中建·光谷之星CIM+智慧园区建设实践
方 斌 肖 菲 蹇安安
中建三局智能技术有限公司
一、项目背景
中建·光谷之星（中建科技产业园），位于武汉光谷中心城、中国（湖北）自贸试验区武汉片区双核心区，占地650亩，总建筑面积为108万m2。由中建三局武汉光谷投资发展有限公司投资建设运营，是中建三局“中建之星”和“中建产业园”双品牌联动的首个产城融合示范园区，武汉设计之都首批示范园区。集合院式5A甲级写字楼、独栋合院、中国建筑科技馆、国际会议中心、武汉光谷万豪酒店、高端公馆、院落商业街、运动中心、山水公园、观景住宅等于一体，打造城市地标级商业综合体，智慧、生态、文化产城社区。紧邻高新大道的一线公建跨度近600m，被誉为“躺着的摩天大楼”。
借助东湖高新区作为湖北省CIM应用试点区域及CIM基础平台建设的契机，搭建光谷之星CIM+数字孪生平台，并与东湖高新CIM开展数据及应用层面对接。以中建·光谷之星为试点，深入探索基于CIM的智慧园区建设、管理、运营模式，为东湖高新区后续CIM+应用提供可复制可推广的经验。园区运营致力于创建 STAR 产城社区，即以Smart智慧运营、Teamwork协作共赢、Alliance产业联盟及 Resource 资源共享为理念，通过提供高品质配套、智慧人文生态空间、5A甲级写字楼旗舰配置、构建非核心业务外包体系、打造产业资源聚合平台、推广实施产业发展政策等方面，为入驻企业提供一揽子解决方案。
二、建设内容
中建·光谷之星CIM+智慧园区平台以多源数据融合为驱动，整合园区内各子系统信息资源，打通数据孤岛，实现园区内全量数据的汇聚、融合与共享，进行数据分析与应用，释放数据价值，支撑园区各类应用与决策分析。以三维场景为依托，从环境、安全、能源、运营、服务、设备六个态势实现应用场景的数字孪生，把传统的“人管事”，变成“事找人”，实现园区的可持续运营发展。以CIM平台串联园区规建管一体化应用、统筹园区各业务场景智慧化应用、盘活园区数字资产“一盘棋”，推动园区智慧化转型和升级。
1. 总体架构
中建·光谷之星CIM+智慧园区平台以中建三局属下智能技术有限公司自主研发的中建三局智瓴平台为核心组件，实现BIM、GIS、IOT、倾斜摄影、正射影像等多源异构数据的接入与融合，建设统一的CIM数字底板及环境、安全、能源、运营、服务、设备六大态势。借助三维引擎强大的数据承载和运行能力，实现海量数据的采集、接入、汇聚、治理、融合、轻量化、可视化，形成深度的协同应用。该平台构建的三维数字空间，是连接城市现实世界和数字虚拟世界的桥梁，为园区提供全空间、全要素、全专业、全流程和全生命周期的数字化管理能力。中建·光谷之星CIM+智慧园区平台架构如图1所示。
平台融合BIM、IOT等多源异构海量数据，为建筑空间和设备的三维数字化表达提供了载体，并为建筑空间和设备运行数据的实时采集和反馈提供了支撑。依托中建三局智瓴IoT中台联动各类智能化末端设备，实现空间和设备的全要素数据采集，建立统一数仓，完成人、物、空间的数据协同。
2. 系统和平台特点
中建·光谷之星CIM+智慧园区平台以多源数据融合为驱动，实现城市要素实体数字化、运行态势可视化、运维管理集中化和决策管理科学化。同时，通过各系统间汇集融合的数据，不断地进行学习、适应和优化，最大化地辅助城市进行各项决策并提供各种智慧化的服务，为城市提供持续提升的监视、洞察、决策、指挥能力。可视化数字孪生：利用数字孪生技术模拟真实世界，打造集宏观微观、地上地下一体化、室内室外一体化的游戏级渲染效果的城市全要素、全空间、可交互的高逼真场景，构建全数字化三维空间可视化数字孪生。
数据全量聚融：平台支持BIM、GIS、点云、IoT等主流400多种数据格式的转换、处理及融合，形成统一的城市空间数据。通过全域数据模型形成真正的人、物、空间、组织、活动的数据有机融合，完整构建时空一体、要素完整、动静结合的数字孪生城市。
运营可视管控：以三维场景为依托，通过“一块屏”全景展示、监测园区的综合态势及各项细分领域运行状态，把传统的“人管事”，变成“事找人”，实现园区的可持续运营发展。
业务闭环联动：以业务需求为出发点，以应用场景为牵引，打破不同业务系统间的界限，业务流程与管理平台深度融合，实现感知触发、多维响应、协同联动的业务闭环。
