深度的行业解读

    智慧城市的建设其实折射着各行各业的信息化底子和数据基础。很多筑底性工作的差距在短时间内不会体现，但真到体现的时候，可能真的会很尴尬。

    前言

    这篇文章虽然在说智慧城市，但其实从头到尾都在讲BIM。如果说BIM是项目级的“BIM”，那智慧城市就是城市级的“BIM”。

    BIMLevel3/DigitalBuiltBritain

    2008年的时候，后来的英国BIMTaskGroup主席MarkBew绘制了一个BIMLevelsofMaturity（BIM成熟度）的模型。在这个模型里，MarkBew设想了BIM未来发展的一个趋势，即BIMLevel0到BIMLevel3。在BIMLevel3的世界里，BIM让城市的框架——基础设施与建筑，彻底数字化，结合物联网，成为智慧城市的载体。

    MarkBew的BIMMaturityModel

    2011年，英国政府发布了后来不断被各国各级政府效仿的《GovernmentConstructionStrategy2011》（政府建设战略2011），战略引用了MarkBew的BIMMaturityModel，要求在2016年所有政府投资项目强制遵守BIMLevel2，即我们现阶段建设行业本身所期望的BIM状态。

    2015年，在为BIMLevel2强制令铺垫了4年，在BIMLevel2强制令实施的前1年，英国政府发布了著名的DigitalBuiltBritain（数字建造英国）战略计划。战略计划把BIM和智慧城市结合在了一起。而BIMLevel3被英国政府描绘成建筑行业数字化以及参与进智慧城市的根基。

    2016年是英国BIM史上非常重要的一年。这一年，BIMLevel2强制令正式启动，《GovernmentConstructionStrategy2016-20》（政府建设战略2016-20）发布，战略要求把BIMLevel3作为英国建筑行业下一阶段的数字化目标。而在这一年的ICEBIM会议上，BIMTaskGroup主席MarkBew宣布BIMTaskGroup正式完成了自己的使命，并入到政府推动设立的CentreofDigitalBuiltBritain（数字建造英国中心）。

    在创新英国和商业能源与产业战略部的支持下，英国开始通过DigitalBuiltBritain计划在工程领域发起数字化建造的下一个阶段工作——BIMLevel3。

    智慧城市

    如果抛开BIM，单独的看待智慧城市，其在英国的发展初期其实是一条独立的主线。

    英国商业、创新和技能部（DepartmentforBusiness,Innovation&Skills，BIS）在2013年发布了一个系列的调研报告。调研报告阐述了城市作为社会的载体，在发展中遇到和可能遇到的诸多问题，报告分析了信息技术可能会迎来前所未有的机遇，于是提出了智慧城市解决方案。BIS在《智慧城市市场：英国机遇》（Smartcitymarket:UKopportunities）中提到，到2020年，全球的智慧城市概念市场份额预计能到400亿美元，BIS希望英国能抢占其中的10%。

    同一年，BIS开始委托英国标准院（BSI）制定智慧城市标准。随后的几年里，从PAS180到PAS185，从PD8100到PD8101，一系列智慧城市标准由BSI相继发布。

    2015年，BIS发布了前文所提到的DigitalBuiltBritain战略计划，对建筑行业提出要求，把BIMLevel3与智慧城市结合在了一起。时任BIS部长、英国外贸委员会主席VinceCable在DigitalBuiltBritain战略计划中说，建筑行业与必须要重视信息技术，伴随智慧城市浪潮中的信息技术可能会变成一个独立的信息经济（InformationEconomy），改变英国的未来。（TheInformationEconomyistransformingthewayweliveandwork.ItiscrucialtooursuccessontheglobalstageandfacingthechallengesofurbanizationandglobalizationthatwegrasptheopportunitythatDigitalBuiltBritainpresents）。

    所以，和所有的新概念、新技术出现的逻辑一样，智慧城市也是基于现有的痛点与未来可能的发展趋势顺势提出，其目的是解决痛点和创造经济效益。英国希望，通过数字建造英国战略的实施，能为未来各个行业提供更多的工作机遇和经济增长点。英国政府同时把智慧城市看作是城市的信息化，而“BIM”作为建筑行业信息化的代名词，某种程度上也成为了建筑行业在智慧城市中的代名词。

