新城建政策下數字家庭發展新機遇

馮承文，王鋼，孫玥

（1.青島海爾智能技術研發有限公司；2.中關村樂家智慧居住區產業技術聯盟；3.全國智能建筑及居住區數字化標準化技術委員會）

1 新城建政策促進數字家庭行業的發展

1.1 數字家庭行業發展現狀和問題

數字家庭的市場銷售額在逐年提升，產品使用越來越普及，應用逐步走向成熟。但在實際應用中，用戶使用滿意程度不高，真正吸引用戶使用的引爆點不多，許多應用場景不是很理想，便利性不足。

制約數字家庭行業繼續快速發展的原因很多，其中一個關鍵的技術問題就是互聯互通問題：很多能力相對比較弱、功能單一的數字家庭終端需在家庭網絡中與其他數字家庭終端互聯才能實現數字家庭的整體應用場景，現實的數字家庭系統中會出現多個廠商的獨立系統，這些系統之間缺乏互聯互通，只能依靠單一數字家庭廠商自身的能力來實現數字家庭的應用，這個多年未能很好解決的問題，導致了數字家庭系統缺少整體的應用體驗，阻礙了數字家庭市場的落地。另一個原因是由于缺乏更大量、更準確的數字家庭相關數據和信息的支撐，導致實用的應用場景不多，沒有給用戶帶來真正的便利，數字家庭市場推廣遲緩。

1.2 新城建項目的主要內容

目前，住建部正大力推進新型城市基礎設施建設(以下簡稱“新城建”)工作，部署推進新城建項目試點扎實落地。新城建主要包含7個方面：全面推進城市信息模型(CIM)平臺[1]建設、推動智能化市政基礎設施建設和更新改造、協同發展智慧城市和智能網聯汽車、建設智能化城市安全監管平臺、加快推進智慧社區建設、推動智能建造和建筑工業化協同發展、推進城市綜合管理服務平臺建設。

1.3 新城建助力數字家庭行業

新城建充分利用信息技術的發展成果，以技術標準體系規范行業發展，依托行業共性平臺解決以前社區信息、建筑信息與數字家庭終端不關聯的問題，加大對相關數據和應用進行整合、處理、共享和查詢。建立數字家庭基礎平臺和智慧社區信息模型，基于BIM和CIM技術打造數字孿生社區，建立基于空間屬性的數據模型以及基于精細化模型的數據可視化能力，并以此為社區管理提供人、物、行為的全面數據基礎，通過大數據、人工智能的應用，提升社區管理和服務的能力。CIM模型的建立、智慧城市和智慧社區等部分的快速推進都將大大推進數字家庭的應用落地和發展進程。

