建筑智腦概念探討

曲榮碩 宋沿良 王昊

【摘要】簡(jiǎn)要分析智慧建筑的發(fā)展現(xiàn)狀，同時(shí)結(jié)合智能建筑管理系統(tǒng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)公共建筑及住宅建筑的建筑智腦建設(shè)必要性做出發(fā)展分析。

【關(guān)鍵詞】智慧建筑;建筑智腦;IBMS;數(shù)字孿生;物聯(lián)網(wǎng)

Abstract：Briefly analyze the development direction of building brains， and at the same time make a development analysis of the necessity of building brains in public buildings and residential buildings based on the construction experience of intelligent building management systems.

Key Words： Intelligent Building;Building Brain; IBMS; Digital Twin; Internet of Things;

在大型公共建筑的建設(shè)中，由于建筑內(nèi)部機(jī)電設(shè)備數(shù)量大、位置分散、協(xié)同運(yùn)行要求高的問題，BAS（樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)）系統(tǒng)已經(jīng)成為此類建筑不可或缺的建設(shè)部分。現(xiàn)如今BAS經(jīng)過(guò)美國(guó)采暖冷凍空調(diào)工程師協(xié)會(huì)對(duì)7標(biāo)準(zhǔn)BACnet協(xié)議的推動(dòng)，已經(jīng)可以涵蓋接入冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等各類建筑機(jī)電子系統(tǒng)，且已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和協(xié)同運(yùn)行，所有的操作也可以在同一個(gè)軟件界面下實(shí)現(xiàn)。隨著建筑機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，BAS系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足各類業(yè)主、物業(yè)、運(yùn)維各方對(duì)建筑智慧發(fā)展的要求，由此采取了IBMS、BIM全過(guò)程、GIS三維地圖等各類技術(shù)手段來(lái)不斷豐富智慧建筑的建設(shè)內(nèi)容。

近年來(lái)，數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、城市大腦、人工之智能等概念和技術(shù)層出不窮，為智慧建筑的建設(shè)帶來(lái)了新的發(fā)展方向和思路。對(duì)應(yīng)城市大腦，筆者嘗試提出建筑智腦的概念。

下面筆者結(jié)合大型公共建筑IBMS建設(shè)的實(shí)際經(jīng)歷，對(duì)建筑智腦發(fā)表一些自己的看法。

1、智慧建筑發(fā)展歷程

需求催生服務(wù)，智能建筑的發(fā)展大體可分為以下四個(gè)階段或類型：

a.機(jī)電一體化型：為滿足單獨(dú)設(shè)備或單獨(dú)機(jī)房?jī)?nèi)同一系統(tǒng)設(shè)備的啟停、參數(shù)調(diào)節(jié)、反饋控制而設(shè)置的獨(dú)立控制系統(tǒng)。典型產(chǎn)品：電梯控制系統(tǒng)，分體空調(diào)等等。

b.BAS型：為滿足分布式系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)接入、多點(diǎn)設(shè)備的協(xié)同運(yùn)行、各類機(jī)電設(shè)備的監(jiān)視和控制而設(shè)置的建筑設(shè)備綜合管理系統(tǒng)。

c.IBMS&BIM+：以IBMS（建筑集成管理系統(tǒng)）為核心，萬(wàn)物互聯(lián)，AI+Bigdata+Cloud+GIS為推手，全領(lǐng)域人、財(cái)、物統(tǒng)一可視化大數(shù)據(jù)管理的新一代智能化解決方案。同時(shí)在基礎(chǔ)模型建設(shè)上采取BIM全過(guò)程建設(shè)手段，將連帶建筑、機(jī)電等全要素的三維模型與建筑集成管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。

d.建筑智腦型：以IBMS系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，結(jié)合云計(jì)算、邊緣計(jì)算、AI賦能、云生態(tài)等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)建筑智腦與城市大腦互聯(lián)，建筑管理與手機(jī)、電腦等網(wǎng)絡(luò)終端互聯(lián)，打破建筑管理的地域和時(shí)空限制。

近幾年以人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等為代表的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和以5G為代表的移動(dòng)通訊技術(shù)迅猛發(fā)展，為建筑智腦建設(shè)提供了可靠的技術(shù)支持。同時(shí)一些云計(jì)算中心、智能家居、物業(yè)管理APP等新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)和發(fā)展也為建筑智腦的建設(shè)運(yùn)營(yíng)提供了方案參考。

