人工智能技術在智能建筑中的應用

高紅紅,韓玉銘,魏 磊

(濟南工程職業技術學院,山東 濟南 250200)

0 引言

人工智能正是時代的產物,推動著科技發展往智能化、個性化、自動化方向發展。人工智能是新的產業變革的核心驅動力,將釋放出科技革命積累的巨大力量,重構生產分配等經濟生產生活,催生新技術、新產業和新模式等[1]。近年來,人工智能應用領域較廣,其中智能建筑便是比較重要且熱門的領域之一。智能建筑以自動化建筑體系為基礎,同時滿足人們智能化,節能高效且舒適性的要求。人工智能與智能建筑的深度融合,更好地引領了時代社會發展的方向,為建筑行業打開新的篇章。

1 人工智能與智能建筑概述

1.1 人工智能概述

人工智能是人類科技史的重大歷史性進步,是計算機科學的一個重要分支,它是研究了解智能的實質,開發用于模擬、延伸和擴展人的智能,并生產出一種以人類智能相似的方式做出反應的一門技術科學。

1.2 智能建筑概述

智能建筑將是集納現代科學技術之大成的“高智商”建筑[2],為用戶提供一個高效舒適的人性化建筑環境,其更應是人、建筑、環境互為協調的整合體。智能建筑適應時代發展,較傳統建筑有著得天獨厚的優勢,體現在建筑環境更加環保節能和安全智能,符合可持續發展要求,并且給用戶帶來舒適高效的生活體驗,同時滿足社會綠色高效發展的時代特征,使建筑體實現運行和管理的智能化。

1.3 人工智能與智能建筑的結合

人工智能應用在智能系統中是兩個“智能產物”的深度融合,將智能化層次進一步升華。現階段,智能建筑中主要涉及安防、電力系統、排水系統等各個方面的智能化管理,人工智能技術涉及的大數據采集、存儲、分析技術以及深度學習等技術可以全面了解建筑環境以及室內室外人員的情況,進行及時有效的處理,使人們能夠獲得更好的生活和辦公體驗,同時達到節能的效果。近幾年,隨著人工智能技術的研究不斷成熟,個性化的用戶體驗也會加入智能建筑管理運行中,智能化水平又上升一個新的臺階。

2 目前智能建筑存在的幾點問題

目前,我國智能建筑發展還處在蓬勃發展階段,存在諸多問題,比如智能化水平低、智能子系統間缺乏系統整合等。

2.1 智能化水平較低

雖然人工智能技術在不斷發展成熟,但是在整個建筑中還未發揮作用。目前,國內建筑中完全采用人工智能技術,實現全面的智能化的建筑并不多見。很多建筑僅僅采用了簡單的信息采集或者邏輯判斷,智能化的處理和決策往往需要依靠人力[3]。

2.2 智能子系統間缺乏系統整合

目前,在智能建筑的智能系統中,因為各個子系統的系統采集等數據端口都是獨立的,各個系統獨立運行,很難進行系統間整合,協調運作。一旦某個子系統間出現問題,需要單獨處理,很難實現各個系統間的協調運作。

3 人工智能系統在智能建筑中的應用

3.1 深度學習技術的應用

近年來,深度學習算法成為人工智能最新熱點,深度學習技術是采用神經元來模擬人類的思維或者識別能力,與行為識別有著相同的機制[4]。深度學習的最大優勢是能夠在巨大數據行為訓練后進行自動學習,學習到的特征數據比較全面且精準,適合對大量的數據預測和計算以及信息提取。

每天的安全觀察和拍攝的視頻和照片等數據不斷增多,深度學習技術可進行數據的采集和分析工作,通過建立系統化的平臺,可將施工圖紙、問題檢查清單等多方面信息進行匯總,后期進行的數據分類和分析工作大大提高了施工現場的安全管理。

