IEC SRD 63273-12023 智能城市用例收集和分析.城市信息建模.第1部分高级分析标准立项发展报告

智能城市用例收集和分析城市信息建模第1部分：高级分析标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SmartCityUseCaseCollectionandAnalysis-CityInformationModelling-Part1:High-levelAnalysis摘要随着全球城市化进程的加速和数字技术的迅猛发展，智能城市建设已成为各国推动城市治理现代化和经济可持续发展的重要战略方向。城市信息建模作为智能城市建设的核心数据基础设施，其标准化工作对于实现跨领域数据融合、系统互操作和业务协同具有关键支撑作用。本报告围绕国际电工委员会发布的《智能城市用例收集和分析城市信息建模第1部分：高级分析》（标准编号：IECSRD63273-1:2023），对该标准的制定背景、技术框架、核心内容和应用价值进行了系统分析。该标准于2023年8月25日由国际电工委员会正式发布，属于系统参考交付物，旨在通过系统化的用例收集与高级分析方法，为城市信息建模的规划、设计与实施提供方法论指导和参考框架。报告详细阐述了该标准在城市数据集成、跨域场景分析、利益相关方协同等方面的技术路线，分析了其与现有国际标准体系的关系，并基于我国智慧城市建设实践提出实施建议。本报告可为城市管理者、标准化工作者、智慧城市解决方案提供商及相关研究人员提供有益参考。关键词：智能城市；城市信息建模；用例分析；高级分析；国际电工委员会；标准化；系统参考交付物Keywords:SmartCity;CityInformationModelling;UseCaseAnalysis;High-levelAnalysis;IEC;Standardization;SystemReferenceDeliverable1引言1.1研究背景智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式。近年来，全球主要经济体均将智慧城市建设提升至国家战略层面。国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）等国际标准化机构围绕智慧城市主题相继发布了一系列标准，初步形成了涵盖顶层设计、数据治理、基础设施、应用服务等维度的标准体系框架。城市信息建模（CityInformationModelling，简称CIM）作为智慧城市的重要数据底座，通过对城市三维空间信息、建筑物信息模型（BIM）、地理信息系统（GIS）以及物联网动态感知数据的有机整合，构建起城市物理空间与数字空间的映射关系，为城市规划、建设、管理和应急响应提供统一的数据支撑。随着城市数据规模指数级增长和城市治理场景日益复杂化，城市信息建模在数据格式兼容性、信息系统互操作性、多部门业务协同等方面面临着前所未有的标准化需求。1.2标准立项背景在此背景下，国际电工委员会智慧城市系统委员会（IECSyCSmartCities）于2019年启动了智能城市用例收集与分析系列标准的预研工作。该系列标准分为多个部分，其中第1部分聚焦于高级分析方法，旨在通过对全球范围内智能城市用例的系统化收集和结构化分析，提炼出共性的城市信息建模需求和关键架构模式，为后续各专项标准的制定奠定方法论基础。IECSRD63273-1:2023正是这一工作成果的集中体现。作为系统参考交付物（SystemReferenceDeliverable，简称SRD），该标准的定位并非传统的规范性技术要求，而是为智慧城市系统委员会及其下属工作组提供战略性、方向性的参考框架，同时也可供各成员国的标准化技术委员会在制定本国智慧城市标准时参考借鉴。