近年来,随着信息技术的飞速发展,数字化转型已成为推动社会进步的重要引擎。在住房和城乡建设领域,数字化建设更是被提升到了前所未有的高度。住房和城乡建设部发布的《“数字住建”建设整体布局规划》明确提出,要通过现代信息技术的应用,提高城市建设的效率和智能化水平,助力智能城市的建设。这一政策的出台,标志着“数字住建”正式成为推动行业变革的新引擎。在数字中国战略引领下,以"智"促"治"已成为提升城市运行管理服务水平的核心路径,物联网、大数据、人工智能、数字孪生、CIM等新一代信息技术正在深度重构城市治理的底层逻辑。
政策引领:数字住建的国家战略
中国城市治理的数字化转型已上升为国家战略。2024年底,《中共中央办公厅国务院办公厅关于推进新型城市基础设施建设打造韧性城市的意见》明确提出,到2030年要建成一批高水平韧性城市,实现城市运行更安全、更有序、更智慧、更高效。这一纲领性文件特别强调要打破数据孤岛,加强城市运行管理服务平台与应急管理、公安、交通、水利等多部门数据的共享,构建跨部门协同的城市风险监测预警体系。
住房和城乡建设部发布的《“数字住建” 建设整体布局规划》更是为行业发展提供了详尽指导。《规划》坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想特别是习近平总书记关于网络强国的重要思想为指导,深入贯彻落实党的二十大精神,紧紧围绕好房子、好小区、好社区、好城区这条主线,加强 “数字住建” 顶层设计与整体布局。其明确提出到 2027 年底,“数字住建” 建设要取得显著成效,部、省、市三级 “数字住建” 工作平台需高效联通,一体化数字基础设施和数据资源体系建成运行,数字化政策标准和安全防护支撑能力明显提升,住房、城乡建设、建筑业等领域数字化发展成效显著,工程建设领域全生命周期数字化管理协同高效,城市运行管理基本实现 “一网统管”,住房公积金等数字化服务效能大幅提升。到 2035 年底,“数字住建” 建设取得重大成就,数字基础设施全面夯实,数据要素价值充分发挥,住房城乡建设领域数字化治理体系和治理能力成熟完备,大系统共治、大数据慧治、大服务惠民的 “数字住建” 体系高效运行。
在网络强国、数字中国等战略的指引下,《规划》从多个维度对 “数字住建” 进行布局。在数字基础设施建设上,结合国家数字基础设施发展布局,统筹推进网络、算力、应用基础设施建设,大力推进新型城市基础设施建设,增强数据感知、边缘计算和智能分析能力,同时打造部、省、市三级 “数字住建” 数据中心与 CIM 基础平台体系,为行业数字化应用提供基础底图与空间底座服务。在数据资源体系建设方面,完善住房城乡建设领域数据管理体系,推动数据汇聚治理和共享应用,提升数据资源规模和质量,充分释放数据要素价值。
工业和信息化部办公厅印发的《关于推进移动物联网 “万物智联” 发展的通知》,也为 “数字住建” 发展提供了有力支撑。移动物联网作为经济社会数字化转型的重要驱动力量,在网络基础、应用规模、产业生态等方面已取得显著成效。《通知》提出到 2027 年底,要完善基于 4G 和 5G 高低搭配、泛在智联、安全可靠的移动物联网综合生态体系,这将进一步推动物联网技术在住建领域的深入应用,实现城市设施的实时感知与智能运维。
这一系列政策目标的设定与具体规划,为 “数字住建” 的发展指明了清晰方向,提供了坚实的政策保障,促使行业加速数字化转型进程,提升城市运行管理服务水平 。
CIM 平台:构建城市三维数字底座
CIM 平台堪称 “数字住建” 的基石,通过整合地理空间数据、建筑信息模型(BIM)、物联网感知数据等多元数据,构建起逼真的城市三维数字孪生体,宛如为城市打造了一个数字化的 “克隆体”。这一平台成为住建领域数字化治理的核心 “基础设施”,为城市管理提供了 “一图统管” 的强大能力。
