三亚崖州湾科技城数字孪生 （一期）项目

·2022智慧城市先锋榜·入围案例

赖建乐  林玉婷  徐金龙

三亚崖州湾科技城管理局

三亚崖州湾科技城（以下简称：科技城）作为海南省12个先导性项目重要组成部分，以“世界眼光、国际标准、三亚特色、高点定位”为架构，致力于建设成为陆海统筹、开放创新、产业繁荣、文化自信、绿色节能的先导科技新城。

科技城正处于集中规划、建设阶段，此时是建设以CIM平台为核心的数字孪生平台的最佳时机，数字孪生平台的建设是一个持续性过程，随着城市建设发展，数字孪生平台将不断的融合数据和深化应用，科技城数字孪生平台建设总体目标如下：

1、提升科技城精细化管理服务水平，通过人工智能、大数据和云计算等技术，助力科技城发展运营，将支持科技城规划、建设、管理和运营等过程；

2、实现科技城全景全要素的数字化，结合数字孪生平台与数据中台的能力，打通虚拟世界和现实世界的数据联动，支持科技城智慧化管理；

3、推动传统经济向数字化经济转型，通过人工智能、大数据和云计算等技术向传统行业赋能，全面提升科技城智慧化运营发展水平，助力科技城高质量建成“先导科技新城”的宏观目标。

科技城作为新规划、新建设、新发展的科技新城，承托着党和政府赋予的重任，为了实现“陆海统筹、开放创新、产业繁荣、文化自信、绿色节能的先导科技新城”的宏伟目标，科技城建设了“三亚崖州湾科技城数字孪生（一期）项目（以下简称：数字孪生）”。该项目采用“1+2+1”的建设模式，即基于科技城的数据管理需求，打造1个科技城城市信息模型基础平台（以下简称：CIM平台）；基于科技城建设发展要求，构建2个科技城应用，包括BIM规划报建审查审批应用，崖州湾时空规划一张图应用；基于科技城整体发展规划所需支撑，搭建1个城市仿真模拟平台。实现了科技城数据汇聚、平台统筹、应用支撑、仿真模拟和聚点绘面的科技城孪生城市建设目标。

1、一个科技城城市信息模型（CIM）基础平台

1.1.1城市信息模型数据标准制定，实现数据统一管理

根据建设发展需要，依据住房和城乡住建部《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》，充分结合科技城实际情况，对科技城控规范围内的影像数据、地形数据、名址数据、BIM数据等多类型数据的数据格式，数据比例尺、数据分类等制定相应规范要求，实现了科技城内的数据格式统一，为数据的横向流通、上下流转奠定了基础。

1.1.2构建科技城城市空间数据更新运维流程，保证数据可持续运转

为保障科技城基础时空数据、建筑模型数据能持续更新，根据不同类型数据、不同来源渠道，构建了“政府主导+企业配合”的数据更新机制，项目建设初期由管理局统一协调，汇聚省、市各部门历史数据；对于城市建设阶段的数据，由政府和企业共同建设，例如城市影像数据，由科技城牵头定期进行局部更新；对于新建项目，汇聚方案设计审查阶段的模型数据，实现项目建设模型的数据维护。

城市信息模型建设中涉及时空基础、资源调查、规划管控、工程建设、公共专题和物联感知等多源异构数据，通过数据管理系统实现数据资源的整合，实现一体化管理应用。

通过对城市信息模型进行业务分析，包括数据流分析、用户视图分析等，实现城市专题信息模型的构建。本项目完成了时空信息模型、规建信息模型、物联感知信息模型、公共专题信息模型的构建。

1.3 CIM数据管理系统

CIM数据管理系统基于数据标准、数据目录、元数据、专题信息模型、数据源及数据服务等模块，通过对原始数据和成果数据的专业管理，实现CIM数据有效管控。

图1 CIM数据管理系统

1.4 全要素服务平台

全要素服务平台基于GIS数据提供自定义的GIS分析能力，包括几何图形、地名地址和空间分析3类分析能力。全要素服务平台门户网站是对外提供数据资源和分析能力的门户，可开放共享科技城基础时空数据资源和分析能力，除了科技城自建应用，第三方厂商通过平台自主申请，平台管理人员审批申请流程后，第三方厂商即可调用本平台数据和分析能力快速搭建应用。

