人工智能技術在智能建筑中的應用研究

馬杰華

摘 要：人工智能是新興的學科，它主要的研究方向就是模擬人的智能和思維過程，這樣能夠設計出更加智能化的機械。對人工智能技術進行分析，能夠在建筑系統智能化發展過程中獲得更好的發展。

關鍵詞：人工智能技術；智能建筑；應用

建筑行業在科學技術不斷進步的影響下出現了智能建筑，這種建筑具備樓宇設備自動化系統、通信自動化系統、辦公自動化系統，這些系統在不斷發展過程中形成了智能集成，在建筑功能不斷發展的過程中，智能建筑對這些先進的系統進行了更好的利用，同時在服務需求方面也出現了更好的形式。

1 智能建筑的發展及存在問題

建筑智能化在發展過程中也存在著一些問題，現在在很多的建筑中已經出現了樓宇自動化系統，利用順序邏輯判斷的能力進行自動控制，這個系統在運行過程中無法進行思維邏輯判斷和自主學習，因此，一旦工作環境或者是工作的參數發生一定的變化就要對系統進行重新的調整，編寫新的控制程序。這種樓宇自動化系統在進行系統維護的時候比較復雜，在進行檢修的時候也非常不便利，因此，在一定程度上和智能化還是存在著很大的差距。

在科學技術和市場環境不斷發展過程中，智能建筑系統出現了很多的分立運行系統，這些獨立的系統在進行利用的時候出現了相互脫節的情況，因此，對建筑綜合控制還存在著一定的問題。各個系統在硬件設備方面出現了大量重復的情況，同時各個系統之間沒有相互通信和控制的接口，因此，在進行操作和管理的時候需要對不同系統進行掌握的人員，這樣也導致在技術培訓方面非常也非常高。采用統一的模板硬件和軟件結構能夠將各個獨立的系統融合在一個整體中，這樣能夠提高控制和管理的可靠性，同時，在智能化方面也能獲得更好的發展。

2 人工智能技術在智能建筑中的應用研究

2.1 人工智能新發展對智能建筑的影響

專家系統是一種基于知識的系統，這個系統在使用的時候主要是對一些控制對象以及控制規律的專家知識進行掌握。人工智能計算機程序系統在一定程度上具備每個專門領域的專家知識和經驗，因此，能夠對出現的專業問題進行解決。專家系統對某個專門的領域能夠更好的進行解決，因此，在計算機智能軟件系統中，可以根據一個或者是多個專家提供的知識來對出現的問題進行解決，這樣能夠對一些復雜問題進行解決。建立計算機智能軟件系統可以對專家的專業知識和經驗進行掌握，采用知識表達技術可以建立知識模型和知識庫，利用掌握的知識來進行推理。專家控制系統在進行設計的時候能夠將過去控制系統中出現的問題進行解決，傳統的控制系統中依靠的數學模型，將數學模型和知識模型進行結合，這樣能夠將知識處理技術和控制技術進行結合，這樣也能發展智能建筑。將專家系統應用到智能建筑的物業管理服務中，對用戶進行管理，同時對建筑出入人員和業務咨詢提供便利。

人工神經網絡在建筑系統中的建模、學習控制和優化方面取得了非常好的成績，在應用范圍方面也取得了非常好的成績，在語音識別、圖像處理領域都得到了很好的應用。智能建筑在功能上出現了不斷發展的情況，這樣也使得現代建筑在進行施工的時候出現了越來越多的電氣設備，這些設備在進行使用的時候耗能也是非常大的，因此，對一幢現代的大廈進行管理的時候，要安裝的設備是非常多的，要保證這些設備非常安全和可靠，同時也要保證經濟性。智能建筑在設備自動化控制水平、反應能力以及運行水平上都得到了非常好的發展。人工神經網絡具有學習和適應能力方面效果非常好，因此，在進行監督和非監督訓練的時候非常好，對一些比較復雜的控制也具有非常好的效果。智能建筑中設備的控制器都有不同的原理，因此，在進行建筑物施工的時候要對建筑物的特性以及自動調節參數進行控制，這樣能夠適應不同的建筑物。建筑智能化設備能夠對實時信號進行檢測，同時在進行控制的時候也能進行調節，因此，其能夠進行更好的學習和適應，使建筑物在功能方面智能化。智能建筑控制是一種非常精確的系統，同時也是反應速度非常靈敏的系統，因此，在進行使用的時候能夠具備傳統模式無法實現的效果。

