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基于BIM的规划审查智能化探索

基于BIM的规划审查智能化探索 众智软件ZZSOFT
2022-01-21
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导读:城市规划新技术微刊《城市规划新技术微刊》是中国城市规划学会城市规划新技术应用学术委员会于2017年3月创办的

城市规划新技术微刊

《城市规划新技术微刊》是中国城市规划学会城市规划新技术应用学术委员会于2017年3月创办的网络传播刊物,文章量小题大,观点鲜明;取材轻盈灵活,反应敏捷;荟萃百家,观念新颖。每月一期,具有微、快、新等特点。历期微刊可点击话题查看。

基于BIM的

规划审查智能化探索

概述

紧跟时代发展趋势,探索BIM技术在规划管理的全生命周期应用是大趋势。创新开展基于BIM的规划报建、规划审查、规划过程跟踪的探索,将具有几何模型、专业属性和审批过程信息的BIM模型运用到规划管理中,以此提高规划审查的精准性,提升规划管理智能化、精细化水平,推动工程建设项目审批制度改革的创新。

规划BIM模型

1.1

政策驱动规划管理变革

《国务院办公厅关于全面开展工程建设项目审批制度改革的实施意见》(国办发〔2019〕11号)要求加大转变政府职能和简政放权力度;《自然资源部办公厅关于加强国土空间规划监督管理的通知》(自然资办发〔2020〕27 号)明确要求:规范规划编制审批、严格规划许可管理、实行规划全过程管理。

深化要素市场化配置改革,优化营商环境,强化国土空间规划管理,推进空间资源高效利用,提高规划管理效率等势在必行。

1.2

规划及管控手段变革

规划作为城市未来发展以及城市功能性建设部署的基础工作,是城市发展的蓝图,是城市建设和城市运行的重要前提条件,也是城市管理的重要组成部分。随着技术的飞速发展,城市规划方式及审查手段发生了质的变化:

规划与管控手段变革

(1)传统手工制图——蓝图审查

从世界范围来看,传统手工制图主要在18世纪后期开始迅速发展,规划图样都是利用铅笔、丁字尺、三角尺、比例尺等基础绘图工具进行规划设计。规划设计人员在进行手工制图的同时,也存在着诸多问题与不便;规划管理人员在进行审查时,也会因为传统的手工审查方式使管理人员陷入繁杂的资料查找、图纸转绘、指标量算之中,其工作量巨大,精度也不高。

(2)二维CAD制图——数字蓝图审查

随着第一次建筑业信息技术变革后,即20世纪80-90年代普及的CAD技术的出现,改变了传统手工制图的方式,CAD的出现完美解决了规划设计人员手工绘图、描图的繁琐,设计周期长等问题;但是CAD改变的也仅仅只是设计工具,设计中基本的信息表示与处理方式仍为二维图元,与传统绘图方式相比并没有本质改变,规划管理人员审查时不够直观,可视化效果差、图文一体化联动困难等问题仍旧存在。

(3)BIM建模——智能审查

建筑信息模型(BIM)作为第二次的建筑业信息技术变革,它正在改变工程建设领域的信息表示与处理方式、思考方式、协同方式、乃至工作流程与组织架构等。规划设计和管理人员借助BIM技术的应用优势,为规划设计与审查提供高精度、全信息的几何模型与专业属性,实现便捷化设计与智能化审查,从而推动设计与审查提质增效,有效降低行政审批风险。

1.3

当前规划审查痛点剖析

当前规划及管理大多停留在二维CAD制图--数字蓝图审查阶段,规划管理主要痛点如下:

(1)交付标准不统一

由于没有统一的设计(交付)标准,各个设计方通常根据习惯进行设计,造成指标绘制和要素规整工作量大。同时建设方和审查方也会因为没有统一的制图规范导致工程建设和审查效率低下。

(2)审查精准度低

传统审查方式在核查容积率、绿地率等重要控制性指标的准确性、精确度等方面很难满足要求。并且很多审查规范条文未进行结构化,使得在进行审查时只能以人工方式进行。为了能够满足计算机的自动审查的需求,就需要对审查内容进行规范条文的结构化翻译,从而达到计算机能够识别的目的。而目前绝大多数的审查内容,其审查点还较为模糊,完全不能实现机器审查的程度。加之部分审查内容审查过程中会掺杂从业人员的主观因素,这又会进一步降低审查的精度。

(3)审查负荷大

在规划审查方面,包含指标项和审查设计规范要求的审查内容,其所涉及的内容包含定性审查内容、定量审查内容以及定性+定量的审查内容。然而除部分定量审查内容可以实现计算机自动内容获取和识别判断外,剩余的审查内容,或是需要审查人员凭借多年工作经验的主观标准加以判断和审查,或是需要辅助度量。因此基于传统手段的审查工作,很难在短时间内完成审查任务。

