建筑开源鸿蒙互联参考架构白皮书

第一章建筑行业数字化转型发展趋势与挑战06 1.1政策驱动建筑行业数字化转型061.2传统建造模式向智能建造发展-121.3传统楼宇自动化向智慧建筑发展-141.4新一代ICT技术加速建筑行业智能化16 第二章建筑数智化发展的技术难点17 2.1终端不智能用户体验差--172.2信息孤岛多互联互通难-182.3数据质量差智慧应用难-18preview 第三章建筑开源鸿蒙互联设计目标19 第四章建筑开源鸿蒙互联参考架构21 第五章建筑开源鸿蒙互联关键技术23 5.1鸿蒙终端智能升级- 235.2端端协同万物互联.255.3以网助端联接随需-- 265.4端云协同数据开放-- 285.5以云助端智慧服务325.6内生安全全局防御34Only for previ 第六章价值应用场景 36 6.1鸿蒙AIOC，智慧运营376.2鸿蒙智慧工地，安全高效- 386.3鸿蒙智慧电梯，安全运营·396.4鸿蒙智慧充电，安全便捷. 406.5鸿蒙安全停车，安全高效. 416.6鸿蒙环境监测，数视融合6.7鸿蒙智慧楼控，舒适节能. 436.8鸿蒙智慧能源，绿色高效446.9鸿蒙智慧照明，节能低碳6.10鸿蒙无感通行，宾至如归-466.11鸿蒙会议投屏，高效便捷- 476.12鸿蒙服务随行，极致体验 未来展望49ong 版权声明 书名：《建筑开源鸿蒙互联参考架构》 主编单位： 华为技术有限公司华东建筑集团股份有限公司深圳市住房和建设局中国建筑科学研究院有限公司开放原子开源基金会OpenHarmony项目群 参编单位： 建鸿(深圳)产业发展有限公司上海源控自动化技术有限公司宝业集团股份有限公司深圳市铭灏天智能照明设备有限公司诚迈科技(南京)股份有限公司软通动力信息技术（集团）股份有限公司forpreview鸿湖万联(江苏)科技发展有限公司开鸿智谷(深圳)数字产业发展有限公司江苏润和软件股份有限公司深圳开鸿数字产业发展有限公司广东九联开鸿科技发展有限公司 编写指导： 何雾、许杰峰、柳晓见 主编人员： 陈众励、岑岩、马恩成、牛琨、刘嵩、刘贵、张寅、黄传娜、李教峰、骆腾飞、郑正中、张勇、朱慧章、白志斌、王海蛟、王吉鹏、赵博 参编人员： 周新忠、刘一、李蕾、王翌飞、何楠、曾卫华、邓军军、夏伟、孙胜柏、宋振武、但鹏、刘颖棠、黄骥、胡秀敏、姜涛、郑容健、何羿、沈宏才、薛连杰、谭鹏举、费鹏伟、董文金、陈豆豆、徐勇、钱方、夏锋、左壮、王忠、覃丽丽、张军、吴文竞、姜飞翔 版权声明： 本白皮书著作权属于华为技术有限公司所有。转载、摘编或以其他任何方式使用本白皮书的全部或部分内容的，应注明来源，违反上述声明者，著作权方将追究其相关法律责任。 引言 “人们对美好生活的向往”驱动着社会发展和科技进步。良好的建筑空间环境，在美好生活中占据重要地位。随着城市化进程和人们生活水平的提高，在城市建筑立体空间中，建筑与科技结合，创造出高效、舒适、便捷、绿色低碳的建筑环境，是以人为本的建筑智慧化发展目标。 当前人类社会正处于“数字经济”发展阶段，以“云计算、大数据、物联网、第五代移动通信、人工智能”为代表的新一代ICT技术准备度已然成熟井逐步深入到客行各业，实现无处不在的信息联接和智慧赋能，驱动看行业数学化转型，改变我们的生活和生产方式，让我们加速迈向数字社会、智能社会。 行业数字化转型内涵：通过生产业务的“万物感知、万物互联、万物智能”，实现生产要素全面感知、实时在线，彻底消除“信息孤岛”和“数据碎片化”，实现数字信息的全IP化联接、全云化、全智能化服务，从而驱动产业升级，提高生产效率、降低管理成本、重构商业模式，提升用户体验。 纵观建筑行业，其生产模式正面临诸多机遇与挑战：首先，更人性化、更智慧化、绿色低碳的“好房子”已成为人们的向往，人们对高品质建筑环境的要求越来越高，为行业发展带来了新需求；其次，为了应对全球气候变暖问题，政府部门和行业企业对绿色低碳创新技术的推广应用力度越来越大，为行业发展带来了新动力；再次，受人口老龄化趋势影响，行业用工成本逐年提高，促进建筑工业化、智能化发展迫在眉睫；同时，住房和城乡建设部等部委不断出台相关利好政策，为行业高质量发展保驾护航。