數(shù)字中臺(tái)助力智能建筑的應(yīng)用創(chuàng)新加速

張友國

（訊飛智元信息科技有限公司）

1 我國當(dāng)前數(shù)字中臺(tái)發(fā)展趨勢(shì)

中國數(shù)字中臺(tái)市場(chǎng)增長勢(shì)頭明顯，行業(yè)規(guī)模快速擴(kuò)張。2018年，中國數(shù)字中臺(tái)規(guī)模為22.2億元，并在2019年～2022年間保持72.1%的年均增長率，2022年將達(dá)到179.4億元，未來將成長為千億級(jí)別的市場(chǎng)，數(shù)字中臺(tái)在智能時(shí)代將驅(qū)動(dòng)新一輪產(chǎn)業(yè)變革。

2 智能建筑領(lǐng)域存在的數(shù)據(jù)應(yīng)用問題

傳統(tǒng)園區(qū)、校園、場(chǎng)館等建筑建設(shè)了大量智能化子系統(tǒng)，但由不同廠商建設(shè)的智能化子系統(tǒng)，業(yè)務(wù)場(chǎng)景以自主集成為主，因?yàn)橥ㄐ艆f(xié)議的封閉而造成數(shù)據(jù)孤島、數(shù)據(jù)資產(chǎn)化程度低、應(yīng)用場(chǎng)景割裂、后期擴(kuò)展與升級(jí)困難、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)缺失等問題，這造成了智能化各子系統(tǒng)設(shè)施缺少整體運(yùn)維管理手段。

3 數(shù)字中臺(tái)加速智能建筑的應(yīng)用創(chuàng)新

3.1 智能建筑數(shù)字中臺(tái)的特點(diǎn)

智能建筑數(shù)字中臺(tái)是指從智能化的系統(tǒng)應(yīng)用入手，自頂向下逐層進(jìn)行調(diào)用業(yè)務(wù)，再自底向上對(duì)智能建筑應(yīng)用系統(tǒng)逐層抽象歸納，形成智能建筑應(yīng)用目標(biāo)；再將智能化的各類應(yīng)用拆分為各基本業(yè)務(wù)對(duì)象?；緲I(yè)務(wù)對(duì)象可以被復(fù)用、重組以形成新的業(yè)務(wù)，基本業(yè)務(wù)對(duì)象也包含著基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。從整個(gè)建設(shè)過程來看，就是對(duì)智能建筑系統(tǒng)知識(shí)體系進(jìn)行重新梳理和分拆到最小知識(shí)單元，然后再用數(shù)字中臺(tái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)知識(shí)體系進(jìn)行重構(gòu)，最終目的是讓知識(shí)可以在智能建筑系統(tǒng)中自由流動(dòng)，數(shù)字中臺(tái)主要內(nèi)容如下。

①輕量級(jí)的架構(gòu)體系，從平臺(tái)層到用戶層，是一個(gè)完整的架構(gòu)體系。部署依賴少、交付輕，同時(shí)也是一個(gè)高度信息安全的平臺(tái)。

②融合的平臺(tái)底座，實(shí)現(xiàn)物理與數(shù)字感知的深度融合，提供面向業(yè)務(wù)場(chǎng)景的數(shù)據(jù)規(guī)劃、模型構(gòu)建服務(wù)，通過數(shù)據(jù)價(jià)值助力管理協(xié)同優(yōu)化。

③具備對(duì)園區(qū)級(jí)數(shù)據(jù)及視頻、地圖、等數(shù)據(jù)作統(tǒng)一調(diào)度與指揮的人工智能管理能力。

④開放的設(shè)計(jì)思想，架構(gòu)上必須開放有彈性，能夠容納各類生態(tài)伙伴。北向支持合作伙伴應(yīng)用、已建應(yīng)用快速整合；南向支持不同廠商不同協(xié)議的設(shè)備、異構(gòu)的信息系統(tǒng)的擴(kuò)展，打通各類數(shù)據(jù)。另外，數(shù)字中臺(tái)的實(shí)施落地還需要建立快速響應(yīng)需求變化的管理模式，以及高效靈活的組織結(jié)構(gòu)。

