未来城市：用一块地造三座城
所谓“一块地造三座城”即是“地上一座城、地下一座城、云端一座城”。地上一座城，是科技驱动、创新引领、产城融合的现代化城区。地下一座城则是营造高品质的地下空间体系，形成高效、便捷的地下城。一方面，在地下合理地布局水电燃气等各类基础设施，并通过地下综合管廊集成各类基础设施管线，同时布局各类数据中心等新型基础设施。另一方面，通过轨道交通的发展，以TOD的模式在地下打造集地铁站、商业服务、文化等多功能为一体的地下综合体，形成对空间高效利用的城市枢纽。云端一座城，即数字孪生城市建设。将城市全域的建筑、交通系统、自然环境、基础设施等全部数字化，构建数字孪生体系，形成城市精细化管理的数字底座。通过各类智能设备和智慧应用场景的不断接入，通过数据汇聚和人工智能的驱动，推动城市由数字化建设向数字化运营转型，打造全生命周期的数字治理体系。
从“三座城”的建设模式中，我们大家可以一窥未来城市的创新形态。雄安新区便是这种前瞻性未来城市建设的代表。
在建设伊始，雄安新区就提出要“坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设,适度超前布局智能基础设施”，严格按照规划，每个建设项目，在开工前便构建三维数字模型，建设过程中和建设后的运营阶段，也将持续更新模型库。同时，雄安的城市建设强调“地上城市”与“地下城市”的融合，在建设过程中，水电燃气与网络等各类市政基础设施和信息基础设施的管线全部入地，集成于地下综合管廊之中。目前，雄安地下城实现了轨道交通、综合管廊、管廊外市政管网、地下空间、智能设施，自下而上，分层实施的规划，在国内首次建设覆盖综合管廊的物联网感知体系，搭建管廊综合运维平台。监控人员可实时管理舱内安全防范、火灾自动报警、可燃气体探测报警、通信等各类智能化系统设备，保障运行安全。在地面之上则看不到电线、井盖等设施。在花园广场和景观绿地之下，布局着变电站、能源站、计算中心等设施。各类地下管廊空间密集分布，全域贯通，即将形成四通八达的地下城市。这样对于空间的立体化利用，让城市面貌为之一新。
“三座城”是对于新时期城市建设模式的一种回答，是从单一的城市向多维城市的升级。“三座城”的联动建设，会产生新的空间类型，代表着人类对于未来城市的想象。
在这一过程中，要避免技术与产品驱动对城市空间魅力和人文特质的淡化。在智慧城市建设大潮中，各地都开展了数字孪生相关的工作。在部分地方呈现出技术和工具理性主导的现象，通用性的技术也在某些特定的程度上促成了“千城一面”的现象。应当积极发挥“云端城市”对包括非物质文化遗产在内的城市文化的贮存作用，在数字化空间中彰显城市个性魅力。应当认识到，数字技术和现实环境绝非静态的二元对立，数字城市的构建并不代表实体空间活力的消失。应当通过“三座城”的协同，形成三元互促，促进城市创新建设模式的整合性。通过现实城市与虚拟城市的互动，实现数字孪生基础上的虚实相生。“三座城”共同构成的未来城市体系，应当是自然、人文和社会要素的整合，分别从不同角度来保障城市的社会公平和空间正义。在三城联动的模式下，未来的城市空间，应当强化数字化技术与包括地上和地下在内的实体环境的融合，适应数字时代人们生产生活方式的变革。
传统城市建设的地面“一座城”，到如今的“三座城”同步建设，体现了技术创新下人类对于城市空间营造模式的升级，通过地上、地下、云端的协同发力，从更多的维度上，提升城市的活力，彰显城市的魅力，促进城市的持续发展。“三座城”分别承载并储存了城市不同的要素，从地上空间拓展到地下空间以及数字空间，从历史跨越现实并展望未来。三座城市的协同发展，将不断促进人的交往和人机互动，以及城市的包容性发展。
我们对于“三座城”协同建设的内涵，不应止于数字化技术，而是应当实现从机械论向系统论的演进。地上城市、地下城市、云端城市的建设，涉及智慧、绿色、健康、活力等各类创新视角和技术要素，具有极强的复合性、综合性、包容性和系统性。唯有将以数字孪生为代表的智慧城市技术，真正拓展到以人居环境科学为框架的广义人居环境智慧中，方能构建智慧高效、产城融合、宜居宜业、绿色低碳、全龄友好的“明日之城”。
雄安规划建设 BIM 平台遵循雄安新区总规划中的数字孪生城市建设原则，即“坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设，适度超前布局智能基础设施，推动全域智能化应用服务实时可控，建立健全大数据资产管理体系，打造具有深度学习能力、全球预先的数字城市。”