    分界线

    BSI在阐述智慧城市框架的时候，有个著名的金字塔模型，模型将智慧城市关键因素以及对应的标准进行了架构。在这个框架里，智慧城市的基础是物联网（IoT），也就是将我们城市的对象变成可交互的数字化（Interoperability，这点非常重要，Interoperability实现的前提需要标准化）。基于IoT获取的数据以及对象本身的数据，进行分析与挖掘，最终形成对城市有利的决策。

    BSI智慧城市标准的相互关系与框架

    所以IoT是智慧城市的基础与底层。如果我们再回到MarkBew的BIMMaturityModel，我们可以发现MarkBew描绘的BIM最终理想状态就是一个IoT的状态（BIMLevel3-iBIM）。

    这样看的话，BIM和智慧城市其实有着一个清晰的分界线，BIM达到了目前所期望的最终目标，其实才只是到达智慧城市建设的一个起点，一个开始。

    所以，对于建筑行业对于BIM来说，智慧城市更像是一个口号，一个目标。英国建设领域把DigitalBuiltBritain也只是作为一个科研项目来看待，期望这样的研究能为未来创造经济效益。

    ConceptModel

    BSI为各个行业设计了不同的概念模型（ConceptModel）。概念模型从每个细分领域的对象出发，设计出各类驱动事件、数据类别、影响因子对对象的影响，并更往上一层从相关领域互动性的角度分析对象变化对城市决策的影响。

    对于建筑行业，BSI概念模型里的建筑是由不同的对象（Object）组成，每个对象由部件（item）组成。建筑里每个对象由不同属性的数据驱动着。

    ConceptModel1：建筑的组成

    ConceptModel2：对对象和部件产生驱动的数据属性

    上面的ConceptModel都是针对单体建筑中一个对象的驱动模型。城市是由建筑群组成，城市的决策不是由一个建筑而是所有建筑群体共通的数据来驱动，当上升到建筑群体时，并且要与其他领域数据产生互动时，影响城市决策的数据与因子会上升到一个异常复杂的维度。于是我们便看到了下面的这样一个ConceptModel3。

    ConceptModel3：建筑中的对象在整体智慧城市的逻辑体系模型

    在没有BIM的世界里，我们的逻辑思维就像是ConceptModel1，简单的对单个建设过程的对象进行管理。在BIM的理想世界中，我们期望的逻辑思维就像是ConceptModel2，我们期望单个建设过程的对象能有结构性的数据来作为支撑。当不同的建筑有了统一的结构性数据时，我们才有基础来实现ConceptModel3。这三个层级的Concept也像是英国BIMLevel1,BIMLevel2,BIMLevel3分别想实现的状态。

    所以，当“BIM”的状态还没有实现时（BIM只是代名词，实现BIM理想状态的不一定是BIM技术本身），建筑行业想融入智慧城市，就相当于从ConceptModel1直接跳进了ConceptModel3。难度可想而知。

    BarclaysCycleHire

    这里先举一个与我们生活息息相关的例子，就是摩拜单车的祖师爷——BarclaysCycleHire。

    BarclaysCycleHire作为英国的共享单车，顺应着智能手机的发展，于2010年推出。和现在的共享单车一样，Barclays通过将所有的单车联网，用户可以通过APP浏览到单车的定位并使用单车。由于Barclays单车必须停放在固定的停车器上，所以通过将通车器状态联网，用户还可以查看哪些地方还有多少空位停放单车。

    早期BarclaysAPP界面

    为了提高单车应用率，Barclays可通过对某个区域的单车数量以及使用率进行定价。同时，为了更好地均衡单车分布，Barclays推出奖励机制，用户如果把单车从某个在应用率低的时段和区域骑到热点区域，可以得到相应的奖励。

    Barclays通过记录单车的使用数据进行逻辑推算，分析交通压力和趋势，以更好地服务市民，同时市民也可通过APP及时反馈单车的状况，比如损坏情况等。Barclays再根据用户反馈的数据分配维修的方案，并分析报修数据，优化单车的设计。

    从Barclays使用数据预测的伦敦交通压力图

    如果我们看看英国对第二层级ConceptModel的设计，再想一想很多与我们生活息息相关的互联网产品，8年前Barclays的做法其实就可以看做是智慧城市组成的雏形。

    英国认为，像Barclays以及现在的Airbnb、Uber等互联网共享产品，都可以看作是智慧城市的组成部分。很多领域没有刻意提智慧城市，但是自身其实已经实现了自己领域的ConceptModel2，为社会与经济创造着价值。这个也是英国所希望看到的：不刻意的去建设智慧城市，而是通过标准与政策的引导，让各行各业自发往这个方向前进，创造经济价值的同时协助城市的管理。