3.2 數(shù)字中臺(tái)在智能建筑中的創(chuàng)新應(yīng)用

以安徽省屬某高校新校區(qū)智慧校園解決方案為例，闡述數(shù)字中臺(tái)在智能建筑中的創(chuàng)新應(yīng)用。在智能建筑底層數(shù)據(jù)層面，數(shù)字中臺(tái)首先要解決的是智能化系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)孤島的問題。通過將各個(gè)不同系統(tǒng)中的設(shè)備數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面集成與匯聚，形成智能建筑的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，通過洞察分析數(shù)據(jù)，服務(wù)于越來越多變的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。在業(yè)務(wù)層面，通過分析梳理智能建筑各類垂直業(yè)務(wù)場(chǎng)景和聯(lián)動(dòng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，反推數(shù)字中臺(tái)的通用共享業(yè)務(wù)，通過不斷沉淀通用共享業(yè)務(wù)場(chǎng)景，能夠更加快速地服務(wù)不斷變化的前端業(yè)務(wù)場(chǎng)景，能夠支持智能建筑創(chuàng)新應(yīng)用的快速迭代試錯(cuò)，提升建筑服務(wù)響應(yīng)能力。在技術(shù)層面，能夠沉淀共享通用的技術(shù)中間件組件，如物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)、統(tǒng)一用戶管理平臺(tái)、人工智能能力平臺(tái)等，充分利用通用組件，避免技術(shù)組件的重復(fù)開發(fā)，把精力集中于技術(shù)架構(gòu)擴(kuò)展開放、新的技術(shù)組件迭代升級(jí)，不斷提升數(shù)字中臺(tái)的業(yè)務(wù)支撐能力。

數(shù)字中臺(tái)是智能建筑的數(shù)字能力共享平臺(tái)，作為智能建筑IT資源的綜合指揮和調(diào)度平臺(tái)，它以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和流程規(guī)范，幫助智能建筑實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互聯(lián)互通、資源協(xié)調(diào)和信息共享。智能建筑的數(shù)字中臺(tái)能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI、GIS等技術(shù)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)智能建筑的可視、可管、可控。能夠基于落地的標(biāo)桿項(xiàng)目成功實(shí)踐沉淀業(yè)務(wù)資產(chǎn)、數(shù)據(jù)資產(chǎn)和集成資產(chǎn)。能夠基于落地的標(biāo)桿項(xiàng)目沉淀通用場(chǎng)景，如人臉閘機(jī)、訪客管理、人員軌跡、非智能攝像頭智能化改造等。能夠快速實(shí)現(xiàn)IT、OT數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建輕量級(jí)工程超腦。

在規(guī)劃安徽省屬某高校新校區(qū)智慧校園解決方案的數(shù)據(jù)中臺(tái)時(shí)，首先根據(jù)安徽省智慧校園建設(shè)相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)，圍繞新校區(qū)師生使用空間的時(shí)空動(dòng)線，針對(duì)學(xué)校教學(xué)空間、生活空間、辦公空間等進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，基于智能化系統(tǒng)建設(shè)一套校園統(tǒng)一數(shù)據(jù)中臺(tái)。該數(shù)據(jù)中臺(tái)針對(duì)學(xué)校復(fù)雜的、異構(gòu)的數(shù)據(jù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、接口服務(wù)等多種數(shù)據(jù)源之間無侵入式集成，將學(xué)校各類業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一采集，匯聚至校園數(shù)據(jù)中心，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換、標(biāo)準(zhǔn)化等預(yù)處理和數(shù)據(jù)使用進(jìn)行任務(wù)下發(fā)等操作，為學(xué)校提供一站式集成服務(wù)，實(shí)現(xiàn)校園設(shè)備、數(shù)據(jù)、應(yīng)用接口服務(wù)的集成連接。通過數(shù)據(jù)中臺(tái)使設(shè)備統(tǒng)一接入，數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，賦能智慧校園上層應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各類空間的設(shè)備上云、應(yīng)用上云、數(shù)據(jù)上云、資源上云。

