人工智能成果在建筑行業的基本應用

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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、舒適的環境，改變了人們生活，為城市建設增放光芒。隨著城鎮化加速發展，美麗鄉村的快速建設，建筑行業的規模越來越大，迫切需要高新技術的引入，人工智能與建筑行業的融合發展，將對建筑行業施工管理、成本控制起到較好作用，推動建筑行業綠色、協調發展，推動產業升級。

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，其實現方法如下：

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

(二)改進中的機器學習。機器學習，主要在傳統編程方法的基礎上，改進算法，完善性能，產生相應模型，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。其算法不同于傳統數理邏輯推演規則，它需要輸入大量數據，經計算機對數據進行歸納和總結，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網絡，由硬件APU通過SDK端口，結合軟件大規模并行處理來實現的算法。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，更好的挖掘數據分布特點。它能夠模擬人的神經網絡，對人的音像、圖文等思維方式進行解釋，對多條路徑進行優先選擇處理。

二、人工智能成果在建筑行業的基本應用

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

(一)規劃設計中的人工智能因素。新時代，在建筑的設計、規劃、選型、風格等方面，人工智能技術作用逐步得到了體現，常見的機器學習，以及前沿的大數據、云端智能等技術中的先進算法變成簡易操作，極大提高了開發商和建筑師在規劃設計的效率。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量。在建筑設計階段，還有采用一種神經網絡結合遺傳算法進行優化設計，既降低了算法復雜性，又提高了設計效率，節約大量成本。

(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、變形變位等結構外觀狀態與結構損傷之間的內在聯系，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求解慢的現象，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，發揮極大作用。

(三)建筑施工中的人工智能因素。現實技術方面，將無線局域網、藍牙、北斗定位系統等技術有機結合，采用戶內、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、提高效率等方面發揮重大作用，具有很大應用前景。

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

施工現場雨水管理方面，人工智能系統在水資源保護、水土流失、環境保護等方面提供數據，以地理信息實時來支撐，輔助現場施工，進而節約用水，保護環境，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據倉庫，集成多種數據庫和信息資源數據，形成成本綜合指數，逐步調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，追蹤大規模項目建筑材料數據，解決現場數據手工操作低下的現象，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，智能系統根據對相關傳感器、信息網絡、系統終端等采集的數據提出優化方案，對建筑物的結構、系統、服務和管理四個要素及其內在聯系優化組合，實現管理者的目標。

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，主要采用神經網絡模型、模塊結構化、專家系統等技術，來實現設計者和管理者需求的系統運行和控制。

三、結語

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