    我们的社会其实正在不知不觉中向智慧城市进步着。

    英国现在努力的方向是从ConceptModel2变为ConceptModel3，从单个领域的智慧变为相互间数据可以产生互动的Interoperability。

    没有建筑的智慧城市

    像Barclays这样的案例，由于领域的相对单一，所以ConceptModel2相对更容易实现。反思我们的建筑行业，如果我们把地图看做是一个简单的GIS，我们在地图中能获取这个城市的种种信息，但是到了建筑实体这里，地图中的楼宇便是一个个空白。在智慧城市的模型中，我们只有建筑的一张躯壳，我们并没有智慧城市所需要建筑内部的对象（Object）与部件（Item）的信息，这些对象与部件也没有以一个统一的标准化进行定义。

    只有建筑躯壳的伦敦模型

    我们现在只有建筑物外部信息（GIS），没有建筑物内部信息（BIM）：最关键的信息是空白的，而城市中人的主要时间和活动都这个空白信息中。

    在智慧城市中，我们建筑行业目前能提供的似乎只有空间信息，没有建筑物对象、部件、空间之间的信息与逻辑关系。同时，由于建筑行业的复杂性，建筑行业内部本身就存在多个细分领域，每个领域之间又是信息的孤岛，我们首先要实现的是自身的Interoperability。智慧城市中，信息不能孤立的存在。

    BSI城市数据调研

    BSI在2015年时曾经发布过《城市数据调研报告》（Citydatasurveyreport），报告显示，建筑中的数据是城市数据里最需要增长的数据之一。

    BIM的意义就是让我们建筑里的对象在智慧城市中有虚拟的载体和结构性的数据。BIM+GIS，GIS是一个载体，是地理信息的集成。BIM+GIS便是希望将建筑数据扩展一个维度——空间和城市的维度，更大层次的发挥数据的价值，之后才到智慧城市的基础：IoT。

    所以我们建筑行业想要为智慧城市做贡献，BIM的实现似乎是一个必须的前提。

    数据的维度与逻辑

    智能的基础是逻辑驱动的多维度结构性数据。如果只是单纯的IoT，那么我们看到只是一个单维度的数据展板与OA。建筑对于智慧城市不仅仅只是一堆监测数据。

    很多人很难理解为什么美国为什么要在传统的MasterFormat、UniFormat基础上推出OmniClass，英国为什么在UniClass基础上推出UniClass2与UniClass2015。这其实是在把建筑的对象与数据往更深的维度在拓展：从层级（Hieararchy）到分面分类（Facet），从单一的建筑对象到整个建筑群体的统一对象。

    建筑、建筑群与城市

    很多人也很难理解为什么COBie那么被应用层面所嫌弃，但是英国还是在BIMLevel2中强推。因为现有的技术层面，建筑行业似乎没有更好的办法来统一建筑的内部对象与数据了。我们对建筑行业未来无数美好的愿景，其实都是要以统一的对象和数据标准为基础。

    UniClass、COBie、CDE(CommonDataEnvironment，以后有机会聊下CDE)，构成了英国BIMLevel2的整体灵魂。这似乎也是现阶段现有的技术能力所能有的最好解决方案（其实美国目前也是类似的做法）。

    MachineLearning会不会成为建筑行业数据基础的新的解决方案，目前其实并不好说，因为在我们能看到的现在，MachineLearning在短期内还无法实现UniClass,COBie,CDE所期望的目的。

    《未来建造的逻辑与知识》

    《BIM需要什么样的人工智能》

    BIMLevel2的艰难

    在BIMLevel2强制令实施的第3个年头，NBS发布了《2018-NBSNationalBIMReport2018》，对BIMLevel2的实施效果进行了统计，统计结果大跌眼镜：70%以上的统计样本认为行业离普遍达到Level2水平的目标非常遥远，而调研结果显示只有4%的样本认为BIMLevel2要求很成功。

    英国BIMLevel2调研

    原BIMTaskGroup现DigitalBuiltBritain成员IanBlackman说，BIM是智慧城市的基础，但是BIM与智慧城市存在着严重的缺口，英国希望通过BIMLevel2的实施来弥补这个缺口，可现实却不太理想。

    BIMLevel3的前提是BIMLevel2的实现。但英国原本计划在2020年达成BIMLevel2的BusinessasUsual的目标似乎已无法实现，BIMLevel3的启动时间目前也未知。在CentreofDigitalBuiltBritain成立的这2年里，英国也不再像当年BIMTaskGroup一样频繁地发布政策与标准了。

