建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)在智慧城市中的應(yīng)用

　　摘要：當(dāng)前，智慧城市建設(shè)受到和全世界的共同重視和關(guān)注，在智慧城市建設(shè)環(huán)境背景下，建設(shè)工程檔案智慧化建設(shè)也在迅速發(fā)展，建設(shè)工程檔案智慧化的核心即建設(shè)工程檔案的大數(shù)據(jù)化。筆者針對(duì)建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中具有的特性以及二者之間的關(guān)系展開研討，并進(jìn)一步對(duì)建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)在智慧城市中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

　　關(guān)鍵詞：智慧城市;建設(shè)工程檔案;大數(shù)據(jù);特性;應(yīng)用

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，城市建設(shè)突飛猛進(jìn)，城市越來越大，人口越來越多，城市負(fù)擔(dān)逐步加劇，城市病問題隨之而來并日趨嚴(yán)峻，為擺脫城市發(fā)展困境，促進(jìn)城市可持續(xù)健康發(fā)展，智慧城市建設(shè)已成為當(dāng)今城市發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的潮流。建設(shè)工程檔案即是城市建設(shè)中大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)載體，也是構(gòu)建智慧城市的主要基礎(chǔ)，建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)能夠?qū)⒊鞘薪ㄔO(shè)大數(shù)據(jù)進(jìn)行高度集成，因而在智慧城市建設(shè)中必不可少，堪為大用。

　　一、智慧城市的基本概念和意義

　　自本世紀(jì)初智慧城市概念提出，智慧城市建設(shè)隨之蓬勃發(fā)展。智慧城市就是借助成熟的現(xiàn)代信息、技術(shù)智能的學(xué)習(xí)型算法、強(qiáng)大的云計(jì)算算力，依靠建設(shè)工程全要素的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等建設(shè)工程數(shù)字化資源作為算據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)城市運(yùn)行核心系統(tǒng)中各種重要信息進(jìn)行分析、整合、優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)住宅、社區(qū)、環(huán)保、醫(yī)療、電力等信息化與城市化的智慧性高度融合。以2015年竣工的全世界公認(rèn)的智慧建筑代表荷蘭阿姆斯特丹TheEdge前沿大廈為例，該建筑以其數(shù)字化智能建設(shè)、運(yùn)維的應(yīng)用，為使用者提供信息化控制管理的“有生命、會(huì)思考”辦公建筑的炫酷體驗(yàn)，可窺見到未來無限可能的智慧城市之一斑[1]。

　　二、智慧城市建設(shè)中建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)的基本特性

　　(一)建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)可以成為智慧城市大智庫(kù)。

　　智慧時(shí)代的建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)可以發(fā)展成為智慧城市的大智庫(kù)，其主要原因是智慧城市的本質(zhì)是通過使用有關(guān)聯(lián)的先進(jìn)信息技術(shù)大數(shù)據(jù)及建造手段，實(shí)現(xiàn)城市中各個(gè)部門和各個(gè)系統(tǒng)之間信息共享與協(xié)作的愿景。可以將BIM、CIM、AI、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等信息化技術(shù)想象成為智慧城市的中樞神經(jīng)，信息化技術(shù)轉(zhuǎn)化生成的建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)則可以作為智慧城市的核心得到高效合理運(yùn)用。整合在智慧城市背景下運(yùn)行的建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)資源，可以搭建成信息化、數(shù)字化的建設(shè)工程檔案管理平臺(tái)，以建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)為大智庫(kù)，然后融合經(jīng)過計(jì)算優(yōu)化的先進(jìn)信息化建造科技，全面貫穿規(guī)劃、招投標(biāo)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等過程，創(chuàng)建大數(shù)據(jù)下的全生命周期智慧城市[2]。在此基礎(chǔ)上，可以創(chuàng)建硬件一流兼具城市大數(shù)據(jù)管理中心功能的智慧檔案館，處理協(xié)調(diào)智慧城市中大交通、大環(huán)保、大城鄉(xiāng)等變化沖突關(guān)系，維護(hù)城市的智能設(shè)施健康有序運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　(二)智慧城市建設(shè)需要依靠建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)為核心。

