算存储设备，其中信息与智能化基础设施、网络与计算存储设备是建设智慧社区的物质条件。

第二层次宜数字孪生构建社区静态模型，至少包含建筑模型、设施模型和信息与智能化设备模型。宜结合实际条件对建筑、设施和信息与智能化设备建立分级模型，形成社区CIM1 至CIM4 级的数字底板，级别越大越精细、定位精度越高，宜符合如下规定：

（1）建筑模型CIM1 级可用楼盘表或台帐简单表达，CIM2 级可用含楼盘表信息的房屋栋“白模”直观表达，CIM3 级可用含楼盘表信息的房屋栋单元“标模”表达，CIM4 级可用含楼盘表信息的分层分户“精模”精细表达。

（2）设施模型CIM1 级和CIM2 级可用台帐记录设施信息，CIM3 级可用定位的点状或线性符号表达，CIM4 级可用具有准确位置的三维模型表达。

（3）智能化设备CIM1 级和CIM2 级可用台帐记录设备信息和状态，CIM3 级可用关联设施或建筑的定位点表达，CIM4 级可用具有准确位置的三维符号表达。信息与智能化设备监测的视频可在CIM4 级与三维模型无缝融合，其它监测数值与三维模型关联定位展示。

第三层次宜动态管理社区的实有单位和车辆，可关联房屋栋模型和套模型，宜动态管理车辆进出和停放情况。

第四层次宜自动监测感知社区环境卫生、公共场所安全、设施设备运行状态和建筑能耗，信息实时汇聚、关联第二层次的模型。

第五层次宜面向社区居民、服务者和管理部门各类角色，提供针对性的智慧化应用，宜包含社区管理、社区服务、社区治理三大类共性业务应用，宜可扩展社区个性化业务应用。

1.2 建设路径

基于CIM 的智慧社区应构建物理社区数字孪生的客观事物静态模型，模型可来源于市或区CIM 平台共享，可实地采集建模，可利用楼盘表和竣工图纸建模，利用模型可视化管理物理社区的建筑、设施和设备。

社区宜委托开发或购买或租赁智慧社区综合信息服务系统。系统应利用物联感知技术实时自动感知社区建筑、设施、环境的状态，应汇聚自动感知数据并关联建筑和设施设备的静态模型；可利用物业管理动态更新社区实有单位信息，利用自动感知系统动态管理车辆进出和停放状况；宜通过系统运营应用加强社区管理和监控运维效率，提升社区治理和便民服务的水平。

智慧社区宜构建智慧社区综合评价指标对CIM 社区周期性综合评价和评比，促进社区设施设备智能化建设和持续的智慧运营。

1.3 系统对接

各社区的智慧社区综合信息服务系统可直接与市/区级CIM 基础平台对接，访问其提供的模型底板，及时上报CIM 静态模型、动态管理和自动感知数据，可参考图2 中a种对接形式。社区的智慧社区综合信息服务系统亦可通过统建的智慧社区管理服务平台中转，再对接市/区CIM 基础平台，上报CIM 静态模型、动态管理和自动感知数据，可参考图2 中b 种对接方式。

图2 智慧社区综合信息服务系统对接方式

2.应用场景

智慧社区以建设运营为统领，打造宜居、绿色、人文、韧性、创新的新型智慧社区，以“智慧社区”支撑“智慧城市”构建，以“社区体检”支撑“城市体检”升级，以“社区治理”支撑“城市治理”提质，探索基于CIM 的应用场景落地，推动城市治理体系和治理能力现代化，提升社区群众的获得感、幸福感、安全感。通过智慧社区管理平台与广州市CIM 平台对接，实现社区物联感知数据、社区管理运行数据与CIM 基础平台数据的共享互通，实时掌握社区运营管理态势，最终实现CIM 对社区运营、管理的全面赋能。

2.1 社区管理

社区管理方面，基于CIM 实现对环境监测、安全消防等公共区域的可视化管理，实现社区内部建筑、安防设备的自动巡检与远程故障维修，提供智能、精准的停车场管理、物业收取管理、资产管理等服务。

