李晶 杨滔

[摘    要] 随着建筑信息模型（BIM）和城市信息模型（CIM）等相关技术的成熟，其应用场景也越来越多。文章从工程项目审批的角度出发，描述当前工程项目审批的现状及存在的问题。以雄安实践为例，论述BIM+CIM技术在工程项目全生命周期审批中的应用，以及这些应用在构建数字孪生城市中的价值。

[关键词] BIM+CIM技术;工程项目审批;全生命周期;数字孪生

0      前    言

为贯彻落实党中央、国务院关于深化“放管服”改革和优化营商环境的部署要求，国务院在2018 年 5 月发布了《关于开展工程建设项目审批制度改革试点的通知》（国办发[2018]33 号），通知中明确强调，要减审批、强监管，审批时间压减一半以上，由目前平均200多个工作日压减至120个工作日[1]。这不仅仅需要优化审批流程，更重要的是需要转变审批方式，借助信息化手段提升审批效率。

为做好工程建设项目审批制度改革工作，住房城乡建设部也相继开展了“运用建筑信息模型（BIM）系统进行工程建设项目报建并与‘多规合一管理平台衔接”以及“运用 BIM 系统进行工程建设项目审查审批和城市信息模型（CIM）平台建设”的有关试点工作[2]。很多城市开始积极探索运用BIM 信息化技术来改变工程建设项目审批方式，提升审批效率，并尝试搭建城市CIM平台。

近日，住建部又印发《住房和城乡建设部工程质量安全监管司2020年工作要点》的通知，明确指出要推动BIM技术在工程建设全过程的集成应用，开展建筑业信息化发展纲要和建筑机器人发展研究工作，提升建筑业信息化水平[3]。

基于以上政策背景，结合笔者在雄安新区实际的项目经验，浅述BIM+CIM技术在工程项目审批中的应用，这些应用为搭建数字孪生城市，实现规建管全流程管控奠定了坚实基础。

1      BIM+CIM技术介绍

1.1   BIM介绍及其应用

建筑信息模型（Building Information Modeling）是由美国Autodesk公司在2002年提出的，是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，用来形容以三维图形为主，物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。BIM是以三维数字技术为基础， 集成了建筑工程项目各阶段相关信息的工程数据模型， 并可以在全寿命周期内提供建筑物的全部基础数据信息[4]。从建筑的设计、施工直至项目完成，所有的信息都可以体现在三维模型的信息数据库中，方便相关人员浏览和追溯。

BIM的特点和优势包括可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性。BIM技术的运用，可以有效地提高工作效率，降低成本，缩短工程周期，实现利益最大化。目前，BIM技术已经在全球范围内得到广泛的认可。

结合上述BIM技术的特点和优势，以及住建部2016年印发的《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》， BIM技术的应用可以从以下几个方面来论述：

（1）数据共享，多专业协同设计。通过建立统一的设计标准，包括图层、颜色、线型等，所有设计专业人员在统一的设计平台进行各专业的三维建模，可以避免由于各专业之间的沟通不畅导致的错、漏、碰、缺等问题，提升设计效率和设计质量。

（2）三维可视化。BIM的出现使得设计师、业主、政府和专家等均为所见即所得，降低了用户的理解门槛。设计师能使用三维的思考方式来完成建筑设计，同时，也使業主及管理者摆脱技术壁垒的限制，直观地了解建筑模型详细信息。

（3）各类数据分析和仿真模拟。包括场地分析、碰撞分析、工程量计算、灾难应急模拟、节能模拟、日照模拟、施工组织模拟、施工进度模拟等。

1.2   CIM介绍及其应用

城市信息模型（City Information Modeling），是由吴志强院士在2015年提出的，是一种融合了城市各类时空信息的三维有机模型。CIM在建筑信息模型等微观数据的基础上，增加大场景的GIS地理信息数据，融合物联网等城市运维数据，以及政府审批数据和社会经济数据等，形成城市地上地下全方位立体展示的空间模型和城市变迁信息的有机综合体。

