智能建筑系统的控制论描述及其优化

（陕西国防工业职业技术学院,710302）

智能建筑系统的控制论描述及其优化

聂 瑞

（陕西国防工业职业技术学院,710302）

随着我国经济不断的发展，科技水平也不断地提高，互联网与信息通信技术发展迅猛，各种各样的高新技术广泛的应用于各个领域，建筑行业里高新技术的运用非常常见。建筑技术、计算机技术以及自动化技术相互结合发展，从而促使智能建筑系统的发展。随着智能建筑的发展，在建筑过程中，突发事故时常发生，对人们的生命财产安全造成了重大影响。本文通过对智能建筑系统的控制理论进行详细的说明，利用控制理论来处理智能建筑系统，以及分析研究对智能建筑系统进行优化，从而使得智能建筑系统更加有利于建筑行业的发展，减少事故的发生率，从而降低人们的生命财产的损失。

智能建筑系统；控制论；优化

0 引言

智能建筑系统涉及的知识面比较广，例如通讯、计算机、建筑艺术以及图像信息等多种技术。智能建筑系统是经过严格的施工和合理的设计得到的具有高级、安全、舒适、健康、温馨、优美等特点的建筑，其中涉及到信息化、智能化、生态化、自动化等多方面的知识。随着我国现代经济与城市化不断发展，科学技术不断的创新，人们生活水平不断地提高，对建筑体系的要求也越来越高。以前传统的建筑体系无法满足人们对现代信息化、智能化的需求，因此智能建筑系统越来越受到人们的关注。

1 智能建筑系统概述

智能建筑系统是一个多输出、多变量、随机以及各变量间结合的复杂系统，也是一个大型系统。其中案例库存量非常大，随着时间的推移也会不断增大。现代智能建筑主要由三大系统组成，分别为建筑物自动化系统、信息通讯系统以及办公自动化系统。三大系统中都有自己的子系统。在实际情况中一般将这三大系统集合成一体，达到资源共享以及管理的需要。

2 智能建筑系统的控制论

2.1智能建筑系统的模糊控制

智能建筑的模糊控制指的是应用模糊的语言控制规律将专家知识的控制策略转变为自动控制的具体策略上的控制。主要是将人类专家的某一特定的控制对象的控制方式结合成一系列的条件或作用，再通过模糊的推理得到控制作用，用于被控对象的过程。模糊控制不受被控对象参数变化的影响，可以有效的应用于非线性、时滞、时变的系统控制中。模糊控制的实时性比较好，模糊控制的机理比较符合人们对过程控制的逻辑思维。

2.2智能建筑系统的抽象控制模型

由于突发事件的特殊性以及复杂性，突发事件带来的后果具有不可恢复性，解决的方案也就只能使得突发事件带来的损失降到最低，所以系统的输出不要求稳态，系统一般采用的是虚拟反馈，是通过人工来反馈信号，从本质上来说智能建筑体系应用的是开环控制。根据突发事件的随机性，不同的突发事件带来的后果也就不相同。然而系统的输出通常是由CGR决策系统的案例库得出计算方法来进行输出的，输出的方式多种多样，以下有几个典型的输出：

2.3智能建筑系统的控制器

建筑突发事件应急决策系统是整个系统的核心控制器。智能建筑系统通常采用CBR决策系统作为控制器。CBR系统能够直接引用以前的经验和知识，可以避免问题从头再来的缺陷以及避免出现之前的错误等，从一开始就针对问题的核心进行控制。CBR系统还可以自主学习，是一种增量式的方法。可以对成本较低的原系统进行开发利用。

3 智能建筑系统的构成

3.1建筑物安全防护自动化体系

建筑物安全防护自动化体系属于智能建筑中的楼宇安全管理体系。主要包含有防火、防盗、煤气泄露报警系统、闭路电视监控系统、可视对讲系统、室内安防系统、通道控制系统以及保安人员巡逻系统等多方面。