（1）白蚁智能监测

广州市对于绿化和树木的保护十分重视，为了能很好的保护树木、家具不被白蚁破坏，通过在社区内布设白蚁监测点位及设备，并联通CIM 平台和社区智慧管理平台，进行24 小时的实时监控，其原理主要是通过在监测设施中放入白蚁最喜欢的松木等材料，若有白蚁，就会优先啃噬设施中的松木，传感器就会感应到，一旦监测设施发现白蚁，就会在后台报警，并及时通知相关部门来处理白蚁问题，将白蚁的危害及时排除，三眼井社区白蚁智能监测设备安装近1年以来，已进行白蚁处置3 次，收到了良好的效果。

（2）小型环境智能监测站

通过在社区重点区域加装小型智能监测站，并联通CIM 平台和社区智慧管理平台可以对区域周边的气象、噪音、空气质量、PM2.5、温湿度等环境信息进行24 小时监控，一旦发现异常，就会及时报警，工作人员就能及时来到现场了解并处置，有效提升环境管理能力。

（3）内涝水位智慧监测

由于广州雨水较多，一旦地下管道出现排水不畅，容易导致内涝，因此智慧社区通过在重点点位加装内涝智慧监测设施，在CIM 平台和社区智慧管理平台实时监控，一旦水位超过报警线，就会自动报警，现场人员在收到报警后及时处理，可以有效预防内涝发生。

（4）安防综合管理

智慧社区安防综合管理上支持结合社区BIM、CIM 图像，实现对安防设备的精确定位、实时监控和精细化管理，支持在BIM、CIM 图像上，点击查看现场实时视频，实现车辆轨迹分析功能，支持人员、车辆等布控管理功能，支持人员、车辆布控信息下发功能，下发到布控设备，进行布控，支持发生突发事件时，实现设备间联动，支持多维数据分析，包含人员预警统计、车辆预警统计、设备状态统计等。

（5）停车场管理

智慧社区停车场管理上支持对停车场设备、充电桩设备的管理功能，支持停车场车位类型的管理功能，支持停车场收费信息的管理功能，支持车位按时段共享，支持车位业主、平台、物业公司三方收益共享，支持对各种操作的日志记录进行查询和管理，支持多维度统计分析，实现收费异常等分析。

2.2 社区服务

社区服务方面，建立掌上社区服务模式，利用融合信息技术，打造社区一站式服务中心，通过手机端小程序和智慧社区管理平台提供政务、医疗、居家养老、便民等服务，引领社区居民以及各类社团组织在社区开展花艺、声乐、公益等多类活动，深入社区生活的方方面面，优化社区营商环境，陶冶居民生活情操，提升居民生活幸福感。

（1）政务服务

智慧社区建设政务服务包括统一办事入口和统一内容发布，集成社区服务事项、服务指引，支持居民通过统一办事入口进行事项查询、办事预约、办事进展查询，支持居民对服务情况和具体事项办理情况进行评价，支持服务队伍信息的管理，包括机构信息、人员信息、职责内容等，支持服务事项的管理，包括服务事项的注册、变更、查询、终止等，支持对服务事项受理总数、事项待办总数、事项办结总数等指标进行统计分析和可视化展示。

（2）医疗服务

智慧社区通过搭建社区健康系统，提供健康服务管理，实现健康检测、健康咨询、防护宣传等功能。将社区公共区域、户内紧急求助装置的报警信息推送至紧急联系人或物业。建立居民电子健康档案，通过建设健康小屋帮助社区居民进行健康检测。

（3）居家养老服务

智慧社区居家养老服务包括支持通过智能化设备采集和分析居民的信息，居民可通过家庭呼叫终端发送服务请求，支持基于CIM 显示老年人的具体地理位置和家庭联系人等属性，支持多维度统计分析，实现生命体征、居住环境等预警，例如越秀区旧南海县社区是典型的老年社区，为社区内的独居、患有严重基础病的老人配置智能手环，实现走失定位、跌倒报警、健康监测、一键紧急呼叫等智能化服务功能[10]。

（4）便民服务

智慧社区建设将党员服务、微心愿、长者饭堂、家政服务等线上线下一体融合，通过规范化管理长者食堂，更好服务及关怀社区老人及更规范管理食堂配餐人员，结合5G 网络对接家政及生活服务，通过线上平台与线下服务相结合，实现小区业主的个性化需求与周边优质服务的无缝对接，让居民轻松享受到便捷的服务，例如越秀区三眼井社区通过引入运动康养、中医理疗、智慧奶站，智能电单车充电桩、自助智能打印机、家政服务、职业培训、旧房焕新、优质食品直营等产业，为居民提供了健康养护、优质饮食、能源安全、环境改善及低碳环保等多样化服务[11]。

