基于CIM 的规划智能报批管控研究与实践

杜玲玲，肖 昶，孙玉昕，时新华

（1. 广州市规划和自然资源自动化中心，广东 广州 510030；2. 湖北省空间规划研究院，湖北 武汉 430070；3. 武汉工程大学 计算机科学与工程学院，湖北 武汉 430073）

当前，世界已进入数字经济快速发展的时期，在网络强国、数字中国、智慧社会等国家发展导向的引领下，全国各地都在探索新型智慧城市建设。建筑工程行业作为现阶段我国国民经济发展的重要支撑，产业的智能化，是推进工程建设项目审批制度改革的有力抓手。基于此，本文以城市建设和智能管理为导向，以工程建设许可阶段为切入点，开展智能化报批管控研究与实践。通过数据治理，健全数据要素基础，打造可信的数字信任基础平台支撑业务的联动与协同，并通过地理信息技术实现空间数据的碰撞与分析，实现了建筑设计方案审查智能化审查与管控，达到了减流程、优服务的改革目标。

1 存在问题

建筑设计方案审查是工程建设项目行政审批管理中的一个重要环节，是建设项目高质量高水平落地实施的重要保障手段，行政许可人员依据核发的设计条件及规划要求，对方案中设计目标与设计环境之间的基本关系进行审查，针对建筑设计方案中的空间建构、表达形式及结构方式提出合规性审查意见和建议，建筑设计方案审查结果作为建筑后续设计阶段的依据及指导性文件[1]。

目前建筑设计方案审查智能化管控的瓶颈主要有以下几个方面：

1）规划设计语言转变到规划管理语言，从现实的三维空间被简化为二维设计表达，信息缺失。

2）从宏观到微观的城市规划设计意图，弹性的规划设计意图很难有效传递，难管理、难落实。

3）建筑设计方案审查涉及建筑申报单位、设计单位、技术审查单位、行政许可审批部门，涉及多个部门协作，工作流程复杂，效率低下。

4）审批的要素多，审批依据设计条件、规划要求等上下文数据可信度存疑，历史数据无法有效利用，数据共享与利用率不高。

2 规划智能报批所需的关键技术与基础

2.1 城市信息模型CIM概念

CIM 平台建设是建设创新型国家的重大举措，在最新的《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》中，城市信息模型（city information modeling，CIM）被定义为以建筑信息模型（BIM）、地理信息系统（GIS）、物联网（IoT）等技术为基础，整合城市地上地下、室内与室外、历史现状未来多维多尺度信息模型数据和城市感知数据，构建起二维、三维数字空间的城市信息有机综合体[2]。城市信息模型CIM 平台是基于对现状物理城市的数字化描述，在二三维空间数据基础上，通过规划成果数据、业务管理数据、视频监控数据、网络社交数据等信息资源与人工智能、深度学习等技术的结合，打造覆盖城市多领域、多维度、全生命周期的信息服务和智慧应用的数字载体，支撑城市规划、城市建设、城市管理、城市运行领域的智慧信息应用以及推动各部门业务协同[3]。

2.2 工程建设规划电子报批

电子报批系统是指将传统规划审批的纸质图件转变为电子数据介质，包括图形要素、图形要素属性、指标数据等内容，通过贯彻一套计算机技术规程和管理规程，实现计算机辅助审理报批图件的一套规划审批程序[4]。电子报批为互联网时代的现代规划行业带来全新的工作方式以及规划管理信息系统的图形数据，通过标准化、信息化实现了规划设计方案的数据要素化电子报送，并实现了图形数据从CAD 格式向GIS 格式的自动转换[5]。广州从1996 年起开始电子报批的探索工作，目前已经在全国范围内推广使用[6]。

2.3 区块链电子证照安全共享

依托区块链与云计算深度结合的统一的政务区块链平台，为深化区块链+电子证照的共享应用提供了可信认证服务平台[7]，从机制、技术方面保障数据共享功能的实现。办事人或者企业实名认证授权后，结合人脸识别技术，刷脸认证后经申请人授权即可调取电子证照相关信息，推进电子证明上链，实现电子证明数据加密共享，各类业务系统认证调用。利用区块链技术不可篡改，上链信息和资料真实可信等特性，实现政务数据跨部门、跨区域共享和利用，促进业务协同办理。