以中山翠亨新区为例,通过 CIM 平台一期建设,成功搭建起城市三维空间数据底座,并积极拓展地下空间、智慧文旅等 “CIM+” 应用场景。在城市规划阶段,规划师们可以借助 CIM 平台,直观地查看城市的地形地貌、现有建筑分布等信息,对新的建设项目进行合理布局,避免与现有设施产生冲突。在城市建设过程中,施工人员可以利用 CIM 平台实时了解项目周边的环境情况,优化施工方案,提高施工效率。而在城市运营阶段,管理者能够通过 CIM 平台对城市的基础设施运行状况进行实时监测,及时发现并解决问题。
CIM 平台还打破了住建、交通、环保等部门之间的数据孤岛,实现了跨领域协同。武汉东湖高新区将规划数据、企业数据与实时感知数据相融合,在交通管理方面,结合 CIM 平台中的道路信息、实时交通流量数据以及周边企业的上下班时间等信息,智能调整信号灯时长,有效缓解交通拥堵;在环保领域,利用 CIM 平台中的地理空间数据和实时环境监测数据,精准定位污染源,制定针对性的治理措施。
物联网:实现城市设施实时感知与智能运维
物联网技术的广泛应用,让城市中的各类设施仿佛拥有了 “感知神经”。通过在建筑物、桥梁、道路、管网等基础设施上部署大量的传感器,能够实时采集设施的运行状态、环境参数等信息,并将这些信息传输至管理平台。
在智慧住区中,物联网技术实现了社区安防、能源管理、物业服务等系统的整合。智能门锁、摄像头等安防设备实时保障居民的人身财产安全,一旦发现异常情况,能够立即向业主和物业报警。能源管理系统通过传感器监测水电燃气的使用情况,根据居民的生活习惯进行智能调控,实现节能降耗。物业服务方面,物联网技术让物业管理人员能够实时了解小区内设备设施的运行状况,如电梯的运行状态、路灯的照明情况等,及时进行维护保养,提升服务质量。
在城市基础设施管理中,物联网技术同样发挥着重要作用。在桥梁上安装应力、位移传感器,实时监测桥梁的结构健康状况,一旦发现桥梁出现异常变形或受力不均等情况,及时发出预警,以便采取相应的加固措施,保障桥梁的安全通行。在地下管网管理中,通过在管道上安装压力、流量传感器,实时监测管网的运行状态,及时发现泄漏、堵塞等问题,提高管网的运维效率,降低事故发生率。
大数据:驱动城市管理决策科学化
大数据技术如同城市管理的 “智慧大脑”,能够对海量的城市运行数据进行收集、存储、分析和挖掘,为城市管理决策提供科学依据。
在城市规划方面,大数据可以对城市的人口分布、经济发展、交通流量等数据进行深入分析,帮助规划部门制定更加合理的城市发展战略。通过分析人口密度和年龄结构数据,确定不同区域的公共服务设施需求,合理规划学校、医院、养老设施等的布局。通过分析交通流量数据,优化城市道路网络,规划新的交通枢纽和公交线路。
在城市交通管理中,大数据能够实时分析交通流量、拥堵路段等信息,为交通部门提供决策支持。交通管理部门可以根据大数据分析结果,及时调整交通信号灯配时,采取交通管制措施,疏导交通拥堵。还可以通过对历史交通数据的分析,预测交通流量的变化趋势,提前做好应对措施,如在节假日、大型活动期间,合理安排警力,保障道路畅通。
人工智能:赋能城市管理智能化升级
人工智能技术为城市管理带来了智能化的飞跃,能够实现智能识别、智能分析、智能决策等功能。
在建筑安全监管领域,人工智能技术与 CIM 平台相结合,利用图像识别、机器学习等技术对施工质量、既有房屋安全进行智能监测。通过在施工现场安装摄像头,利用人工智能算法实时识别施工人员是否佩戴安全帽、是否存在违规操作等行为,及时发出预警,保障施工安全。对于既有房屋,通过对房屋的结构数据、外观图像等进行分析,判断房屋是否存在安全隐患,如墙体裂缝、地基沉降等,提前采取加固维修措施。