2.3 社区治理

社区治理方面，通过布设智能化基础设施，发挥CIM数字底板支撑作用，实现对环境隐患治理、消防隐患治理、高空抛物隐患治理、社区基础公共设施隐患治理、社区群租隐患治理等行为智能识别告警，通过建立自动识别、智能监控、信息上报、联动处置等一体化流程，实现对社区实有人口、车辆管理等信息有效管控，同时满足公安/网格/物业等对社区数据采集、分析和安防应用。

（1）垃圾点智能管控

垃圾投放是社区居民最重要的几个公共服务之一，对社区环境的影响很大，但是纯人工的管理，十分浪费人力，处理的及时性也无法保证，通过在垃圾投放点加装智能摄像头，连接广州市CIM 平台和社区智慧化管理平台，并通过后台算法，对垃圾落地，垃圾桶漫溢等情况进行24 小时实时监测，出现问题及时报警提醒，相关人员及时处理，在确保垃圾投放点干净有序、高效管理的同时，可以解放人力，更好的服务社区环境卫生。

（2）高空抛物管理

高空抛物十分危险，会对出行的路人造成不可预测的伤害，虽然已入刑法，但很难取证，导致屡禁不止。智慧社区通过在重点区域加装高空抛物摄像头，实现摄像报警及轨迹算法的精确定位，可以在CIM 平台实时看到监控视频，有效解决取证难题，同时起到良好的震慑效果，为附近居民的安全出行提供了良好的保障。

（3）出入口智能管控

对于有重点人员及人员进出管理工作需求的社区，通过在重要的出入口加装具有人脸识别功能的智能摄像头，可以在对一般进出口人员进行24 小时常规监控的同时，还可以通过智能人脸识别及时将重点人员的出入进行重点记录并上传至CIM 平台，有效赋能和提升了街道、社区的安全管理和人员管控工作。

（4）消防通道管理

老旧社区内的道路一般普遍较狭窄，但是停车的需求十分旺盛，因此社区内违规占道停车的情况十分普遍，社区道路被占，就很有可能导致消防通道、生命通道被阻挡、占用，一旦发生火灾或者急救的情况，很容易耽误救援造成巨大损失。通过在社区重要通道安装了消防监控摄像头，并连接至广州市CIM 平台和社区智慧管理平台，进行24 小时智能管控，一旦监控路段有消防通道被占用的情况出现，就会及时报警提醒，相关人员就会及时赶到现场进行处理，消除隐患，确保社区居民的生命财产安全。

（5）电梯智能托管

通过加装电梯运行智能监控终端，连接社区智慧管理平台，实现24 小时电梯智能托管，并对电梯运行及乘坐指标进行实时监控，如电梯运行异常、电单车入梯、小孩单独乘梯、人员跌倒等都能及时报警，并在广州市CIM 平台和社区智慧管理平台上推送告警信息，便于社区管理人员及时了解具体情况，及时处理应对，例如越秀区三眼井社区加装智能终端的电梯突然停运，一位老人被困在电梯中，智能终端即刻自动向社区管家报警，管家迅速通过智能终端的视频对讲系统与老人进行了面对面的沟通与安抚，让原本惊慌的老人快速平复了心情，并同时通知了电梯维保单位现场处置，很快恢复了电梯的正常运行，被困老人安全出梯后，对于该智慧设施的应用给予了高度评价。三眼井社区从去年9月试运营至今已经通过智能终端及时处理了超过6 起电梯问题，受到社区居民的认可与称赞，有效保障了电梯使用及居民乘坐的安全。

3.结论

CIM 通过汇聚管理社区党务、政务、物业、产业和物流设施感知等数据，将“传统社区”与“数字世界”在CIM 平台上深度融合、集成映射，让管理、服务、治理等多场景有效落地，使智慧社区的建设更加高效地运行。通过落地智能场景应用、推动产业导入、统筹小区存量资源和活化利用低效空间等各类资源，丰富社区服务供给，为社区改造“输血”，形成“产业反哺，持续提升”的良性循环。