數(shù)據(jù)中臺(tái)通過數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、計(jì)算、存儲(chǔ)、加工，同時(shí)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和口徑。數(shù)據(jù)中臺(tái)把數(shù)據(jù)統(tǒng)一之后，會(huì)形成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，再進(jìn)行存儲(chǔ)，形成大數(shù)據(jù)資產(chǎn)層，是業(yè)務(wù)中臺(tái)為客戶提供高效服務(wù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。業(yè)務(wù)中臺(tái)根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景承載不同的應(yīng)用服務(wù)，這些服務(wù)跟智能建筑的業(yè)務(wù)有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，是智能建筑獨(dú)有的且能復(fù)用的，它是系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的沉淀，其不僅能降低重復(fù)建設(shè)、減少煙囪式協(xié)作的成本，也是差異化競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)所在。

針對(duì)省屬某高校新校區(qū)智慧校園的教育教學(xué)屬性，在設(shè)計(jì)該解決方案的業(yè)務(wù)中臺(tái)時(shí)，按照“省內(nèi)領(lǐng)先，全國一流”的辦學(xué)目標(biāo)，重點(diǎn)建設(shè)智慧教學(xué)環(huán)境，滿足教三全育人要求。利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，結(jié)合視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、就餐消費(fèi)系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、多媒體教室系統(tǒng)、電子班牌系統(tǒng)等常規(guī)智能化系統(tǒng)，打造智慧安防、智慧教學(xué)、智慧宿管、智慧消費(fèi)、智慧管理等校園服務(wù)應(yīng)用，將學(xué)校教學(xué)、生活、文化、安全等各類數(shù)據(jù)應(yīng)用等匯聚到校園數(shù)字中臺(tái)，學(xué)校師生、管理者等可通過統(tǒng)一云端門戶使用應(yīng)用、查看數(shù)據(jù)。

1）智慧安防方面

在傳統(tǒng)安防基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，依托人臉識(shí)別、智能分析等人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)事前主動(dòng)預(yù)防、事中智能告警、事后快速回溯的全域安防防范體系，為校園師生安全保駕護(hù)航。依托GPRS定位技術(shù)，通過調(diào)用視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)安保下線巡更監(jiān)管和線上視頻巡更，解決傳統(tǒng)安保巡更無人監(jiān)管，因安保漏巡或未巡而造成的校園安全隱患，對(duì)校園安防進(jìn)行線上線下雙重防御，保障校園師生安全。依托數(shù)據(jù)中臺(tái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)校安防事件及時(shí)告警，可視化提醒，同時(shí)聯(lián)動(dòng)周邊攝像頭，實(shí)時(shí)展示告警現(xiàn)場(chǎng)視頻畫面。學(xué)校安保管理人員可通系統(tǒng)查看詳細(xì)告警信息，并動(dòng)下發(fā)值守安保人員緊急處理任務(wù)，形成校園安防事件處理閉環(huán)，自動(dòng)截取安防事件視頻并進(jìn)行歸檔處理，方便回溯查找，解決傳統(tǒng)安防告警不及時(shí)、不可視，視頻回溯查找耗時(shí)耗力等問題。系統(tǒng)支持學(xué)校年度、月度等告警信息統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)展示，輔助校園進(jìn)行安防管理決策。通過打通訪客系統(tǒng)與校園人臉通行擺閘、車輛道閘、視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)外來訪客來訪前提前預(yù)約、學(xué)校主動(dòng)邀約，人員及車輛信息自動(dòng)同步；進(jìn)校時(shí)人臉核驗(yàn)身份、快速通行；到校后訪客行為可視管理，解決學(xué)校傳統(tǒng)校園訪客拜訪不便，訪客行為難以監(jiān)管等問題。