2 智慧城市、智慧社區與數字家庭的融合帶來更新的產品和服務體驗

新城建的推進極大豐富和擴展了數字家庭的應用服務和使用場景。以前，數字家庭的應用由于缺乏更大量、更準確的數據和信息的支撐而難以實現，但伴隨著新城建各項工作的推進，數字家庭作為智慧社區和智慧城市應用的末端承載，用戶能夠在家庭中共享智慧社區和智慧城市中的信息和應用，數字家庭的應用也逐步豐富起來，從而促進了數字家庭的發展和落地實施。數字家庭的發展依賴于終端設備、用戶、房間、樓宇、社區以及整個城市的相互協調，構建BIM和CIM數據模型，支撐城市、社區、家庭多元異構數據的融合與交換，實現終端設備、用戶、房間、樓宇、社區以及整個城市之間數據和服務的共享。新城建中，社區住宅的數字模型為數字家庭提供了更多的精準數據基礎。智能家電的安裝需要獲取家庭的房間信息，之前無線智能家電的安裝和配置存在比較大的問題，就是無線網絡的布點，由于智能家電的屬性問題，很多種類的智能家電需要安裝在墻角，房間邊緣等地點，通常這些區域網絡信號會比較弱，廠商需要通過增加其他輔助手段增強智能家電的網絡信號，由于每個用戶的實際需求不同，導致廠商需要針對客戶進行個性化的安裝調試，增加了廠商的成本，降低了用戶的體驗。未來，通過新城建中建筑和房間的數字模型，根據用戶的實際裝修布置網絡的信號強度、設備類型等綜合信息，制定出合理的網絡布局，使智能家電可以直接入戶，安裝即可使用，不需要再額外增加其他的工作量。比如：通過新城建中建筑和房間的數字模型，可以為數字家庭的能源管理系統提供更多的外部數據參考，通過住宅的位置、戶型、光照程度、電力的管控、入住人員信息等為數字家庭的供暖、制冷設備提供更多的調控參考依據，使整個家庭用更少的能源滿足所有需求。新城建中智慧社區提供的各項增值服務極大豐富了數字家庭的應用場景，如，社區服務平臺有著社區內的公共設施管理、增值服務管理、人員管理等。公共設施管理包括但不限于照明管理、安防監控管理、車輛管理、門禁管理、能源管理等。增值服務包括但不限于物業服務、家政服務、美容美發、購物餐飲、維修安裝、社區活動、社區托管、社區養老等。在數字家庭系統和智慧社區進行互聯互通后，用戶使用數字家庭中的人機交互終端，足不出戶就可以讀取社區物業推送的各種消息、物業賬單等。利用人機交互終端獲取門禁信息，公共區域的監控圖像；訂購家政服務、社區活動、社區托管以及社區養老等服務；居家老人每日健康數據（血壓計數據、血糖儀數據、冰箱開門次數、烹飪器具使用數據、體重計數據、智能馬桶分析數據、人員異常活動數據）上傳至社區醫院；虛擬社區活動室服務；社區物業的信息以及社區公共服務的使用；鄰居之間的互助等。新城建中智慧城市提供的各項增值服務極大豐富了數字家庭的應用場景，如，實現用戶在家中獲取當天的天氣、日常出行路線的交通狀況、政府最新的政策信息、行政事務的辦理等。數字家庭、智慧社區與其他智慧城市的第三方服務平臺進行互聯，以數字家庭和智慧社區提供的數據信息作為智慧城市的應用支撐，如，電網服務平臺、城市安防緊急服務平臺、城市消防緊急服務平臺等等。因此，數字家庭、智慧社區與智慧城市之間是相互提升、相互促進，共同發展的關系。

3 新城建為數字家庭部署實施提供技術支撐

在新城建的建設過程中，通過構建數字家庭基礎平臺，利用BIM/CIM融合數據，搭建基于BIM/CIM的智慧社區服務平臺，通過智慧社區平臺與智慧城市平臺和數字家庭系統進行互聯互通，為數字家庭業務部署提供技術支撐。數字家庭與智慧社區、智慧城市系統互聯互通的實現，首先應解決數字家庭中終端設備的互聯互通，實現不同廠商、不同類型的終端互聯互通，不同廠商的數字家庭服務的互聯互通。其次，才是數字家庭應用服務與智慧社區、智慧城市系統互聯互通。數字家庭可以通過平臺對接，實現智慧社區和智慧城市系統之間生活與政府公共管理服務的互聯互通。

3.1 跨廠商數字家庭終端設備的互聯互通

目前，不同廠商數字家庭終端設備的互聯互通主要有以下幾個路徑：數字家庭終端設備通信協議及終端設備關鍵數據格式的統一；通過數字家庭網關進行異構通信協議轉換；通過行業公共互聯平臺實現不同廠商設備管理平臺的連接。這幾種方式中，雖然統一數字家庭終端對外通信數據格式是最為簡單、直接的互聯互通方式，但由于廠商眾多，即使發布了相關標準，但由于廠商研發和產品部署實施的投入成本較高，執行的力度非常有限，導致實際落地困難。目前，針對較大數字家庭終端廠商來說，更愿意通過云服務平臺的方式進行互聯互通，既能夠以更小的代價實現互聯互通，又能夠較好地保護住各廠商自身的利益，所以該種方式成為了目前比較主流的互聯互通技術方案。不同廠商終端設備互聯互通示意圖[2]如圖1所示，可以通過廠商服務平臺和行業服務平臺實現互聯。