而新的神經網絡學習模型采用動態學習方法建模， 降低了模型的復雜性以及對計算資源與硬件的要求，控制硬件費用降低，可以采用硬件方式實現。新的神經網絡學習已經在微型芯片上實現， 即所謂的神經網絡芯片。因此，這種模式很可能在不久的將來適合于小規模的智能建筑和民用建筑。同時，智能建筑需要學習模式的出現改變了傳統模式響應速度與精度，對計算機設備要求更加簡單。建筑學習模式的開發將帶來低成本建筑智能控制的革命。

盡管目前的建筑神經網絡模型存在實時性等技術問題，但隨著計算機速度的提高與神經網絡實時算法的改進，建筑神經網絡控制將更加完善。神經網絡學習控制將采用大規模集成電路而不是計算機芯片形式實現，也不僅限于建筑能量控制與管理，還可以完成建筑物監控、保安、照明、娛樂等任務。相信在不遠的將來，基于芯片的簡單裝置將取代今天的微處理器，使大量建筑物真正擁有智能成為可能。較低的造價可以使智能設備進入普通市民家庭。

隨著數據庫技術、網絡技術以及計算機運算能力的快速發展，基于數據庫的控制已成為可能，特別是隨著分布式數據庫和數據倉庫技術的日益成熟，在建筑智能化系統集成時引入智能決策系統，可使智能建筑真正實現智能化。智能決策支持系統是近年來計算機技術、人工智能技術和管理科學相結合的一種新的管理信息技術。它是以管理科學、運籌學、控制論行為科學為基礎，以計算機技術、信息技術為手段，面對半結構化和非結構化的決策問題，幫助中、高層決策者進行決策活動，為決策者提供決策所需要的數據、信息和資料，幫助決策者明確決策目標和對問題的認識，建立和修改決策模型，提供各種備選方案，并對各種方案進行優化、分析、比較和判斷，幫助決策者提高決策能力、決策水平、決策質量和決策效益，以取得最大經濟效益和社會效益。

2.2 建筑智能系統集成是滿足建筑物現代化管理的需要而出現的

建筑智能化是從自動控制向信息管理發展的產物。通過系統集成采用統一的模塊化硬件和軟件結構，就能使管理人員方便地掌握操作技術和維修管理技術，這是所有獨立子系統都無法做到的。因而，從綠色建筑和可持續發展的角度，把控制和管理相結合，擴大建筑物管理的范圍，擴展智能化系統的內容和內涵，是建筑智能化的發展方向。

3 結束語

人工智能在發展過程中獲得了非常好的效果，其中，專家系統、人工神經網絡和決策支持系統都得到了非常好的發展，這些技術在智能建筑中都得到了非常好的應用，同時也成為了智能建筑的控制子系統，這樣能夠在終端上應用更加先進的技術，同時也能降低建筑智能化的運行和維護成本，實現優化和節能控制。智能建筑的發展對人們的生活帶來了很大的變化，同時也使得人們的生活改變了很多，為了更好的滿足人們的需求，對人工智能技術要進行更好的研究，這樣也能推動人們生活水平的提高。

參考文獻

[1]王永忠.人工智能技術在智能建筑中的應用研究[J].科技信息，2009.

[2]吳選忠，倪子偉.人工智能新技術在智能建筑中的應用研究[J].福建建設科技，2005.