　　一是建設(shè)工程檔案信息要素全面，來源可靠。長(zhǎng)期以來，建設(shè)工程檔案因其來源可靠且要素全面的特質(zhì)在城市發(fā)展建設(shè)過程中發(fā)揮著重要作用。建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)系統(tǒng)是由建設(shè)主管部門及其所屬各有關(guān)機(jī)構(gòu)、建設(shè)單位、城建檔案管理部門等多方協(xié)同把關(guān)，形成的可靠、系統(tǒng)、全面的建設(shè)工程檔案管理體系。在城市建設(shè)過程中，建設(shè)各參建主體、材料供應(yīng)商、專業(yè)監(jiān)管部門、第三方檢測(cè)服務(wù)機(jī)構(gòu)等連續(xù)不斷形成文字、圖紙、圖表、聲像等各種載體的信息資料，這些資料經(jīng)過收集、整理及城建檔案管理部門專業(yè)化管理，形成來源真實(shí)可靠，詳實(shí)準(zhǔn)確，涵蓋幾何、物理等全要素的建設(shè)工程檔案。在智慧城市建設(shè)中，隨著數(shù)字化技術(shù)不斷廣泛應(yīng)用，建設(shè)工程檔案可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步建設(shè)過程，實(shí)現(xiàn)記錄、形成、收集由原來的多人多次工作變成直接形成整理，并且實(shí)現(xiàn)簽字、蓋章、刪除、變更等手續(xù)均有留痕，記錄信息更加真實(shí)和難于篡改。

　　二是建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)可構(gòu)建三維孿生虛擬數(shù)字城市，智慧化城市管理。未來建設(shè)工程檔案記錄將建立在BIM、CIM等新型數(shù)字信息化技術(shù)手段支撐基礎(chǔ)上，這不僅是傳統(tǒng)的二維資料，還是能夠記錄一個(gè)三維的孿生虛擬數(shù)字城市?？梢?，可以根據(jù)審美、時(shí)代等需要不斷升級(jí)變化。建設(shè)工程檔案部門將會(huì)保存同真實(shí)建筑乃至城市完全一樣的孿生建筑和孿生城市模型，這個(gè)孿生模型可以精細(xì)化到一塊磚、一片瓦、一個(gè)螺絲釘，每一個(gè)細(xì)節(jié)都與真實(shí)城市完全等比一致，然而卻可以輕量化到一部服務(wù)器、一臺(tái)電腦甚至一塊硬盤就可以保存。智慧城市的管理部門可以通過對(duì)虛擬城市全面的維護(hù)，展開實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的城市管理。不但可以實(shí)時(shí)獲得智能化的預(yù)警信息，運(yùn)用前瞻性的視角來預(yù)測(cè)城市發(fā)展進(jìn)程，還可以合理地根據(jù)城市建設(shè)變化分析，作出最佳城市發(fā)展以及城市管理的決策，也可以及時(shí)預(yù)測(cè)突發(fā)災(zāi)害和事件。

　　三是建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)可資輔智慧城市建設(shè)。建設(shè)工程檔案在一定條件下可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的集合、統(tǒng)計(jì)、分析，從而對(duì)智慧城市的建設(shè)進(jìn)行資政輔助。建設(shè)工程大數(shù)據(jù)平臺(tái)具有承載建設(shè)工程數(shù)據(jù)信息的重要作用，完全可以通過政府部門的扶持成為智慧城市的大數(shù)據(jù)中心，為智慧城市運(yùn)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié)提供支撐。在智慧城市背景下，具有專業(yè)、權(quán)威信息系統(tǒng)的建設(shè)工程大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以將那些散狀分布的單元整合成立體的城市空間，通過分析大量智慧城市點(diǎn)狀物的分布使用情況，便利地為智慧城市的建設(shè)發(fā)展提供預(yù)測(cè)與數(shù)據(jù)支撐，對(duì)可預(yù)測(cè)或已觸發(fā)警報(bào)的控制模塊予以全面維護(hù)，實(shí)現(xiàn)智慧城市的自我維持發(fā)展功能;可以通過對(duì)不同建造方法、不同建造理念、不同地理特征差異、不同人文風(fēng)俗習(xí)慣下智慧城市發(fā)展建設(shè)情況進(jìn)行分析、計(jì)算，為智慧城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、產(chǎn)品、理念的迭代更新提供保障依據(jù)。