图2 全要素服务平台

2、两个科技城孪生应用建设

2.1 BIM规划报建审查审批应用

BIM规划报建审查审批系统应用于工程建设项目在线报建审查审批，结合规划审批业务流程，采用崖州湾统一的BIM报审数据格式，实现自动化审查经济技术指标，向审批人员实时报告审核结果，为业务决策提供精准的数据支撑。BIM报建审查审批系统包括：1套公开统一的BIM报审数据格式、2款BIM报审工具、1个云端审批系统。系统可在微观场景中查看各设计方案指标的合理性，同时，也可以将项目模型集成到时空规划一张图的宏观场景中查看与周边环境是否匹配。

图3 BIM规划报建审查审批系统

2.1.1 统一的BIM报审数据格式

科技城规划建设CIM基础平台，使用通用的三维信息模型的数据交换格式（简称：“YDB”），应用在不同行业的三维建模软件之间的数据交换与共享。在工程项目规划报建中通过对BIM模型进行格式转换，将多种建筑BIM数据格式统一成“YDB”格式，以保证后续应用中对BIM数据的无损读取，支撑工程建设项目在规划、施工、竣工等阶段的扩展应用，为工程建设项目审批及智慧城市建设奠定数据基础。

2.1.2 BIM报审数据导出工具

系统提供两款BIM报审数据导出工具，通过这两款工具将Revit和PKPM-BIM格式的数据转换为符合崖州湾统一BIM规划报建“YDB”数据格式。同时该工具也提供数据规整、数据质检、数据导出等功能。

图4 BIM报审数据导出Revit格式工具

图5 BIM报审数据导出PKPM-BIM格式工具

2.1.3 BIM规划报建审批审查系统

BIM规划报建审查审批系统基于国内自主BIM轻量化图形引擎定制开发，实现了规划条件的自动获取、经济指标的自动审查，可溯源指标审查细项并输出审查报告，提升报建审批质量及效率。

图6 BIM规划报建审批审查系统

2.2 崖州湾时空规划一张图应用

崖州湾时空规划一张图系统，以时空基础数据、物联感知数据、公共专题数据、资源调查数据、规划管控数据、城市三维模型数据为基础，构建坐标一致、边界吻合、上下贯通的时空规划一张图应用，以该图为基础，支持自定义整合叠加各级各类专题成果数据，提供基于二三维一体化的可视应用建设工具，快速构建用户自定义的专题图层，提供基于GIS的二三维空间数据服务，支持用户基于二三维空间场景进行快速的空间分析。通过完善的用户权限机制，为科技城各部门、企业和个人提供不同级别、不同类型数据的平台服务。

图7 崖州湾时空规划一张图应用

3、一个城市仿真模拟平台

基于科技城建设发展需要，构建科技城数字孪生城市，实现科技城全域数据感知、实时统筹维护与数据共生，打造与科技城同生共长的“智慧崖州”数字孪生平台。该平台以CIM平台的专题模型数据和各应用的业务专题数据为基础，通过多重数据融合手段和空间场景渲染技术，构建科技城三维全景仿真可视化空间场景。实现对科技城“规、建、管、运”全生命周期进行可视化管理，做到线上多试错，线下少犯错，为科技城建设发展过程中的科学决策和高效运管提供有效的工具。

图8 “智慧崖州”数字孪生平台

1、科技城城市基础时空数据一网统管，实现时空数据融会贯通

基于规范化标准体系指导城市信息模型建设，打破各部门、各行业、各领域的数据壁垒，实现城市空间数据统筹管理，数据横向流通。CIM平台汇聚了城市时空信息模型数据和建筑信息模型数据，实现了城市信息模型数据统一管理，基于健全的数据更新机制和数据流转审批机制，真正意义上做到了城市基础时空数据的一网统管，实现城市基础时空数据一次更新、全网无感迭代。

