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5G时代下基于城市信息模型（CIM）的智慧校园建设模式研究

摘要：在教育信息化2.0与智慧城市建设的双时代背景下，探讨CIM的特征与实质，以及在5G?时代CIM平台的物联网感知关键技术，提出基于CIM的智慧校园总体建设模式，旨在进一步推进智慧校园的服务能力，构建符合高校园区特色的平台化系统整合。

???????关键词：CIM，智慧校园，物联网，5G

???????一、研究背景

???????高校园区的日常工作和数据管理涉及高校各部门管理系统，以及众多外部管理部门。以往的智慧校园平台建设，采用各自采购专业智能化系统、建设独立系统的模式，因重复采集、交叉维护造成数据条目的规范性和实用性差，跨系统、跨部门数据流通与工作流程不一致等问题，严重影响信息化效益的发挥。

???????此外，高校园区现有和正在建设的平台多种多样，专题数据量也十分庞大，如何集成这些平台和数据，丰富三维空间数据的属性内容，增强三维平台的功能集合活跃度，扩展应用领域，满足校园日常运营管理和应急保障服务需求，新型智慧校园平台建设势在必行。

???????二、CIM及应用

???????CIM是对建筑信息模型（BIM）、地理信息系统（GIS）、物联网（IOT）等新一代信息技术的集成和提升（耿丹，2017）。CIM既可以存储城市规模的海量信息，又可以作为云平台提供协同工作与数据调阅功能；同时和物联网、大数据挖掘、云计算等技术结合，还能提供满足城市发展需求的集成性管理系统（ESRI，2019）。

???????CIM的构成是以GIS作为所有数据的承载，作为所有数据融合的功能性平台，同时，还会加入新的内涵；BIM数据，就是城市单体、城市细胞的数据。

???????由BIM到CIM，扩展成为智慧城市的底板，包含建筑物、构筑物、道路、地下管线、地址、水体和地表等7类基础数据资源，共同构成城市公共治理的物质底板。

???????2013年，我国设立了第一批智慧城市试点，引爆智慧城市在中国的落地进程。截至2017年3月，我国95%的副省级城市、83%的地级城市，总计超过500座城市，均明确提出或正在建设智慧城市。从数字模型的角度分析，目前BIM软件通用由BuildingSMART联盟提出的IFC标准，其几何表达方式有三种：边界几何（B-Rep，BoundaryRepresentation），扫描体（SweptSolid）和构造实体（ConstructiveSolidGeometry，CSG）。同时IFC存储了建筑物及其所有构件的多种语义信息，如所有者信息，模型修改历史记录，以及建筑构件的成本和施工时间表等内容。

???????2017年，中国信息通信研究院提出“以数字孪生城市推进新型智慧城市建设”的创新理念。有学者提出：城市信息模型是智慧城市的操作系统，用3D可视化的管理系统提升城市决策与管理，类似于从DOS时代升级至Windows时代，城市实现管理透明化和决策科学化。

???????三、5G时代下CIM技术趋势

???????5G带来的高速率、大容量、低延迟，实现互动性、实时性、场景化更强的三维直播/视频/通话应用，已经拉开了三维通讯社交的序幕。技术演进与需求升级驱动了数字孪生城市这一新型智慧城市建设发展的新理念、新途径、新思路。

???????5G时代下物联网数据信息和控制信息的双向传递与控制，包括海量信息智能感知识别、处理运算、模式发掘，从而实现人与环境、系统与系统信息交互和无缝连接，达到对现实中校园各系统、环境、单位、元素的实时控制、精确管理和科学决策目的。

???????IoT能够给CIM平台呈现客观世界所有的状态，即“数字孪生”。今天以数字孪生（DigitalTwin）为代表的战略性技术，已经逐步实践出CIM作为多维数据融合治理平台的趋势，从宏观到微观、从地上到地下、从室外到室内、如果将承载人们生活生产的城市空间、建筑物和基础设施实现立体化、参数化，不必在脑袋里面想象真实三维世界的景象。

???????CIM作为多维数据融合治理的基础性平台，可以理解为城市所有设施物理性和相关信息的数字表达。CIM的终极目标是走向智能化——CityIntelligenceModeling，在统一的地理空间框架体系中挂接物联网实时动态信息数据，通过可交互的平台实现分析决策、预警模拟和远程调控，实现真正的智慧城市。这一终极目标将随5G时代的到来而实现。

???????四、智慧校园与当前建设模式

???????智慧校园是以园区为平台，由建设单位规划建设的，涉及多个领域、应用多种技术，服务于多个部门与对象的复杂系统。以物联网为基础，通过感知、分析、整合和智慧响应，对园区内的人和环境机器行为的互通互联管控，构建集各类应用服务系统为一体的智能化教