　　三、智慧城市和建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)之間的關(guān)系

　　未來的智慧城市與建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)之間具有相輔相成、如影隨形的關(guān)系，建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)或?qū)⒊蔀橹腔鄢鞘械撵`魂、智慧新城的大腦。其中建設(shè)工程檔案主要是指在城市規(guī)劃和建設(shè)以及管理等活動(dòng)中產(chǎn)生并歸入城建檔案的科技類工程文件資料，它能夠真實(shí)記錄城市特有的自然風(fēng)貌以及建筑物體和結(jié)構(gòu)、地上以及地下綜合管線等各項(xiàng)工程建設(shè)實(shí)際情況。建設(shè)工程檔案作為建設(shè)過程中最詳細(xì)、最能反映建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況的圖紙、文字、數(shù)字模型等，具有很多可挖掘性的信息內(nèi)容，其資源利用價(jià)值非常巨大。若將智慧城市當(dāng)成一個(gè)有思想的成年人，那么建筑物就是這個(gè)成年人的血肉，而建設(shè)工程檔案則是控制這個(gè)人的靈魂。每一座建筑物本身都是一個(gè)小型的智慧系統(tǒng)，建設(shè)工程檔案保存著建筑物體建造前后和建設(shè)全過程中每一個(gè)細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)信息資料，并且這些數(shù)據(jù)信息對(duì)建設(shè)單位和當(dāng)前建筑物使用者而言，都具有極大的利用價(jià)值。此外，建筑物本身具有的空間位置就是一個(gè)個(gè)最基本的地理數(shù)據(jù)的信息要素，建筑物作為每個(gè)城市活動(dòng)的重要場(chǎng)所的支撐點(diǎn)與基站，可以被用作各個(gè)部門和各個(gè)系統(tǒng)之間聯(lián)系的信息起始點(diǎn)，可以有選擇性地調(diào)用建設(shè)工程檔案數(shù)據(jù)信息，并與智慧城市中其他方面的要素相關(guān)聯(lián)，從而獲取智慧城市管理與決策過程中所需的各類信息資料。

　　四、建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)在智慧城市中的具體應(yīng)用

　　(一)應(yīng)用在智慧建筑，提供舒適建筑體驗(yàn)。

　　應(yīng)用建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)對(duì)鋼筋混凝土齡期變化、玻璃及保溫材料熱傳遞效率、空間立體體積等的動(dòng)態(tài)記錄結(jié)合實(shí)時(shí)的日照強(qiáng)度、季節(jié)變化、風(fēng)力風(fēng)向、空氣濕度、空氣質(zhì)量、人群密集度等展開分析計(jì)算，通知傳感器進(jìn)行燈光、空調(diào)等人和建筑物的和諧調(diào)整，可以給建筑物內(nèi)的人提供更加舒適的居家辦公體驗(yàn)。由于建筑材料、時(shí)間、外界影響等因素處于動(dòng)態(tài)變化中，建設(shè)工程的檔案信息資料也隨之具有種類繁多以及內(nèi)容復(fù)雜的特征，大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人工檔案管理手段全面的升級(jí)，在大數(shù)據(jù)平臺(tái)的有效支撐下，建設(shè)工程檔案數(shù)據(jù)資源將會(huì)得到全面的匯總、歸類、計(jì)算、分析，充分保證智慧城市的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。如前文提及的TheEdge前沿大廈，其沒有固定的辦公桌，可以根據(jù)需要調(diào)整成使用者最適宜的或安靜或便于社交互動(dòng)的辦公環(huán)境，可以隨意調(diào)節(jié)溫濕度和亮度并保持持續(xù)環(huán)境清潔，給與使用者提供充滿活力和興奮度的創(chuàng)意工作條件。TheEdge前沿大廈成為通過對(duì)建筑幾何、物理等建設(shè)工程檔案內(nèi)容覆蓋資源的大數(shù)據(jù)計(jì)算分析下智慧建筑的典型代表[2]。