首先，加强智能基础设施建设，建立起智能城市的四梁八柱，基于市政与道路基础设施搭建数字化的感知与监测体系；其次，建构全域智能环境设施，提供随时随地的人机互动界面，便于老百姓实时进入数字空间，最大限度地跨越空间距离的限制，进行更方便快捷而实时的交流；最后是建设数据资产管理系统，推动城市全生命周期的数据在管理与交易之中进行流通，从而进一步转化为城市资产，推动数字孪生城市的建设与运营。
以空间映射为核心，贯穿城市现状、总体设计、详细规划、工程建设项目设计、施工以及竣工等六个阶段，形成与雄安“现实城市”生长规律相契合的“数字空间”循环迭代、自我成长的记录模式。根据雄安的全周期、全时空、全要素、全过程的管理要求，尊重每个阶段 BIM 的自生长规律，通过 6 个 BIM·循环迭代和每个 BIM 阶段的管理流程自转，实现项目的有效审核和管控。这构成了以“时间”为轴线的集成创新。
雄安规划建设 BIM 平台还有 3 个方面的创新。全时空的数据融合，以“算法”为动力推动多源异构数据的融通，构成BIM 平台的综合性数据底板，实现城市状态表达创新。全要素的规则贯通，以“空间”为坐标梳理各条业务流线的交织情况，识别出六个阶段依次循环或往复交织的规则逻辑，建构跨越不一样的行业、不同管理部门、不同社会主体的规则连通机制，构成BIM 平台的规则库，实现城市管理方法创新。全过程的治理开放，以“共享”为理念，服务于多维度的创新创意，推动数据、模型、业务模块的公开性，激发市场主体意识，探索平台本身的可持续发展，实现城市信息共享创新。
雄安 CIM 的总体框架可类比为底座、土壤、森林、果实等不一样的层次功能模块。雄安 BIM 管理平台的软硬件环境和制度配套设施，构成了平台的基础底座，形成了规划建设 BIM 管理平台的支撑保障能力。土壤指前述六个阶段中各种数据的汇聚，包括现状测绘数据、规划设计数据、管理流程数据、社会经济环境数据等。这一些数据由三种不同的标准做治理，从而形成了与现实空间同步规划、同步建设、同步运行的数字城市。一是身份标准，根据统一空间单元体系与统一空间编码体系，将数据在不同的空间管理单元中进行汇聚，形成现实空间管理逻辑一一映射的数据集；二是语言标准，根据城市规建管中公共治理的需求，搭建数据交换标准，解决不同软件生产的数据格式不互通的问题，同时建立成果上报标准，解决不同单位提交的规划设计成果不一致的问题；三是计算标准，建立起六个阶段和不同专业之间指标规则传导的标准，并关注全局与局部联动的计算规则，如具体某个地块的人口变化之后导致更大范围内的交通出行、公共服务设施供给等变化。
在数字城市的森林之中，将构建起一系列的通用数据库、模型库、引擎支撑、服务组件等。最终支撑各种应用，形成森林的果实，包括空间规划审批系统、工程建设项目审批系统、IOC 管理系统、信息资源交易系统等，服务于数字决策、数据建设、数据运营、数字安全。业务架构有 8 大核心功能，贯穿城市运维、规划、建设全过程，包含定期体检、智慧运维、规划编制审批、规划成果管理、规划一张图、土地资产评定估计交易、智慧工地管理、不动产确权登记等应用服务。从而，平台以动态的方式支撑一张蓝图绘到底和城市精细化运行。
针对规划、建设、管理全生命周期，雄安 CIM 以指标体系为抓手，建立起从城市、组团、单元、地块、建筑、构件等层层传递与互动的交互机制。在区域或城市层面上设定的战略性指标，如绿色、智慧、韧性、宜居等，在专项管控单元之中进行分解细化，包括生态、功能、交通、市政、海绵、地下空间、形态、社区等单元，根据各自的专业属性，各自范围不一，大到几十平方公里，小到十几公顷；这些指标进而传导到以行政管理为主的控规单元，分解到控规地块，大体在 1 到 5 公顷，建立指标、边界、形态联动管控的体系；再分解到建筑、设施、绿地园林等层面上，再细分到诸如墙体、梁柱、材料等构件上，这些也是物联感知器件挂载的地方。对于拉条成网的市政管线与道路，进一步传导到线性控制单元，落实到线性工程及相对应的部件之上。这属于规划和建设阶段层层传递的逻辑，确保战略目标能最终落实到建设实施之中。
对于管理运营，相反则由微观的部件层级上采集的信息，汇聚到建筑设施、绿地园林、线性工程，再聚合到控规地块或线性空间对象上，再传递到控规单元、专项管理单元，直到组团和城市，从而辅助判断不同层级的城市管理和运行绩效。
