南京市南部新城：基于CIM的智慧市政基础设施建设与管理实践

南京市南部新城：基于CIM的智慧市政基础设施建设与管理实践

南京市南部新城作为江苏省智慧城市建设的试点区域，通过基于城市信息模型（CIM）的智慧市政基础设施建设与管理项目，实现了对城市基础设施的智能化管理和高效运营。该项目不仅提升了城市运行效率和管理水平，还为其他城市提供了可借鉴的经验和模式。

一、建设背景

城市基础设施是保障城市正常运行和健康发展的物质基础。南部新城地处南京主城东南，核心区约10平方公里，是南京城市总体规划中确立的与新街口、河西新城并立的城市新中心。作为南京市重要功能板块，南部新城承担了大量新技术、新场景的示范和试点建设，是南京市BIM/CIM双试点地区，也是中芬低碳生态示范城、江苏省绿色建筑和生态城区区域集成示范、江苏省综合管廊试点等示范地区。

二、建设内容

1. 总体架构

以“打牢共用、整合通用、开放应用”理念为指引，提出南部新城智慧城市“物联感知终端、智慧城市数字底座、智慧城市运营管理、标准规范体系和信息安全体系”三横两纵的系统架构。

2. 系统功能

南部新城智慧城市系统功能主要包括CIM基础平台的能力支撑和基于CIM的智慧应用的业务赋能。基于CIM的智慧应用主要涵盖城市“规划、建设、运营管理”三个方面。

三、典型应用

1. 智慧环卫

以环卫业务管理为核心，通过加装车载设备（定位终端、摄像头、油量感应），配备电子工牌等物联网感知设备，调用智慧灯杆视频监控，接入垃圾满溢、高温监测传感设备，实现对环卫作业所涉及到的人、车、物、事进行全过程实时管理。

图2 智慧环卫

2. 智慧水务

围绕响水河、农花河等水体，翁家营、响水河、北圩、肖家盘4座泵站，以及调蓄池等海绵设施，从水环境、水调度等方面进行研究，加强水环境治理，融合城市水体的监测、调度和管理，建设涵盖管网、泵站、内河、外河的“监测-预警-处置”一体化管控体系；建立管网水质、流速的监测系统，实现城市管网-调蓄池联动的监测调度防汛机制。

图3 智慧水务

3. 智慧园林

通过园林绿化设施普查建库，形成全面准确的园林绿化一本账，支撑园林绿化精细化管理。对都市田园、常淮桥等绿化建设智慧灌溉系统，通过安装土壤传感器，实时监测植物生长的土壤环境；在园林养护项目的重点区域安装远程视频监控设备，实时掌握重点区域情况。

图4 智慧园林

4. 智慧管廊

搭建智慧管廊系统，安装气体（氧气、硫化氢、甲烷）检测、温湿度检测、液位监测、声光报警、视频监控、结构健康监测等设备，接入综合管廊运维管理平台，实时获取管廊运行状态数据，对管廊运行状态进行实时监测预警，同时，配备巡检机器人，实现对管廊的智能化巡检，提升南部新城管廊智慧化管理水平。

图5 智慧管廊

5. 智慧交通

围绕承天大道、校场大道等主要路段，南外学校周边道路，建设完善交通感知监测、智能信号灯、信息屏等智慧交通基础设施。搭建智慧管控平台，依托采集到的实时交通大数据，实时在线交通推演，即时生成交通应急方案，助力新城交通管控。

图6 智慧交通

6. 智慧灯杆

在主要道路沿线部署完成100余根智慧灯杆，利用灯杆挂载的环境监测设备、摄像头、AI设备、广播设备、信息屏、报警器等终端设备提供的实时数据，支撑城市管理、市政管养、安全校园、交通出行、生态环境监测等多元化场景应用。

图7 智慧灯杆

7. 智慧管养

基于南部新城CIM平台，打造统一的南部新城智慧管养系统，实时获取城市部件、市容环卫、绿化园林、河道水务、综合管廊、智慧停车等市政基础设施运行状态数据，实现了对南部新城全域市政基础设施运行状态实时监测、分析和预警。同时，基于智慧管养系统中的事件管理平台，实时接入市政基础设施相关告警事件，通过派发告警事件工单、事件处置进展跟踪等全流程管控，实现事件闭环管理。

图8 智慧管养

四、创新应用

在水务业务管理方面，南部新城基于CIM和调水模型实现水务管理。通过采集河道泵站、排口、自流涵的水位和流量信息，根据流速、流量、水质信息并基于“水文-水质-水动力”机理建立水调度模型，通过调水实验统计调水量、水质变化情况等数据建立支持向量机（SVM）模型，将机理模型和统计模型相结合支撑水调度管理，并结合CIM技术可视化展示水调度过程，保障区域内河水质达标。

图9 水务综合管理

水环境调度重点展示响水河泵站、机场河泵站水质达标率以及纬七路桥实时水质相关信息。当纬七路桥站点发生水质报警，系统将自动启动模型计算，并展示模型推荐调度方案，可通过自定义方案模块进行自定义方案输入，查看执行对应方案后可能出现的水质效果。同时，可以添加未来降雨数据来优化调度结果的准确性。当纬七路桥上游站点发生水质报警，系统自动启动模型进行计算，确定上游水质是否会对纬七路桥水质产生影响。如果产生影响，则展示模型推荐调度方案以及自定义方案，查看执行对应方案后可能出现的水质效果，支持两个方案做对比展示。

图10 水环境调度

防汛指挥调度主要通过展示工地防汛监控视频，南部新城主要河道的水位走势，内、外河实时水位信息等，辅助防汛决策和指挥调度。同时，展示泵站闭启状态信息。

图11 防汛指挥调度

五、推广价值

1. 社会效益

基于智慧城市建设成果，南部新城开展了多项智慧城市课题研究和多个智慧城市优秀案例及科技奖项申报。2020年5月，申报住建部科技示范项目“基于5G网络和CIM的智慧城市系统构建与服务体系研究”；2022年4月，申报住建厅省建设系统科技项目“基于CIM平台的数字孪生城市建设研究”；2022年5月，申报住建厅新城建实践案例；2022年7月，申报全国信标委2022年城市数字孪生优秀案例；2022年9月，荣获住建厅建设科技成果二等奖；2023年7月，申报2023年度“华夏建设科学技术奖”；2023年11月，荣获2023世界智慧城市大奖·中国区城市类别大奖（基础设施和建筑大奖）。

2. 经济效益

南部新城智慧城市参建单位将相关建设成果在全国范围内进行了推广，取得了较好的应用效果。如，向江西省鹰潭市推广了以CIM为核心的智慧城市建设架构，鹰潭市开展了鹰潭物联大脑项目建设；向广东省中山市、山东省东营市推广了项目设计方案，中山市和东营市分别开展了城市级物联感知平台建设；向江苏省南京市和新疆博乐市推广了智慧运管应用，南京市法制园区开展了智慧海绵内涝监测预警系统建设，南京报业大厦开展了智慧楼宇建设，鼓楼区开展了智慧社区建设，博乐市开展了综合服务管理平台建设；向广东省广州市推广BIM应用，广州市开展了工程BIM协同管理平台建设。

3. 推广价值

• 为新城区新型基础设施建设提供指导
• 帮助解决城市基础设施管理实际问题
• 提高南部新城智慧城市建设的影响力