“云服务器”+“零客户端”模式：平台采用云渲染技术，实现Web端的可视化渲染，摆脱了高逼真效果对客户端硬件性能过高的要求，拓展了数字孪生技术的应用场景和应用范围。
3. 典型智慧应用场景
1）CIM+智慧园区平台：CIM+智慧园区平台向下对接城市平台，向上支撑园区具体应用，将智慧园区的管理职能融入智慧城市的管理体系建设中去，实现智慧园区管理与城市管理的高度融合，助推城市建设管理高质量发展（见图2）。
2）智慧光伏：接入园区光伏发电装置，实时监测发电数据。实现园区节能降碳，打造低碳园区。
3）智慧园林：实时监测园区气象、土壤数据，智能分析园区灌溉需求，生成灌溉任务。对园区灌溉进行智能化控制，合理用水，最大程度减少用水量。
4）垃圾监测：园区垃圾桶接入物联网传感器，园区管理平台实时监测垃圾桶满溢状态。对于满溢的垃圾桶，实时生成工单，推送给环卫人员的手机终端，提升园区卫生环境。
5）环卫人员定位：利用定位工牌，掌握环卫人员工作定位信息。根据空间布局合理分配环卫资源，优化环卫成本结构。
6）无人环卫车：实时接入无人环卫车，在线掌握无人环卫车运行轨迹、制定并下发清洁任务。
7）AI视频监控：支持园区视频监控在线直播，对于不同场景，设置不同的AI算法进行智能分析。智能锁定危险事件，并推送告警信息至相关区域安全管理人员。
8）无人机巡检：园区设置无人机定时巡飞，辅助园区进行楼体设施检测、火灾巡查、交通违章巡查、水利水务巡查。
9）中央空调AI节能：采用智瓴中央空调AI节能系统，通过“智能按需供应策略”，实施按需冷（热）量控制模式，实现系统的节能运行。
10）光伏发电：接入园区光伏发电装置，实时监测发电数据。实现园区节能降碳，打造低碳园区。
11）场地活动预约：App预约科技馆、会议室、运动场地，随时随地预约缴费，让场地预约像电影订票一样便捷。
12）一卡通行：为提升用户体验，大楼门禁、电梯梯控、食堂支付一卡通行，安全便捷。
13）一站式入驻：App线上办理企业入驻/退租、装修申请、押金缴纳，线上办理审核，无须现场排队等待，简单高效。
14）企业服务线上化：通过线上化企业服务，为入园企业提供全生命周期的综合服务，日常运营数据形成算法模型，量化体现园区运营情况，促使园区不断提高管理水平、运营活力，完善服务深度。
15）贴心企业管家：提供在线报事报修、查缴费用、企业账单推送等服务，园区为每家企业配置企业管家，贴心管家一对一服务，App可查看管家信息并在线评价，快速响应彰显服务品质。
4. 园区三维实景建模
光谷之星智慧园区CIM+数字孪生驾驶舱通过三维实景建模，真实还原设备和建筑场景，整合园区服务，打造园区数字孪生平台，以3D可视化场景映射园区使用情景，企业与人员足不出园，即可轻松便捷地获取资源与服务。从园区态势、城市运营两大角度，搭建统一的CIM数字底板，深度融合光谷之星CIM模型及园区实时感知数据、实时业务数据，构建时空一体、要素完整、动静结合的数字孪生园区。
（1）园区态势
中建·光谷之星CIM+数字孪生平台与中建智慧星云园区管理平台数据融合，从环境、安全、能源、运营、服务、设备六个态势实现应用场景的数字孪生，提供56类147个应用场景，提升园区智能化高效管理。
（2）环境态势
接入了实时气象、空气质量、土壤监测、灌溉控制设备数据，智能分析灌溉需求，生成灌溉任务并进行一键灌溉、合理用水。接入环卫工牌、智能垃圾桶、清扫机器人等智能设备的实时状态及清扫任务数据，自动生成工单，推送给环卫人员，并在三维场景中可视化显示清扫区域，提升园区的卫生环境（见图3）。
（3）安全态势
对园区安全问题早发现、早干预、快速响应，接入了园区各地块不同品牌的摄像头，便捷查看实时监控画面。同时，建立了“地面人员巡查+低空视频监控+高空无人机巡飞”的立体监控体系。智能分析人员异常聚集、车辆违停等异常情况，及时推送告警信息给区域安全管理人员，还可以在三维场景中查看当前预案的适用场景及救援疏散路线，提升园区安防响应能力，保障园区安全（见图4）。
图 4 安全态势
（4）能源态势
在光谷之星万豪酒店应用智瓴中央空调AI节能系统，实时获知主要设备和传感器的参数。结合智能按需供应策略，实现中央空调系统的集中管理和控制，降低系统运行能耗。通过采集各楼层能耗数据，实时分析能耗变化，对于异常数据自动告警。同时，接入园区光伏发电装置，实时监测发电数据，实现园区节能降碳，打造低碳园区（见图5）。
（5）运营态势