规划建设阶段与管理运行的两种传导过程，构成了闭环，也实时进行交互影响，特别在控规单元和专项管理单元中进行地块层面的指标动态平衡，实现容积率、工作居住人口、公共服务设施布局的单元平衡，以满足城市的动态性与复杂性。
平台也强调更为开放的多专业协同逻辑，在线提供包含地上、地表、地下的数字底板，形成三维规划设计条件和相关的计算工具，推动不同专业在同一空间范围内的协同能达到最优，至少辅助各方发现各个专业在空间管控上潜在的矛盾点，最终形成可查询、可追溯、全透明的空间治理档案。
建立起一套总规、详规、专规（含城市设计）、建筑设计彼此联动的机制，从路网结构、市政支撑、公服覆盖、资源荷载、功能绩效等方面，以仿真模拟为支撑，建立了空间形态参数化调整模式，从而为在线会商、在线招标、开放众规、公共参与等提供有效的支撑工具，以满足规建管全生命周期之中形态与功能决策的战略性与可操作性之间的多元平衡。
按照中央国务院对《河北雄安新区规划纲要》的批复精神和要求，坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，坚持“数字城市与现实城市同步规划、同步建设”的发展模式，坚持以信息化促进城市治理模式更新的发展思路；创新数字城市“规、建、管、养、用、维”的新型标准体系、政策体系和流程体系；探索以数字城市的预建、预判、预防，来支撑现实城市高水平发展的决策模式；打造表达城市多维空间的数字平台，以国际一流、国家自主产权的城市数字技术的不停地改进革新实现“雄安质量、全国样板、世界典范”的绿色智慧新城；力推“具有深度学习能力、全球领先的数字城市”，实现规建管的“数字共享、全民共创、全局联动”。
BIM 管理平台建设内容有：数据资产全过程管理、业务功能组件级支撑、实现 BIM0-BIM5 全要素跨行业系统审查体系、安全保障体系及规范标准，完成新区生长全过程的记录、管控与管理。
子系统有驾驶舱子系统、城市空间信息专题分析子系统、工作台子系统、现状空间信息子系统、总体规划信息子系统、详细规划信息子系统、设计的具体方案信息子系统、工程项目施工信息子系统、工程完工信息子系统。
BIM 管理平台建设围绕一个“核心任务”展开，即：数字城市与现实城市同步规划、同步建设。BIM 管理平台依照城市建设的现状（BIM0）、总规（BIM1）、控规（BIM2）、设计（BIM3）、施工（BIM4）、竣工（BIM5）等六大环节循环迭代，记录数字雄安自我生长。
BIM 管理平台整合多源空间数据，实现规建局内部和相关委办局之间的数据互通和业务协同，以提高行政管理效率和服务水平，为规划建设问题提供数字化、可视化和科学化的决定依据，为“数字雄安”未来城市建设奠定基础。作为参与建设雄安新区规划建设BIM管理平台唯一的GIS平台厂家，超图结合自己优势，解决了多项关键技术问题，保证平台高效稳定运行。
BIM 管理平台基于 WebGL 技术具备全数据、全功能支持、全时空觉体验以及轻量级易开发等技术特点：支持地形、影像、动态图层、场图层等多种数据；拓展了 WebGL的分析能力，全面支持空间运算、空间查询、空间分析和规则建模等功能，应对城市复杂三维数据的高逼真渲染，方便构建Web 应用。
以XDB开放数据格式确保规划、建筑、市政、地质等多专业指标数据的交换、不同建设阶段数据应用与采集。XDB 在内容、格式上保持开放性，可满足 BIM 应用软件多样性要求及统一。以 S3M 作为一种开放式可扩展的三维地理空间数据格式，为空间三维模型数据在不同终端之间的传输、交换与共享提供了数据格式规范，对推动三维地理空间数据的共享及深入应用具有里程碑式的意义。
实现城市计算的前提为有着非常丰富多样的空间数据模型来实现对整个城市空间的全空间表达。空间数据模型是地理信息系统对现实世界城市地理空间实体、现象以及之间相互关系的认识和理解，是现实世界城市对象在计算机中的抽象与表达的基础。
BIM管理平台基于系统集成、智能信息、跨专业协同、多部门共享，在简化政府审批流程的基础上，深入挖掘 GIS 和BIM 的应用深度，强化核心管控指标，关注精细化治理，提升国土空间规划和工程设计的深度，实现对雄安新区开发建设的规划、设计、施工、运维和管理的综合管控，坚持高起点规划、高标准建设、高水平质量的发展、着力打造“雄安新区质量”。