以上几个方面技术的发展，相互叠加与融合，为建筑设计方案审查智能化管控奠定了基础，使得智能化管控成为可能。

3 建筑设计方案审查智能报管控思路

1）建立完备指标数据要素，提供智能审批比对依据与标准。首先，国土空间规划在编制的过程中越来越注重指标的逐级分解、空间格局逐级丰富、要素配置逐级落实，实现国土空间规划管控要素从国家到市县的逐级分解，通过指标监测，底线管控，要素传导等监测评估方式，建立全要素数据标准与准则，对国土空间资源、规划、利用开发、保护修复全过程的目标指标建立比对与预警规则，打造监督监测实时一把标准“尺”，作为审批依据的底板。

其次开展数据治理工作，通过对历史审批数据的整理，理清现状，完善不同环节审批事项结果的数据建设标准，健全数据要素，结合国土空间规划、规划法律法规、政策要求与工作制度，构建数据要素逐层传导与约束机制，通过在工程建设项目审批，在设计环节、规划环节、实施环节、验收环节等阶段建立关联纽带，按照统一标准生成数据，根据上一环节对本环节的约束，以及本环节对下一环节的扩展要求，建立数据比对依据与标准。

2）加强空间数据治理与汇聚，构建二三维CIM基础底座。重视空间资源数据建设，建立健全的地理空间数据接收及管理工作机制，强化空间资源数据的汇聚，重点解决数据利用难、加工难、更新难、验证难等问题，通过统一时空基准，确保各类专题空间数据精准叠加。规范地理空间数据汇交管理规定，确保空间数据的更新周期和更新机制，综合运用大数据、云计算等新技术，统一空间基准和标准规范，构建二三维一体海量数据管理基础软件平台，支撑遥感影像大数据、三维数据、CIM 平台BIM 数据等的存储管理、处理分析、服务发布与共享应用的CIM基础底座。

3）打造数字信任基础平台，支撑业务联动和协同。构建数字信任基础平台，实现用户身份、数字证书、电子印章、申请签章、签章意愿、签章时间、签章结果全过程上链，全证据链代表盖章主体的意愿，签章的时间与文件的真实性，证明了签约文档的法律效力，确保审批结果实体可信、数据可信、业务可信，为数据资源利用提供流通的基础设施平台。在工程建设项目审批过程中，通过区块链底链的支撑，促进业务的纵向传导和横向协同，彻底改变人工重复录入的弊端，建设单位、设计单位通过电子认证后，通过系统自动智能提取电子证照数据，行政审批部门审批结果缮证后全部加盖电子印章，生成电子证照。通过数据的循环流动，实现数据价值的释放与利用，为业务联动和协同提供基础平台，基于区块链的协同联动审查流程如图1所示。

图1 基于区块链的协同联动审查流程

4）智能空间范围碰撞分析实现智能审查与管控。审查与管控方法在技术上一般分为两类，定量规则与定性规则，定量方法的工作步骤，指标确定分级标准和重要阈值的选择，将管控要求数字化、规划化，以便客观地阐述其数值所表征的内涵与依据。定量方法获取得结果，都应具备合理的定性解释，结合GIS空间分析技术，利用ArcGIS二次开发平台，搭建相对应的空间量化比对分析模型，实现空间要素的碰撞，达到指标智能的自动机审的目标。定性的方法主要是对难以定量分析的问题，要进行深入的定性判断，可以通过机器判断出复杂情况，再辅以人工审查，其最终智能审查与管控的流程如图2所示。通过技术审查软件，打开项目进行初始化，加载规划报批文件后开始智能审查功能，系统自动获取要比对的图形与数据，与报批文件中建筑设计方案审查指标进行比对；同时通过图形文件进行GIS 空间分析，首先根据压占位置进行地块穿透获取需要比对的标准图层，然后根据标准图层的指标类型进行时空比对、冲突检测、指标分析计算等，最后输出成果报告。