由于CIM概念还比较新，目前它的应用场景还处于摸索之中。CIM除了具备BIM的三维可视化和模拟仿真的特点外，还具备GIS的空间查询和分析能力，结合城市其他运维管理信息，CIM在如下几个方面进行应用尝试：

（1）辅助决策：通过聚合城市方方面面的信息，包括时空基础数据、自然资源数据、规划管控数据、工程项目数据、公共专题数据等，来对真实城市进行数字复现。基于复现的数字孪生城市，城市管理者可通过场景仿真模拟、指标计算分析、会商会审等功能实现可视化、可交互、科学的辅助决策。

（2）辅助审批：在规划编制审批和工程项目审批过程中，通过CIM平台集成的三维现状数据和三维规划数据，结合各类规划管控指标，来辅助规划编制和审批工作，也同时从源头上保证了多规合一。规划批复后到了工程项目审批时，通过BIM报建的方式，审批人员通过三维可视化模型和平台自动计算管控结果进行用地预审、设计方案审批、施工图备案以及竣工验收等一系列流程审批。CIM平台可保证建设项目层层管控，数据层层传递，最终又融合到CIM平台成为数据的一部分。

（3）辅助运营：通过辅助决策和辅助审批，最终决策或审批的成果也都会纳入CIM平台成为平台数据的一部分，周而复始辅助决策、审批和运营。同时通过数字孪生CIM平台的物联网IoT等数据，CIM平台可实现对城市运行状况的实时监测预警和指挥管理，比如交通调度优化、管网检修、应急管理、城市体检、项目招商等。

2      工程项目审批现状及存在的问题

2.1   工程项目审批现状

根据2018年住建部印发的《关于开展工程建设项目审批制度改革试点的通知》（国办发[2018]33 号），为深化“放、管、服”改革和优化营商环境，将工程建设项目审批流程划分为四个阶段，并统一审批流程、精简审批环节、完善审批体系和加强监督管理。其中，立项用地规划许可阶段主要包括项目审批核准备案、选址意见书核发、用地预审、用地规划许可等。工程建设许可阶段主要包括设计方案审查、建设工程规划许可证核发等。施工许可阶段主要包括消防、人防等设计审核确认和施工许可证核发等。竣工验收阶段主要包括规划、国土、消防、人防等验收及竣工验收备案等。其他行政许可、涉及安全的强制性评估以及备案等事项纳入相关阶段办理或与相关阶段并行推进。

从审查方式来说，传统的工程建设项目审批是建立在审查各类申报材料，包括二维设计图纸的基础之上。政府人员需要在立项用地规划许可阶段审查项目选址是否合适;工程建设许可阶段审查设计方案图纸是否满足规划条件及其他要求;在施工许可阶段审查施工图纸是否符合开工建设要求（大部分城市已取消施工图审查改为备案制度）;在竣工验收阶段审查现场是否满足竣工要求和各个专项要求。这些依赖单纯的二维图纸和现场勘查通过人工比对的方式进行项目审查，太过依赖于审查人员的经验，且审查时间长、效率低、可复用性差。

2.2   工程项目审批现存问题

在全国开展工程建设项目审批制度改革的大背景下，各地政府已逐步优化审批流程，精简审批环节和事项清单，共享审批材料，大大缩减了审批时间。但审批流程的优化并未改变审批方式，对于建立新型智慧政府和智慧城市，仍然有很大的发展空间。

当前各地政府对工程建设项目的审批主要依赖纸质或电子的二维方案材料，监管也主要是现场质量监管，存在审批门槛高、规范不统一、信息不透明等情况，对于政府的科学决策缺乏合理有效的依据。

比如在设计方案审查阶段，将纸质二维图纸和其他设计说明材料等作为审批对象，对审批人员专业程度和行业经验要求高，并且二维图纸承载的建筑信息有限，增加了审批人员的工作量，审批效率低。且对类似的项目进行再次审查时，审查人员的经验很难直接复用，降低了审批效率。在施工图审查阶段，大量的图纸审查需要大量的人力资源，也要求审图人员具有完备的专业知识和丰富的实际工程经验，并且在审查过程中考虑到人为因素的干扰，还可能出现误判、漏判的问题。

