CIM数字孪生技术赋能区域投资开发建设:马山镇CIM平台

2022-09-19 3796

项目建设背景

马山镇位于济南市长清区南部山区,也被称为是济南的南大门;全镇域88平方公里,项目总投资350亿元。项目范围涵盖38个村庄,涉及拆迁安置居民4万余人。是山东省重点特色小镇项目,旨在打造济南市新型城镇化示范区和新旧动能转换先行区。项目希望借助科技手段,解决实际项目工作中的痛点和难点,降本增效,提高建设水平;打好智慧马山的数据基础和底层,为未来建设马山智慧小城市的战略规划提供技术和数据支撑。

马山镇在区域开发前期遇到的主要问题是当地地形复杂,区域广阔,以往每次考察行程交通成本巨大,加之工期紧张,前期调研的效率与准确性受阻;同时,马山镇平台开发单位成立之初人员紧张,11人的团队需要负责全部投资分析、测算、时序控制、债务资金情况分析等工作,时间任务紧、决策压力大;并且,马山镇涉及四万名村民、9000户家庭的拆迁工作,管理难度巨大,特别是违建加盖问题严重。基于以上问题,马山镇开发单位济南城投集团于2018年即开始率先应用CIM技术,对全域开发进行整体性把控。

马山镇全域开发是省级重点工程

痛点与难点

(1)调研阶段

区域开发所处位置往往较为偏远、地形地貌多样,且往往项目覆盖范围广阔、交通不便,会为项目调研带来极大困难,影响效率和进度。大量的项目照片、资料难以高效保存、流转,不能形成对项目现状的整体把控和了解。另外,前期涉及的规划信息和设计信息复杂多样,例如城市规划、道路规划、生态规划、交通规划、市政规划等十几项规划设计工作的统筹管理,人口、房屋、人文等个专业数据文档等。各类信息专业性高,数量巨大,然而传统的文件管理方式只能是数量性的堆砌,而不能形成支撑决策客观数据。

(2)项目投资平衡

投资平衡是所有土地开发项目关键的任务之一,项目的整体收益与发展依托于投资平衡分析,在此过程中主要难点有四方面。第一,多数项目不仅地理形态复杂,土地资源情况更加复杂,快速、准确的分析模拟直接可收储土地,需要增减挂钩、占补平衡土地情况是此类开发建设项目的一大难点。第二,对于地块的一级开发成本测算(包括拆迁安置成本、市政基础设施建设等成本)和土地出让收益估算(包括周边地价,升值潜力预期等),不仅数据难以获取,并且业务逻辑复杂难懂,难以掌控,在实际过程中往往大量依靠从业人员的经验进行决策,无法形成客观经验数据进行沉淀。第三,随着土地升值的情况,重点项目的建设时序将会影响土地投资分析的最终结果,时序调整为开发建设难点。第四,整个项目全过程的债务情况、资金情况、贷款利息等财务情况的有效分析评估,更是业主单位面临的巨大挑战。

(3)拆迁管控

拆迁工作往往是区域开发项目中的最大难点,拆迁工作的关键问题存在于三个方面。第一,拆迁量难以做到最准确的估算,并且往往拆迁安置的任务量大、工期紧张;第二,拆迁过程中违章建筑难以管控,防止加盖加建,是避免增加不必要的成本的重要任务;第三,在拆迁过程中,有大量的人员和数据统计管理工具,如何有效掌握第一手数据和项目进度成为一大痛点。

关键成果

(1)现状调研辅助模块

该模块设计主要结合利用实景数字模型技术,运用无人机点云扫描搭建项目现状模型,可生成厘米级的高精度三维实景矢量模型,将点云数据挂接GPS和高程坐标信息,通过精准测量任意两点的直线距离、任意平面的面积和任意范围的体积,为区位资源调查提供直观、真实且准确的数据;通过三维实景矢量模型,决策者可以从全局视角看项目整体现状和局部细节。同时,模型挂接项目周边数据信息,将各类调研分析报告,全部集成在直观、真实的三维矢量模型上。结合CIM基础信息平台多终端操作,在平板电脑、手机和电脑上即时浏览、分享项目信息至相关决策者。

图 2 马山镇实现镇域级“多规合一”

项目在两天内快速采集完成马山镇88平方公里全部地形、房屋、植被三维信息,涵盖38个村庄,9500余栋房屋的厘米级精度矢量三维点云模型;通过集成和算法爬取交通、区位、周边地价等超过1500条关键决策参考数据,并通过图形轻量化实现数据、报告等成果挂接至三维模型,可通过微信链接随时分享至相关决策人员;

(2)土地投资分析模块

土地投资分析模块设计包含两部分,第一部分是静态投资分析。首先,在土地资源分析模块,通过集成城市规划数据、土地利用规划数据、土地利用现状数据,分析项目区域的土地情况,模拟评估可直接收储土地。对于需要调整规划的土地,通过结合当地国土和规划部门政策文件及要求,给出相关指导意见,例如占补平衡、增减挂钩等指标购买。其次,在项目成本分析模块,通过前期现状数据对待拆迁房屋面积的评估,录入相应地块基础设施建设的成本,快速模拟评估项目和地块的投入成本测算。最后,在项目收入分析模块通过分析周边地价数据,地块升值潜力评估数据,计算项目地块出让预期收益,并用于项目投资平衡分析,给出建议土地出让价格。

第二部分为动态投资分析。对大到项目,小到地块的开发时序进行动态模拟,结合土地价格变化,计算不同开发时序和开发方案对应的收益情况、债务峰值情况、资金回转情况等,为决策者提供动态的数据化的参考依据。

图 3 CIM投资分析模块

通过对CIM土地投资分析模块的应用,集成了多项规划数据,实现镇域级“多规合一”,决策者可快速获取增减挂钩、占补平衡等土地指标。同时,应用CIM技术对600多个重点项目地块进行投入产出数据分析,涉及超过110亿元投资方案优化。针对建设时序和财务情况,模拟分析30余次,涉及投资金额调整超过5亿元;

(3)拆迁管理模块

马山镇在冻结令下发仅一天后,通过点云扫描技术,立刻对完成7800多栋房屋进行扫描和数据采集,即能帮助调查待拆迁房屋情况,通过前后两次扫描对比,作为事实依据,有效防止违章加盖加建。通过55台PAD设备,140人入户调查工作人员实现全过程数字化工作、精细化管控。并且,通过CIM平台,为马山镇9000余户村民搭建云端数据档案,详细登记每户的户籍信息、家庭成员、现状房屋信息、安置房屋信息等,为后续的区域规划和建设工作提供决策依据,辅助政府管理工作。

图 4 拆迁移动端现场数据采集

(4)智慧工地模块

马山智慧工地系统是BIM+信息化管理平台,同时也是智慧工地的指挥中心平台。通过前端各个子系统的数据收集分析后,更直观地发现和把握管理过程中的主要矛盾和核心要素。系统模块哦包括实名制人员管理、安全隐患排查、施工质量巡检、进度管理、多媒体安全教育系统、塔机监测、环境监测、视频监控等功能模块,对应管理工地安全、质量、人员、进度模块。同时,管理人员还配合手机APP全天候对工程各方面实时监控管理,对现场发现的问题第一时间整改到位,有效提升项目管理效率和管理水平。

图 5智慧工地驾驶舱

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