以上这些因素，共同驱动着建筑业从传统劳动密集型生产模式，向智能建造与建筑工业化协同发展模式演进，以实现高效益、高质量、低消耗、低排放的目标。 当前从全行业看，建筑行业数字化进程相对落后，存在终端不智能、信息孤岛多、数据质量差等技术问题，致使行业存在效率低、利润低的困境。究其根源，在于建筑信息化系统顶层规划、技术参考架构和关键技术选择指引不足，导致建筑行业数字化技术协同发展不匹配、转型慢、生产效率低、投入产出收效微。V 从关键根技术方面看，解决终端、通信、智慧应用等难题的关键技术均已有成熟应用。鸿蒙操作系统是一款基于分布式微内核的操作系统，具备多设备可信互通的能力，是面向全场景、全连接、全智能时代智能终端设备操作系统的框架和平台，已在多行业实践中可有效解决碎片化物联网终端的智能化升级问题。从通信方面，IPv6成为物联网升级演进的必然趋势。物联网IP化在简化终端接入、提升互联互通效率、降低组网成本、资源利用最大化和提高服务质量等方面能给物联网使用者带来巨大的价值。IPv6网络能够改善信息基础设施的网络安全，提升网络部署和运营运维效率，可编程的PV6网络能够促进行业数字化转型，同时也是网络强国建设的基础支撑。在人工智能技术方面，随着ChatGPT的发展，AI关键技术逐步成熟，并正在与各行业化数据结合，产生了AI数字人、AI训推一体机等典型应用，更有效的提升了生产或服务效率和质量。 本白皮书分析了建筑数字化转型建设驱动力，所面临的终端技术落后用户体验差、系统孤岛多互联互通难、数据质量差智慧升级难等技术挑战，围绕华为在2024年3月《智慧园区2030》白皮书中提出的“全面智能、以人为本、绿色节能”的建设理念，全面阐述了基于OpenHarmony生态的建筑数智化参考架构，并详细描述了OpenHarmony操作系统、端端协同、端云协同、以网助端、以云助端、安全可信等关键技术以及价值应用场景。以期与业界同仁分享研究成果，共谋发展。 第一章 建筑行业数字化转型发展趋势与挑战 1.1政策驱动建筑行业数字化转型 麦肯锡《Thenextnormalinconstruction》报告显示，建筑业包括房地产、城市基础建筑和工业建筑，是全球经济中最大的产业，占全球GDP的13%。当前建筑从业人员减少，人们对环境数字化交互的需求，以及政府逐步严格的安全与低碳节能监管要求等，正不断驱动建筑业的数字化转型。 建筑业是我国国民经济的支柱产业，为我国经济持续健康发展提供了有力支撑。我国以建设世界建造强国为目标，正在着力构建市场机制有效、质量安全可控、标准支撑有力、市场主体有活力的现代化建筑业发展体系。国家发展改革委、住房和城乡建设部、工业和信息化部等相继推出建筑行业数字化发展相关政策，部署我国建筑行业数字化转型、绿色低碳发展工作。我国在2021年发布的《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中表明要积极发展数字技术提升建筑智能化、提高节能降碳能力，加强智慧城市发展。住房和城乡建设部等十三部委提出，到2035年，我国建筑业发展质量和效益大幅提升，建筑工业化全面实现，建筑品质显著提升，企业创新能力大幅提高，高素质人才队伍全面建立，产业整体优势明显增强，“中国建造”核心竞争力世界领先，迈入“智能建造世界强国”行列，全面服务社会主义现代化强国建设。 建筑行业数字化转型离不开建筑装备和建筑行业终端的数字化升级，而行业终端装备智能化最根本在于其操作系统升级，OpenHarmony操作系统因其万物互联、内生安全成为终端智能化升级的最优选择，也成为行业数字化转型的关键驱动因素，因此，各地政府陆续出台了鸿蒙赋能产业发展的相关政策，牵引行业装备和终端生态智能化发展。