2）智慧教學(xué)方面依托數(shù)據(jù)中臺(tái)

實(shí)現(xiàn)教室課表與多媒體教學(xué)設(shè)備聯(lián)動(dòng)打通。通過教室課表與物聯(lián)管控平臺(tái)的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)課前教室講臺(tái)、教學(xué)中控、麥克風(fēng)等多媒體設(shè)備自動(dòng)開啟、課后定時(shí)關(guān)閉，大大節(jié)省了課堂教學(xué)時(shí)間，提高課堂教學(xué)效率。依托數(shù)據(jù)中臺(tái)，通過智慧教室管控平臺(tái)與教室內(nèi)攝像頭的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)校所有教室可視化管控，教師課堂行為全過程監(jiān)管，輔助學(xué)校進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)。教學(xué)管理者在主控中心或者訪問智慧教室管控平臺(tái)就可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)遠(yuǎn)程督導(dǎo)，多媒體設(shè)備遠(yuǎn)程管控，大大提升了學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)效率。結(jié)合電子班牌系統(tǒng)，依托數(shù)據(jù)中臺(tái)和數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教室課表、課堂考勤、考場(chǎng)發(fā)布、授課視頻等多類信息的融合展示。老師和學(xué)生通過電子班牌可查看該教室當(dāng)前、當(dāng)天、每周及學(xué)期的課表信息；教學(xué)督導(dǎo)員通過電子班牌可進(jìn)行課堂查勤、教學(xué)督導(dǎo)；考務(wù)人員可通過電子班牌直接發(fā)布考場(chǎng)信息。

3）智慧住宿方面

宿舍出入口設(shè)置人臉通行擺閘，實(shí)現(xiàn)學(xué)生刷卡或人臉識(shí)別快速通行，有效防止陌生人員混進(jìn)校園和宿舍；宿舍電子門鎖采用網(wǎng)絡(luò)集中供電方式，支持學(xué)生刷卡和手機(jī)開門，學(xué)校再也不用為每個(gè)學(xué)生準(zhǔn)備一大串鑰匙或者每學(xué)期更換門鎖電池而煩惱，同時(shí)避免了學(xué)生因忘記帶鑰匙而無法開門的尷尬；依托數(shù)據(jù)中臺(tái)，通過融合并分析人行通道閘、攝像機(jī)、門禁設(shè)備、無線路由器等前端設(shè)備采集到的學(xué)生動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，宿管人員可通過大屏直觀掌握學(xué)生的歸寢情況、出入信息，及時(shí)了解學(xué)生異常歸寢情況。

4）智慧消費(fèi)方面

在傳統(tǒng)“校園一卡通”基礎(chǔ)上，升級(jí)為實(shí)體卡與虛擬卡相結(jié)合的“校園融合一碼通”，實(shí)現(xiàn)了師生“碼上就餐”、“碼上打水”和“碼上洗浴”等，解決就餐時(shí)因忘帶校園卡的尷尬；“校園融合一卡通”支持微信、支付寶、銀聯(lián)等轉(zhuǎn)賬功能，學(xué)生再也不用為排隊(duì)充值而煩惱；依托數(shù)據(jù)中臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生生活數(shù)據(jù)分析，為大數(shù)據(jù)平臺(tái)等應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。通過“校園融合一碼通”實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合消費(fèi)數(shù)據(jù)分析，為精準(zhǔn)資助、教管服平臺(tái)、教學(xué)診改平臺(tái)應(yīng)用等提供必要的數(shù)據(jù)支撐。

