人工智能在智能建筑上的應用

于川

摘 要：2003年至今，研究人工智能在智能建筑上的應用的文獻大概有5000篇。其中大概有期刊1500篇、博碩士論文2000篇、報紙1000篇等?？v觀大多現有的研究成果，對人工智能在智能建筑上的應用這一概念已經有了透徹的理解，對人工智能在智能建筑應用上存在的主要問題已經研究的比較全面。文章將以人工智能在智能建筑上的應用為例，分析其在發展中存在的問題和相應的解決對策，并重點總結當前我國人工智能在智能建筑上應用的成型研究理論，針對人工智能在智能建筑上的發展方向進行總結。

關鍵詞：人工智能;智能建筑;應用

中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A

當前，人工智能在我國并不陌生，隨著現代信息科技的發展，人工智能已經被應用在越來越多的產業和行業項目中，發揮著重要作用。建筑產業應當是當前社會發展的主要產業和黃金產業，智能建筑的發展能夠極大地提升建筑產業的工作效率和工作質量，降低從業人員的工作壓力。受到資金、人員、技術等因素的影響，我國人工智能在智能建筑領域的應用時間還比較短，應用效果也不太理想。鑒于以上情況，下文將對人工智能在智能建筑上的應用進行文獻總結和整理。

1 國內研究現狀

1.1 人工智能在智能建筑上的應用作用

王成牮（2020）在《塔吊智能化管理系統的應用》一文中指出，智能建筑就是依托現代建筑物體為平臺，對各類建筑相關的智能信息進行總結的一套體系。這套體系可以將智能建筑的整體架構、系統、管理進行優化組合，使其能夠實現綜合化的運用和發展。智能建筑擁有不同于其他智能體系的感知、記憶、傳輸等功能，進而讓建筑物體在建筑中將人、建筑體和環境進行有機結合，為工作者提供高效便捷的辦公環境。從人工智能在智能建筑的應用上來看，其目前已在智能建筑的多個方面實現了智能化發展，這些智能化主要以信息通訊和自動化工作為主，依然需要有人在其中進行搭配工作[1]。

劉志宏（2020）在《綠色人工智能背景下的西南少數民族古村落宜居環境設計體系建構》一文中指出，隨著現代科技的快速發展，建筑行業中已經開始融合人工智能技術，并將人工智能技術與智能建筑進行有機統一，當前建筑行業已成為各界關注的焦點。通過人工智能中的網絡神經系統、控制系統等技術可以優化智能建筑內部體系，達成建筑服務目標，降低工作壓力，提升工作效率[2]。

沈翔、郭喬堃（2020）在《人工智能在工程項目管理中應用的拓展研究》一文中指出，近些年全球知識經濟快速發展，人工智能技術在全球知識經濟發展下獲得新的發展，并迎來全球關注的目光。將人工智能與信息化技術和智能建筑進行融合，創新傳統的智能建筑系統，進一步細化智能建筑的結構體系，能夠讓建筑工作開展得更加便利、更加安全、更加舒適[3]。

1.2 人工智能在智能建筑上的應用問題

寧匯霖、謝忠雄、程超（2020）在《產業化路徑下高校學科群建筑的設計策略——以南京大學仙林校區人工智能樓和軍民融合樓為例》一文中認為，目前可以說人工智能在智能建筑中的應用是建筑技術發展的核心和焦點，通過人工智能系統能夠形成一套完整的審計體系。智能建筑可以通過自身的智能體系進行方案設計，保障每一個設計環節的準確和科學，進而降低成本。從這個方面來說，智能建筑應當是未來建筑領域的主要發展方向。盡管如此，我國人工智能當前仍處于智能建筑應用的初期，無論是從業經驗、人員素質，還是政策和技術支持，都存在明顯的不足和缺失，這也成為制約智能建筑發展的主要原因。人工智能是現代科技發展下產生的新技術，不僅屬于信息技術，也包括了語言學、神經學等學科，綜合性很強，在短時間內將其掌握的難度較大。要想真正將人工智能應用在智能建筑上，必須要對其進行深入研究和學習，不斷完善智能建筑體系，以實現建筑行業的綜合發展[4]。

張昭振（2020）在《基于BIM的智能建筑可視化運營管理平臺研究與應用》一文中認為，智能建筑中的安全體系實際上對整個建筑行業都有至關重要的作用和意義。智能建筑中的安全體系增加了火災報警和聯動機制，這也是智能建筑的基本構成。當前人們對建筑項目和物體的安全性尤為重視，通過智能建筑安全系統能夠對其進行有效監控，保障建筑項目和物體的安全[5]。但從我國當前已經建設的智能建筑系統來看，智能建筑安全體系的成本比較高，在應急聯動機制和效率建設上還存在著一系列問題，這也是制約人工智能在智能建筑領域發展的重要因素。政府和有關部門盡管也認識到了智能建筑體系的重要性，但由于監管費用過高、人員消耗巨大，價格預估困難，使其在一定程度上影響了人工智能在智能建筑領域的應用。此外，建筑項目自身就存在很多不確定因素，因而會對建筑項目成本預估產生影響，所以未來人工智能在智能建筑的應用中也應當強化對項目預估造假的監管[6]。