圖1 不同廠商數字家庭終端設備互聯互通示意圖

3.2 數字家庭、智慧社區和智慧城市系統的互聯互通

智慧社區服務平臺除了對社區內智能終端設備和人員的管理，還具備與各級城市管理部門平臺接入的能力，通過數字家庭、社區與城市綜合管理等業務平臺進行對接，實現集中、高效的管理與資源共享，提高數字家庭和社區綜合服務的能力，實現多平臺間數據共享、互聯互通。智慧社區平臺是數字家庭和智慧城市的應用和服務共享的基礎。

要實現數字家庭、智慧社區和智慧城市系統的互聯互通，需要打通不同平臺用戶管理的接口、設備管理的接口以及應用服務管理的接口，而統一的接口協議、統一的用戶、設備和應用管理都將是互聯互通推進的重點，而這需要通過國家或行業標準的建立來進行統一解決。

數字家庭、智慧社區和智慧城市平臺互聯互通示意圖如圖2所示。

圖2 數字家庭、智能社區和智慧城市平臺互聯互通示意圖

4 新城建的安全認證體系為數字家庭提供安全保障

4.1 信息安全

在數字家庭、智慧社區、智慧城市互聯互通過程中會涉及多個平臺、多個服務與應用，因而需要建立完善的信息安全保護措施，以保證整體應用的正常運行。在新城建的建設過程中，通過數字家庭系統安全云平臺實現互聯互通，數字家庭系統安全云平臺連接圖如圖3所示。

圖3 數字家庭系統安全云平臺連接圖

其中數字家庭系統安全云平臺應主要解決的技術問題包括：

①對廠商平臺、數字家庭終端設備和用戶的數字證書的管理機制，包括發放、更新、注銷、鑒別；

②跨廠商平臺的數字家庭終端設備的用戶和權限管理機制；

③對用戶隱私及敏感數據的跨平臺訪問保護機制；

④平臺間的密鑰管理共享機制。

通過以下技術手段有效解決信息安全問題：

①對數字家庭終端設備的身份進行有效驗證，需要保證平臺內的數字家庭終端設備身份信息唯一，不可預測，并擁有足夠的長度和復雜度；

②用戶綁定數字家庭終端的過程安全可靠，數字家庭系統安全云平臺需下發對基于用戶生成的一次性驗證信息，數字家庭終端設備配網激活的時候需攜帶該驗證信息，進而進行用戶和終端設備的綁定，防止用戶和其他非綁定關系的數字家庭終端設備進行交互；

③在所有平臺交互通信過程中，應通過安全加密保護機制來保證通信安全；

④在保證數字家庭系統安全云平臺登錄接口的安全性，確保云平臺的唯一標識，平臺身份令牌的安全性、不可預測性，并擁有足夠的長度和復雜度；

⑤應使用精細粒度的訪問權限控制，根據用戶信息、數字家庭終端設備信息、應用場景等配置出最小且必要的權限，以確保使用安全。

4.2 用戶個人數據和隱私的保護

數字家庭、智慧社區、智慧城市中會獲取大量與用戶有關的個人信息和隱私信息，隨著國家個人信息保護法的頒布和實施，需要重點對這些個人信息進行保護，同時在使用、轉移、存儲銷毀等過程中不會引起個人數據和隱私的泄露。新城建政策的推進需要在滿足個人信息保護法以及國家標準GB/T35273-2020《信息安全技術個人信息安全規范》[3]要求的基礎上，對用戶個人數據和隱私進行保護，真正促進數字家庭應用的落地。

5 結語

數字家庭的發展以應用為推動力；智慧社區和智慧城市的發展為數字家庭提供了更多實用的應用場景；數字家庭、智慧社區和智慧城市相互促進，相互提升，共同發展，最終形成共同進化、共同發展的智能生態系統。