建筑报建智能审核应用推广中的挑战与对策——以上海市黄浦区报建方案自动审核应用为例.pdf

1952023.11/Building Technology and Application 建筑技术应用建筑报建的电子审批与智能审核应用作为规范行政审批流程、提高行政审批效率的重要手段1，满足国内当前规模较为复杂而庞大的建筑业和国家城镇化高质量发展的需求，被各地方政府、企业以及高校广泛研究，并试图推广使用。现有的建筑报建智能审核软件大多依托于 CAD平台或是采用 BIM 技术搭配 GIS 管理平台，以及相配套算法实现二维、三维图纸的自动审查2。这就不可避免地需要针对每个智能审核应用设定相应的描述设计的人机协同的报建标准。尽管智能审核对行政审批效率的提升，以及行业的数字化发展的正向推动作用受到了较为普遍的认可，其推广和使用仍然遇到了不小的阻碍，原因在于人机协同报建标准的学习使用上。新标准除了和传统标准一样需要统一人与人、部门与部门之间的报建内容外，也需要考虑报建内容对于计算机的可读、可理解。相比于条款设置较为宽松的传统标准，它们添加了许多额外需要遵循的规则，其逻辑与内容不同于传统所学，不便于快速掌握和理解，并且它们的数量众多，学习起来费时费力，学习效果较差且成本较高。标准的学习问题成为建筑报建智能审核业务推广中亟待解决的挑战。1 建筑报建智能审核应用1.1 建筑报建智能审核应用的发展历史随着计算机辅助设计软件（computeraideddesign，CAD）的发展，计算机技术逐渐渗透到建筑行业。从最初单机环境下的 CAD/CAM 集成系统3，到解决地域和时差带来的协同障碍的并行工程（CE）与计算机支持协同设计（CSCW）技术4，5，再到 2002 年 Autodesk 公司 Phil摘要城市管理中的智能技术的应用越来越普遍，各地开始出现针对建筑报建的智能审核应用，从原理上讲能够提升现有审核效率，避免管理漏洞，但是此类智能技术都以描述设计的人机协同标准为基础，实现机器对人类设计的理解。这相对于传统人与人的协同标准而言，为一线人员带来了不少学习压力，某种程度上阻碍了该技术的推广。因此，借鉴世界范围内协同标准数字化的做法，提出对人机协同标准进行数字化升级改造的策略，同时也面对越来越多的人机协同标准提出了面向建筑领域标准的 5 级数字化模型。经过对比实验证明，一线人员的学习效率明显提升。关键词智能审核；标准数字化；人机协同；HTML 中图分类号TU201文献标识码ADOI10.19892/ki.csjz.2023.11.42Abstract The application of intelligent technology in urban management is becoming increasingly common,and automated code checking system has emerged in various regions.In principle,it can improve the efficiency of the existing audit process and avoid management loopholes.However,such intelligent technologies are based on human-machine cooperation standards that describe design to achieve the machine understanding of human design.Compared to traditional collaborative standards,this brings a lot of learning pressure to frontline personnel,which to some extent hinders the promotion of this technology.Therefore,the paper borrowed from the practice of standard digitization worldwide and proposed a strategy for digital upgrading of human-machine cooperation standards.The paper also proposed a 5-level digital model for building field standards in the face of an increasing number of human-machine cooperation standards.Through comparative experiments,it is proved that the learning efficiency of frontline personnel is significantly improved.Key words automated code checking;standard digitization;human-machine cooperation;HTML作者简介：孙澄宇（1978-），男，副教授。研究方向：数字化建筑。作者单位：1.同济大学建筑与城市规划学院；2.上海市城市更新及其空间优化技术重点实验室建筑报建智能审核应用推广中的挑战与对策以上海市黄浦区报建方案自动审核应用为例The Challenges and Countermeasures in the Promotion of Automated Code Checking for Construction Application:A Case of the Application of Automated Code Checking for Construction Application in Huangpu District,Shanghai孙澄宇1，2 高雨竹1 刘真言1 朱梦晨1 李梦婷1 姜涵宸1Sun Chengyu1,2,Gao Yuzhu1,Liu Zhenyan1,Zhu Mengchen1,Li Mengting1,Jiang Hanchen1196城市建筑 Urbanism and Architecture/2023.11Bernstein 首次提出了简化的“BIM”单词6，都为建筑报建智能审核应用的出现打下扎实的技术基础。