5）智慧管理方面

為學(xué)校設(shè)計(jì)了教學(xué)管理指揮中心，實(shí)現(xiàn)一屏知曉學(xué)校全域概況，輔助管理者精準(zhǔn)決策。通過三維建模技術(shù)，將校園園區(qū)、景觀、建筑、房間、設(shè)備等進(jìn)行1：1還原，實(shí)現(xiàn)校園空間與校園人、事、物虛實(shí)融合管理。依托數(shù)據(jù)中臺(tái)，對(duì)學(xué)校各類數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，實(shí)現(xiàn)校情、教學(xué)、安全、后勤、能耗、網(wǎng)絡(luò)等全域可視化展示。學(xué)校管理者可通過大屏查看任何一個(gè)區(qū)域、房間的相關(guān)情況，實(shí)現(xiàn)通過一個(gè)大屏即可掌握校園全貌，輔助學(xué)校管理決策。最終助力校園創(chuàng)新教育，打造省內(nèi)一流、國內(nèi)領(lǐng)先、特色鮮明的智慧校園。

近幾年，互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)開始落地?cái)?shù)字中臺(tái)建設(shè)，但傳統(tǒng)行業(yè)對(duì)數(shù)字中臺(tái)的認(rèn)知程度還較淺，僅有少數(shù)行業(yè)將數(shù)字中臺(tái)上升到企業(yè)戰(zhàn)略層面，市場(chǎng)還需要進(jìn)一步普及教育。需要將智能建筑的共性需求進(jìn)行抽象，并打造為平臺(tái)化、組件化的系統(tǒng)能力，是對(duì)平臺(tái)數(shù)字能力的再分工、再沉淀，以聚合的方式幫助前臺(tái)快速匹配所需的數(shù)據(jù)、接口、組件、服務(wù)、場(chǎng)景等能力及資源，快速靈活地調(diào)用資源構(gòu)建解決方案，為業(yè)務(wù)的創(chuàng)新和迭代賦能。

數(shù)字中臺(tái)商業(yè)模式可分為本地化平臺(tái)服務(wù)、SaaS服務(wù)或混合云服務(wù)。對(duì)于數(shù)據(jù)比較敏感的業(yè)務(wù)推薦本地化平臺(tái)服務(wù)，提升數(shù)據(jù)的安全性；對(duì)于價(jià)格比較敏感的業(yè)務(wù)推薦SaaS類服務(wù)，以降低企業(yè)客戶的初期投建成本，更為廣泛地滿足客戶需求，幫助其降本增效；還可進(jìn)一步探索混合云服務(wù)，既保障敏感數(shù)據(jù)本地化的同時(shí)，也能滿足部分業(yè)務(wù)場(chǎng)景云化，以綜合性價(jià)比較優(yōu)，很好的滿足客戶不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求。

數(shù)字中臺(tái)建設(shè)尚處于行業(yè)起步階段，尚沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，而且數(shù)字中臺(tái)帶有很強(qiáng)的定制屬性和較長的實(shí)施運(yùn)維周期，因此數(shù)字中臺(tái)在構(gòu)建方法論和技術(shù)工具還不成熟。未來，數(shù)字中臺(tái)將成為智能建筑各類應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈和多元化業(yè)務(wù)的“新基建”，數(shù)字中臺(tái)可以整合智能建筑上下游、智能建筑內(nèi)部間的業(yè)務(wù)資源和業(yè)務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)更多場(chǎng)景的創(chuàng)新。

4 結(jié)語

作為數(shù)字商業(yè)“新基建”，數(shù)字中臺(tái)正在成為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)變革的平臺(tái)化支撐。未來，數(shù)字中臺(tái)需要的是更能夠理解客戶業(yè)務(wù)，更應(yīng)成為有價(jià)值的業(yè)務(wù)場(chǎng)景和業(yè)務(wù)模型的整體解決方案的關(guān)鍵組件，考驗(yàn)的是集成商的業(yè)務(wù)和技術(shù)整合能力，以及專業(yè)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)視角和集成能力。越有行業(yè)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)客戶積累的集成商，更能夠輕松應(yīng)對(duì)行業(yè)和企業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型時(shí)代帶來的新一輪挑戰(zhàn)。