构建智慧城市:BIM,CIM与数字孪生的关联与意义

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2022.09.08湖北

实际上,在数字化DICT(或者CIDT,按照我们的习惯定义--CT通信技术,IT信息技术,DT数字技术)与垂直领域OT(运营技术)/DT(领域技术)交会融合中,一个原本属于OT/DT领域的概念与技术,BIM,正和数字技术在最前沿以前所未有的速度碰撞,交织,融合,呈现出日益具有普遍性的意义与光芒。

BIM(建筑模型信息系统,BuildingInformationModeling)是利用信息技术将工程/设施通过数字化处理后,将各类信息以3D的形式,用于协助或解决工程不同生命周期阶段各种工作的一种先进技术。BIM是在一个计算机虚拟空间中,仿真真实工程行为,以协助营建生命周期的规划、设计、施工营运及维护工作等各项管理与工程作业的新技术、新方法与新概念。

BIM是传统建筑工程领域的数字化升级技术,通过与5G、AI等新技术的融合,可以实现工程项目的实时、可视、智慧管理,并带来全新的应用场景。在5G支持下,通过VR方式逼真地向业主呈现、便捷地指导施工人员,显著降低施工成本,提高建设效率。同时,基于5G实时采集分析工程项目的数据,与BIM模型对接形成真实场景的数字孪生体,实现对工程项目的数字化管理。AI算法与BIM融合可以解决海量数据的分析、处理和挖掘工作,提高工程项目在设计、施工、运维阶段的智慧化水平。将BIM形成的海量可信的数据源,通过大数据分析的方法,重新开发、提取和分析,可以产生更多新的有价值的衍生数据,实现多样化的应用场景。

BIM智慧设计规划

利用BIM技术和5GABCT等信息通信技术,对建筑工程的规划设计阶段的各个环节进行智慧化赋能,及时、动态地掌握信息数据并进行分析处理,提高设计规划的准确性和前瞻性,提升工作效率。

现地建模:对现地条件仿真建模,包括基地现况、现有设施等,为规划作业提供数字化的现状信息;

基地分析:利用GISBIM技术评估工程区域的空间性质和环境概况,用来确定工程项目的最佳基地位置;

设计表达:利用3D建置概念设计各方案的量体模型,以供业主利用3D模型进行方案的比较和必选;

成本估算:利用BIM模型输出工程项目的经费概算,以利于提供成本信息给业主做决策及经费预算;

历程规划:利用4D模型可视化仿真,规划施工顺序和空间要求的阶段性变化,以利于发现问题并提前解决。

BIM智慧施工建设

利用BIM技术和5GABCT等信息通信技术,围绕人、机、料、法、环等关键生产要素进行工程施工现场管理的一体化智慧管理模式。

人员管理:将智能安全帽与人员信息绑定,自动发送实时定位,结合BIM模型,实时查看施工人员在工地的位置,进行人员定位管理和工时统计;

进度管理:采用3D可视化方式,将现场施工进度信息与BIM模型、GIS数据结合,直观表达施工进展情况,做到计划进度与实际进度的比较分析;

车辆管理:车辆监控模块对车辆进行定位、追踪、轨迹查看、监听、监视等,将数据实时上传到基于BIM的智慧工地管理系统,帮助车辆管理人员掌控车辆的在途信息,提升车辆管理效率。

设备进出管理:将设备进出实况与BIM模型绑定,统计分析在场设备数据,包括设备的维保记录和提醒,实现设备的智慧化、可视化运营;

卸料平台监测:通过传感技术监测卸料平台的物料是否超重,通过与BIM模型关联,进行实时在线监测和统计分析,预防材料周转的事故隐患;

高支模监测:在高支模架体上布设监控装置,实时采集并上传各项参数,基于BIM模型,及时对安全问题进行预警,防止事故的发生;

混凝土监测:检测混凝土浇筑后的内外温差记录并实时上传,后台基于BIM技术进行自动分析,管理者据此调整保温或散热措施,避免混凝土产生裂缝;