另外，纸质的审批材料缺乏建筑信息的动态更新，也不利于各部门直接的动态流转，用户审查完全依靠经验判断，缺乏科学决策的依据，影响政府的决策判断。

3      BIM+CIM技术在政府审批中的应用

随着BIM技术的发展，BIM+GIS+IoT构成的CIM技术在工程建设项目审批中的优势愈发凸显。随着工程建设项目的进行，BIM模型的信息也会逐步增加，层层递进。不同阶段模型的深度不一，挂载的信息不同，通过机器自动读取信息和上位管控条件比对的方式给出机器自动审查结果，同时利用BIM模型三维可视化可仿真模拟的特性，结合地上地下三维空间数据，可以更好地辅助政府工作人员快速准确地完成项目技术性审查。

3.1   目前BIM技术在一些试点城市的应用

在这种技术愈发成熟的情况下，国家也开始推行BIM报建审批的试点，目前已有一批试点城市率先推动利用BIM进行行政审批方式的变革。

厦门市在2019年启动运用BIM系统进行工程建设项目报建与“多规合一”管理平台衔接试点工作。进行了BIM报建审查政策方案研究，BIM规划辅助报建审查系统建设。

南京市在2019年启动运用建筑信息模型系统（BIM）进行工程建设项目审查审批和城市信息模型平台（CIM）建设试点项目工作。以“多规合一”信息平台为基础，探索构建一个全域全空间、三维可视化、附带丰富属性信息的CIM平台，实现各类覆盖地上、地表、地下的现状以及规划数据的集成和展示应用。探索依托CIM平台，对工程建设项目BIM报建成果实施关键条件、硬性指标的智能审查新方法，从而降低人为因素干扰，提升决策管理的科学性和精准度。

广州市在2019年底印发了《关于进一步加快推进我市建筑信息模型（BIM）技术应用的通知》，提出自2020年1月1日起，部分新建工程项目应在规划、设计、施工及竣工验收阶段采用BIM技术，鼓励在运营阶段采用BIM技术。同时启动了广州市城市信息模型（CIM）平台项目，旨在构建一个CIM基础数据库、一个CIM基础平台，建设一个智慧城市一体化运营中心，构建两个基于审批制度改革的辅助系统和开发基于CIM的统一业务办理平台。

湖南省住建厅在2020年5月7日发布的《湖南省住房和城乡建设厅关于开展全省房屋建筑工程施工图BIM审查工作的通知（试行）》中明确提出，全省新建房屋建筑工程（不含装饰装修）施工图自2020年6月1日起分阶段实施BIM审查。审查机构按要求对二维施工图和BIM模型并行审查，审查人员点击模型可自动切换BIM审查系统操作界面，提出BIM审查意见。勘察设计企业应根据审查意见同步对二维施工图和BIM模型修改完善，审查合格后予以施工图审查备案。

山西省住建厅2020年6月下发了《关于进一步推进建筑信息模型（BIM）技术应用的通知》，强调自2020年7月1日起，选取部分十点项目和企业开展建筑信息模型技术应用，在设计、施工、运维管理阶段开展BIM技术应用。

3.2   BIM+CIM技术在雄安新区项目中的应用

本文将以笔者在雄安新区参与的项目实践为例，来论述政府是如何基于BIM+CIM技术对大型建设项目进行全流程审批和全周期管控的。雄安的BIM报建审批包括市政管线、公路、建筑、园林、水利、交通等项目类型，涵盖了工程建设许可、施工许可和竣工验收阶段。政府针对强控的管控指标进行机器自动审查，对指标不通过的项目，及时告知建设单位进行整改重新申报，对指标通过的项目根据情况进行专家评审和部门会商，专家或部门可通过浏览三维BIM模型叠加GIS地图中的现状、管控图层等进行直观可视化的审查，同步给出意见。完成对工程项目的技術性审查后再完成行政审批即可发证，大大减少了对项目繁杂的报建资料的人工审查时间，提高了审查效率和审查准确度，缩短了审批时间。