　　(二)應(yīng)用在智慧交通，提供多元交通可能。

　　建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)可以整合各類建設(shè)工程檔案中的高速路網(wǎng)、水運(yùn)碼頭、民航機(jī)場(chǎng)、高鐵站線、城市地鐵、跨江大橋等交通工程的建設(shè)和分布情況并進(jìn)行匯總，搭建智慧交通管理陸、海、空、地一體化管理超級(jí)平臺(tái)，為出行提供更多元的選擇和更智能的體驗(yàn)[3];可以通過記錄傳遞發(fā)光智能公路施工工藝、風(fēng)力太陽(yáng)能路燈節(jié)能措施、路網(wǎng)流量監(jiān)控智能化管理系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的推廣應(yīng)用打造出更多加持高科技、節(jié)能等手段的智慧交通;可以搭建一個(gè)城市基礎(chǔ)設(shè)施的動(dòng)態(tài)監(jiān)控天眼，哪個(gè)地方窨井蓋掉了、馬路中心塌陷了等損壞發(fā)生后會(huì)有即刻報(bào)警顯示，然后提醒管理方調(diào)配城建維護(hù)保養(yǎng)部門的人員帶著匹配型號(hào)的配件材料立即修復(fù)損壞點(diǎn)，甚至未來可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警后機(jī)器人根據(jù)檔案數(shù)據(jù)提供的分析自動(dòng)去修復(fù)。

　　(三)應(yīng)用在智慧設(shè)計(jì)，借力升級(jí)工藝水平。

　　建設(shè)工程檔案在修舊或緊急建設(shè)設(shè)計(jì)中存在巨大價(jià)值，可以通過舊有圖紙進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，借助前人智慧升級(jí)創(chuàng)造產(chǎn)生更加卓越的設(shè)計(jì)成果。如智慧城市的必備基礎(chǔ)設(shè)施5G基站的建設(shè)，可以通過改造4G基站實(shí)現(xiàn)，參考原有的4G基站位置及原設(shè)計(jì)方案有效提高改造的效率。再如疫情期間武漢雷神山火神山的建設(shè)，都是基于原北京小湯山醫(yī)院的建設(shè)工程檔案資料進(jìn)行優(yōu)化的，但新建設(shè)的醫(yī)院充分運(yùn)用了信息大數(shù)據(jù)管理，使病人的休養(yǎng)環(huán)境變得更加利于康復(fù)。

　　(四)應(yīng)用在智慧管線，保障城市運(yùn)營(yíng)暢通。

　　地下管線相當(dāng)于城市的血管，它的暢通與穩(wěn)定是城市健康運(yùn)轉(zhuǎn)的保障。建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)可以收集、普查匯交形成動(dòng)態(tài)地下管線數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)，完整與精確的地下管線動(dòng)態(tài)數(shù)字信息大數(shù)據(jù)能夠?yàn)橹腔鄢鞘械慕ㄔO(shè)和管理提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。不僅可以有效預(yù)防建設(shè)過程中挖爆自來水、燃?xì)獾裙不A(chǔ)設(shè)施造成經(jīng)濟(jì)損失或出現(xiàn)危險(xiǎn)性破壞的后果，還可以為城市軌道交通等地下工程建設(shè)提供便捷的服務(wù)，有效實(shí)現(xiàn)綜合管廊工程的智能監(jiān)管和報(bào)警[4]。關(guān)于地下綜合管廊工程的智能監(jiān)管，以目前社會(huì)熱議的垃圾分類工作為例，瑞典的垃圾分類處理管道系統(tǒng)就是一個(gè)很好的借鑒[5]。其要素是在小區(qū)內(nèi)設(shè)有全程數(shù)字化直通收集站的垃圾管道或者是在部分新建小區(qū)居民家中設(shè)置數(shù)字化廚余垃圾處理管道，這種方式操作起來更便捷衛(wèi)生，能夠節(jié)約運(yùn)輸成本。這種地下智能管網(wǎng)式垃圾分類處理很值得借鑒，相信對(duì)涉及該類設(shè)計(jì)工藝及圖紙的建設(shè)工程檔案的挖掘也會(huì)成為未來智慧城市-智慧管網(wǎng)建設(shè)的一個(gè)熱門研究課題。

　　綜上分析，建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)能夠?yàn)橹腔鄢鞘薪ㄔO(shè)提供支撐，而且建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)必將成為智慧城市的核心支撐，因此建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)管理模式必須進(jìn)行全面推進(jìn)。建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)是智慧城市的靈魂，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，需要進(jìn)一步加強(qiáng)建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)管理意識(shí)，增強(qiáng)建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)管理的宣傳和推廣力度，實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程檔案大數(shù)據(jù)規(guī)范化和法制化管理，使其在智慧城市建設(shè)中能夠得到廣泛、充分、科學(xué)的應(yīng)用，從而推動(dòng)城市管理的智慧化發(fā)展。

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　　李姝雨

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