脚手架监测:利用传感器收集并上传脚手架的参数,通过对杆件倾角的监测,并与BIM模型进行关联,系统自动进行报警,保证结构和人员的安全;

塔吊安全辅助:基于BIM、物联网、大数据、云计算等技术,远程监控塔吊设备运行情况,对塔机使用过程和行为有效监管、切实预警,防范和减少塔机安全事故的发生;

火灾预防:对烟感、温控、红外感应等进行实时监测,将监测数据实时上传并进行分析,发现问题及时报警、自动通知、自动定位;

视频监控:将视频挂接到BIM模型上,直观查看场地布置,对施工操作工作面上的各安全要素进行有效监控,加强施工现场的安全防护管理和治安管理。

BIM智慧运营维护

BIM技术与GIS、RFID、CE引擎、云计算、物联网、人工智能等技术的融合,对建筑进行可视化、智能化的运营和维护。提升数据管理水平。

降低运维成本:充分利用竣工后的BIM数据库,结合空间管理、资产管理、维护管理、公共安全管理、能源管理等运维管理需求,可以大幅提升运维效率,降低运维成本;

提升智慧运营的能力和水平:基于BIM技术的物联网应用,不但能实现三维可视化的信息模型管理,而且为建筑物和基础设施的所有组件、设施和设备赋予了智慧的感知能力和“生命力”;

为项目决策提供高价值数据支撑:基于BIM的数据,可以积累起项目级、企业级、行业级、城市级、区域级的管理数据库,为后续的开发和建设提供大量高价值数据,大大提高项目决策的效率。

BIM是计算机技术、信息传输技术、图形展示技术与传统建筑工程相结合的新兴技术,未来除了在建筑行业自身的数字化转型中发挥重要作用,同时也将为智慧城市的建设和运营提供新的可能。

近年来,在城市的建设和运营领域,CIM的概念开始出现。所谓CIM(城市信息模型,CityInformationModeling),是以建筑信息模型(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、历史现状未来的城市时空数据,构建起多维数字空间的城市信息有机综合体。住房和城乡建设部于2020年9月下发了《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》,导则总结了广州、南京等城市试点经验,提出CIM基础平台建设在平台构成、功能、数据、运维等方面的技术要求。其中定义CIM基础平台是在城市基础地理信息的基础上,建立建筑物、基础设施等三维数字模型,表达和管理城市三维空间的基础平台,是城市规划、建设、管理、运行工作的基础性操作平台,是智慧城市的基础性、关键性和实体性信息基础设施。

从上图中可以看出,未来CIM基础平台将成为智慧城市的规划、建设、运营的基础数据底座,也是实现数字孪生城市的重要载体。

国内部分发达地区的政府部门更是积极推进基于CIM的数字孪生城市建设。

在2021年1月公布的《深圳市人民政府关于加快智慧城市和数字政府建设的若干意见》中就明确提出了“探索“数字孪生城市”。依托地理信息系统(GIS)、建筑信息模型(BIM)、城市信息模型(CIM)等数字化手段,开展全域高精度三维城市建模,加强国土空间等数据治理,构建可视化城市空间数字平台,链接智慧泛在的城市神经网络,提升城市可感知、可判断、快速反应的能力。

重庆市在《关于统筹推进城市基础设施物联网建设的指导意见》中提出,“加快建立重庆市城市信息模型管理平台(CityInformationModeling,CIM平台),整合各专业城市基础设施物联网数据,并提供共享服务,为城市建设管理决策提供支撑。”这其中广州市已率先于2021年7月发布了全国首个城市信息模型(CIM)基础平台——广州CIM平台。该平台将落地6大类应用,包括CIM工改、CIM智慧工地、CIM城市更新、CIM智慧园区、CIM智慧社区、“穗智管”城市运行管理中枢,从数字孪生城市的角度实现智慧城市的新跨越。