BIM 管理平台通过多源、多尺度、多时空的信息融合与应用，打造信息共享与业务联动的高效精简政务审批模式，将大幅度减少各部门的重复审批、处理工作，减少城市管理中各行业单项管理审批平台的开发投资所需成本，进而实现规划、建筑、市政、地质、交通、国土、园林等多行业、跨领域的业务协同，进而达到降低资产金额的投入、间接产生经济效益的目的。
由于现存业务信息缺乏共享和交换机制，各政府部门为满足自身业务管理的需要，每年都要安排大量的人力、财力和物力来采集相关基础信息、业务信息。BIM 管理平台建成之后，一方面，可以免去大量不必要的重复劳动；另一方面，它打通了各部门掌握的业务信息，可大幅度减少行政成本。
BIM管理平台建设完成后将实现信息资源的有效共享，提升协同工作的业务能力，促进资源的有效分配，工作效率、效能都将得到极大的提高。
BIM 管理平台为雄安新区各管理职能部门、特别是规划建设管理部门的高效运作和智能创新提供基础技术平台。平台将抢占数字城市规建管理念、标准和规则的制高点，实现城市规建管工作的“数据化、信息化、流程化”。
BIM 管理平台的信息化项目建设充分的利用国家统一电子政务网络、数据交换平台和现代信息技术方法，可充分的发挥信息系统的监测甄别能力、业务操作引导能力、信息透明能力，做好运营监测现状、总规、控规、设计、施工、竣工全流程全过程审批管理，进而创新行政管理方式、提高政府公信力和执行力，推进政府绩效管理。
BIM 管理平台充足表现了“以人为本”的先进观念，将管理寓于服务之中。城市管理的出发点和立足点是为广大市民服务，尊重广大市民意愿，形成市民和政府的良性互动、共管城市的格局；并以此密切联系党和政府同人民群众的血肉关系，为构建社会管理创新、维护安定团结，打造和谐社会夯实基础。
率先突破构建未来数字城市发展的“规建管一体化”新体系，制定雄安新区孪生城市的规、建、管、养、用、维新型标准体系，以管理创新为抓手，加大监督和服务力度，提升标准实施水平，树立数字和现实空间共生的全国样板。
雄安新区电网规划建设BIM管理平台（以下简称“平台”）是综合运用BIM、GIS、大数据等信息化技术，为满足雄安新区高起点规划、高标准建设的总体要求而打造的数字电网规划管理平台。该平台基于SpringBoot架构，结合PostgreSql 10.6与超图软件的BIM+GIS+AI等技术，具备承载范围广、扩展能力强、可视化性能好等特点，由上海电力设计院有限公司承担建设。
作为“电”“城”之窗，雄安新区电网规划建设BIM管理平台的目标是成为打通电网与城市两个互相独立体的桥梁。该项目是国内智慧城市与智能电网首次紧密合作。平台以容东片区为试点，围绕与城交互、精准规划、智能审查以及业务联动四大功能，辅以系管理、流程引擎、权限控制等辅助功能，以雄安商务中心为试点，实现完整的“站-线-变-户”数字孪生电网，同时平台涉及电网与城市多个数据源直接的数据融合，尤为重视底层平台的框架。
平台以电网与城市融合数据为基础，开展电网规划管理工作，助推新区电网规划与城市规划高度统一目标，在对数据需求与业务支撑需求的详细分析基础上，从架构稳定性、开放性及未来维护便捷性等多方面考虑。平台架构体系方面基于采用前后端分离的SpringBoot架构，结合PostgreSql 10.6与超图SuperMap GIS 10i全国产化数据与GIS引擎组成BIM+GIS+AI的体系架构，具备承载范围广、扩展能力强、可视化性能好等特点。
在中美贸易冲突的背景下，基于国产GIS平台、开源数据库及阿里云架构的体系框架，符合国产自主可控要求，技术体系不受中美冲突影响。
可靠的架构才能带来较好的性能，作为未来雄安新区供电公司规划中心未来的工作平台，要求可以在平台上将电网规划模型与城市规划模型在电网BIM平台上相融合，打造城市模型“一张图”，同时要将负荷预测、变电站布点、规划管线等电网规划信息与城市规划信息相结合，真正的完成电网规划与城市规划信息平台的有效结合，因此平台对于模型数据与传统信息数据查询交互实时性要求高。
经第三方软件测评中心严格测试，本系统所采用的技术架构，在数据体量为2TB时，模型数据存储和读取系统反应时间小于3秒，服务交互延迟平均不大于1秒，具备优秀的性能指标。
依托雄安新区电网规划建设BIM管理平台项目，可助力上海电力设计院有限公司打造面向城市能源领域的“BIM+GIS+AI+IOT”的底层技术体系框架，通过底层架构所赋予的低耦合、高服用、易部署等特性，以及模块化拼装的方式，快速封装面向城市能源领域的各类平台，进一步拓展上海电力设计院有限公司智慧城市信息化、城市能源等城市领域新兴业务。返回搜狐，查看更加多
