BIM技术在智慧城市数字孪生建设中的应用

BIM技术在智慧城市数字孪生建设中的应用

张新生  李海杰

机械工业第六设计研究院有限公司，河南郑州，450007

摘要：近些年来我国各城市逐渐向智慧城市发展，同时随着城市化不断深化发展，信息技术在城市建设设计中得到了相对较为广泛的应用，进而使得城市的智能化与信息化水平得到了有效提升。BIM技术在智慧城市建设的过程中的有效应用，一方面能够实现传统建筑设计方式的有效调整，另一方面还能够有效促进智慧城市的快速建设。数字孪生技术采用高度精准的数字模型在数字空间中进行真实世界事物的映射，同时还能够对真实世界中所获取的数据信息反映至数字模型内。通过BIM技术与数字孪生技术的有效结合从而有效促进智慧城市的建设。

关键词：数字孪生；BIM技术；智慧城市；建设

前言

数字孪生技术的基础主要为数字模型，并且数字孪生技术的核心在于数据，BIM技术主要是根据数据进行数字空间中实现具有生命周期的相关场景的有效模拟，同时结合相应的辅助软件，在进行设计过程中展开对设计中所存在的问题展开有效的侦测，进而实现成本的有效控制以及施工效率的有效提升。BIM技术一方面可以为数字孪生工程提供极为全面的实体基础数据，另一方面还能够有效处理与奇特数字模型结合实际长江的数据联动等方面的问题。

一、现阶段BIM技术应用情况与应用目标概述

现阶段我国城市化建设发展相对较快，为了有效处理城市化建设过程中所存在的问题，社会各界对于智慧城市建设的重视程度也逐渐提高。物联网与大数据对于智慧城市的建设具有积极的影响，随着科学技术的不断发展从而产生了数字孪生技术。同时，在BIM技术在建筑领域中得到了相对较为广泛的应用，并且BIM技术能够为数字孪生技术的有效应用构建相应的虚拟数据模型，因此使得BIM技术在智慧城市建设过程中的作用得到进一步发挥。现阶段，大多数企业对于BIM技术的应用仍处于探索阶段，需要采取有效措施进行BIM技术团队的专业能力的有效提升。BIM技术的核心在于数据以及业务的协同，利用BIM技术能够为智慧城市的建设提供丰富的数据支持以及促进协同管理的有效发展。

二、由BIM技术向数字孪生技术发展

针对数字孪生技术来讲，其不仅能够进行数字模型的构建，另一方面还能够全生命周期的仿真模拟，数字孪生技术能够根据相关数据进行数字模型以及数字空间的构建展开客观世界的合理映射。通过数字孪生技术的有效应用能够通过进行虚拟世界的有效分析从而对客观世界进行科学合理的调整与改造。数字孪生技术在各领地应用过程中均是针对虚拟空间，所以在具体的应用过程中应当采取相应的数字化技术以及平台展开对客观世界的相关数据以及流程的有效处理，从而尽可能避免信息孤岛情况的出现。综合来讲，数字孪生技术的基础为数字模型，而数字孪生技术的核心为数据。针对BIM技术来讲其主要是以数据作为应用技术，在数字空间内采取模拟的方式展开对全生命周期的相关场景的有效模拟，同时根据BIM技术软件展开对不同场景的相应功能的有效实现。BIM技术对于数字孪生技术来讲，能够为其提供极为全面的客观基础数据，并且通过BIM技术的有效应用能够与数字孪生工程的其他数字模型场景实现数据方面的有效联动。除此之外，BIM技术还能够为数字孪生工程展开全方位的业务协同，从而极大程度上满足项目技术的实践需求。

三、BIM技术在智慧城市数字孪生建设中的应用

针对数字孪生技术来讲其在智慧城市建设的过程中是针对全域的，并且在应用过程中主要具有精准映射还有模拟仿真以及虚拟交互等方面的优势。通过将数字孪生技术与BIM技术的有效结合从而为智慧城市建设的科学性与合理性的提升提供了有效的保障。城市相关工程项目的建设属于智慧城市建设的客观体现，BIM技术与数字孪生技术的有效结合能够将工程周围的环境采用数字化形式予以有效还原，通过数字模型的构建，并且以数字模型为依据展开参数化的设计以及交互设计还有过程模拟，采取该种方式使得数据模型在项目建设的全过程信息数据得到合理交换与反馈。

