人工智能技術(shù)在智能建筑中的應用探討

嚴嚴

摘要：人工智能技術(shù)是我國科學技術(shù)發(fā)展過程中的新興技術(shù)，由于其擁有諸多的技術(shù)優(yōu)勢，在各行各業(yè)中深受認可并得到廣泛使用。在人工智能技術(shù)的第三次浪潮下，建筑行業(yè)與人工智能技術(shù)的結(jié)合變得勢不可擋。通過使用人工智能技術(shù)來設(shè)計建筑，可以推動智能化建筑快速發(fā)展。但是在實際發(fā)展過程中，由于存在智能化水平低下、智能建筑子系統(tǒng)間缺乏協(xié)調(diào)性、智能建筑運行維護無法自發(fā)診斷等問題，智能化建筑還有諸多方面亟待完善。為了解決這些問題，本文從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化模塊三個方面進行深入探討，以利于人工智能技術(shù)更好地應用于智能建筑，加速智能建筑的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);智能建筑;應用方式

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展與科學技術(shù)的不斷進步，人們的生活在現(xiàn)代科學技術(shù)的影響下發(fā)生了翻天覆地的改變。智能建筑通過與人工智能技術(shù)緊密結(jié)合，打破了傳統(tǒng)的建筑行業(yè)模式，具有自動化功能的智能建筑系統(tǒng)開始出現(xiàn)在人們的視野之中。通過使用人工智能技術(shù)來進行智能化建筑的建設(shè)，一方面有利于優(yōu)化智能建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)更智慧、更便捷的智能建筑，另一方面能夠極大滿足人類對智能建筑的舒適性和安全性的需求。

一、人工智能技術(shù)的含義和發(fā)展

人工智能技術(shù)是當前計算機科學下的一個主要分支，它能夠像人一樣思考、去了解智能的本質(zhì)，并且能夠生產(chǎn)出可以模擬人類的思維過程和智能行為的智能機器，其主要功能包括機器人、圖像識別、語言識別、專家系統(tǒng)和自然語言處理等。

人類正在走向智能時代，人工智能技術(shù)的發(fā)展可以劃分為三個階段：（1）弱人工智能階段，它只擅長單個方面的智能，只能在某個特定任務(wù)中超過人類。譬如google公司研發(fā)的AlphaGo機器人。（2）強人工智能階段，它在各個方面都能夠與人類比肩，被認為是具有真正推理和解決問題能力的智能機器。（3）超人工智能階段，它幾乎在所有領(lǐng)域都要強上人類數(shù)倍，是科學家追求的一種理想狀態(tài)。

人工智能技術(shù)在科技、社會、產(chǎn)業(yè)廣泛受到認同，各個國家正在加緊實施人工智能技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。在未來，我國的人工智能技術(shù)水平有希望達到全球頂尖水平，成為全球主要人工智能中心。

二、智能建筑發(fā)展存在的問題

因為人工智能技術(shù)在智能建筑上有所應用，智能建筑打破原有的傳統(tǒng)建筑模式，出現(xiàn)樓宇自動化系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng)等一系列人工智能系統(tǒng)。但是隨著現(xiàn)代人生活方式更加多元，較為單一的智能建筑系統(tǒng)目前還存在智能化水平低下、智能建筑子系統(tǒng)缺乏協(xié)調(diào)性、智能建筑運行維護無法自發(fā)診斷等問題，不能多方面滿足人們的實際生活需要。

1.智能化水平低下

目前人工智能在智能建筑的技術(shù)應用處于初級階段，存在許多技術(shù)泡沫，人工智能技術(shù)的控制系統(tǒng)只能起到輔助作用，并不能夠真正實現(xiàn)完全的智能。雖然當前建筑的建造人員在建設(shè)樓層時會將樓宇自動化系統(tǒng)安裝在相應區(qū)域，但是樓宇自動化系統(tǒng)僅僅只是在人工推動的作用下進行簡單的邏輯判斷工作。一旦智能系統(tǒng)出現(xiàn)問題或者遇到超出計算范圍的數(shù)據(jù)，就可能發(fā)生系統(tǒng)崩潰或者癱瘓的情況。智能化水平低下使得智能建筑在發(fā)展的路程中受到諸多阻礙，并且極大降低了自動化系統(tǒng)的運行效率。因此，如何將人工智能技術(shù)合理、高效應用于智能建筑的建設(shè)是引人深思的問題。

2.智能建筑子系統(tǒng)缺乏協(xié)調(diào)性

由于我國人工智能技術(shù)和計算機技術(shù)并不完善，各個智能化子系統(tǒng)和通信協(xié)議不統(tǒng)一，因此計算機內(nèi)部主系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)只能采用獨立運行控制的方式，無法實現(xiàn)各個智能化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在此種情況下，操作和管理人員需要花費大量時間來熟悉和掌握各個子系統(tǒng)的使用技術(shù)，與此同時帶來服務(wù)質(zhì)量降低、系統(tǒng)建設(shè)效率低下、培訓維修成本費增加等一系列問題。因此我國亟需提升智能化建筑的技術(shù)創(chuàng)新水平，加強各個智能子系統(tǒng)的互聯(lián)互通，進而建立高效率的智能化建筑。