图2 智能审查与管控分析模型

4 研究成效

广州的国土空间规划建立了“城市总体规划→实施手册+实施指引→控制性详细规划”总规传导和实施体系，在全市基础上，划定若干个片区，各片区划定若干单元，建立市域（总体规划）-片区（片区规划）-单元（详细规划）的三级规划体系，构建战略-定位-目标-指标的传导路径，实现从宏观、中观、微观的纵向传导。在控制性详细规划单元，进一步落实与分解功能片区规划的内容和管控要求，实现要素数字化配置，形成量化的底线管控标准，参考有关国家标准和国外先进标准，2020年5月制定了广州市城市信息模型（CIM）数据标准（试行），城市信息模型数据中包括了时空基础数据、资源调查与登记数据、规划管控数据、工程建设项目数据、公共专题数据和物联网感知数据等门类构成，为工程规划许可阶段智能管控提供了便利的条件与比对依据。

广州在CIM试点的工作中，建设了广州城市信息模型CIM基础平台（简称：广州CIM平台），广州CIM平台是广州市开展工程建设项目智能审查的支撑系统，实现与广州市“穗智管”城市运行管理中枢、国家城市信息模型平台、各地工程建设项目联合审批系统、相关政府部门的业务审批系统对接，实现数据实时共享，是城市各信息系统之间的信息共享通道，是推进智慧城市应用的基础。平台整合了已有国土规划一体化平台、“多规合一”管理平台、智慧广州时空信息云平台实现互联互通，在此基础上将城市三维、BIM模型等数据的融合，加深业务的拓展，以期实现更加精细化的城市建设、管理、服务，各系统之间的关系可见图3。

图3 广州城市信息模型CIM基础平台与其他系统的关系

在广州CIM平台中，以规划专题的建筑设计方案审查作为例，建立了空间冲突检测模型（图4），开发了规划智能审查工具（见图5）。

图4 空间碰撞分析流程模型

图5 规划智能审查界面

通过规划智能审查工具，可以实现建设单位设计方案自检、审批窗口格式审查、行政审批经办人员智能审查等工作。首先设计单位自检后，通过广州CIM平台，提供加密软件处理后的CAD设计图，行政审批经办人员通过一体化平台打开智能审查工具，开展智能审查工作，审查主要包括两种类别。

其中一类是机器辅助审查，智能审查工具自动提取用地覆盖范围，通过数字信任基础平台，获取控规、设计条件等环节标准化、结构化指标数据，作为比对标准数据，报批软件根据《建筑工程建筑面积计算规则》等计算标准，对CAD 设计图进行自动计算。通过标准数据与报批数据的二三维比对，完成地块穿透、时空对比、冲突发现等处理，系统自动生成审查报告和智能审查结果表，根据比对结果将比对不符合要求的指标数据用颜色区别显示，见图6。

图6 规划智能审查报告

另一类是机器辅助人审，对于公共服务及市政设施配套要求，自动生成项目名称、数量、用地面积、建筑面积、规划设置要求。对于城市设计要求、规划专项要求以及其他条款，难以定量分析的问题，要进行深入的定性判断，采用机审辅助人审与人工审查两类，具体要素指标审查分类情况见图7。

目前在建筑设计方案审查环节规范了建筑工程项目审查指标共22类、117项，通过二维、三维电子报一类是机器辅助人审，对于公共服务及市政设施批工具，形成设计端、窗口端、审批端智能化报建工具集，建立差异化分类审批管理制度，实现了30%指标完全为“机审”，约60%的指标由机审辅助完成（见图7），大大减少了人工审核的数据要素数量，同时通过可信数据的共享与利用，优化了审批流程，最终建设工程审批全流程用时可从9 个工作日进一步缩减到4个工作日，实现了审批质量和审批效率双提升。

图7 要素指标审查分类情况

5 结 语

新一代信息技术赋能智慧城市建设，利用数据驱动带动城市治理方式的彻底革新已成为当前城市发展和管理的新趋势，建筑设计方案审查是建设工程阶段的一个环节，该规划智能报批方法可以为更多业务环节、更多场景、更多项目提供实践方案，未来将继续在数据全周期治理、全方位赋能和全链条共享方面加强要素市场化配置，在云计算、人工智能、5G、区块链、元宇宙等方面深度研究和应用新技术，持续优化和提升城市信息模型（CIM）平台建设水平，为构建数字城市、智慧社会提供基础支撑。