馬輝、缐宇峰（2020）在《面向人工智能的環境藝術設計思維創新引導》中認為，近年來，智能建筑產業的快速發展，不僅豐富了人民群眾的生活，為人民群眾提供了高質量的生活服務，同時也加劇了智能建筑企業之間的競爭。智能建筑產業的發展，迫使整個建筑市場改變了原有的發展戰略，開始把更多的資源投入到對智能建筑產業發展戰略的分析和研究上。伴隨著現代科技產業的快速發展，科技被應用在越來越多的產業上，開始廣泛地出現在人們生活中。智能建筑產業實質就是智慧社會和智能辦公的延伸和深化，利用智能建筑能夠在辦公中形成一個科學系統的管理平臺，這一點受到了很多建筑行業工作者的認可[7]。

1.3 人工智能在智能建筑上的應用對策

趙啟富（2020）在《人工智能驅動建筑業智能化改革》中認為，現代科技的發展在無形中改變并創新著人們的生活，人們的生活早已離不開信息科技。人工智能是現代信息科技的產物，隨著科技的進步而出現，并被廣泛應用到現代信息智能化系統機械設計中。雖然人工智能在智能建筑上的應用時間比較短，但其影響和受重視程度是顯而易見的。2017年7月8日，國務院正式頒布《新一代人工智能發展規劃》，規劃明確指出，國家要大力推動人工智能信息平臺的建設和創新，優化并完善人工智能體系，打造優質的創新服務，建立核心技術，與國際同步，推動我國人工智能標準化、規?；蛧H化。在智能建筑方面，要依托智能化基礎和設備，大力發展智能建筑，在整個城市的地下管道和相關市政工程率先進行智能化改造，為后期的大城市建設奠定基礎[8]。

劉益辰（2020）在《人工智能技術在智能建筑中的應用》中認為，智能建筑的發展應當以使用者為中心，通過建立以使用者為中心的策略，能夠讓建筑項目變得更加智慧、更加綠色。依托人工智能中的性別識別機制，能夠及時了解建筑項目使用者的喜好和需求，對其使用數據進行編輯和規律總結，進而根據智能建筑系統進行計算，找到既能夠讓使用者滿意，也可以使建筑項目得到優化的最佳平衡方案。對建筑項目進行量身定做，可以最大程度地滿足使用者，避免反復修改方案所造成的資源、成本和時間浪費[9]。

荊偉（2020）在《人工智能驅動下的設計產業融合創新探究》中認為，人工智能的出現對人們的生活質量和工作效率提升有非常大的幫助。同時，現代社會各項產業的發展也受到人工智能影響。對于建筑設計工作來說，人工智能將會極大地推動建筑產業的發展。在研究中，研究者通過對建筑設計、城市規劃等方面的設計者進行調查和訪問，同時以人工智能概念、人工智能作用、人工智能應用等方面的情況對設計者進行了訪問和調查，查看設計者對人工智能的了解程度，以及能否在工作中對人工智能進行準確應用和使用。從調查情況看，當前很多設計者對人工智能的功能和應用情況并不了解，這也使得其在工作中對人工智能的應用效率比較低[10]。智能建筑盡管能夠有效降低設計者的勞動時間，提升工作效率，但一定要基于對人工智能數據的正確使用和相關數據的充分了解，只有這種情況才能對人工智能反饋的數據進行真實分析，創造性地完成工作。未來，人工智能在智能建筑上的應用也將開啟新的生活和生產方式[11]。

2 國外研究現狀

2.1 人工智能的發展

Pedro F. Pereira（2020）認為，智能產業的快速發展得益于人工智能技術的成熟。隨著現代社會的發展，人工智能被應用在建筑行業中，通過人工智能技術中的神經網絡系統對整個智能建筑進行分析、控制和管理，繼而實現對智能建設的建筑修建。在智能建設的子系統控制中，可以利用非限定的復雜程序對人工智能系統進行建設和管理，反饋到神經網絡系統中，由智能建筑中的自動化程序和系統對建筑項目和設計工作進行控制和管理[12]。

Yan Zhou（2020）認為，隨著時間的發展，城市各項功能也不斷完善，而不斷發展中，人們也能夠認識到當前城市發展規劃存在不足，要抓緊對城市進行規劃，完成城鎮化建設。基于知識經濟產生的云技術和大數據分析技術，能夠通過強大的數據庫對城市發展規劃進行分析，依照人工智能技術，傳遞給智能建筑，以了解當前城市建設中需要對哪些建筑或城市區域進行規劃，對整個城市區域內的建筑情況進行分析和數據整理。通過對數據的整理和應用，能夠幫助設計者和建筑者進行有效決策，制定正確的、符合智能建筑需求的智能建筑計劃[13]。