直到现在，大部分的智能审核应用仍然依托 CAD 或 BIM 平台对报建内容进行图形识别。20 世纪末，我国开始城市规划管理的信息化研究2，此后“电子报批”等概念在 21 世纪初的国内城市规划行业掀起信息化的热潮7。智能审核系统主要分为两类：基于二维图纸的核查系统及基于 BIM 的三维图纸核查系统8。最早基于轻量化的二维图纸实现建筑规范自动审核的是新加坡的 CORENET 应用9。此后国内也出现了一批商业软件，例如洛阳众智软件研发的城市规划 CDS；鸿业科技研发的规划管理信息系统；广州城市规划自动化中心研发的三通软件“报建通”“修详通”“验收通”；等等7。而最早基于 BIM 的 IFC 模型的自动核查平台是FORNAX10。高校与研究所中的智能审核研究也在不断展开，例如同济大学的孙澄宇与黄浦区规划局合作了规划审批自动核算模块开发项目8；孙澄宇和柯勋提出的用于设计中规范条款的自动化检查的面向 Revit 平台上 BIM 模型的数字化应用11；深圳市数字城市工程研究中心的李晓明等人基于三维 GIS 平台的三维建筑报建信息自动核查系统2；广州市城市规划勘测设计研究院，胡耀锋等人提出的基于城市信息管理平台三维建筑报建与审批方法等12。1.2 国内建筑报建智能审核应用的实践现状城市数字化转型时代，传统费时费力的规划管理开始向高效、客观的智能化规划管理转型，各类实现建筑报建智能审核的数字化平台不断涌现。在此基础上，国家以及各地方政府大力支持智能审核应用的研究与发展，使其由科研成果走向了实际应用。国家提出了国土空间规划“一张图”建设，致力于建设全国统一的数字化国土空间规划监管平台，统一数据规范、加强数据治理、营造数字生态，统筹各类各级国土空间现状及规划数据，完善规划成果质检，自动生成自检报告，辅助数据问题修改等。四川成都针对“一张图”建设了城市信息模型（2022 年 7 月），全市 23 个区（市）县国土空间总体规划阶段性成果在线上报，在线开展图数一致性、成果符合性、上位规划符合性、区域协同性 4 个方面的智能审查，实现上报、审查等规划管理行为全过程可回溯、可查询。江苏无锡同样针对“一张图”建设，首个规划建筑设计方案智能审查系统投入试点（2022 年 9 月），开展了城市三维审查，分析建筑控高、贴线率、退线等问题，为国土出让条件提供智能分析。此外，上海黄浦区规划土地信息中心规划审批自动核算模块开发项目（2019 年 7 月至 2022 年 5 月 30 日），通过智能化自动规划报建审核的计算机算法软件提供客观的审图结果，帮助缩短审图时间。武汉国土规划局也历时 2 年研发的控规升级精细化管理综合平台（2018 年 12 月上线）作为仿真实验室示范项目，是全国首个通过精细化管理平台编制、管理和实施控制性详细规划的平台系统，其规划编制、管理和实施过程中的判别和审批由计算机来完成。1.3 建筑报建智能审核应用的价值建筑报建智能审核应用的研究与发展具有多方面的应用价值。首先，在城镇化的快速发展进程中，智能审核成为城市规划编制和管理过程中不可或缺的辅助手段，极大地提高了城市规划水平和效率13。通过智能识别与分析，节约审图人员的时间，提高建筑报建的审核效率，缩短建筑工程的流转周期，推动行业经济效益的提升。其次，智能审核得益于其逻辑严密且对规范内容囊括全面的算法，能够提供更为精确、量化的判断结果。通过直接给出核算数据、可视化呈现报建内容中不符合规范的部分等方式提供更为直观的反馈意见，帮助设计师快速抓住设计方案中的漏洞，从而提高设计师的工作效率。最后，智能审核应用能够搭配强大的数据库作为现实中建筑报建方案的采集系统。通过大量真实案例的收集与报建方案中的问题反馈，抽取出设计师的报建方案中的常见问题，集合成册以供后来的使用者规避。同时也为人工智能技术加入后计算机自动生成建筑领域提供机器学习的模仿对象。2 黄浦项目的智能审核应用推广中的挑战尽管智能审核应用在国内建筑行业已经获得了国家与各地方政府的支持，在高校中的研究热度也居高不下，但在实际使用中它的推广仍旧面临多方面的挑战。本研究依托于团队与黄浦区合作的报建方案自动审核项目（下文简称“黄浦项目”），并将团队自行研发的人机协同 CAD 标准8作为研究对象（下文简称标准）。该项目在审核应用推广过程中共有 8 家设计公司的绘图人员参与，并提供了近 10 个建筑案例用于配合测试，为笔者提供了丰富的真实素材。根据这些素材，笔者得出当前的智能审核应用所面临的挑战主要存在以下两个方面：人机协同的报建标准对报建人员提出了新的学习要求；部分智能审核平台所依赖的专业化的软件提高了使用壁垒。2.1 人机协同标准带来的推广阻碍建筑报建智能审核应用理论上都离不开人机协同标准，这些标准对报建文件的内容及格式做出相应的规范以保证报建内容能够被审核应用所读取和解析。为了满足报建内容的人机双向可理解，人机协同标准需要制定许多不同于传统标准的精细化规则，这极大地提升了标准使用者的学习难度。与此同时，大量基于不同技术路径的智能审核平台的兴起必然伴随着海量新标准的产生，这又进一步加大了审核应用使用者的学习量。新标准学习难度的提升和学习量的增大成为审核应用推广的绊脚石。以下笔者将通过一些具体的案例，直观呈现新标准学习过程中可能遇1972023.11/Building Technology and Application 建筑技术应用到的问题以帮助读者理解。2.1.1 多种任务情景与单一表达方式的矛盾人机协同标准的使用者身份的不同会带来不同的阅读偏好，他