在數字化轉型的大潮中，一種認知是，數字化社會發展的軌跡是從數字孿生，到數字原生，再到數實相生（虛實相生）。而另一種相關的智慧城市理論，則認定城市的數智化經歷從數字城市，到智慧城市，到新型智慧城市，再到數字孿生城市。數字孿生的理想與概念到底是起點還是終點？大家認識有很大不同。

實際上，在數字化DICT（或者CIDT，按照我們的習慣定義--CT通信技術，IT信息技術，DT數字技術）與垂直領域OT（運營技術）/DT（領域技術）交會融合中，一個原本屬于OT/DT領域的概念與技術，BIM，正和數字技術在最前沿以前所未有的速度碰撞，交織，融合，呈現出日益具有普遍性的意義與光芒。

BIM（建筑模型信息系統，Building Information Modeling）是利用信息技術將工程/設施通過數字化處理后，將各類信息以 3D 的形式， 用于協助或解決工程不同生命周期階段各種工作的一種先進技術。BIM 是在一個計算機虛擬空間中，仿真真實工程行為，以協助營建生命周期的規劃、設計、施工營運及維護工作等各項管理與工程作業的新技術、新方法與新概念。

BIM是傳統建筑工程領域的數字化升級技術，通過與5G、AI等新技術的融合，可以實現工程項目的實時、可視、智慧管理，并帶來全新的應用場景。在5G支持下，通過VR方式逼真地向業主呈現、便捷地指導施工人員，顯著降低施工成本，提高建設效率。同時，基于5G實時采集分析工程項目的數據，與BIM模型對接形成真實場景的數字孿生體，實現對工程項目的數字化管理。AI算法與BIM融合可以解決海量數據的分析、處理和挖掘工作，提高工程項目在設計、施工、運維階段的智慧化水平。將BIM形成的海量可信的數據源，通過大數據分析的方法，重新開發、提取和分析，可以產生更多新的有價值的衍生數據，實現多樣化的應用場景。

BIM 智慧設計規劃

利用BIM技術和5G ABCT等信息通信技術，對建筑工程的規劃設計階段的各個環節進行智慧化賦能，及時、動態地掌握信息數據并進行分析處理，提高設計規劃的準確性和前瞻性，提升工作效率。

• 現地建模：對現地條件仿真建模，包括基地現況、現有設施等，為規劃作業提供數字化的現狀信息；

• 基地分析：利用GIS BIM技術評估工程區域的空間性質和環境概況，用來確定工程項目的最佳基地位置；

• 設計表達：利用3D建置概念設計各方案的量體模型，以供業主利用3D模型進行方案的比較和必選；

• 成本估算：利用BIM模型輸出工程項目的經費概算，以利于提供成本信息給業主做決策及經費預算；

• 設計審核：利用3D模型向利益相關方展示符合原規劃要件的評估成果，包括建筑、結構、機電設計等；

• 歷程規劃：利用4D模型可視化仿真，規劃施工順序和空間要求的階段性變化，以利于發現問題并提前解決。

BIM 智慧施工建設

利用BIM技術和5G ABCT等信息通信技術，圍繞人、機、料、法、環等關鍵生產要素進行工程施工現場管理的一體化智慧管理模式。

• 人員管理：將智能安全帽與人員信息綁定，自動發送實時定位，結合BIM模型，實時查看施工人員在工地的位置，進行人員定位管理和工時統計；

• 進度管理：采用3D可視化方式，將現場施工進度信息與BIM模型、GIS數據結合，直觀表達施工進展情況，做到計劃進度與實際進度的比較分析；

• 車輛管理：車輛監控模塊對車輛進行定位、追蹤、軌跡查看、監聽、監視等，將數據實時上傳到基于BIM的智慧工地管理系統，幫助車輛管理人員掌控車輛的在途信息，提升車輛管理效率。