(4)审查过程不直观

传统的基于二维平面的审查任务,无法实现对审查内容的立体化呈现。同时,以往的审查工作对CAD报建-纸质文档的一体化联动能力也欠佳,审查人员在进行报建审查时不能进行联动操作,实现CAD图纸与图文的直接对比。

(5)价值利用低

规划方案审查积累了大量的数据资产,包括图纸及其所对应的附件图文信息,记录了建筑的位置信息以及建筑物本身的属性信息。而这些信息在审查过程中,成果仅停留在合格与否层面上,未能将审查成果形成数据资产,而其中所蕴含的更大数据价值并未能被挖掘和深度利用。

1.4

BIM在规划审查中的作用

BIM在规划管理中一方面引导和辅助建设单位、设计单位更加便捷、规范地开展设计和BIM应用;另一方面支撑和保障规划管理部门更加科学、高效地进行规划管理和审查,提升城市规划各参与主体的服务质量与水平,营造公开、高效、可监督的审查环境。

⚪ 任意看,强可视性

替代传统效果图,展示三维空间结构。360度查看模型信息,全方位展示项目信息,并实现模型与周边环境的有机融合。

⚪ 随意剖,高精准性

BIM模型超越传统固定的二维剖面展示,可以依据审批者的角度在所需的关键节点任意剖切、联动展示,精准便捷。

⚪ 快审查,高质量性

明晰审查要点,解析审查规则,转译要素规则,保证审查的准确性、透明性和及时性。

⚪ 易决策,全数据性

汇聚事项办理所需信息,实现事项信息与BIM模型挂接,全面详尽。加快决策进度、提高决策质量。

智能审查生态体系构建

为满足审查质效双升的要求,搭建一套高效可靠的智能审查生态体系,全面提升规划管理工作的精细化、科学化、智能化水平。智能审查生态体系秉承“标准引领、智库支撑、智能审查、融合汇聚”的建设思路,形成一套完整的“闭环链”,即上报数据的标准化,审查流程的自动化,审查成果的规范化,数据资产的沉淀化,着力打造“零预处理”的数据格式高性能转换和展示,实现审查从“人审”到“机审”的巨大飞跃。

智能审查建设思路

2.1

标准规范引领

2.1.1 完善标准体系

深入对接应用需求,无缝对接国家标准和行业标准,同时根据地方实际需求,完善现有标准规范体系,形成科学合理、高效协同的BIM标准体系,统一BIM的数据、语义、流程,规范各类建设工程项目在规划报建阶段BIM模型的内容与形式。打破不同规划阶段之间的界限,实现集成化的模拟、分析、计算、协同与管控。

智能审查标准规范迭代

2.1.2 统一数据格式

在各类规划报建成果中,由于设计标准与交付标准不一,往往存在数据格式不一致的情况。为了满足数据交换、共享以及自主可控的需求,基于IFC国际标准,开发具有自主知识产权的BIM数据格式作为平台标准交换格式。一方面兼容主流建模软件(包括AutoCAD、Revit、Bentley、CATIA等)的数据格式,并与通用数据格式间可互相转换;另一方面,满足规划、施工、竣工、不动产登记、运维等全生命周期之间的交互与正向传递。

标准格式兼容和使用流程

2.2

知识智库支撑

搭建知识智库,对所涉及的法律法规、标准规范和审查规则等进行统一管理。开发智能化审查引擎,对抽象规则进行要素解析,通过平台建立图形算法与规则的关联关系,将规则转译为计算机可读规范,并利用深度学习决策机制,识别提取计算要素,构建智能审查知识智库,应用到智能审查系统,并实现规则的灵活配置。

知识智库示意图

2.3

智能审查体系建设

智能审查体系包括国土空间总体规划智能审查、控制性详细规划智能审查、修建性详细规划智能审查及交通、市政、建筑等专业的专项规划智能审查。其审查要点着眼于规划合规合标性,致力于提升规划管理工作的精细化、科学化与智能化。以控制性详细规划智能审查和修建性详细规划智能审查作详细阐述:

2.3.1 控规智能审查

2.3.1.1基础性审查

控制性详细规划主要从宏观层面对报建内容进行审查,其内容包含图形的拓扑关系检查以及强制性指标数据内容检查,其检查结果直接服务于编制内容的审查、编制过程的审查以及电子文件规范性的审查。

基础性审查

2.3.1.2 合理性审查

通过对录入到系统的各类规范性文件进行计算机语言转译,对报建文件自动进行相关规则自动关联,并自动提取属性和关键数据,进行合理性审查。审查结果包含用地汇总统计表、用地平衡统计表、设施配套公建统计表以及地块指标统计表等各类统计汇总表。

