自動化智能化技術在建筑電氣工程中的應用

涂 力，聶金橋

（長江職業學院，湖北武漢 430074）

0 引言

在現代建筑電氣系統中，電氣工程及自動化智能化技術已經成為提高電氣系統性能的關鍵。根據經驗可知，在自動智能化技術支持下，建筑電氣系統的功能得到完善，有效滿足了居民的日常生活需求，優化建筑物性能，對于提高建筑物經濟實用性具有重要影響。因此在未來工作中，應該進一步探索電氣工程及自動化智能化技術在建筑建設領域的應用路徑，這也是本文研究的目的。

1 電氣工程及自動化智能化技術的應用現狀

在建筑電氣系統中，電氣工程水平直接決定了電氣系統的性能，目前較為常見的電氣功能項目包括弱電系統、供配電系統等。通過安裝接地系統、變壓器系統、照明與避雷系統等，不僅保證了建筑物的安全，也滿足居民安全用電的需求。我國電氣工程項目正在逐步開展，現階段，相關學者針對電氣工程的研究逐漸深入，并形成了相對完整的技術體系，無論是強電系統還是弱電系統，均實現了技術改進。但是依然存在一定問題，包括電能消耗大、電能控制效果差等，在一定程度上造成了能源浪費，不滿足當前可持續發展要求[1]。智能化技術的應用進一步提高了電氣工程的運行能力。

依靠自身強大的數據處理能力以及電氣系統管理的便利性，電氣工程與自動化智能技術的融合已經成為不可阻擋的趨勢。從現有技術應用現狀來看，很多高端的智能化處理技術得到推廣，包括計算機技術的運用、電氣工程自動化改進等，使電氣工程具有更廣闊的運用前景。工作人員建立控制模型，通過模擬電力系統的運行，保證了系統安全穩定。與傳統技術相比，在自動化智能技術的推動下，能夠實現設備的有效控制與管理，不僅能夠發現設備故障的潛在問題，也能預防電氣系統故障。有研究認為，在電氣工程項目中推廣自動化智能技術，可以提高整體設備的自動化控制水平，包括通風系統、照明系統等，均能根據用戶的居住需求自動運行，不僅滿足居民要求，也能減少設備能耗，具有一定的環境效益與經濟效益[2]。

從當前相關技術的應用現狀來看，自動化智能技術能夠完善建筑領域中電氣工程的應用路徑。因為智能化技術的作用下，終端機能夠采集數據，通過大數據以及云計算方法分析電氣數據，使相關人員能夠識別建筑電氣系統參數，提高了系統運行的控制能力。例如，通過計算機的數據分析能力，集成各種處理信息，分析建筑電氣的運行環境，依靠科學有效的算法來提高電氣設備的運行能力。除此之外，在傳統的控制設備中無法對建筑物電氣系統的運行狀態進行識別，系統出現差錯的概率較高，但是通過智能化技術，工作人員可以通過模型分析的方法來判斷建筑電氣系統運行狀態，消除不可見因素對電氣自動化控制的干擾。最后，智能化控制系統滿足全天候系統控制要求，提高了系統安全性，使工作人員可以隨時了解建筑電氣系統狀態，提高管理能力。從另一角度來看，智能化、自動化技術融合了信息技術、傳感技術以及故障定位技術，成為計算機領域數據處理的新方向。該技術通過與控制技術的結合，能夠更好識別電氣設備運行信息，提高運行能力。

2 自動化智能化技術在建筑電氣工程中的應用路徑

2.1 在自動化控制中的應用

在建筑電氣行業中，電氣工程與自動化技術的運用較為常見。一般在自動化智能化技術應用階段，神經控制網絡技術可以實現自我學習與運算，調整電氣系統的運行。在信號處理中，神經控制網絡具有良好的自我控制能力，依托自身強大的數據處理能力，強化了電氣工程運行效率，提高各種資源的使用率。

以空調系統為例，在自動化智能化技術中，空調系統的傳統供暖方式發生改變，不僅控制模式被PID 取代，整個系統能夠實現自動化模擬運行，可以在復雜情況下完成自我調節，是一種科學有效的技術處理手段。例如，在空調系統中，自動化智能化技術能夠識別整個建筑物的溫度、濕度等，對空調系統的風量、冷熱源以及濕度等進行控制，不僅能避免超負荷運行，也能根據居民的環境舒適度適當調整。總體而言，通過自動化智能化技術，電氣系統可以結合外部環境有效調整自己的運行參數。與需要人為調控的系統相比，該技術無論是運行效率還是數據處理都具有更顯著優勢。在建筑電氣工程項目中，該技術可以適應復雜環境下的運行要求，系統的運行能力增強。有研究認為，通過自動化智能化分析技術，可以對建筑電氣設備的性能進行檢測，依照大數據分析結果，依靠神經網絡法、模糊網絡法等處理數據，保障電氣工程的性能[3]。