在可以预见的未来,我们有理由相信,越来越多的智慧城市将从原来的点、线、面的发展逐步跨越到3维、4维的立体化、全景式、跨时空的数字孪生城市,而脱胎于传统建筑领域的CIM技术将发挥重要的作用。

THE END
1.BIM技术在设计阶段有什么作用在方案阶段:用处和草图大师的应用区别不大,可以构筑简单的模型便于设计师的形象化理解,在施工图阶段:就是涉及到模型立体化,和设置明朗化,主要作用一目了然,能直观的表达设计上的各种数据和与其他专业间的协同合作。简单的来说就是利用计算机模拟实际的施工过程,在BIM中,设计上要根据要求确定相应的族,同时在立体构型...https://m.edu.iask.sina.com.cn/jy/38OpHUc8rm3.html
1.BIM应用案例分析问答题20、如何不断完善市政桥梁的BIM构件库? 21、BIM在设计中的重要作用? 22、招投标阶段使用BIM技术的必要性?在招投标阶段BIM 应用点有哪些?BIM 技术在招投标中应用的优势? 23、施工方案模拟演示的作用?(主要体现方面) 24、施工方案模拟要达到什么目的及解决了哪些问题? 25、BIM针对桥梁骨架的绘制方法? 26、桥梁模板...https://m.360docs.net/doc/info-d1fcf883a66e58fafab069dc5022aaea998f41f0.html
2.“BIM”技术的应用12篇(全文)利用BIM技术的可视化特点, 能够在建筑项目的施工管理中发挥巨大作用。在BIM技术应用之前经常会遇到这种情况, 在设计院出来的是二维的纸质图纸, 建筑图、结构图、水电安装等图纸都是单独出现, 不能完整的呈现在一起, 并且都是不同的工程师设计的, 再加上不同的人对图纸的理解和把握都不一样, 这样就容易出现不同...https://www.99xueshu.com/w/ikeyzue8e7p8.html
3.(优选)BIM技术应用但是监理单位同其他参与者在同一个指标内容解释中存在一定的差异,而应用BIM技术可以有效解决。2.2.3施工单位通过施工单位来扩大BIM技术的应用与推广有4点原因:(1)施工单位只需要很少的资源却可以发挥非常大的作用,十分经济实惠;(2)施工单位的技术人才能很好地掌握BIM技术,并且这些技术人员的专业素质较高,无需再聘请...https://www.unjs.com/w/414283.html
4.全生命周期数据收集与管理:实现可持续建筑的关键通过分析BIM在实际建筑项目中的应用案例,可以发现BIM技术在建筑设计和施工中的重要作用。例如,利用BIM技术可以实现建筑设计方案的可视化和优化,减少设计错误和冲突,提高设计效率和质量。同时,利用BIM技术可以实现建筑施工过程的数字化和智能化,提高施工管理的效率和安全性。 https://www.51cto.com/article/786035.html
5.BIM建筑机器人隧道工程施工关键技术(二)BIM特性 BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特性,建筑公司可通过BIM在整个流程中进行项目规划和设计,还可通过建筑可视化来更好地沟通,以便让项目各方了解工期、现场实施情况、成本和环境影响等项目基本信息。 1. 可视化 在过去,施工图纸只是各个构件的信息,在图纸上以线条形式表达,效果图则是...https://blog.csdn.net/deepbodhi/article/details/134296744
6.关于设计经验在基本的绿色建筑设计中的作用,下面说法正确的是...A.经验已经不再重要,完全可由计算机替代 B.应计算机分析先行,然后才是用经验加以综合 C.受到计算机综合判断能力较弱的制约,设计经验在概念创作阶段仍然十分重要 D.计算机分析的优势在于能够将设计经验精确化答案 查看答案发布时间:2024-03-14 更多“关于设计经验在基本的绿色建筑设计中的作用,下面说法正确的是:()”...https://www.educity.cn/souti/exrcb6nk.html