1.3标准基本信息-标准编号：IECSRD63273-1:2023-标准名称（中文）：智能城市用例收集和分析城市信息建模第1部分：高级分析-标准名称（英文）：Smartcityusecasecollectionandanalysis-Cityinformationmodelling-Part1:High-levelanalysis-发布机构：国际电工委员会（IEC）-发布日期：2023年8月25日-标准状态：现行-标准类型：系统参考交付物（SRD）2标准编制背景与需求分析2.1智能城市标准化面临的挑战智慧城市的建设涉及城市基础设施、公共服务、产业经济、社会治理、生态环境等多个领域，其标准化工作呈现出显著的跨领域、跨层级、跨地域特征。具体而言，当前智慧城市标准化面临以下突出挑战。第一，系统碎片化严重。智慧城市各业务系统长期独立建设，形成大量信息孤岛，数据难以跨系统流通，业务难以跨部门协同。分散化的建设模式使得城市层面的系统集成面临巨大困难。第二，缺乏统一的信息模型框架。各系统对城市对象（如建筑物、道路、管网、设备等）的描述方式、分类体系、属性定义和空间参考各异，导致数据在语义层面的互通缺乏共同基础。第三，用例驱动的方法论仍然薄弱。国际标准化组织普遍认可的标准化方法是从真实应用场景出发，通过识别共性需求和关键能力来推导标准需求。然而，在智慧城市领域，用例收集和系统性分析方法论尚未成熟，难以有效支撑标准规划工作。第四，全球跨区域经验共享机制有待完善。不同国家和地区在智慧城市建设路径方面存在显著差异，但缺乏有效的机制将碎片化的实践案例转化为可复用的标准化输入。2.2城市信息建模标准化的现实需求城市信息建模（CIM）作为智慧城市的数字底座，其标准化需求可从以下维度加以理解。在数据维度，CIM需要整合多源异构数据，包括三维地理信息数据、建筑信息模型数据、物联网实时感知数据、社会经济统计数据等，亟需统一的数据模型和数据交换格式标准。在平台维度，CIM平台作为城市级信息基础设施，需要支持多部门、多业务系统的接入与协同，亟需统一接口规范和互操作标准。在应用维度，CIM在不同应用场景（如城市规划辅助决策、城市体检评估、应急管理模拟推演、地下管网管理、交通仿真优化等）中的部署方式和使用要求各异，需要对场景化的应用模式进行规范化描述。在治理维度，CIM涉及数据安全、隐私保护、数据权属等城市治理规则问题，需要在技术标准之外形成配套的治理框架。2.3国际标准化趋势从国际标准化发展的宏观趋势来看，近年来智慧城市领域的标准化工作正在经历从"单点技术标准"向"系统性参考框架"的转变。具体表现为：ISO/TC268（可持续发展城市与社区）等机构致力于城市可持续发展指标和智慧城市战略框架的研制；IECSyCSmartCities作为系统委员会，聚焦于智慧城市领域的标准化顶层设计和跨领域协调；ITU-TSG20则重点关注物联网与智慧城市的融合架构及服务需求。IECSRD63273-1:2023正是这一系统性标准化思路在信息建模领域的具体落实。3标准主要内容解析3.1标准框架与定位IECSRD63273-1:2023属于IEC智慧城市系统委员会发布的系统参考交付物系列，其核心定位在于提供城市信息建模领域高级分析的参考框架。与IEC国际标准（IS）、技术规范（TS）和技术报告（TR）等文件类型有所不同，SRD更侧重于对某一系统性问题的整体分析和战略方向研判，不包含规范性要求，其内容以描述性、引导性和参考性为主，通常作为后续制定正式标准的输入文件。该标准在IEC智慧城市标准体系中的位置可以从两个维度加以理解。在"领域维度"上，该标准属于城市信息建模领域的顶层参考文件，统领后续可能制定的数据模型、接口协议、质量要求等各专项标准；在"方法维度"上，该标准属于用例驱动的分析方法论框架，为智慧城市各领域（如能源、交通、建筑、公共安全等）的标准制定提供统一的方法学基础。3.2用例收集方法论该标准建立了一套系统的智能城市用例收集方法论框架，其核心在于通过结构化的方法广泛获取并规范化表达来自不同国家和地区的智慧城市实践案例。标准中定义了统一的城市信息建模用例模板和描述规范，涵盖应用背景、业务目标、参与主体、数据需求、系统功能，以及部署环境和绩效指标等关键维度。在收集渠道方面，标准鼓励各国国家委员会通过多种途径（包括公开征集、专项调研、试点验证等）提交候选用例，并通过统一评审机制对用例的完整性、代表性和可复用性进行评估。