2.2 在實時監控中的應用

在建筑電氣中，對建筑物進行監控已經成為保障建筑安全的有效措施，不僅能夠發現外來人員進入建筑物的情況，也能排查各種安全隱患，保證安全。在自動化智能化技術支持下，建筑物的實施監控系統得到了進一步完善，確保在任何情況下都能發現異常，最終保證安全。基于自動化智能化技術的監控系統流程如圖1 所示，監控設備所采集的信息能夠第一時間發送到云平臺與物業部門，物業部門能夠按照監控設備反饋的信息完成設備故障維修、外來人員管理以及其他職能等。在這個過程中，監控設備還能記錄其中的異常信息。例如，當系統檢測到溫度升高、煙霧濃度升高等情況時，會第一時間將資料發送至消防部門并響起警報，使物業能夠查閱信息，避免火勢蔓延。

除此之外，自動化智能化系統還有很多其他的關鍵職能，例如，發現漏水漏電，或者人員受傷時，能夠提供遠程操作，將各種危害降到最低。

2.3 在故障診斷中的應用

電氣系統在運行過程中不可避免的出現各種故障，自動化智能化技術在故障處理中具有優勢，這是因為自動化智能化技術可以檢測設備的運行狀態，在運行期間降低設備故障率，強化電氣系統運行能力。從當前技術發展來看，人工智能技術可以完成故障診斷，其中的關鍵技術包括專家系統（Expert System，ES）和人工神經網絡（Artificial Neural Network，ANN）等。因此，在電氣系統運行中，自動化智能技術自動收集數據，并將數據與以往數據集進行對比，確保工作人員可以在短時間內尋找到故障發生原因。

在故障診斷期間，通過人工智能技術可以細化電氣工程故障，以網絡結構模式，通過反向推理的模式第一時間確定故障信息。例如在變壓器運行期間，通過智能設備可以采集變壓器的運行數據，形成數據庫。此時數據庫中的變壓器數據會自動對比，若對比結果顯示當前運行數據與歷史數據存在明顯差異，則證明變壓器可能存在故障，并將變壓器的實時信息反饋給電力管理部門。智能化系統還可以利用系統內的專家數據庫來處理變壓器故障，此時若能成功處理變壓器故障，則會形成故障處理信息，并將信息上傳到電力部門，降低故障造成的損害。

圖1 基于自動化智能化技術的監控系統流程

2.4 在優化設計中的應用

目前在建筑電氣設計中，相關人員習慣通過自動化智能化技術完善設計渠道，在計算機技術的輔助作用下，模擬建筑工程電氣系統的設計過程。這種設計方法的優勢是可以縮短設計時間，并推出更好的系統設計方案，最大程度上確保設計質量。以建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術為例，通過智能化技術，相關人員可以簡化設計流程，任意改變電力系統結構的電氣結構，提高數據準確性。

2.5 實現供配電的智能化管理

通過自動化智能化技術，可以實現建筑電氣系統的智能化管理水平，一方面通過智能化系統可以檢測用戶的用電情況，為避峰填谷奠定基礎。依靠智能化技術的勘察結果，可以調整不同時間的用電負荷，保證電力系統安全。另一方面，智能化技術為遠程控制奠定基礎，可以隨意調整用電參數，減少人力資源投入。

3 自動化智能化技術在建筑電氣中的未來應用方向

3.1 神經網絡控制技術的應用范圍越來越廣泛

神經網絡控制技術實際是一種仿生學控制系統發展而來的技術，通過反向學習法以及前饋性構造，再通過神經網絡監測技術檢測建筑電氣系統。依靠反向傳播法有助于降低系統定位時間，這種算法還可以應用在建筑電氣系統控制初始速度較大條件下，使負載轉距平穩變化。

同時，神經網絡控制技術具有更理想的魯棒性，不需要其他控制模型輔助，因此在技術應用階段，可以通過神經網絡控制技術采集建筑電氣系統的運行數據。

3.2 合理運用智能化技術

目前建筑電氣行業對自動化、智能化技術的需求越來越高，很多技術人員開始探索智能化技術應用的新路徑，結合智能建筑物的建設要求來完善智能化技術的運用路徑。但是從整體來看，智能化技術的整體應用情況并不理想。因此需要進一步探索智能化技術運用的新路徑。例如，可以通過智能化技術來識別電氣運行情況，記錄電氣系統各設備的狀態，通過將數據反饋到計算機系統，可以尋找到出現問題的位置，形成解決預案。

4 結束語

自動化智能化已經成為未來建筑電氣工程項目的主要方向，從本文的研究結果可知，相關人員應該進一步探索自動化智能化技術運用方向，發揮數據處理的先進性，盡可能提高工作人員的工作效率，盡可能降低故障率。實現對電氣系統的遠程操作與集束化管理，最終全面提高電氣系統的運行能力，最終更好服務居民生活。