    在2016年成立、用于替代BIMTaskGroup来推动BIMLevel2的UKBIMAlliance，在今年9月的时候透露，自己将在10月中旬的英国数字建造周（DigitalConstructionWeek）发布一个降低BIM应用标准的新指南。UKBIMAlliance成员RichardSaxon承认了BIMLevel2推行的艰难，所以UKBIMAlliance计划发布一份从基础开始的BIM应用指南，把要求放低，未必一定要求达到Level2，从基础开始，先做减法再做加法，继续推行BIM。

    英国的数据积累

    虽然英国在推行BIMLevel2上遇到的相当大的困难，但英国却一直在BIM推进的关键基础工作上进行着持续的投入与数据积累。

    不同的国家不同的标准对BIM有着不同的定义，但是BIM在英国的定义已经达成了一个高度的统一：建筑行业的结构性数据（StructuredInformation）。英国也一直在为这个目标努力着：BIMLevel2的标准与要求逐渐被行业嵌入到了软件与工具中；BRE和NBS这两个英国建筑行业最主要的研究机构在政府支持下长期进行基础数据积累研究——NBSNationalBIMLibrary、BREDataBook相继推出并长期更新，确保应用层面使用的对象数据源在一开始就是统一且能交互的。NBSBIMToolKit、BreTemplater，一个个基础性的工具被开发出来帮助应用层面逐渐实现BIMLevel2。

    建筑行业的基础数据积累与研究是一个长期的、庞大的、短期内看不到效益的工程。但是英国却是就有一批人一直在坚持做着这个工作。英国政府在基础资源研究和积累方面也给予了足够的支持。

    英国BIMLevel2的推行虽然困难，但是底子却越筑越牢，从BIMLevel2迈入BIMLevel3只是时间问题。我们不能因为自身项目多项目难度大，就认为自己BIM实践能力强。这种筑底工作的差距在短时间内不会体现，但是一旦体现后，可能会像中兴一样尴尬。

    智慧是我们的愿景，可是没有一个结构性的数据支撑，智慧对建筑行业只是一个空谈。

    数据的应用

    在积累数据的同时，英国也及时将可公开的数据共享给公众。GIS方面，英国有统一的OrdnanceSurvey，城市数据方面，不同城市建立了各自的Datastore。

    伦敦建立了LondonDatastore，按照不同行业分类，把目前能收集到的城市统一数据在LondonDatastore中向社会公开，期望依靠社会的力量，发挥出数据多维度的优势，通过不同数据的Interoperability，挖掘出数据更大的价值，为城市决策做出更多依据。

    LondonDatastore中现有的建筑数据

    在《智慧伦敦计划》（SmartLondonPlan）中显示，目前LondonDatastore一个月的访问量达到3万，光交通领域就有超过450个APP基于LondonDatastore的数据开发，大众的力量被激发，投身到城市的服务中。同时，基于公开数据开发的APP让市民便捷反馈的数据又更好地融入到了LondonDatastore中，形成良性的循环。

    市民参与本身就是智慧城市的重要组成部分，智慧城市并不只是政府的管理工具或者数据看板。

    未来愿景

    2017年的时候，DigitalBuiltBritain发布过一个报告《数据驱动的基础建设》（DataDrivenInfrastructure）。报告从建设的每一个阶段出发，设想了如果我们有统一的对象与数据的话，我们的建设行业会存在哪些可能性，这些数据可能会为我们创造什么价值。比如通过统一的UniClass来分析人在建筑中的各项活动，比如通过统一的对象和数据源预测未来某项产品需求热点。

    通过统一的UniClass分析人在建筑中的各项活动数据

    通过统一的对象和数据源预测未来某项产品需求热点图

    DigitalBuiltBritain认为，在真正有了统一的数据和数据间逻辑后，社会的力量会自发地把数据更多的价值挖掘出来，建筑的数据会往更深的维度拓展，与其他领域数据交互，从而发挥更大的价值，在各方面推动着社会与经济的进步。

    DigitalBuiltBritain也把建筑行业的希望寄托在BIMLevel2的之上，因为这场城市数字化、智慧化的浪潮涉及到各个行业。智慧城市的建设其实折射着各行各业的信息化底子和数据基础。

    英国BIMLevel3之路，其实就是BIMLevel2的努力实现之路。

    来源：公众号JoyBiM

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