2、建筑智腦模型分析

上圖為筆者對(duì)建筑智腦模型的初步構(gòu)想，現(xiàn)結(jié)合以上模型對(duì)建筑智腦的整體框架做簡(jiǎn)要分析。

（1）各建筑設(shè)備子系統(tǒng)由原先的IBMS系統(tǒng)集成改為統(tǒng)一的建筑智腦集成，建筑智腦在完成原IBMS系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)上統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，對(duì)數(shù)據(jù)上聯(lián)、管理應(yīng)用等需求實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)數(shù)據(jù)承載功能。

（2）建筑智腦自身具備各設(shè)備子系統(tǒng)的基礎(chǔ)協(xié)同功能，即完全實(shí)現(xiàn)IBMS系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，同時(shí)部分功能模塊可完全交由信任的第三方管理應(yīng)用來(lái)管理，方便不同管理公司的二次開發(fā)和功能升級(jí)，且不需要對(duì)底層的建筑智腦進(jìn)行整體調(diào)整。

（3）建筑智腦作為城市大腦的下轄管理部分，與城市大腦協(xié)同運(yùn)作，承擔(dān)部分邊緣計(jì)算功能，可與建筑周邊的市政設(shè)施、道路交通等協(xié)同運(yùn)作，構(gòu)建區(qū)域智慧運(yùn)維節(jié)點(diǎn)，以達(dá)到區(qū)域自治和減輕城市大腦負(fù)載的效果。

（4）專用移動(dòng)端應(yīng)用經(jīng)專用數(shù)據(jù)通道為建筑管理部門提供移動(dòng)端管理接口，打破建筑局域網(wǎng)的壁壘。

（5）部分經(jīng)加密的私密建筑信息及開放的建筑信息經(jīng)云端接入互聯(lián)網(wǎng)，供租賃戶、商戶、進(jìn)出消費(fèi)者等群體在移動(dòng)端（或PC端）調(diào)取使用。

基于以上分析可以看出，建筑智腦區(qū)別于IBMS的最大不同為建筑智腦提供了統(tǒng)一的系統(tǒng)級(jí)平臺(tái)搭建，將封閉的建筑集成管理系統(tǒng)變?yōu)殚_放式平臺(tái)。同時(shí)建筑智腦作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，深入?yún)⑴c了智慧城市的搭建，對(duì)于諸如公共建筑能耗檢測(cè)分析、區(qū)域泊車管理、城市安防天網(wǎng)補(bǔ)充等拓展應(yīng)用打好了良好的基礎(chǔ)。簡(jiǎn)而言之，就是在實(shí)現(xiàn)建筑本身有機(jī)系統(tǒng)管理的同時(shí)，做好了建筑的數(shù)字孿生工作。

3、建筑智腦發(fā)展思考

通過(guò)對(duì)建筑智腦模型的構(gòu)建，我們可以將基礎(chǔ)建設(shè)與后期安裝的界面做出分解，即除去管理應(yīng)用的建設(shè)外，其余部分的建設(shè)可由工程建設(shè)方按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)和交付。這樣就實(shí)現(xiàn)了建筑智腦建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化，借助市場(chǎng)化的手段可以不斷降低此項(xiàng)的建設(shè)成本并實(shí)現(xiàn)建筑智腦的推廣應(yīng)用。建筑智腦作為城市大腦管理系統(tǒng)的組成節(jié)點(diǎn)，對(duì)于數(shù)字城市的建設(shè)具有十分重要的作用。

如果建筑智腦能在相關(guān)機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)的推動(dòng)下不斷完善，在數(shù)字城市的建設(shè)中不僅可以避免新建、改建建筑的重復(fù)投資，同時(shí)對(duì)于既有建筑的數(shù)字孿生和城市大腦的接入也由十分重要的指導(dǎo)意義。

結(jié)語(yǔ)：

以上為筆者建筑智腦發(fā)表一些自己的看法，受限于自身的知識(shí)水平和經(jīng)驗(yàn)積累，難免會(huì)有一些粗鄙之處。只愿?jìng)€(gè)人的一點(diǎn)思考能給智慧建筑、智慧城市的建設(shè)提供一些貢獻(xiàn)。