基于CIM平台的AI 智能分析应用探索——以深圳国际生物谷坝光片区开发建设项目为例.pdf
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1、40建筑科技2023 年 第 4 期建筑工业化Building Industrialization基于CIM平台的AI+智能分析应用探索以深圳国际生物谷坝光片区开发建设项目为例苏家兴1,崔磊2,江明晖3,翟超2,陈思煜2(1.深圳市大鹏新区重点区域建设发展中心,广东 深圳 518119;2.上海宾孚数字科技集团有限公司,上海 200050;3.加州大学圣地亚哥分校,加利福尼亚州 圣地亚哥 92120)摘要:基于片区在运营实践过程中,面临协同机制不健全、安全管理不充分、商业模式不成熟等突出问题,运用AI+智能分析等算法,推演片区未来发展态势并可视化呈现,增强对建设发展的判断力。通过片区CIM管理
2、平台解决方案,汇总分析项目“规建管”全过程重要数据,辅助完成片区整体规划和项目决策,逐步建立工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理机制。经分析总结得出,基于CIM平台的AI+智能分析和数据分析应用于新建片区建设开发中,综合提升了片区开发过程中各相关单位的决策水平和片区整体建设效率,可为类似项目提供参考。关键词:CIM;AI+智能分析;BIM;智慧城市中图分类号:TU984.18 文献标识码:A 文章编号:2096-3815(2023)04-0040-040引言随着数字孪生技术的日益成熟、行业政策的不断颁布,多地市将数字孪生技术纳入智慧城市顶层设计框架。CIM平台整合GIS数据、BIM数据、
3、IoT数据等,以底层视角探索新型城市建设根本架构,以顶层智慧解析数字城市发展潜在逻辑,对未来城市发展起着至关重要的作用,已成为城市治理体系和治理能力现代化的目标和方向之一。AI+智能分析技术可以实现从大量的数据中提取有价值的信息,进而辅助决策和优化业务流程。这项技术可以加快数据分析的速度和准确性,并帮助决策者更好地掌握项目情况、预测市场趋势、降低风险并发现潜在机会。本文以深圳国际生物谷坝光片区开发建设项目为例,阐述基于CIM平台的AI+智能分析技术的应用,探索片区规划、建设、管理等方面的价值。1项目概况深圳国际生物谷(食品谷)是深圳市21个重点区域之一,其中“双谷”叠加的坝光片区被列入深圳市建
4、设国家自主创新示范区范围,是“广深港澳科技创新走廊”创新平台之一。深圳国际生物谷坝光核心启动区规划面积1 060万m2,可建设用地约546万m2,片区总建筑面积555 m2,总容积率约等于1。坝光片区以“双谷驱动、融合发展”为总目标,发展定位为具有世界影响力的坝光科技创新湾。为应对坝光片区开发建设所面临的体量大、标准高、交叉多和时间紧等众多建设难题,深圳市大鹏新区重点区域建设发展中心于2018年开始建立基于全域BIM数据的“坝光数据网络”整体架构,并依托该架构开发“深圳国际生物谷坝光片区城市信息模型(City Information Modeling,简称CIM)平台”。从规划、建设、管理3个
5、维度不断升级,通过虚拟三维数据到实景三维数据,与坝光片区各规划数据、BIM数据深度融合,采用SuperMap图形引擎和倾斜摄影建模等技术,高效辅助片区土地规划调整等指挥部决策工作。为寻求AI+智能分析技术在坝光片区综合管控和规划上的价值,提高全域数字化运营管理效率,重写了图形渲染底层逻辑、建立各单位可参与的组织架构和权限板块,并开发数据智能化分析应用模块,进一步完善工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理机制。41建筑科技2023 年 第 4 期建筑工业化Building Industrialization2CIM平台与AI+智能分析技术2.1CIM平台2.1.1CIM平台概念CIM平台是以
6、BIM、数字孪生、GIS、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。三维数字空间城市信息有机综合体,就是将BIM在建筑领域设计、施工、运营一体化的全生命周期管理的理念应用到城市中,将以BIM技术提供的城市微观信息与GIS技术为基础的城市宏观场景信息进行融合,并将城市交通、人群、资金等动态信息进行结构化整合,形成一个能够同步反映城市完整现状,对城市发展进行预测与研究的信息巨系统。CIM平台通过大场景的GIS数据、小场景的BIM数据以及无处不在的IoT物联网数据的有机结合,组成了一个可感知、动态在线、虚