以下以雄安实践为例，具体浅述BIM+CIM技术在工程建设项目四个审批阶段中的应用。

3.2.1   立项用地规划许可阶段

工程建设项目审批的第一阶段，主要包括项目审批核准、建设项目用地预审与选址意见书核发、建设用地规划许可证核发等事项。立项用地规划许可阶段实际上还未使用BIM模型进行报建审查，而是需要通过对项目用地范围的确定，提前实现项目管控条件的生成，作为下一阶段方案审查的前置依据。

具体而言，在这一阶段需要由建设单位或土储部门提交项目选址范围，CIM平台可自动根据选址范围和项目类型从控规图层中提取相应的管控条件，生成初步的法定规划条件和要素底板。用户基于系统自动生成的法定规划条件完善编辑管控内容，征询其他管理部门意见，提前将项目管控条件做深、做全，为后续的项目报建提供法定依据。

3.2.2   工程建设许可阶段

工程建设项目审批的第二阶段，主要包括设计方案审查、建设工程规划许可证核发等事项。工程建设许可阶段需要报建单位提交设计方案BIM模型作为报建的必要材料，且模型必须通过平台的指标审查才可发放工程规划许可证。

首先，需要完善报建指南，在报建材料中增加BIM模型相关材料。为保证材料的规范性和系统可读性，需要规范各类专业的数据交付标准，完善各专业信息挂载手册，更新BIM模型转换插件，提供最新的自检工具，以上统称为“BIM模型四件套”。建设单位依据政府提供的四件套工具，依据标准和建模手册完成BIM模型的源文件制作，通过转换插件将源文件统一转换为一种用于不同场景的报建的中间格式，然后通过自检工具进行模型质量自检，自检通过后即可进行材料提交，这样可以确保各单位各类型项目提交的BIM模型可以统一入库进行自动审查和轻量化展示。

其次，在方案审查流程中嵌入BIM模型自动审查环节，将模型的自动审核指标通过作为政府審查的前置条件。系统根据上一阶段生成的项目管控条件与这一阶段提交的设计方案BIM模型进行空间和数值上的自动比对和指标计算，然后自动生成项目审查单。对于审查单中自动审查的强控指标，比如用地红线、建筑面积或建筑高度等不符合管控要求的，需要及时告知建设单位修改模型重新提交;对于无法由机器自动审查的指标，可将BIM模型开放给相应的专家或部门进行进一步的浏览查看，根据三维BIM模型和GIS地图的叠加分析查看，方便专家或部门快速地给出项目审查意见。通过BIM模型的自动审查和三维地图浏览功能可大大降低审查门槛，提高审批效率，缩短项目审查时间，也避免了人为的审查失误。

最后，审批通过完成发证的BIM模型随其他报建材料一同自动存档，方便后续城市管理者更加直观地调阅项目全生命周期的三维图形变化和审批信息。BIM技术在工程建设许可阶段的应用大大提升了建设项目的设计合理性和政府审查的合规性，缩短了审批时间。

3.2.3   施工许可阶段

工程建设项目审批的第三阶段，主要包括施工设计审核确认、施工许可证核发等事项。工程建设许可阶段需要报建单位提交施工图BIM模型作为报建的必要材料，且模型必须通过平台的强控指标审查才可备案并发放建设工程施工许可证。

具体而言，此阶段提交的BIM模型要求和上一阶段的要求基本一致，需要设计单位在上一阶段的成果基础上深化模型内容，补充完善施工图细节。同时政府的审查指标也会在上一阶段的基础上增加部分施工深度的指标项，比如消防、人防和能耗等相关指标。建设单位按照要求提交施工图BIM模型，经由系统自动校核出具项目审查单后，自动审核指标全部通过的即可进行施工图备案登记，进而发放建筑工程施工许可证。

除此之外，施工图BIM模型也可为智慧工地提供有力支撑，可以利用BIM模型进行成本预算和核算控制建设成本，利用模型的仿真能力提前预知施工进度等。

3.2.4   竣工验收阶段

工程建设项目审批的第四阶段，主要包括规划、消防、人防、档案等验收及竣工验收备案事项。工程建设许可阶段需要报建单位提交竣工BIM模型作为报建的必要材料，且模型必须通过平台的指标审查才可发放建设工程竣工验收备案证。