7.建筑学开题报告(集锦11篇)并培养我独立解决建筑设计、结构设计的内容和步骤,及掌握建筑施工图结构施工图绘制的方法,为今后工作打下良好的基础。 同时毕业设计是学生在毕业前半年的最后学习和综合训练的实践性学习环节,是学习深化、拓宽、综合教学的重要过程;是学生学习、研究与实践成果的全面总结;是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验;是...https://www.ruiwen.com/kaitibaogao/6337479.html
8.BIM技术在建筑工程造价管理中的应用论文(精选3篇)针对项目工程的决策时期而言,造价管控工作在这一阶段中发挥着十分重要的作用。在此环节应用BIM技术,可以对项目工程在决策时期影响造价管理工作的相关因素进行有效的掌控,通过BIM技术可以实现对项目工程的建模处理,然后根据建模的实际情况,将对应项目有效的落实,确保项目具有一定的可行性,然后对造价控制的相关因素进行不断地...https://mip.wenshubang.com/jianzhubiyelunwen/990979.html
9.毕业设计开题报告范例进行土石坝的研究,可以让我们①掌握如何根据地形、地质、建筑材料、施工情况、工程量、投资等方面,经综合比较选定坝型,了解土石坝枢纽各建筑物组成、建筑物的工作特点以及在枢纽中的布置;②了解和掌握调洪演算的方法和水库各种特征水位的确定;③在对土石坝枢纽中各建筑物的设计中,了解各建筑物的选型比较方法以及所...https://www.fwsir.com/fanwen/html/fanwen_20220714113723_1890946.html
10.BIM技术在工程施工中的作用同时,BIM模型还可以实时监测施工进度和资源使用情况,及时调整和优化施工计划,提高资源利用效率。综上所述,BIM技术在工程施工中的作用是非常重要的,它可以改善设计和施工的协同合作,提高施工效率和质量,优化材料和资源管理,为工程施工带来更大的价值和效益。https://www.hqwx.com/web_news/html/2023-8/16950223402681.html
11.BIM技术在岩土工程设计中的优势以及应用BIM技术可以实现协同设计,即多个设计师可以同时在一个模型上进行设计,提高设计效率。在岩土工程设计中,协同设计可以将地质、地形、结构等信息集成到一个模型中,协同设计师可以根据不同的专业领域进行协同设计,提高设计的准确性和效率。 5、施工管理 BIM技术可以在施工管理中起到重要的作用。在岩土工程施工中,BIM技术可...https://www.zuomudesign.com/index.php?m=home&c=View&a=index&aid=583
12.智能化设计的概念与特点详解,你知道吗?与此同时,我们还将解析智能化设计与人工智能、大数据之间的关系,并探讨设计师如何适应这个充满变革的时代。最后,我们还会探讨智能化设计对用户体验和用户参与度的影响,以及在可持续发展中所扮演的重要作用和意义。 通过阅读本文,您将深入了解智能化设计的概念、特点以及其在不同领域中的应用案例。同时,您也将获得关于如...https://www.c4dmodels.cn/article/30364.html
13.BIM在工程管理中的应用简介:BIM(建筑信息模型)是近年来在工程领域中的一个重要技术。它通过数字化和模型化的方式,将工程设计、施工、运维等过程整合在一起,提高工程效率,降低工程成本,保障工程质量和安全。本文将详细介绍BIM在工程管理中的应用。一、BIM在工程设计中的应用在工程设计阶段,BIM可以帮助设计人员更好地理解和表达设计意图。设计...https://chuangke.aliyun.com/info/1068475.html
14.BIM在建设项目各阶段的具体应用传统的2D技术只能在设计完成之后利用独立的能耗分析工具介入,这就大大减少了修改设计以满足低能耗需求的可能性。除此之外,各类与BIM模型具有互用性的其他软件都在提高建设项目整体质量上发挥了重要作用。 建设实施阶段 对于传统CAD时代存在于建设项目施工阶段的2D图纸可施工性低、施工质量不能保证、工期进度拖延、工作...https://www.sxjzy.org/h-nd-11041.html