在用例覆盖范围方面，标准强调跨领域覆盖与多尺度并重——既涵盖交通、能源、建筑、环境、公共管理等不同垂直领域，也兼顾片区级、城市级和区域级不同空间尺度，既有面向日常运营管理的常态化用例，也有面向应急响应和灾后重建的特殊场景用例。3.3高级分析方法该标准的核心技术贡献在于其提出的高级分析框架。该框架在传统用例分析的基础上引入了多维度分析视角，包括：-场景分析维度：通过对不同城市治理场景的抽象和归纳，识别典型场景中的共性需求和差异化需求，为信息建模优先级的确定提供依据。-利益相关方分析维度：系统识别政府、企业、市民等不同利益相关方在城市信息建模中的角色、关切和期望，形成利益相关方-用例映射矩阵。-能力分析维度：从数据采集与汇聚、信息融合与建模、智能分析与决策支持、服务提供与反馈优化等能力域出发，评估当前技术成熟度与标准化差距。在分析方法上，标准引入了基于业务流程建模的分析工具，强调从业务流程出发，识别业务流程中各个节点处的数据需求和信息流转模式。标准同时推荐采用分层架构分析方法，将城市信息建模从底层数据采集层、中间数据管理和建模层到顶层应用服务层逐层分解，梳理各层之间的接口关系和依赖关系。3.4城市信息建模参考架构基于上述高级分析框架，标准提出了一套面向城市信息建模的参考架构。该参考架构包括以下核心层：1.数据采集层：涵盖多源异构城市数据的获取手段、传感器接入方式、数据采集频率和数据传输协议等。2.数据治理层：包括数据清洗、数据质量管控、数据分类分级、数据标准化转换和数据安全管理等功能。3.信息建模层：负责构建城市对象的三维几何模型、语义模型和动态行为模型，实现物理城市在数字空间的映射。4.融合分析层：提供跨域数据融合分析、时空关联分析、模拟推演和趋势预测等高级分析能力。5.应用服务层：面向不同业务场景提供定制化的信息服务和应用支撑。该参考架构强调了各层之间的纵向贯通和横向协同，为后续制定更细粒度的技术标准提供了顶层蓝图。3.5跨域互操作框架针对智慧城市中普遍存在的系统异构和标准互操作难题，该标准提出了一套跨域互操作参考框架，从技术、语义、组织和法律四个层级系统构建互操作要求。在技术层面，标准分析了不同系统间数据交换和接口调用的技术方案；在语义层面，标准强调了基于共享本体和统一数据字典的语义对齐机制；在组织层面，标准讨论了跨部门业务流程协同的标准需求；在法律层面，标准关注了数据所有权、数据许可和数据保护法律框架的协调问题。该框架的突出特点在于将互操作问题从单纯的技术层面扩展到组织与法律层面，强调技术标准与治理规则的协同制定，这一思路对我国推进城市信息建模标准体系建设具有较强的参考意义。4主要参与单位介绍4.1国际电工委员会智慧城市系统委员会（IECSyCSmartCities）IECSRD63273-1:2023的主要编制单位是国际电工委员会智慧城市系统委员会（IECSystemsCommitteeonSmartCities，简称IECSyCSmartCities）。该系统委员会成立于2016年，是IEC在智慧城市领域设立的顶层协调机构，其定位是协调IEC内部各技术委员会在智慧城市领域的标准化活动，并与其他国际标准化组织（如ISO、ITU-T）建立合作关系。IECSyCSmartCities的成员包括来自全球各成员国的国家委员会代表、IEC各技术委员会联络代表、以及行业组织和学术机构的观察员。IECSyCSmartCities的工作范围涵盖智慧城市的术语定义、参考架构、用例收集与分析、城市信息建模、城市服务平台等多个方面。近年来，该委员会发布了多项系统参考交付物和技术报告，为智慧城市领域的标准化工作提供了基础性的参考文件。4.2其他参与贡献的重要机构在该标准的制定过程中，多个国家的国家委员会和专业机构做出了重要贡献。其中，中国国家委员会在该标准中发挥了重要作用，依托我国智慧城市建设的丰富实践，提交了大量有价值的城市信息建模用例，尤其在智慧市政基础设施管理、城市生命线安全监测、数字孪生城市建设等应用场景方面贡献了具有代表性的中国实践案例。