7、实交互的数字孪生城市模型,为城市的智能化管理和精细化治理提供数据基础、发展推演和决策依据。2.1.2CIM基础平台的搭建及作用CIM将城市全空间高精度的数据汇聚和融合至一个统一的平台,它是建构一个管理与城市空间相孪生的“信息空间”的基础平台1。CIM平台的底层首先要建立一个数据治理的平台,完成城市海量多源异构数据从汇聚、融合、处理、分发为一体的数据治理。这其中涉及到多种模型融合,模型轻量化,模型分类分级浏览等多项关键技术。其次,CIM平台将能够实现多场景模型的浏览与定位,使用户具有真实的视觉和地理体验感。CIM能够从宏观到微观多种空间场景,从室外到室内不同视觉场景,从二维到三维不同空间维度中无
8、缝衔接、切换和浏览,并且借助BIM技术,将传统以GIS技术为支撑的地理空间信息平台走向部件、构件乃至零件级的微观信息管理平台,建立一个真正全息、综合的智慧城市所必需的基础性平台。以上CIM的“平台”内涵可理解为CIM基础性平台,在此基础上可拓展丰富的“CIM+”应用,为各领域的智慧应用提供赋能。2.1.3CIM平台赋能智慧城市建设的重要意义CIM平台集成了城市地上地下、室内室外信息模型数据、城市感知数据等海量数据,是新型智慧城市的基础性、关键性和实体性信息基础设施,是新型智慧城市应用建设与运行的重要支撑,对智慧城市建设具有重要意义。(1)CIM平台有利于推动城市管理各行业的数据汇聚共享。CIM
9、平台形成了丰富的城市大数据资产,建立了城市数字化档案,可以更好地为政府治理、社会民生、产业经济、应急处置等提供有效的决策依据,服务智慧城市创新发展。(2)CIM平台有助于推进城市规划管理。CIM平台对智慧城管、智慧社区、智慧交通、智慧水务、智慧园区等各业务系统中的数据进行集中和整合,形成统一视图,有效促进业务协同。CIM平台可以基于历史数据,通过深度学习等算法,推演城市未来发展态势并可视化呈现,增强对未来发展的判断力,如城市交通发展态势在空间的推演、人群集聚情况在空间的推演、环境污染情况在空间的推演、疫情接触情况在空间的推演等。2.2AI+智能分析技术2.2.1AI+智能分析概念AI+智能分析
10、是指运用人工智能技术进行数据分析,对大量的复杂数据进行自动化处理和识别,从而更好地发现数据之间的关系、趋势和规律,进而产生更精确、更准确的结论。智能分析可以在业务过程中实现自动化决策和优化,并提供更好的业务洞察。主要包括以下几个方面:(1)自然语言处理。这是一种将自然语言和计算机科学相结合的技术,它可以使计算机理解并处理人们的语言和文字,从而更好地处理海量文本数据。(2)机器学习。机器学习是一种让计算机通过学习数据,不断改进自己预测能力的方法。通过运用机器学习,可以对数据进行分类、聚类、拟合、预测等操作。(3)深度学习。深度学习是机器学习的一种高级形式,通过构建神经网络来进行学习和处理。深度学
11、习可以通过识别数据中的模式和特征来提高数据分析的准确度和效率。(4)数据挖掘。数据挖掘是一种从大数据集中提取有用信息的技术,通过利用机器学习、统计学、人工智能等方法来发现数据中隐藏的模式和规律。AI+智能分析有别于数据分析。数据分析主要关注对数据中的模式、趋势和关系进行解释,以便能够作出正确的决策。AI+智能分析更注重实现自主学习和自主决策的能力。它使用先进的算法和技术,来发现隐藏在数据背后的复杂的模式和规律,并且在处理新的数据时可以不断地进行优化和自我改进,从而更好地适应未知的情况和变化。此外,AI+智能分析应用于更广泛的领域,如医疗保健、制造业、智慧城市等,它可以帮助使用者更好地理解和控制
12、复杂的系统和过程。2.2.2AI+智能分析技术的作用AI+智能分析在CIM平台中的应用内容可以帮助城市管理部门进行土地规划、投资分析、现场进度分析和督办管理等工作,提高城市管理的科学性、精确性和效率。(1)土地规划:通过AI技术可以对城市的土地资源进行智能分析和评估,包括土地利用现状、适宜的土地用途以及土地利用潜力等。同时,AI+智能分析还可以帮助城市规划部门预测土地发展趋势,优化土地利用布局,提高土地利42建筑科技2023 年 第 4 期建筑工业化Building Industrialization用效率。(2)投资分析:利用AI+智能分析,可以对投资项目进行全面评估和分析,包括市场需求、风
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