在智能建筑中需要進行比較重要的工作就是系統建模和優化控制等,深度學習技術在自學中不斷優化數據,提高對設備運維的效率,從而在建筑節能方面取得良好效果。深度學習技術展現出的巨大優勢完全可以應用智能建筑運行維護的系統管理、安防報警、用戶信息管理等方法,從而提高智能建筑自我管理和自我維護的能力。

3.2 專家系統

所謂專家系統是指專門涵蓋各個領域專業知識和經驗的智能軟件,是各個領域專家的“綜合體”,在專業領域顯示出其獨特的價值,是人工智能中比較成熟的分支。專家系統通過對所研究的對象和對象規則進行學習,經過一系列數據學習后,從而形成具有專業性的強大的決策管理系統。專家系統應用于智能建筑中,將實現其更高的價值,保證專家庫知識能夠發揮作用,又能保證決策的專業性和準確性。整個智能建筑設計不僅需要人類基本常識判斷,更需要強大的專業技術。優秀的專家系統具有洞察力,會根據建筑環境、建筑條件和建筑要求,設計出比較專業和優秀的設計方案。

專家系統會結合專家庫知識和智能建筑的相關信息,對建筑體內部的數據進行分析計算,專家系統不是簡單的系統建模,而是通過系統建模與專業知識,與控制技術綜合處理,制定出有效的運行方案,保證系統實現自動化控制。在建筑內部,管理系統實現智能化的管理,使整個建筑體運行更加高效。

3.3 智能家居

智能家居是以建筑體為平臺,利用網絡通信技術、綜合布線技術等,構建高效智能化的家庭日程事務管理系統,使家居生活更加舒適和智能[5]。

在智能建筑中,家庭能源管理涉及能源的控制是建筑內節能的關鍵。節能減排是社會發展的需要,也符合社會的可持續發展要求。而智能家居系統能準確實現實時動態統計建筑物內家用電器的用電使用情況,能夠根據建筑物室內人員情況或者溫濕度等因素自動切斷待機電器的電源或者調整各個電器的工作功率,這樣既保證了各個電器的正常運行,保證了人員對照明、空調新風量的需求,同時也能達到節能的效果。

人們對個性化的體驗有了全新的認識,人們逐漸對用戶的外觀、使用性能和性價比等提出了更高的需求。新階段,用戶的個性化需要呈現多樣性,面對不同的用戶就需要考慮多樣化和個性化的細節。人工智能技術強大的自我學習能力、強大的學習速度和運算平臺能夠根據用戶的蹤跡或者行為收集和預測用戶喜好。因此,人工智能技術應用于建筑體的智能家居方面,可以大大提高智能建筑智能化水平和人們居家生活水平,保證人們生活更加舒適快捷。同時,語言是人類交流的媒介,也是人類最基本的交流方式,人機交互在人們體驗智能家居產品時顯得更加重要,所以未來智能家居系統的發展必然會根據人工智能技術模式朝語音識別技術及傳感識別技術的方向發展,最終使得人與系統更加自然方便的交互。

4 結語

可見,深度學習技術、專家系統和智能家居等,都體現了人工智能技術和智能建筑的結合帶來的巨大科技體驗。但是目前,我國智能建筑和人工智能應用的層次水平還處于低端水平,未來智能建筑和人工智能技術的結合還有更大的發展空間。未來社會,人工智能技術層出不窮,更高端的人工智能技術將會徹底打破人類現有視野,人工智能應用的領域也會更加寬廣。同時,智能建筑的未來發展趨勢應該更加綠色節能和智能高效。人工智能在智能建筑中的應用應該從建筑的初期、中期以及未來的維護保養階段設計不同的優化方案。未來社會,人類生活更加舒適快捷,同時人們更加重視綠色環保、舒適快捷和安全穩定,所以人工智能技術的快速發展必然會給智能建筑提供更廣闊的發展路徑,智能建筑的發展更是有很長的路要走,未來社會生活將更加綠色且舒適。