合理性审查

2.3.2 修规智能审查

2.3.2.1 BIM微观审查:

BIM微观审查是从定性和定量角度对规划报建方案进行审查,审查结果自动形成审查报告。报告可在设计端打开与定位,实现审查结果与设计内容的交互。

(1)定性检测

基于BIM审查系统所具备的二、三维图形渲染能力,提供方案分类控制查验、剖切、漫游、双视窗浏览等能力,帮助用户快速建立方案的整体印象、精确把握方案的细节本质,为方案的初审和指标的最终核查提供强大的支持。

定性检测

(2)定量检测

基于智能化审查引擎,开发失误检测、建筑间距检测、退让检测、综合检测等定量检测功能,综合形成总平面和建筑单体技术指标审查结果,审查要点与知识图谱实现关联解析。

定量检测

2.3.2.2 BIM宏观审查:

BIM宏观辅助审查,侧重于项目与周边场景的关系审查,从定性与定量两个层面进行全面把控。定性上,满足天际线分析、色彩分析、体量分析、视域分析、通视分析等多种分析要求,从整体层面上完成场景的分析。定量上,满足用地分析、日照分析、方案对比分析、指标分析、建筑限高分析、建筑密度分析等多种审查要求,通过分析BIM报建成果的属性信息,结合周边场景中的空间位置信息,对各个指标进行量化分析和统计。

宏观智能审查

2.3.2.3 衔接性审查:

规划需要强调区域关系的衔接性和协调性。修建性详细规划成果既要满足上位规划(控制性详细规划)衔接性要求,也同时需要其他规划的衔接性审查要求。

⚪ 控制线审查

将房建类项目用地红线内容与编制单元的控制线内容进行边界突破分析、用地性质兼容分析、编制单元指标控制分析等;

⚪ 综合交通审查

支持对房建类项目的综合交通类协审的退距、禁止出入口、开口等相关审查要点进行技术审查;

⚪ 市政管线审查

支持对房建类项目的市政管线类协审的间距、埋深等相关审查要点进行技术审查。

2.3.3 智能审查成效

通过关键要素解析、要素规则转译,实现大多数审查要点机器自动审查,部分最终核查和决策需要人工参与。促使半数以上关键指标的办理节点或环节实现“机审、秒办”,全面提升审查效率,优化审批环境,促进放管服改革。

审查要素解析

2.4

数据资产融合汇聚

利用BIM技术奠定城市信息模型(CIM)的BIM数据基础,融合地理空间信息(GIS)、物联网(IOT)等技术,创新建设智慧城市的新型技术路径,深入挖掘BIM模型在“规、建、管、运”全业务链条中的作用,以规划为基础,拓展BIM在城市多领域中的应用,发掘BIM在建设工程全生命周期的价值,为城市发展提供BIM数据底板支撑,为城市建设与管理提供大量可供深加工和再利用的数据信息,实现城市数据的自然增长、信息挖掘以及城市体检,为打造全域覆盖的CIM基础平台奠定坚实的基础。 

数据资产沉淀

“双轨制”运行推广

基于BIM技术发展与传统制图习惯的影响,二维CAD制图与BIM建模在相当长的时间内并存。“图纸模型双轨制”报建模式应运而生,对报建成果不强制、对现有二维流程不阻塞,审查软件具备高度的可兼容性:对于BIM报建成果审查,智能审查系统可以直接实现报建成果导入、智能化审查与入库管理;对于二维CAD报建成果,二维成果自动生成三维模型,审查后的图纸与三维模型同样入库管理。

图纸模型“双轨制”审查

利与弊的辩证

BIM技术应用在国家产业政策和全行业的努力下取得了长足的进步,已深刻改变了中国工程建设行业的信息化水平,并已深入到了立项用地规划许可、工程建设许可、施工许可、竣工验收以及之后的维护管理等各个阶段,给城市发展带来新的契机:

⚪ 促进政府服务效能提升

以BIM为抓手,打通规划、建设、管理、运维的全生命周期,推动工程建设项目审批制度改革向智慧化转型、向高效化发展。

⚪ 提升城市规划的科学性

通过BIM全息化表达方式,直观展示规划成果及特色空间,提高规划审批精准性与高效性,推动规划科学落地。

⚪ 提升建设管理的精准性

通过BIM更加精准地算量分析城市“生长过程”,提升城市“智慧建设”水平,为物理城市向数字孪生城市发展提供良好的数据基础。

当然,在看到优点的同时,我们同样也要直面挑战:

⚪ 设计成本短期增加

目前行业内大部分单位还是习惯使用CAD 进行二维设计,短期内,设计方式改变将会增加设计成本;

⚪ BIM数据兼容性弱

现在不同的BIM软件之间,数据导入和导出会碰到很多技术障碍,在转换过程当中存在数据丢失的现象。

用一双辩证的眼睛去发现BIM审查的利与弊,同时顺应时代发展的趋势,逐步推进BIM智能审查工作。



参考文献

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