在城市环境治理中,人工智能技术可以对空气质量、水质等环境数据进行实时监测和分析,预测环境污染的发展趋势,为环境治理提供决策支持。利用人工智能算法对空气质量监测数据进行分析,识别污染源,预测雾霾天气的发生,及时采取应急措施,如限制机动车出行、加强工业企业排放监管等。在水质监测方面,通过分析水质数据,及时发现水体污染问题,确定污染源,采取治理措施,保障水环境安全。
在城市管理执法中,人工智能技术可以辅助执法人员进行案件处理。利用图像识别技术对城市中的违法建设、违规停车等行为进行自动识别和抓拍,执法人员可以根据系统提供的证据进行快速处理,提高执法效率和公正性。
数字孪生:打造虚实共生的城市运行模拟系统
数字孪生技术为城市管理提供了一个虚实共生的模拟系统,通过构建与真实城市一一对应的虚拟数字模型,对城市的运行状态进行实时模拟和仿真分析。
在城市应急管理中,数字孪生技术发挥着重要作用。当城市遭遇洪涝、火灾等灾害时,利用数字孪生模型可以快速模拟灾害的发展态势,预测灾害可能影响的范围和程度,为应急指挥部门制定救援方案提供科学依据。通过数字孪生模型模拟洪水的淹没范围,提前组织受影响区域的居民疏散,合理调配救援物资和力量,提高应急救援的效率和效果。
在城市交通规划和管理中,数字孪生技术可以模拟不同交通方案下城市交通的运行情况,帮助交通部门评估方案的可行性和效果。通过数字孪生模型模拟新建道路或调整交通信号灯配时对交通流量的影响,优化交通规划和管理方案,提高城市交通的运行效率。
数字孪生技术还可以用于城市的可持续发展评估。通过对城市的能源消耗、碳排放等数据进行模拟分析,评估城市的可持续发展水平,为城市制定节能减排、绿色发展等政策提供参考依据。
地方实践应用案例
广州:CIM 平台引领城市治理创新
广州在 “数字住建” 领域的探索走在了全国前列,其 CIM 基础平台建设成果斐然。广州市全面推进 CIM 基础平台建设,完成了基于 CIM 的七大领域 21 大类应用场景拓展,建成智慧琶洲综合应用示范平台,为城市治理提供了强大的支撑。
在 “CIM + 工改” 应用场景中,通过 CIM 平台整合工业用地、建筑、企业等多源数据,对工业改造项目进行全流程管理。在项目审批阶段,利用 CIM 平台的三维模型展示功能,让审批人员直观了解项目改造前后的情况,提高审批效率。在项目实施过程中,通过物联网设备实时采集施工现场数据,上传至 CIM 平台,实现对施工进度、质量、安全的实时监管。
在 “CIM + 城市更新” 应用场景中,CIM 平台发挥了重要的辅助决策作用。通过对城市更新区域的现状数据进行采集和分析,利用 CIM 平台生成三维模型,展示更新后的效果,为城市更新方案的制定提供参考。在某老旧小区改造项目中,通过 CIM 平台模拟改造后的小区环境、配套设施等情况,征求居民意见,对方案进行优化,提高居民的满意度。
广州市还积极发展智能安居数字住房,番禺区 “数字家庭” 建设试点被评为完成等级试点地区(最高等级)。通过在家庭中安装智能设备,实现远程设备控制、能耗优化等功能,提升居民的居住品质。同时,试运行房屋建筑单体赋码系统,通过 “项目代码 + 单体编码” 模式,逐步打通房屋建筑全生命周期审批监管数据链条,实现对房屋建筑的精准管理。
长沙:数据驱动的城市风貌管控
长沙市将 CIM 技术与城市风貌管控相结合,打造了一套数据驱动的城市风貌管控体系。通过将城市设计要素转化为 200 余项量化指标,嵌入 CIM 平台,实现了对城市建筑风貌的精准管控。
在梅溪湖国际新城项目中,CIM 平台发挥了关键作用。平台通过三维仿真发现某超高层建筑会遮挡岳麓山视廊,这一问题如果在传统的规划审批模式下,可能难以在早期被发现。而借助 CIM 平台的智能分析功能,及时对该项目方案提出调整建议,最终促使方案优化,确保了城市整体风貌的协调性。