具体而言，竣工阶段提交的BIM模型需要达到竣工验收的程度。报建单位按照竣工阶段的四件套工具完成竣工模型的自检后，提交到平台进行自动入库和校验。结合“多测合一”和各类专项验收的规定，竣工模型一方面需要和多测合一测绘成果进行校验，保证竣工模型和实际测绘基本一致;另一方面需要和各类专项验收的指标进行自动校验和指标计算，保证竣工模型符合相应的规划验收、消防验收、人防验收等专项规定。竣工BIM模型通过平台的自动校验后，再由各专项验收部门进行联合现场勘查，最终给出联合验收意见。联合验收通过的项目可以自动进行竣工验收备案流程，发放竣工验收备案证。

除此之外，竣工BIM模型可以结合IoT、5G等技术，为后续的城市运维管理提供有力支撑。通过对BIM模型与实体的一一映射，方便城市管理者实时了解城市运营状态，为构建数字孪生城市打下坚实的基础。

4      借助BIM+CIM进行行政审批的价值和面临的困难

4.1   应用价值

BIM技术大大提升了建筑业的信息化水平，BIM结合GIS和IoT构成的CIM技术也为城市的管理带来不可预料的前景。借助工程建设项目审批制度改革，将建筑信息模型和城市信息模型融合到政府的项目审批过程中，其价值有如下几个方面。

（1）提升方案质量。通过促使建设单位提交BIM设计方案可以提高方案的合理性，设计单位在设计方案时可以提前通过三维BIM模型进行协同设计、碰撞检测、三维渲染、模拟施工等，来保证提交的方案质量，提高方案通过率。

（2）提高审批效率，缩短审批时长。传统的审查方式是审查人员需要将设计方案图纸、文字说明或效果图等和上位规划及相关法律法规进行人工比对，来判断方案是否能够通过。专家或部门也需要面对二维图纸材料进行会商会审，审批效率低下。当替换为信息表达更加丰富的BIM模型后，结合大场景的GIS数据可实现审查方案的全方位可视化展示。一方面机器可以根据规则对模型进行自动校验和审核;另一方面专家或审批人员可以浏览三维方案，同时叠加各类现状或规划图层等进行综合判定，辅助审批人员快速给出审查意见。同时将项目的审批规则固化到平台中，可实现规则的快速复用，提高审批效率。

（3）标准化审批要求，避免人为审查误差和违规行为。我国现行的建设项目行政审批标准不明确，主要表现在对建设项目审批的差异化和模糊性[5]。传统的项目审批完全依靠审批人员的经验，对于复杂的大型项目需要邀请专家评审，结合专家意见进行项目审批。通过应用BIM技术，在第一阶段明确项目管控要求并留痕，到了第二阶段系统自动依据项目管控要求进行指标审查，避免了人為的审查误差和违规行为，实现了政府审批的公平透明。

（4）项目模型可视化，降低审批门槛。相较于传统的审查方式，BIM技术可实现设计方案的三维可视化，对审批人员来说降低了审批门槛。同时结合GIS数据，审批人员可以借助图层叠加功能对设计方案和控规、文物保护、三区三线等各类图层进行叠加查看，直观地判断方案合理性。通过剖切工具对复杂的建筑物或地质图层等进行随意地剖切，并且快速获取各个构件的剖切面的面积、圆形管件直径及管件间距信息[6]，据此来审查项目或指导现场的施工作业。通过指标和模型的联动快速查看模型的问题所在，指导建设方案的优化和改进。