3.智能建筑的運行維護未實現(xiàn)自發(fā)診斷

我國大部分智能化建筑系統(tǒng)采用的是事后維護與定期維護相結(jié)合的運行維護方式，系統(tǒng)無法實現(xiàn)各個智能子系統(tǒng)應用數(shù)據(jù)的整合并進行分析判斷，對于智能系統(tǒng)發(fā)生的故障無法事先自發(fā)現(xiàn)自診斷。因此，隨著項目業(yè)務(wù)量和規(guī)模的增加，運營維護成本、人力成本、組織成本都相應大幅度增加，并且可能遭受客戶投訴甚至是財產(chǎn)損失的風險。

三、人工智能技術(shù)在智能建筑中的應用

在人工智能技術(shù)的高速發(fā)展下，智能建筑中融入人工智能技術(shù)的浪潮變得勢不可擋。如何利用人工智能技術(shù)來推動智能建筑的建設(shè)，使之更安全、更智慧、更舒適、更便捷，成為需要研究的重要課題。

1.在智能建筑中融入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是多個處理單元連結(jié)在一起的復雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它能夠?qū)σ恍碗s且模糊的信息進行高效處理，尤為適用處理同時出現(xiàn)多個因素和條件的信息。其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的自學功能最為突出。自學功能是指其在基本原理的基礎(chǔ)之上，所建立起的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在智能控制、模式識別和系統(tǒng)辨識等多方面領(lǐng)域的應用。

智能建筑中的管理系統(tǒng)如語音識別、信息處理、系統(tǒng)功能設(shè)計、圖像處理等等，都是在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上工作的。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用下，智能建筑可以加強各系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，在不同設(shè)備系統(tǒng)下協(xié)調(diào)運行，從而減少由于系統(tǒng)內(nèi)部之間脫節(jié)而引起的故障。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還有一定的自學能力，可以進一步提高精確率和控制運行速度。

2.在智能建筑中融入專家系統(tǒng)技術(shù)

專家系統(tǒng)技術(shù)建立在自我學習和知識積累的基礎(chǔ)之上，它可以記錄控制對象和控制規(guī)則的有關(guān)知識，并且將這些有關(guān)知識保存在數(shù)據(jù)庫中，在經(jīng)過自身學習和計算之后，即可生成具有正確決策能力的管理系統(tǒng)。因為它的運營模式類似于某個專業(yè)領(lǐng)域的專家，所以稱之為專家系統(tǒng)。其在發(fā)展中擁有著自身獨有的優(yōu)勢，如可以快速運算數(shù)據(jù)信息、控制系統(tǒng)的運行，在智能建筑的運行中分析和推理信息并制定可行性方案，是整個人工智能技術(shù)領(lǐng)域中所不可或缺的一部分。

專家系統(tǒng)技術(shù)在實際運用時，需要使用其內(nèi)部龐大的數(shù)據(jù)庫，并且還需要分析當前環(huán)境來構(gòu)建相應的知識模型。如若將專家系統(tǒng)技術(shù)應用于智能建筑系統(tǒng)中，其中的知識模型能夠讓相關(guān)人員做出更加科學化和智能化的決策，并且能夠幫助智能建筑系統(tǒng)實現(xiàn)知識信息處理與控制技術(shù)的統(tǒng)一，此舉極大推動了智能建筑系統(tǒng)的建立和發(fā)展。

3.在智能建筑中使模塊結(jié)構(gòu)化

在構(gòu)建大型智能系統(tǒng)時，智能系統(tǒng)被分解為多個獨立部分。這些獨立部分承擔著一一對應的功效，且每個獨立部分都自成一個模塊，模塊與模塊間的組合便是模塊的結(jié)構(gòu)化。智能建筑由傳統(tǒng)建筑升級而來，必定會延續(xù)傳統(tǒng)建筑的部分優(yōu)良功能，同時也會進一步綜合運用人工智能技術(shù)，將各個系統(tǒng)和模塊的功能相結(jié)合，以發(fā)揮智能化建筑的最大效用。智能化建筑可以通過使用人工智能技術(shù)來重組所有功能模塊，然后實現(xiàn)模塊的結(jié)構(gòu)化，進而達到智能化系統(tǒng)的集成控制。譬如智能化建筑中的消防系統(tǒng)，一方面煙感報警器可以實時監(jiān)測環(huán)境中的煙霧，另一方面通風系統(tǒng)中的流量閥可以實時控制氣體流量，極大地提升了消防系統(tǒng)的運行效率。在未來，類似于消防系統(tǒng)這樣簡單的結(jié)構(gòu)化模塊，將會更多地出現(xiàn)在智能化建筑當中。

四、結(jié)語

人工智能技術(shù)是當今世界的新興技術(shù)學科，其主要目的是通過模擬人類思維過程和智能行為來創(chuàng)造出更多智能化設(shè)備服務(wù)人類。其在與智能建筑的緊密結(jié)合上不僅自身收獲顯著成效，并且加速了智能化建筑的發(fā)展。未來，智能化建筑的發(fā)展將翻天覆地地轉(zhuǎn)變了人類的生活方式，為了讓智能化建筑更智慧、更安全、更舒適、更便捷，有關(guān)人員需將人工智能技術(shù)和智能建筑緊密結(jié)合，站在全局的角度來分析智能化建筑目前存在的問題及原因，做出解決對策并總結(jié)經(jīng)驗，以實現(xiàn)智能化建筑的高速發(fā)展。

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（作者單位：廣州市恒迅技防系統(tǒng)有限公司）