人工智能在智慧建筑中的應用

顧 濱

（上海數字智能化系統工程有限公司，上海 200435）

隨著我國社會經濟的發展，國民的生活水平日益提升，對居住環境的要求越來越高。與此同時，隨著信息技術的高速發展，以5G、數字化、機器人、人工智能、生物醫藥、先進制造業、量子信息科學為代表的第四次工業革命正如火如荼地開展。特別是人工智能技術，不斷與其他行業融合，逐漸成為時代發展的主流。正如習近平總書記在黨的十九大報告中所指出的，要將我國建設成為數字中國和智慧社會。在此背景下，人工智能和建筑行業的相融，催生了智慧建筑。但當前的智慧建筑行業在發展中還存在著一定的問題，影響人們居住的體驗，需要進行改進與優化。

1 人工智能簡述

人工智能（Arificial Intelligence,AI）是一門用于研究并開發模擬、延伸和擴展人類智能的理論、方法、技術及應用系統的新技術科學，屬于計算機科學的一個分支，同時也是一門極富挑戰性的科學。其發展歷程大致可分為三個階段：一是智力活動階段；二是感官智能階段；三是認知智能階段。其中，第二階段人工智能可以實現機器的聽、說、看和識別，而且通過數學模型與大數據學習，能夠識別并模擬人類的認知能力；而第三階段的機器則可以理解并進行思考。當前，人工智能技術已經被廣泛應用在社會的各行各業中，主要包括如下三方面的技術：第一，智能界面技術。該技術是為了建立人機交互的和諧環境，并在和諧的環境下進行智能識別，為人機交互提供方便；第二，數據挖掘技術。該技術是大數據時代最主要的技術。在大數據時代，互聯網每天都會產生海量的數據，基于數據庫、人工智能以及數學統計興起的數據挖掘技術能快速挖掘出人們需要的信息內容。第三，自治系統研究。自治系統是一種可以識別意圖并進行機器思想創造的更人性化的自治實體系統。在實際操作中，基于人工智能的自治系統能夠獨立完成一些相對獨立的任務，甚至還可以根據外在環境的特殊變化，及時調整自身的狀態，如醫療輔助以及機器人檢測等。

2 智慧建筑簡述

智慧建筑是智慧城市中的重要組成部分，是指施工企業根據用戶的特殊需求，進一步優化組合建筑物的結構、系統、服務和管理，從而為用戶提供一個更加高效、舒適、便利的人性化建筑環境。相對而言，智慧建筑是集現代科技大成之產物，其技術基礎是由現代建筑技術、電腦技術、通信技術以及控制技術組成，而其面向對象則是辦公樓、商業綜合樓、文化、媒體、學校、醫院、交通、體育場館、工業建筑以及住宅小區等新建、擴建及改建工程。通過對這些建筑物配備智能化的功能，實現自身的高效、安全、節能、舒適、環保以及可持續發展的目標。當前，智能建筑主要是由智能控制技術、城市云端信息服務的共享和物聯網技術所構成，但不僅僅是各種智能技術的簡單應用，更是基于智慧城市物聯網系統和云中心架構下的一個智慧綜合體。

3 人工智能與智慧建筑之間的關系

正如習近平總書記在黨的十九大報告中指出的，要將我國建設成為科技強國、網絡強國、數字中國和智慧社會。要建設智慧社會，不單要建設智慧城市，同時還要發展智慧經濟。隨著當前第四次工業革命的興起，人們對于智慧經濟發展模式的研究也越來越深入，智慧經濟在當前的發展模式主要是物聯網+人工智能+適應性服務。智慧建筑作為智能經濟重要的組成部分，其發展模式必須與智能經濟發展模式相符合。傳統建筑要想轉型升級成為智慧建筑，就必須運用人工智能。

4 人工智能在智慧建筑中的應用

4.1 在智慧建筑能耗監控中的應用

當前，在可持續發展的綠色發展理念下，節能減排、共建生態文明成為世界各國的共識。在當前的智慧建筑建設中，節能降耗減排成為施工中最值得關注的一點。要想在智慧建筑建設中實現這一目標，就必須運用人工智能技術管理數據中心，同時借助“傳感器+動態監控系統”實時監控建筑物外部和內部的電子自動化系統及智能照明系統，以提高數據管理中心電能的利用效率。