德国国家委员会基于其工业4.0和数字孪生技术的深厚积累，在城市信息建模的技术架构方面提供了专业输入。日本国家委员会在传感器网络和城市级物联网平台方面分享了相关实践经验。此外，来自ISO/TC204（智能交通系统）和ISO/TC211（地理信息技术）的联络代表也为标准中地理空间信息与交通运输场景的建模方法提供了跨领域协调意见。这些组织和机构的深度参与，确保了该标准能够充分吸收全球智慧城市建设的多元经验和最佳实践，体现了国际标准制定过程中的广泛代表性和包容性。5标准的影响与应用前景5.1国际影响IECSRD63273-1:2023作为智慧城市领域城市信息建模方向的首个系统参考交付物，其发布具有重要的里程碑意义。它填补了国际标准体系中关于城市信息建模顶层分析框架的空白，为各国开展智慧城市信息建模标准化工作提供了统一的方法论基础。该标准发布后，已经对多个国际标准化组织的后续工作产生了实质性影响。IECSyCSmartCities依据该标准所建立的用例收集方法论和分析框架，正在推进后续各专项标准的制定工作。在国际电信联盟（ITU-T）智慧城市相关研究组中，该标准中的参考已经被纳入其智慧城市数据融合与信息建模相关建议书的编制考量之中。5.2区域与国家标准应用在欧洲层面，欧盟联合研究中心（JRC）在推进欧盟智慧城市数据空间（SmartCitiesDataSpace）建设过程中，参考了IECSRD63273-1:2023中提出的高级分析方法论和参考架构思路。部分欧盟成员国在制定本国智慧城市数据互操作规范时，也将其作为方法论参考。在亚太地区，日本和韩国在推进城市数字孪生相关标准化工作时，参考了该标准中关于用例分析和参考架构的框架性指导。中国的多个智慧城市试点城市在开展CIM平台建设时，也在标准规划方面参考了该标准的方法论体系。5.3我国智慧城市建设的应用建议结合IECSRD63273-1:2023的内容和我国智慧城市建设的实际情况，提出以下建议。一是建立用例驱动型的CIM标准研制机制。建议参考该标准中提出的用例收集方法论，建立面向全国范围的CIM应用案例库和用例分享平台，通过系统化的用例收集、分析和整理，为CIM各专项标准研制提供数据支撑和需求依据。二是推进我国CIM标准体系与国际接轨。建议在研制我国CIM相关国家标准和行业标准时，充分吸收IECSRD63273-1:2023中提出的分析方法和参考架构，在确保满足我国实际需求的前提下，尽可能与国际标准框架保持兼容，降低未来跨境数据交换和系统对接的技术壁垒。三是加强跨部门数据互操作标准化。该标准中提出的跨域互操作框架为我国CIM建设中跨部门数据共享和业务协同提供了方法论参考。建议在制定相关政策文件时，借鉴该标准在技术和组织维度的互操作分析思路，系统梳理各部门间数据流通和业务协同的标准需求。在技术层面，加快推进数据接口统一、数据格式兼容、语义信息对齐等基础性标准研制；在组织层面，明确跨部门数据共享的流程规范和责任边界，形成技术标准与治理规则协同推进的良好格局。四是深化CIM应用示范和标准验证。结合各地CIM试点建设经验，利用该标准中提供的高级分析方法论，对典型应用场景进行深度剖析，完善CIM标准验证机制，推动标准化工作从"以制定为主"向"制定与验证并重"转变。6结论与展望IECSRD63273-1:2023《智能城市用例收集和分析城市信息建模第1部分：高级分析》作为国际电工委员会智慧城市系统委员会在城市信息建模领域的重要成果，为全球城市信息建模标准化工作提供了系统性的方法论框架和参考架构。该标准通过建立统一的用例收集方法论和高级分析框架，有效回应了智慧城市系统碎片化、数据异构性突出、跨域协同困难等关键挑战，为后续各专项标准的制定奠定了坚实基础。从标准内容来看，该标准具有以下显著特点：一是方法论的普适性，提出的用例收集和分析方法可适用于不同发展阶段和不同治理模式的城市；二是架构设计的可扩展性，参考架构为未来新技术（如数字孪生、生成式人工智能等）的融入预留了接口空间；三是标准定位的灵活性，作为系统参考交付物，既可为标准化工作的规划提