行業(yè)研究|看得見的城市，守得住的安全——CIM賦能韌性城市的打造

房屋建筑和基礎設施（包括道路、橋梁、地下管網等），是組成城市實體的兩大類要素。在經濟和社會活動面前，這些要素是一個城市的資產，但在災害面前，卻就變成了承災體。要打造韌性城市，首先要摸清家底，搞清楚這些要素的底數。只有摸清底數，才能分析城市的短板，才能制定短板提升的策略。

我們需要一個數字孿生的底座平臺，來承載、管理這些數據。CIM（城市信息模型）是一種用模型來表達、分析和模擬物理世界的手段，將物理世界的每個要素都映射到數字孿生世界，讓城市的管理者可以“在虛擬世界中試錯，在物理世界中執(zhí)行”。用CIM平臺來管理城市的要素，是最合適不過的事情。

經過多年的實踐，CIM平臺已經積累了數據治理、數據可視化、數據分析和數據共享服務等能力，可以輕松將城市房屋建筑和基礎設施生成到虛擬世界，納入可視化管理。CIM平臺對城市要素的基本屬性、空間信息及要素間的相互聯(lián)系，均能很好的存儲和表達。CIM平臺整合了城市地上地下、室內室外、歷史現(xiàn)狀未來的多維信息模型數據和物聯(lián)感知數據，構建了三維數字空間的城市信息有機綜合體。從整個城市范圍的大場景展示，到某個部件、構件和零件的細微呈現(xiàn)，CIM足以讓城市管理者精細了解所有城市要素的狀況。

CIM平臺賦能城市家底的可視化管理

可視化管理，只是CIM平臺能力的其中一方面。CIM平臺真正的能力，是在于它的計算和分析能力。CIM平臺的內核，是有模型和算法的。在掌握城市家底的基礎上，CIM可計算城市的韌性指標，分析發(fā)生災害事故的可能性和受影響的程度，尋找城市的短板和薄弱環(huán)節(jié)。

例如針對城市房屋建筑的分析，我們可以結合房屋的年份、結構、建造材料和所處地震等信息，識別、分析出不同危險級別房屋，并可追蹤問題房屋的位置及分布情況。這是城市韌性分析的一個重要應用，從中我們可以預測一場地震、一場臺風、一場水災對城市建筑物所帶來的影響，讓我們可以一定程度上預判有多少房屋會倒下？重點防范哪些房屋？自2020年以來，奧格科技一直在支撐全國房屋和市政設施普查和全國自建房風險隱患排查等工作，在承災體數據的采集和分析上為全國和大部分的省市提供了技術服務，積累了大量的實踐經驗。

CIM平臺賦能城市房屋建筑的抗震抗災分析

除此以外，我們可以分析房子的應急疏散能力，檢驗建筑的逃生功能是否合理？這也是從應急的角度對城市韌性的一種檢驗。只要建筑物模型的足夠精細，內部結構和部件要素足夠齊全，就可以在設計階段，將建筑物在應急防災上的問題暴露。

再例如內澇模擬，是通過城市內澇模型，結合氣象、城市水浸黑點等因素，模擬城市內澇的過程。通俗來說，假設一場暴雨來臨之后，這個城市會怎么樣？哪些地方會淹？哪些地方最快淹？這也是城市面對水災的韌性分析。

CIM平臺綜合各類因素，模擬城市降雨過程中的內澇形成

一個災害的發(fā)生，涉及的因素往往是綜合的。正如上述內澇分析來說，涉及到地形、房屋建筑、綠地和水體的分布、地表徑流、土壤滲透率、管網設施的排水能力以及河道的排澇能力等多項信息，甚至排水管網是否堵塞，河道是否淤積，都會影響分析的結果。災害模型算法是具有專業(yè)性的，但數據一定是綜合的。所以，一個能綜合各類信息的底座平臺是至關重要的，而CIM與生俱來具有生產、匯聚、治理各類數據的能力。

通過CIM平臺對城市韌性的分析，知道城市短板在哪里？如何提升城市的短板，讓城市更有韌性？這是一個系統(tǒng)性的工程，其方法包括基建方面，即我們傳統(tǒng)工程上的手段，如擴建道路、增加應急通行能力、增加管網的管徑、增加其輸送能力等。此時，CIM平臺可以輔助建筑和基礎設施的規(guī)劃、設計和建造過程的模擬，為工程的建設提供決策支持。

但工程的手段并不是現(xiàn)階段所主要提倡的。如今，城市的韌性提升更需要信息化、智能化的手段來實現(xiàn)。傳統(tǒng)的基礎設施，要進行智能化的改造，要引入傳感器，收集末端的動態(tài)信息，為上層應用的分析和決策提供依據。智能化改造的核心，是讓傳統(tǒng)的設施具有感知和執(zhí)行能力，能提供更多的信息參與決策，能對現(xiàn)有設施資源進行調配和優(yōu)化，能反作用于物理世界。

可以說，基礎設施的智能化改造，是讓決策更科學、管理更精準的手段。相比工程的手段，基礎設施的智能化改造實際上也是一種城市的調優(yōu)，讓調度更有針對性，讓城市的運行更加高效、更有性價比。并且，基礎設施的智能化改造可以帶動相關產業(yè)的發(fā)展，更符合高質量發(fā)展的要求，也是培育新質生產力的要求。

CIM與傳感器的融合，讓CIM的作用發(fā)揮得更加淋漓盡致。奧格CIM平臺，已經與物聯(lián)網監(jiān)測深度融合。例如城市建筑的安全監(jiān)測、市政道路橋梁的監(jiān)測、水電熱氣的監(jiān)測，以及井蓋丟失、設施破壞等異常事件的識別等，CIM可以集成這些監(jiān)測數據，讓整個城市所有設施運行都處在監(jiān)測當中。

CIM平臺與傳感器的結合，讓整個城市運行處于監(jiān)測當中

新型城市基礎設施的建立是一個系統(tǒng)工程，除了前端的傳感器，還需要決策和計算的中樞，就像人的大腦一樣。這時，CIM平臺的計算能力又發(fā)揮作用了，它是城市大腦的一部分。CIM平臺會根據前端傳感器產生的信號和事件，結合模型和算法，分析對城市運行產生的影響，給出相應的對策，輔助城市管理者去調配資源，調整和優(yōu)化物理城市。

例如，在出現(xiàn)自來水管、燃氣管的泄漏事故后，我們可以計算管網閥門關閉的方案、周邊人員疏散的路徑以及應急消防物資的調配方案等等；通過接入道路井蓋丟失監(jiān)測、內澇點的水位監(jiān)測信息，我們可以優(yōu)化交通信號燈的策略，引導車輛避開有潛在威脅的路段；又如我們根據外江內河的水位情況，分析泵站閘門的開關、啟停的策略，平衡城市內外水位，減少洪澇災害損失等等。最終，這些決策建議，都會作用于物理世界，讓城市在一個更優(yōu)的策略下運轉。

CIM賦能韌性城市的打造，從摸清城市的家底、到分析城市的短板、到設施的智能化改造，實現(xiàn)城市短板的提升，CIM起到了一個數據中樞和計算中樞的作用，實現(xiàn)了從了解城市、分析城市到提升城市的三部曲。CIM的模型來源于物理世界，反映物理世界，通過傳感器感知物理世界，通過計算中樞形成干預方案，最后又作用于物理世界，可謂“虛實結合”、“虛中向實”?？偟膩碚f，CIM是提升城市韌性的實用工具，它既是一個城市的數字孿生底座，又是優(yōu)化城市運行的使能平臺。