长沙市 CIM 辅助决策系统具备强大的智能审查能力,可自动比对建筑高度、退让间距等指标,甚至提取 RGB 色彩值分析立面协调性,实现了从 “经验判断” 到 “量化审查” 的跨越。在规划审批过程中,该系统大大提高了审批效率,使规划审批效率提升 40%。同时,引入 AI 算法,可自动生成天际线分析图、识别建筑风格冲突,为城市风貌管控提供了科学、智能的手段。
重庆:多领域数字化应用赋能超大城市治理
重庆市在 “数字住建” 建设方面成果丰硕,通过一系列数字化应用,为超大城市治理赋能。
“数字管线” 应用是重庆市的一大亮点。该应用已全覆盖归集中心城区管线矢量数据 13 万公里,通过在管线上安装传感器,实时监测管线的运行状态。开发的 “燃气泄漏”“超期服役”“挖损智防” 等 AI 智能体,有效提升了管线的安全管理水平。自 “数字管线” 应用上线以来,管线挖损事件同比下降 71 个百分点,保障了城市生命线的安全运行。
“城市内涝治理” 应用同样成效显著。通过整合城市地形、排水管网、气象等数据,利用数字模型对城市内涝情况进行实时模拟和预测。在暴雨等极端天气下,能够及时准确地预测内涝风险区域,提前采取应对措施,如开启排水泵站、疏散人员等。该应用上线后,内涝处置效率提升 3 倍,有力地保障了群众的生命财产安全。
“渝悦·公积金” 应用实现了 18 个高频事项 “一件事一次办”,川渝两地全量业务线上通办,办理时间减少 90% 以上,极大地方便了群众办事。“公租房智管” 应用全量管理 58.3 万套公租房,精准服务 135.6 万名保障对象,申请审核时间压减三分之一,实现最多跑 1 次,提升了公租房管理的效率和服务质量。
武汉东湖高新区:CIM + 智慧园区提升运营管理水平
武汉东湖高新区借助 CIM 技术打造智慧园区,实现了企业数据与楼宇运营的深度联动。
在园区规划建设阶段,利用 CIM 平台对园区的整体布局、建筑设计等进行优化。通过模拟不同的规划方案在交通流量、能源消耗、空间利用等方面的效果,选择最优方案,提高园区的规划建设水平。
在园区运营管理阶段,CIM 平台整合了园区内的安防、能源、环境等系统。通过物联网设备实时采集数据,上传至 CIM 平台进行分析处理。在安防管理方面,利用智能摄像头和 CIM 平台的图像识别功能,对园区内的人员、车辆进行实时监控,一旦发现异常情况,立即发出预警。在能源管理方面,根据 CIM 平台分析的企业能源使用情况,对园区的能源供应进行优化调配,降低能耗成本 15%。
CIM 平台还为园区企业提供了便捷的服务。企业可以通过平台实时了解园区的政策信息、配套服务等,还可以对企业所在楼宇的设施设备进行远程监控和管理,提高企业的运营效率。
总结与展望
随着物联网、大数据、人工智能、数字孪生、CIM 等新一代信息技术在 “数字住建” 领域的深度应用,城市运行管理服务水平得到了显著提升。从政策引导到地方实践,我们看到了 “数字住建” 为城市发展带来的巨大变革。
在未来,“数字住建” 将继续深入发展。CIM 平台将进一步完善,实现更广泛的数据融合和更智能的应用拓展,成为城市全生命周期管理的核心平台。物联网技术将实现城市设施的全面感知和互联互通,构建更加智能、高效的城市运行体系。大数据和人工智能技术将不断提升城市管理决策的科学性和智能化水平,为城市发展提供更加精准的支持。数字孪生技术将更加逼真地模拟城市运行,为城市规划、建设、管理和应急处置提供更可靠的依据。
各地应继续积极探索 “数字住建” 的创新应用模式,加强数据安全管理和人才培养,推动 “数字住建” 产业生态的完善和发展。相信在 “数字住建” 的推动下,我们的城市将变得更加智慧、宜居、韧性,人民群众的生活将更加美好。让我们共同期待 “数字住建” 在未来城市发展中创造更多的精彩,书写城市治理现代化的崭新篇章。