例如，百度集團的智能建筑項目科技園集成設備，就借助百度云設備掃描技術，對該建筑整體的設備實現有效控制，并根據我國城市用電的峰谷波動、區域人員分布和流動以及天氣、溫濕度等各種環境因素方面的數據，準確進行切換，進而降低建筑能耗。同時，還借助人工智能對建筑的水系統進行監控，特別是水系統中水泵設備的健康程度。借助該系統預測水泵故障，可有效避免設備出現擺停事故。此外，在采暖通風方面，百度云還建立了體套數字模型，以實現故障的預測和預防。運用這一智能系統，該園區僅一個月就節約了25萬kW的電力，節能降耗效果顯著。

4.2 在智慧建筑實施中的應用

將人工智能運用到智慧建筑建設中，應積極借助云計算技術及其他相關軟件技術和硬件設施，對建筑現場的人力、物力和財力進行實時監控和管理。通過GIS技術和物聯網技術收集并準確分析施工現場機械設備和建筑材料的使用及其他方面的信息。而且通過視頻監控技術，還可以對現場施工人員進行協調和監管，避免出現操作失誤。此外，還可以借助互聯網和局域網進行數據傳輸，將收集整理的數據上傳到云管理平臺中，對數據進行分析和存儲。例如，位于上海的國家會展中心，其外觀是簡約的四葉草造型，內部是相互關系十分復雜的鋼結構、幕墻、屋面、機電安裝及內裝飾等界面。該智慧建筑就是上海建工依托數字化技術打造出來的，不僅設計具有個性化，而且兼具綠色、智能的性能。如今，國家會展中心已成為上海的區域性地標，象征著上海的綜合實力。

4.3 在智慧建筑運行維護中的應用

當前，基于人工智能的GIS+BIM建筑綜合管理平臺在智慧城市的運維中具有廣泛的應用，該管理平臺能進行城市和景觀規劃，制作三維地圖，進行環境和熱傳導模擬，同時還能進行災害管理和國土安全管理，對車輛和行人進行導航，并實現機器人智能移動和室內導航。在智能建筑中，也可以運用該系統進行全生命周期管理。在實際運用中，可以借助BIM技術在項目建設決策、設計、招投標、施工及竣工驗收中加強管理，同時在建筑交付使用后，也可以用其進行運行和維護管理。特別是在運行維護管理中，借助BIM技術和GIS技術，對建筑進行實時監控，一旦遇到各種突發狀況，如火災事故，就可以借助BIM技術的可視化和三維圖形對現場進行有效管理，并開展現場應急指揮處理。由此可見，通過集成物聯網+BIM+GIS+人工智能，就可以運用其強大的數據收集和分析功能，對智能建筑的運維進行管理，并強化管理的效果。

4.4 在智慧建筑檔案管理中的應用

在智慧城市管理工作中，城市建設檔案管理的水平與該城市發展速度及發展前景密切相關，提高城建檔案管理水平，特別是智慧建筑檔案的管理水平，是提高該城市建設能力和推動城市發展的重要保障。在實際運用中，人工智能可以通過對智慧城市信息數據庫中材料信息的智能管理，對其進行智能分類和智能搜索，實現對城建的有效管理，并合理利用城市的各種資源。此外，將人工智能運用到智慧城市智慧建筑檔案的管理工作中，還可以檢測可疑的病毒，并攔截各種可疑入侵程序，從而提高檔案管理工作的安全性。

5 人工智能在智慧建筑中運用的策略

在實際生活中，要想將人工智能運用到智慧建筑中，還應從如下方面著手：

（1）構建智能化網站管理平臺，對施工現場進行整合管理，將現有的各種資源按工程項目預設的目標整合到整個系統中，并確保管理過程中資源配置的動態平衡，使其適應網站的變更。為此，管理人員應借助阿里云平臺建立一個智能站點的信息管理平臺。

（2）構建現場智能監測系統，在施工現場設置各類硬件設備，對工地的人力、建材、機械設備及施工環境進行有效監測和檢測。

（3）構建現場人員管理系統。該系統必須基于人工智能技術對施工現場的人員進行面部識別，并開展設備識別和人事活動溝通，然后將收集到的數據上傳到智能站點管理平臺中存儲和保管。

6 結束語

綜上所述，隨著時代的發展，人工智能技術越來越先進，且已經被廣泛運用到各個領域中，以人工智能為基礎的智慧建筑開始興起，并逐漸改變傳統建筑領域，促使傳統建筑的轉型升級。希望文章可為相關人士的研究提供參考，并為相關企業的智能建筑建設提供參考，從而更好地在智慧建筑的建設中運用人工智能技術，促進數字中國和智慧社會的建設。