（5）项目全生命周期管控，实现数字孪生城市。“数字孪生城市”的概念首次在雄安新区规划中提出，是将物理世界的数字化映射，通过将人、车、物、空间等城市数据全域覆盖，形成可视、可控、可管的数字孪生城市[7]。而要实现物理世界的数字化映射，BIM+CIM技术是非常重要的。在城市规划许可阶段，通过机器自动提取控规中的管控条件并结合现状和人为管理要求生成项目管控条件;在建设许可阶段，应用BIM技术实现设计方案的三维可视化并通过机器实现与周边现状与管控条件的自动比对;在建设施工阶段，深化设计方案完成三维施工图BIM并与设计方案自动比对;在竣工验收阶段，通过竣工模型与实体建筑和其他管控条件的自动比对，进行项目的最终验收。同时这一系列的规划、建设、管理过程产生的数据都会在系统上留痕，实现项目全生命周期的可视化管控，达到科学管理和有效追溯的目的。

4.2   面临的挑战

虽然BIM技术已经逐步成熟且其应用也越来越广泛，但是在工程建设项目审批中结合BIM+CIM技术辅助行政审批，依然存在很多现实问题。目前在工程项目审批中应用BIM+CIM技术对于报建单位和政府都存在相应的挑战和困难。

（1）增加了建设单位的成本。目前行业内大部分单位还是习惯使用CAD进行二维设计，要求使用新的设计方式增加了设计师的学习成本，同时建设单位投入的时间和人力相对于二维设计也更多，设计院缺少主动推动BIM正向设计的动力。

（2）对政府管理提出较大挑战。在缺少大的政策和规范标准指引的基础上，各地政府若要借助BIM+CIM实现工程项目审批，需要在前期做大量研究，整合各个行业专家的意见，形成相应的模型交付标准和建模手册。且BIM模型设计工具繁多，为了各单位提交的BIM模型可以统一入库实现自动审查，需要研发适用各类软件的转换插件，将模型统一转换为一种中间格式便于入库审查。且电子化的三维报建对政府的资料存档和安全保密也提出了新的挑战。

（3）在全行业推行BIM自动审查技术，审查指标定义复杂。各专业之间的壁垒深厚，审查要点不一，需要集合各个行业专家的意见，同时需要有人站在平台的角度对各个专业的审查指标进行整合，形成各专业的指标审查体系。且随着控规的调整和其他影响因素，指标体系也需要定期更新维护，工作量大。

（4）城市信息模型数据量大，模型轻量化标准难统一。城市信息模型包含建筑信息、地理信息、人口经济信息、物联网信息、审批管理信息等内容。其中数据量较大的是建筑信息，对单一建筑的BIM模型来说，少则都有几个G的大小，如果大到整个城市都要BIM建模，必然要进行模型信息的删减优化。为了更好地构建城市维度的信息模型，满足不同终端的快速查询、展示和使用的需求，制定模型的轻量化标准至关重要。

5      结    语

在工程建设项目审批制度改革的背景下，结合雄安新区的项目实践，本文浅述了BIM+CIM技术在工程项目全生命周期审批中的应用场景及其价值和挑战。通过BIM模型进行报建审批，政府结合BIM和GIS数据进行辅助审查，不仅提升了审批效率，避免了人为审批错误，也为构建科学、便捷、高效的工程建设项目审批和城市管理体系，构建数字孪生城市带来了有益探索。

主要参考文献

[1]国务院办公厅.国务院办公厅关于开展工程建设项目审批制度改革试点的通知（ 国办发[2018]33 号）[Z].2018-05-18.

[2]王翌飞.基于BIM开展工程建设项目报建审批的实践探索[J].住宅与房地产，2019（26）：44-47.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部工程质量安全监管司.关于印发《住房和城乡建设部工程质量安全监管司2020年工作要点》的通知（建司局函质[2020]10号）[Z].2020-04-08.

[4]袁晓，周婷婷.基于智慧城市和BIM理念的建设工程政务监管模式探讨[J].土木建筑工程信息技术，2016，8（2）：48-53.

[5]高景鑫.建设项目行政审批制度优化研究[J].工程经济，2016，26（11）：62-65.

[6]王成龙，周东明，崔维久.BIM云平台中三维模型的任意剖切[J].科学技术与工程，2019，19（30）：274-280.

[7]徐辉.基于“数字孪生”的智慧城市发展建设思路[J].人民论坛·学术前沿，2020（8）：94-99.