Otis Elevator Company（2020）認為，人工智能隨著我國社會和經濟的發展而產生。對于智能建筑來說，無論是點線面的規劃，還是樓宇的控制、人員管理，人工智能都能極大提升智能建筑的工作效率和質量。在研究中，研究者通過對人工智能的構建、應用進行分析，明確人工智能建筑的構成要件，了解人工智能在智能建設中有哪些技術優勢，便于未來在新型技術和城市建設中得以普及和應用[14]。

2.2 人工智能與智能建筑的融合

Chen K，Wang C，Ma H，et al（2016）認為，在建筑項目中，人工智能技術被應用到其中已是事實。只是因為發展和技術等原因，人工智能與智能建筑之間的完全融合還需要一段時間。目前，智能建筑主要通過對信息技術的應用投射在建筑設計和使用項目中。人工智能技術是一門新的學科和科學，其能夠對人的智能和思維過程進行演變，進而創新出更具智能型的系統，為人類服務，應用在實際的建筑項目中，為人類創造更加便利和美好的生活[15]。

3 結語

縱觀學者們近些年對人工智能在智能建筑應用方面的研究，無論是數量，還是質量，都有很大的提升。對于人工智能在智能建筑應用方面存在的問題，指出的也比較全面，基本涵蓋了目前人工智能在智能建筑應用中普遍存在的問題。又相應地提出緩解人工智能在智能建筑中應用困境的對策，為人工智能在智能建筑中的應用發展做出了貢獻。然而，由于研究本身的局限性，仍存在某些需要改進或繼續深入之處。

以上這些研究成果，平鋪直述的較多，深入論證與考察的較少。人工智能在智能建筑上的應用是一個產業鏈發展的過程，對于這個過程的研究，一定要依據具體的數據進行，需要強大的數據庫為基準進行研究。目前，就既有的研究人工智能在智能建筑中應用發展的問題與對策的相關文獻看，基礎性的理論研究占大多數，缺少創新的研究方法，同時也缺少數據的運用。

對于人工智能在智能建筑中應用發展的研究，對今后我國人工智能在智能建筑上的應用具有非常重要的指導作用。但從目前已經掌握到的人工智能在智能建筑中應用發展的情況看，整體的速度較為緩慢，影響了人工智能在智能建筑應用方面的深入發展?；诰唧w問題具體分析的原則，建議今后在對某地進行實踐勘察研究時，應當在分析當地情況的基礎上，繼續縮小研究范圍，將研究的對象具體化。這樣，對于本地的人工智能在智能建筑中的應用將會起到更大的作用。此外，在研究方法上也可以積極地革新，利用田野調查的方法，調查我國實際人工智能在智能建筑中的應用情況，而不是根據文獻資料庫中的其他集成結果來進行研究。今后，對于人工智能在智能建筑應用方面的研究，也要更加深入細致?？刹捎貌杉瘶颖?、圖像分析等方法，將研究范圍逐步擴大。希望本文的研究對今后人工智能在智能建筑上的應用有所幫助。

參考文獻

[1] 王成牮.塔吊智能化管理系統的應用[J].中國設備工程，2020（16）：22-24.

[2] 劉志宏.綠色人工智能背景下的西南少數民族古村落宜居環境設計體系建構[J].設計藝術研究，2020，10（04）：11-16.

[3] 沈翔，郭喬堃.人工智能在工程項目管理中應用的拓展研究[J].中國工程咨詢，2020（08）：35-41.

[4] 寧匯霖，謝忠雄，程超.產業化路徑下高校學科群建筑的設計策略——以南京大學仙林校區人工智能樓和軍民融合樓為例[J].華中建筑，2020，38（08）：50-55.

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[6] 張昭振.基于BIM的智能建筑可視化運營管理平臺研究與應用[J].城市住宅，2020，27（07）：39-43.

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[10] 荊偉.人工智能驅動下的設計產業融合創新探究[J/OL].包裝工程：1-7[2020-08-31].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/50.1094.TB.20200714.0914.002.html.

[11] 王宏，何海濤，楊存祥，等.AIoT技術在綠色智能建筑樓宇自控系統中的最新發展和應用探究[J/OL].華中師范大學學報（自然科學版）：1-10[2020-08-31].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/42.1178.N.20200707.1030.002.html.

[12] Pedro F. Pereira，Nuno M. M. Ramos，M. Lurdes Sim?es. Data-driven occupant actions prediction to achieve an intelligent building[J].Building Research & Information，2020，48（5）.

[13] Yan Zhou，Liyuan Li. The 5G communication technology-oriented intelligent building system planning and design[J].Computer Communications，2020，160.

[14] Otis Elevator Company; Patent Issued for Intelligent Building System For Implementing Actions Based On User Device Detection （USPTO 10，683，190）[J].Journal of Engineering，2020.

[15] Miroslav Schneider，Zdenek Machacek，Radek Martinek，et al. A System for the Detection of Persons in Intelligent Buildings Using Camera Systems—A Comparative Study[J]. Sensors，2020，20（12）.