3.1规划阶段的应用

在进行智慧城市数字孪生建设平台的构建过程中，合理引入BIM数据，同时展开科学合理的模拟仿真以及虚拟规划，以此实现工程项目规划的有效完善。借助三维信息模型还有可视化系统，采取定量和定性的方式展开模拟仿真与动态方面的有效评估，进而使得工程项目的各方面效益实现最大化。将BIM技术与数字孪生技术的有效结合从而展开城市信息模型平台的构建，全面收集规划数据，进行不同类型模型的狗阿金，以此为城市科学规划设计奠定良好的技术以及提供信息方面的依据。并且，借助数据信息模型的可识别以及可分析等方面的特点，以此展开对项目的运行数据实施可视化分析，由环境监测反馈还有建设监测反馈还有运营监测反馈等方面展开对工程项目的综合性监测，进而实现对工程项目的相关问题的梳理，为设计方案的合理优化奠定良好的基础。

3.2设计阶段的应用

通过实现BIM技术与数字孪生技术的有效结合，从而对工程项目周边的环境进行信息数据模型的构建，参与设计的相关工作人员在可视化环境内展开交互设计的过程中，还能够对设计方案还有工程项目环境的关系实施科学有效的验证，采取该种方式能够更为及时的发现设计方案中所存在的问题，进而采取科学合理的措施展开问题的有效处理。针对工程项目不同的专业来讲，各部门应当结合自身专业进行属于自身三维数据模型的构建，并且将各个专业模型展开科学统一，以此进行全专业模型的构建。

3.3施工阶段的应用

由于BIM技术与数字孪生技术具有时空特性，因此通过BIM技术与数字孪生技术的有效结合从而展开项目工程建设方案的仿真模拟，通过此种方式展开对建筑工程项目的施工进度与施工质量还有施工周期展开综合性管控。建筑工程项目在具体的施工过程中，能够借助数据模型进行方案的合理模拟以及相关检测，BIM技术在建筑工程醒目施工阶段应用相对较为成熟，尤其是在工程项目中的机电专业方面，通过BIM技术与数字孪生技术的有效结合能够实现三维可视化模型的科学构建，进行实现设计方案的合理优化。

3.4运维阶段的应用

工程项目完工完成交付以后，通过将建筑工程项目的留档设计还有施工数据进行数字孪生模型的有效引入，以此实现时空数据库的构建，通过数字孪生模型对建筑物的全貌还有建筑工程项目的各细节的显示。并且，通过在建筑物的内部还有外部的空间进行传感器的安装以及监控设备的安装，利用传感器以及监控设备展开建筑工程项目周边的环境还有设备运行以及构件压力等方面数据的有效收集，同时借助数字孪生模型实现对建筑工程项目的科学分析与合理预测。

四、BIM技术在智慧城市数字孪生建设应用中的发展分析

4.1促进智慧城市产业发展

数字孪生技术与BIM技术的有效结合，能够实现城市各方面资源以及产业力量的科学整合，进而实现城市级创新平台的构建，有效促进信息通信产业链的有效发展。数字孪生技术与BIM技术的有效结合背景下，从而为传统行业向数字孪生建设的方向发展提供积极的影响。针对新兴产业来讲能够在数字孪生技术的影响下不断发展。

4.2优化城市治理

随着科学技术的不断发展，从而使得数字孪生技术与BIM技术得到有效地融合，从而为城市的发展以及城市的治理提供有效的帮助。BIM技术与数字孪生技术的有效结合，能够实现全方位观察与分析，通过模拟进行工程项目的有效验证，为设计的科学性提升提供有效的帮助。借助数字孪生模型展开对真实世界的有效监测与分析，以此确保城市治理工作有序开展。

结束语

综合来讲，BIM技术在智慧城市数字孪生建设中的有效应用能够为其提供信息数据的支撑，并且进行数字孪生模型的构建，以此实现模拟仿真还有动态可视化与协同作业，为智慧城市的建设与发展提供强有力的支持。

参考文献：
[1] 张竞涛 . 数字孪生技术在智能交通应用中的态势与建议[J].信息通信技术与政策，2020(3):24-28.

[2] 王建翔，胡蔚.BIM技术在智慧城市“数字孪生”建设工程的应用初步分析[J].智能建筑与智慧城市，2021(1):94-95+98.