实时获知园区停车场和商街的营收数据和变化趋势，为园区招商提供数据支撑。平台对科技馆的室内、室外及部分展品进行了一比一的数字孪生建模。用户借助可视化模型，直观、便捷地了解展厅、展品信息，实现云上观展。管理者通过实时的预约、参观人数及云上观展各展品的访问量，便捷获知公众喜好，为更换展品、调整场馆人员分布、开展特色活动等提供数据支撑（见图6）。
（6）服务态势
实时展示园区的工单处理情况，对工单进行多维度统计分析，为管理指数、服务指数提供数据支撑，提高响应效率。整合园区内多个停车场系统，实现园区车辆通行的智能管理，提升出入口通行效率，减少值守人工，降低管理成本，提升管理效能。支持用户通过手机App在线预定会议室/运动场地，分层分户展示园区内住宅房屋、住户信息，与政府数据打通，有效提高监管力度（见图7）。
（7）设备态势
基于物联网传感器实时监测园区设备房温湿度、液位、液压、水浸数据，部分区域与城市模型结合，对地下污水管、雨水管、消防给水管建模，实现园区各类设施设备的动态化监测、预警与管理，展示设施设备的信息和位置，进行实时在线监测、预警。三维模型中接入电梯运行数据，实时展示电梯运行状态，实现智能监测与告警，对重点区域进行实时监控，为设备正常运行保驾护航（见图8）。
（8）城市运营
“以园建城” 赋能城市全域运营。根据城市特征，重点关注产业，民生，平安和治理四大领域，对城市进行可视的量化管理，构建“政府主导、企业主体、民众参与”的三位一体现代城市治理体系（见图9）。
三、创新应用
1. 细化城市管理颗粒度
将基于BIM的智慧园区与省/市/区各级CIM基础平台相结合，打造典型CIM+智慧园区应用，有效将城市信息管理的粒度从建筑整理延伸到了建筑构件，构建从城市宏观布局到微观部件的完整全面的城市信息框架，为城市精细化治理提供了数据基础。
2. 打造CIM+智慧项目典型案例
深入探索基于CIM的智慧园区建设、管理、运营模式，为省/市/区政府后续CIM+应用提供可复制可推广的经验。
3. 带动 CIM + 产业发展
通过试点示范带动政府CIM+产业发展，不断提升城市建设管理的数字化、智能化水平。
4. 低碳可持续发展
利用物联网、5G、AI等技术，实现对园区建筑能耗的监测、统计、分析与对比，通过策略控制及精准供能模式，有效降低园区能耗，实现绿色低碳节能环保的可持续发展空间，促进节能减排。
5. 环卫安防联动化
在智慧园区日常维护中，环卫、安保、物管等角色在智慧园区系统的辅助下，实现在终端设备上进行线上业务处理、跨部门协同联动等。统一由一个后台管理端即可管控多部门、多场区、多角色身份。线上分工、线下执行的高效工作处理进度及联动响应机制。
6. 园区管理高效化
依托智慧园区平台，运管人员在线管理企业招商、安保巡更、物业报修、访客预约、车辆通行、资产台账、场地租赁、设备维护等，全方位掌控园区的“人、事、物”等各要素状态，实现快速响应与立体管控，使园区管理由过去的单点、被动、补漏性管理全面转变为多维、主动、预防性管理，提升服务品质、降低运营成本。
7. 数据可视化
基于先进的实景三维技术，应用于园区运营、安防监控、环境监测、能耗分析、设备运维等，将园区核心运行系统的各项关键数据进行综合展现，以更直观的可视化效果，支撑管理决策，提升园区运行效益及园区管理效率。
四、推广价值
依托中建·光谷之星CIM+智慧园区平台及中建三局智瓴平台，打造可视化、可感知、可计算、可推演、可扩展的共性支撑能力，夯实数字孪生基座，实现产业园区的一体展现、多维感知、立体管控。同时，中建·光谷之星CIM+数字孪生平台与武汉东湖高新区CIM基础平台开展“数据交换、深度数据融合治理”的数据及应用层面对接，深入探索基于CIM的智慧园区建设、管理、运营模式。将武汉东湖高新区CIM基础平台所提供的规划数据、企业数据、社会大数据、人口数据、政府管理数据与中建科技产业园精细的BIM、CIM模型及园区公共区域的实时感知数据、实时业务数据的对接融合，挖掘CIM建设成果的价值，探索CIM+社区管理、CIM+智慧楼宇、CIM+应急管理等多方面应用，完成以CIM为核心的数字基础设施建设工作。该项目为湖北省乃至全国CIM+应用提供了可复制可推广的经验，赋能智慧城市建设。
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