人工智能成果在建筑行業(yè)的基本應用

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當前，人工智能在無人機、無人駕駛、智能醫(yī)療、智能交通、智能機器人等領域得到廣泛應用，給人們提供安全、可靠、舒適的環(huán)境，改變了人們生活，為城市建設增放光芒。隨著城鎮(zhèn)化加速發(fā)展，美麗鄉(xiāng)村的快速建設，建筑行業(yè)的規(guī)模越來越大，迫切需要高新技術的引入，人工智能與建筑行業(yè)的融合發(fā)展，將對建筑行業(yè)施工管理、成本控制起到較好作用，推動建筑行業(yè)綠色、協(xié)調(diào)發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)升級。

一、人工智能的基本概述

人工智能(Artificial Intelligence)，縮寫為AI。主要研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的技術科學。

人工智能基于對人的思維、意識等信息的模擬，完成人的思考，甚至超越人的智能。主要研究領域包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等，隨著人工智能的理論和技術不斷成熟，應用更加廣泛，其實現(xiàn)方法如下：

(一)編程的傳統(tǒng)方法。編程的傳統(tǒng)方法主要通過數(shù)理邏輯推演來實現(xiàn)，將結果進行倒推表述，采用經(jīng)典邏輯學理論模擬推導結果。在該過程中的節(jié)點分支，會出現(xiàn)多種選擇和路徑，滿足某個條件后就執(zhí)行某個命令，表示出相應的結果，進而實現(xiàn)編程的數(shù)理邏輯推演目標。

(二)改進中的機器學習。機器學習，主要在傳統(tǒng)編程方法的基礎上，改進算法，完善性能，產(chǎn)生相應模型，模擬人的感知。機器學習常用的方法有決策樹方法、強化學習方法、集成學習方法等。其算法不同于傳統(tǒng)數(shù)理邏輯推演規(guī)則，它需要輸入大量數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機對數(shù)據(jù)進行歸納和總結，得到一個模型，就是機器學習模型。

(三)深度學習的方法。深渡學習是一種多層相互交織的神經(jīng)網(wǎng)絡，由硬件APU通過SDK端口，結合軟件大規(guī)模并行處理來實現(xiàn)的算法。它是通過對低層特征進行組合，抽象形成高一層級的屬性特征的表示，更好的挖掘數(shù)據(jù)分布特點。它能夠模擬人的神經(jīng)網(wǎng)絡，對人的音像、圖文等思維方式進行解釋，對多條路徑進行優(yōu)先選擇處理。

二、人工智能成果在建筑行業(yè)的基本應用

隨著人工智能技術的不斷成熟發(fā)展及其廣泛應用，建筑行業(yè)也隨之轉(zhuǎn)型和變革，與人工智能融合發(fā)展，在設計、規(guī)劃、建筑結構、施工管理等方面從嘗試到應用，取得一定效果。

(一)規(guī)劃設計中的人工智能因素。新時代，在建筑的設計、規(guī)劃、選型、風格等方面，人工智能技術作用逐步得到了體現(xiàn)，常見的機器學習，以及前沿的大數(shù)據(jù)、云端智能等技術中的先進算法變成簡易操作，極大提高了開發(fā)商和建筑師在規(guī)劃設計的效率。在實際設計中，Rabee M.Reffat還提出了建筑風格多樣性和復雜性的機器學習、基于案例的建筑設計和建筑風格學習的模式識別等三種AI 技術來豐富建筑設計工件質(zhì)量。在建筑設計階段，還有采用一種神經(jīng)網(wǎng)絡結合遺傳算法進行優(yōu)化設計，既降低了算法復雜性，又提高了設計效率，節(jié)約大量成本。

(二)建筑結構中的人工智能因素。事關建筑物安全問題的隱蔽工程和基礎工程的施工質(zhì)量，以及裂痕、破損等，與百姓生活密切相連，向來是建筑領域的專家、學者關注的焦點和熱點，人工智能在建筑結構中的引入，為這些問題的解決，提供了很多新思路和高效率。