Onlyforpr 1.2传统建造模式向智能建造发展 传统建筑业主要依赖资源要素投入、大规模投资拉动发展，建筑工业化、信息化水平较低，生产方式粗放、劳动效率不高、能源资源消耗较大、科技创新能力不足等问题依然存在，建筑业与先进制造技术、信息技术、节能技术融合不够，建筑产业互联网和建筑机器人的发展应用不足。特别是近年资源要素趋近，新一代信息技术的迅猛发展，建筑业传统建造方式受到较大冲击，粗放型发展模式已难以为继，迫切需要通过加快推动智能建造与建筑工业化协同发展，走出一条内涵集约式高质量发展新路。当前传统建造方式下，主要存在以下问题： 建造技术智能化水平低 传统建造项目多以应用普通塔吊、施工电梯、施工升降机等为主，具有数据实时采集、自动上云、智能控制等功能的智能施工机械设备应用还相对较少，难以实现数据驱动生产、设备高效协同作用。 建造过程数据质量不高 项目数据往往存在明显的滞后性，生产过程数据大多依赖于人工填报，多源数据不一致，难以保证数据真实性、完整性和准确性。ev ■业务模式割裂数据协同难 建筑产品全过程涉及设计、生产、施工、运维等各阶段、各方利益主体，通常传统项目信息化系统各自为政，缺乏统一的数据交互标准及格式，难以实现全过程的数据贯通应用，造成协同应用成效不显著、数据价值低。 智能建造是以新一代信息技术、先进制造技术与工程建设领域深度融合为特征，以工业化建造和数字化建造为基础，以提升工程质量安全、效益和品质以及推动生产力升级和生产关系重塑为目标，实现工程项目全过程数字化、网络化、智能化的新型建造方式。发展智能建造具有科技含量高、产业关联度大、带动能力强等特点，对加快推动建设行业数字化转型升级和高质量发展具有重要意义。 通过数字设计、智能生产、智能施工、智慧运维、建筑产业互联网、智能建造设备装备、智慧监管等领域智能建造技术在工程建设项目中应用，重塑建筑业产品形态、商业模式、生产方式、管理模式和监管方式。推广工程项目数字化交付，遵循“数出同源、协同共享、有效传递、权责一致”的原则，通过数字技术集成工作流程，实现设计、生产、施工、运维各阶段主体单位高度协同，以及业务和数据的横向联通、纵向贯通，实现降本提质增效。 通过引入数字化技术，以产业互联网思维打造建筑产业互联网，推动项目全生命周期管理，从规划、设计、生产、建造、运行全流程实现关键数据要素的收集、流动、分析，让各个环节的计划、实施和管理都能得到实时准确的信息支撑，实现全过程精益建造的闭环，从而实现建筑业的数字化转型。rpreview 1.3传统楼宇自动化向智慧建筑发展 FortuneBusinessInsights的数据显示，全球智慧建筑市场规模预计将从2023年的969.6亿美元增长到2030年的4082.1亿美元，复合年增长率为22.8%。从中国来看，据前瞻产业研究院数据显示，预计至2026年中国新建智慧建筑市场规模达约3968亿元。可见宜居环境、"双碳目标驱动带来的智慧建筑市场需求旺盛。 市场需求方面，随着经济水平的提高和人们日益增长的物质需求，人们对建筑智能化和人性化有更高的要求。政策要求方面，为了应对气候变化，控制温室效应和温室气体排放成为全球共识，而我国建筑运行能耗和碳排放约占社会能源消耗和碳排放的22%左右，发展数字技术提升建筑节能降碳能力在我国《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中已成为明确要求。商业利润方面，根据WELL全球数据统计，达到WELL认证标准的建筑物，低碳健康的空间能产生更高的投资回报。 从技术方面，传统楼宇自动化，是面向暖通、空调、给排水等机电系统的自动化运行和控制而设计，终端只采集设备运行数据，系统只对设置的固定设备运行策略进行运维和管理，无法满足以人为本的智能感知与个性化体验需求，也无法实时感知环境状态、人员状态、能源情况进行智慧化调控达到最优的低碳节能效果。此外，由于传统智能楼宇35个子系统独立建设，导致终端和网络等不能共用，存在重复建设、数据孤岛、系统互联互通难、集成成本高、联动效果差等问题。同时，