• 設備進出管理：將設備進出實況與BIM模型綁定，統計分析在場設備數據，包括設備的維保記錄和提醒，實現設備的智慧化、可視化運營；

• 卸料平臺監測：通過傳感技術監測卸料平臺的物料是否超重，通過與BIM模型關聯，進行實時在線監測和統計分析，預防材料周轉的事故隱患；

• 高支模監測：在高支模架體上布設監控裝置，實時采集并上傳各項參數，基于BIM模型，及時對安全問題進行預警，防止事故的發生；

• 混凝土監測：檢測混凝土澆筑后的內外溫差記錄并實時上傳，后臺基于BIM技術進行自動分析，管理者據此調整保溫或散熱措施，避免混凝土產生裂縫；

• 腳手架監測：利用傳感器收集并上傳腳手架的參數，通過對桿件傾角的監測，并與BIM模型進行關聯，系統自動進行報警，保證結構和人員的安全；

• 塔吊安全輔助：基于BIM、物聯網、大數據、云計算等技術，遠程監控塔吊設備運行情況，對塔機使用過程和行為有效監管、切實預警，防范和減少塔機安全事故的發生；

• 火災預防：對煙感、溫控、紅外感應等進行實時監測，將監測數據實時上傳并進行分析，發現問題及時報警、自動通知、自動定位；

• 視頻監控：將視頻掛接到BIM模型上，直觀查看場地布置，對施工操作工作面上的各安全要素進行有效監控，加強施工現場的安全防護管理和治安管理。

BIM 智慧運營維護

BIM技術與GIS、RFID、CE引擎、云計算、物聯網、人工智能等技術的融合，對建筑進行可視化、智能化的運營和維護。提升數據管理水平。

• 降低運維成本：充分利用竣工后的BIM數據庫，結合空間管理、資產管理、維護管理、公共安全管理、能源管理等運維管理需求，可以大幅提升運維效率，降低運維成本；

• 提升智慧運營的能力和水平：基于BIM技術的物聯網應用，不但能實現三維可視化的信息模型管理，而且為建筑物和基礎設施的所有組件、設施和設備賦予了智慧的感知能力和“生命力”；

• 為項目決策提供高價值數據支撐：基于BIM的數據，可以積累起項目級、企業級、行業級、城市級、區域級的管理數據庫，為后續的開發和建設提供大量高價值數據，大大提高項目決策的效率。

BIM是計算機技術、信息傳輸技術、圖形展示技術與傳統建筑工程相結合的新興技術，未來除了在建筑行業自身的數字化轉型中發揮重要作用，同時也將為智慧城市的建設和運營提供新的可能。

近年來，在城市的建設和運營領域，CIM的概念開始出現。所謂CIM（城市信息模型，City Information Modeling），是以建筑信息模型（BIM）、地理信息系統（GIS）、物聯網（IoT）等技術為基礎，整合城市地上地下、室內室外、歷史現狀未來的城市時空數據，構建起多維數字空間的城市信息有機綜合體。住房和城鄉建設部于2020年9月下發了《城市信息模型（CIM）基礎平臺技術導則》，導則總結了廣州、南京等城市試點經驗，提出 CIM基礎平臺建設在平臺構成、功能、數據、運維等方面的技術要求。其中定義CIM基礎平臺是在城市基礎地理信息的基礎上，建立建筑物、基礎設施等三維數字模型，表達和管理城市三維空間的基礎平臺，是城市規劃、建設、管理、運行工作的基礎性操作平臺，是智慧城市的基礎性、關鍵性和實體性信息基礎設施。

從上圖中可以看出，未來CIM基礎平臺將成為智慧城市的規劃、建設、運營的基礎數據底座，也是實現數字孿生城市的重要載體。

國內部分發達地區的政府部門更是積極推進基于CIM的數字孿生城市建設。

在2021年1月公布的《深圳市人民政府關于加快智慧城市和數字政府建設的若干意見》中就明確提出了“探索“數字孿生城市”。依托地理信息系統（GIS）、建筑信息模型（BIM）、城市信息模型（CIM）等數字化手段，開展全域高精度三維城市建模，加強國土空間等數據治理，構建可視化城市空間數字平臺，鏈接智慧泛在的城市神經網絡，提升城市可感知、可判斷、快速反應的能力。

重慶市在《關于統籌推進城市基礎設施物聯網建設的指導意見》中提出，“加快建立重慶市城市信息模型管理平臺（City Information Modeling，CIM平臺），整合各專業城市基礎設施物聯網數據，并提供共享服務，為城市建設管理決策提供支撐?！边@其中廣州市已率先于2021年7月發布了全國首個城市信息模型（CIM）基礎平臺——廣州CIM平臺。該平臺將落地6大類應用，包括CIM 工改、CIM 智慧工地、CIM 城市更新、CIM 智慧園區、CIM 智慧社區、“穗智管”城市運行管理中樞，從數字孿生城市的角度實現智慧城市的新跨越。

在可以預見的未來，我們有理由相信，越來越多的智慧城市將從原來的點、線、面的發展逐步跨越到3維、4維的立體化、全景式、跨時空的數字孿生城市，而脫胎于傳統建筑領域的CIM技術將發揮重要的作用。