2、CIM平台数据赋能应用建设，实现数字底座价值体现

基于科技城CIM平台和应用系统间的数据流转机制，实现了平台和应用间的数据双向流通。CIM平台提供时空基础数据供各应用系统使用，如智慧工地监管平台、崖州湾科技城中核产业园智慧园区项目等。当前CIM平台已对外提供4大门类，10个大类，112个图层数据，其中，4大门类包括时空基础数据、规划管控数据、资源调查数据、行业专题；10大门类包括测绘遥感数据、电子地图、三维模型、交通设施、居民地、国土空间规划、重要控制线、专项规划、城市部件、行业专题；112个图层数据包括遥感影像数据、矢量地图、数字高程模型、建筑三维模型、管线管廊三维模型、地下空间三维模型等。

3、基于BIM模型的规划方案审核模式，缩短项目审核周期

基于BIM规划报建审查审批系统,实现了线上提交和审核模式，有效缩减了审核时间。传统CAD图纸审核需要3-5个工作日才能出具结果，通过线上提交BIM模型，仅需5分钟即可输出审核初始结果、1-2个工作日可完成人工复核并出具结果。

4、提升科技城治理水平，建设城市管理平台，赋能科技城管理

通过构建科技城重点设备设施信息模型，结合物联感知实时数据，完成了数字孪生全场景搭建，实现了对科技城“规、建、管、运”全生命周期可管、可视、可控。

1、构建城市建筑模型统一输出格式，实现城市数据可持续利用

以一套标准统筹全局，一张数据网覆盖全城的思路，通过建设规范化标准体系，流程化传输机制，实现持续化的数据高度复用。在平台建设初始阶段，依据国家、地方的法律法规，制定出符合科技城的CIM平台数据建模指南及指标体系，该建模指南和指标体系是CIM平台能规范化、高质量建设的制度保障。

2、数字孪生技术驱动管理，深耕科技城精细化发展

以数字孪生技术为基础，充分融合园区的基础时空数据、建筑模型数据、物联感知数据和园区运营数据，借助人工智能、数据分析、知识构建等技术，搭建科技城数字孪生平台，实现现实园区与孪生园区的同生共长，通过孪生场景模拟园区发展规划，助力优化园区配套服务。从传统的以人管事、管物的管理模式调整为借助智能化手段进行全天候的智能监管，由平台自动进行事件处置流程派发和全流程跟踪，实现园区精细化管理，提升园区运营效率，助力园区的快速发展。

3、技术赋能建设项目审批业务流程，为城市建设提速

通过创新审批机制、优化服务模式、强化全流程监管，建立健全的工程建设项目BIM应用标准规范体系，推动BIM技术在工程建设项目审批全流程的集成应用，提高了审批效能，推进工程建设项目审批制度化、标准化，为审查审批决策提供更加直观科学的手段。

1、辅助城市决策，提升服务水平

数字孪生（一期）项目基于科技城发展现状，优化服务场景，创新性的使用基于BIM的规划方案审批审查模式，缩短了项目报建审核时长，减短了项目审批周期，助力项目建设快速推进；基于科技城配套服务实际落位情况，通过地理信息、模拟仿真渲染等技术手段，构建居住、办公集聚区的生活覆盖圈，实现对配套服务设施的查缺补漏，快速定位需补充项目，为服务部门点对点进行配套设施落位、优化居住办公环境提供数据支撑，为打造服务型的科技城管理局添砖加瓦。

2、技术赋能建设新征程，数字孪生助力科技城智慧化建设稳步向前

数字孪生（一期）项目以业务需求为牵引，归集全城的CIM相关数据资源，并提供相应的数据分析能力，实现数据的更新、开放和共享，为科技城数字经济发展提供数据支撑和技术赋能，降低了企业信息化建设成本，为实现科技城智慧化建设百花齐放加油提速。

3、科技赋能城市管理，提升科技城精细化治理水平

紧扣科技城工程建设监管，园区精细化治理等重点、痛点和难点，推进科技城智慧化建设，在保证数据安全和管理安全的前提下，在科技城的工程建设和园区管理领域，以场景为触点、以需求为导向，客观分析城市治理综合运行状况，提供全方位的数据服务和全过程的分析研判，逐步构建由“规、建、管、运”全生命周期的信息化管理模式，实现城市治理体系的高效协同和智慧化创新，构建一个可持续迭代、进化、成长的综合治理体系，推动城市治理体系与治理能力的现代化。

（编号：2022016号）