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浅谈BIM与智慧城市

2018-12-6 08:34| 查看: 1194| 评论: 0

        最近几年,几乎全球的各大城市都在推动所谓的「智慧城市」(Smart City)建设。然而目前大家对智慧城市仍有许多不同的想像与侧重点,尚无一个统一的定义,属于仍在发展的阶段,但也已渐渐形成一些共识,例如:数字城市是智慧城市的基础。目前(2018年9月)中文的维基百科是说:「智慧城市是指利用各种资讯科技或创新意念,整合都市的组成系统和服务,以提升资源运用的效率,优化都市管理和服务,以及改善市民生活品质。」可见智慧城市建设的目的是为改善市民生活品质,手段则主要是利用资讯科技来整合系统和服务。那么BIM(Building Information Modeling)又与智慧城市有什么关系呢?本文拟从土木工程的角度来说明BIM的发展就是走向智慧城市,且BIM是实现智慧城市发展不可或缺的要角之一。 

       BIM 与数字城市的发展
        在建筑土木领域里,BIM技术的发展应用是从建筑工程(Building Engineering)开始的,相关的应用工具与配套也日渐成熟。近年来,BIM技术已逐步应用到土木基础建设,如道路、桥梁、隧道等工程中,虽然相关的应用工具与配套都还有待进一步发展,但发展至此,BIM已经成为深化数位城市建设的关键技术之一。
        BIM技术应用的终极目标是要透过有效的产品资讯管理,来完善设施的营运维护管理,以达到全生命周期管理的永续性。BIM技术的发展与应用也是呼应所谓的工业4.0的发展,是要善用在虚拟数位空间的拟真模拟能力,来做好任何设施(乃至于城市)的建设与管理工作的事前规划、设计、协调、与整合,以求在真实世界的各项实际作为都能在周详的沙盘推演后顺利无误地执行。也就是说,BIM在数位世界里赋予了工程师长期以来所需的「事前拟真排演」能力,加上在数位空间的所有作为都能够很轻易地被完整纪录,因此也有助于事后的知识管理。
        过去的数位城市建设主要以GIS(Geographical Information System,地理资讯系统)技术为主,对于城市整体建设的空间资讯与相关属性资料有一广泛与全面之掌握,能协助城市管理者进行(大尺度的)地理空间相关的决策分析。而BIM技术的应用主要是在都市中个别设施的生命周期管理,尤其是在营运维护阶段,因此若能在城市建设的GIS管理资讯中结合个别设施的BIM资讯,就能深化数字城市的资讯掌握程度,进行跨尺度的决策模拟分析。
        虽然目前GIS与BIM的资讯整合应用还有待持续努力,但整合的需求与趋势已逐渐清晰,而数字城市是智慧城市不可或缺的重要基础,BIM设施资讯管理在智慧城市中的定位也就因此确立。

         从数字城市到智慧城市
        近年来,当人类在虚拟数位空间的建设与操控能力大幅提升了以后,就开始致力于加强实体空间与虚拟空间的互动与整合应用,也因此发展了如VR(Virtual Reality)、AR(Augmented Reality )与MR(Mixed Reality)等技术及相关应用,加上IOT(Internet of Things)技术的快速发展与普及应用,于是城市空间中充满了各式各样的感测器,无时无刻都在搜集及交换城市中各项活动的状态资讯,并形成了一个庞大且快速成长的数据库。这些大数据(Big Data)若能善加利用,尤其是配合目前当红的人工智慧与云端运算技术,便能实现目前中文的维基百科中所说的:「透过新一代资讯科技的应用使人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活的状态,通过把传感器嵌入和装备到全球每个角落的供电系统、供水系统、交通系统、建筑物和油气管道等生产生活系统的各种物体中,使其形成的物联网与网际网路相联,实现人类社会与物理系统的整合」的「智慧」理念。这也是目前大家对智慧城市的普遍认知,尤其是在资通技术(ICT,Information and Communication Technology)产业特别发达的台湾。
        然而,智慧城市的内涵并不只是ICT技术的应用。前面已经提过,城市智慧化的目的是为了要改善市民的生活品质,因此是人本的。且从今日土木工程的角度来看,「永续性(Sustainability)」是任何一个城市的必要条件,也就是说,一个城市若不永续就毫无智慧可言。而BIM应用就是希望能让市民生活所需的所有设施,都能在其生命周期中被有效地永续管理,因此BIM与智慧城市发展的永续目标是十分契合的。
        通常人们会将智慧城市分成几个面向来看,例如智慧交通、智慧环境、智慧生活、智慧政府、智慧经济、智慧居民,其中前两项与土木工程直接相关,也是BIM绝对可以有所发挥的地方。BIM的持续发展必然会贡献于智慧城市的发展,但我们应期许BIM不仅只是不可或缺的要角,还能是能引领智慧创新的主角。

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