深度學習在建筑領域首先小試鋒芒，采用現(xiàn)有的人工智能技術成果，基于視覺識別技術，建立裂縫分布與形態(tài)、變形變位等結構外觀狀態(tài)與結構損傷之間的內(nèi)在聯(lián)系，高效識別圖像，進而對結構損傷程度進行識別。該方法在橋梁結構中得到較好應用。

視覺識別技術還不能解決復雜工程結構可靠度的精確計算的問題，這也是建筑結構中急需又是難以解決的問題。人工智能的分類、動態(tài)響應技術的提出，較好解決了復雜工程結構可靠度中隱式函數(shù)求解慢的現(xiàn)象，在計算大型復雜結構可靠度計算上取得驚人成績，提高了精度和效率。

復雜結構工程中，人工智能還在邊坡工程、高層住宅、震后建筑物評估等領域不斷應用，發(fā)揮極大作用。

(三)建筑施工中的人工智能因素。現(xiàn)實技術方面，將無線局域網(wǎng)、藍牙、北斗定位系統(tǒng)等技術有機結合，采用戶內(nèi)、戶外同時跟蹤手段，分析項目計劃、進度、預算中施工人員實時信息訪問情況，依據(jù)用戶的喜好，在某種條件下即時給與幫助。

信息通訊技術方面，該技術能夠在建筑施工中的縮短工期、降低施工資金和運行維護成本、減少缺陷、預防事故、提高效率等方面發(fā)揮重大作用，具有很大應用前景。

智能調(diào)度方面，有效幫助項目經(jīng)理在項目目標實現(xiàn)中，對施工班組、各種物資、配套設備以及多維度空間進行最優(yōu)布局，開展最優(yōu)的進度布局，促進項目施工順利組織。

施工現(xiàn)場雨水管理方面，人工智能系統(tǒng)在水資源保護、水土流失、環(huán)境保護等方面提供數(shù)據(jù)，以地理信息實時來支撐，輔助現(xiàn)場施工，進而節(jié)約用水，保護環(huán)境，營造良好施工氛圍。

(四)建筑管理中的人工智能因素。克服通貨膨脹，人工智能構建了綜合數(shù)據(jù)倉庫，集成多種數(shù)據(jù)庫和信息資源數(shù)據(jù)，形成成本綜合指數(shù)，逐步調(diào)整預算過程中通貨膨脹帶來的影響。

模擬實際操作安全培訓，用人工智能技術通過游戲平臺解決安全培訓方法和工具，為參與培訓人員提供所需實踐操作的機會，提升施工人員實際技術操作能力，預防安全事故。

追蹤建筑材料，基于人工智能的無線技術，追蹤大規(guī)模項目建筑材料數(shù)據(jù)，解決現(xiàn)場數(shù)據(jù)手工操作低下的現(xiàn)象，輔助工程師在項目管理中選擇合理安排，提高建筑材料利用率。

(五)智能建筑中的人工智能因素。智能建筑在80年代在世界建筑界誕生，90年代進入中國，智能系統(tǒng)根據(jù)對相關傳感器、信息網(wǎng)絡、系統(tǒng)終端等采集的數(shù)據(jù)提出優(yōu)化方案，對建筑物的結構、系統(tǒng)、服務和管理四個要素及其內(nèi)在聯(lián)系優(yōu)化組合，實現(xiàn)管理者的目標。

智能建筑是通過計算機、控制、通信、圖像等技術，將建筑物的設備、通信、辦公融于一體的智能全系統(tǒng)，主要采用神經(jīng)網(wǎng)絡模型、模塊結構化、專家系統(tǒng)等技術，來實現(xiàn)設計者和管理者需求的系統(tǒng)運行和控制。

三、結語

本文講述了人工智能在建筑行業(yè)的應用與前景，取得了一定進展。如今，科技高速發(fā)展，信息化、智能化在建筑行業(yè)還未廣泛應用，互聯(lián)網(wǎng)+、區(qū)塊鏈等前沿技術，還有待進一步研發(fā)、試驗、實踐，提升人工智能在建筑行業(yè)的深度應用。