3.2办公自动化系统

办公自动化系统通过计算机技术、系统科学、行为科学以及通讯技术运用到传统数据处理技术难以处理的，以及数量大且结构不明确的业务上。主要目的就是要利用先进的科学技术例如信息处理技术，来提高工作效率以及质量，达到办公自动化的目标。

3.3物业管理系统

日常管理清洁绿化、设备运行和维护、安全保卫、租房事务管理以及租赁业务管理等功能以及作用都属于物业管理系统的范围内。物业管理系统还包含住户信息管理系统、设备保修维护系统、智能抄表系统、公共显示系统以及自动化库存管理系统等。

3.4综合布线系统

综合布线系统是智能建筑中的一个重要组成部分，能够为智能建筑提供高速可靠的信息通道，有利于保证智能建筑功能的实现。综合布线是通过电缆和相关的连接硬件组成的传输信息的通道。它采用的模块设计方法以及统一的技术标准能够有效的满足智能建筑信息传递的要求，有利于实现建筑物内部的数据、语音、图像之间的相互传送，也有利于各个通信设备与交换设备与外界的通信往来。

3.5楼宇自动化系统

楼宇自动化系统围绕中央计算机，对建筑物内的设备运行情况实施监控和管理，使得办公室的湿度、温度、光照稳定以及空气清晰。根据设备的作用、功能、以及管理模式可以将楼宇自动化系统分为空调与通风监控系统、火灾警报与消防联动控制系统、照明监控系统、给排水监控系统、交通监控系统以及供配电备用应急电站的监控系统。

3.6通信自动化系统

通信自动化系统能够清楚了解智能建筑内部的各种图像、语音、文字以及数据之间的通信，同时能够与外部通信网相连接，并交流信息。通信自动化系统有三个子系统，分别为图文通信系统、语音通信系统以及数据系统。

图1 几种典型的智能建筑输出

4 优化智能建筑系统

4.1案例检索的优化

一个现代化的智能大楼，里面设备众多，就会给案例库存带来一定的影响。案例的数量也会随着时间的推移而慢慢增多。就必须要寻求一种方法以最快的速度搜寻到理想的案例，以便来降低损失，因此就要对案例检索进行优化。在案例检索的优化过程中必然会用到遗传算法。案例中假设有模拟量，模拟量的编码就是如下所示。

假设某一参数的取值范围在A与B之间，并且A小于B。就长度为1的二进制编码来表示这一参数，并且将A到B之间的范围平均分成211个子部分，把每一个等分的长度假设为X，它们就会产生21不同的编码，参数编码的对应如下所示：

00000000……00000000＝0 A

00000000……00000001＝1 A+x

11111111……11111111＝21-1 B

其中

在案例检索的过程中，需要进行三个操作过程，分别是选择，较差以及变异。案例检索主要是通过遗传算法来进行的，检索过程可以看出最优化的过程，在检索之前能够对参数集合的编码进行进化，从问题的编码组开始进行解码工作。案例的检索步骤可以通过图2来描述：

4.2明确不同设备的权重

每个设备都要与建筑物的数据采集管理系统交换信息，在整个系统相对稳定的情况下，不同的设备就要监控不同的突发事件。不同类型的设备要和管理系统在交换信息的权限上进行不同的对待，所以不同的设备就应该有不同的权限设置。明确设备的权重有着非常重大的意义，许多专家也致力于这方面的研究，设备的权重与经验是密不可分的。要根据设备的经验值,从而找到不同的权重比例。

4.3优化联动控制

智能建筑系统能够将原本独立的各个不同类别的子系统进行有效的连接起来，各个子系统之间要实行联动控制，如果突发事件发生，就能够快速有效的运用所有的子系统的功能来处理突发事件，能够降低损失以及成本。

5 总结

随着我国社会的不断发展与科技的进步，建筑业也随之发展，为了适应时代的发展需求，智能建筑在建筑领域也就孕育而生，智能建筑是以计算机技术为前提基础，利用现代高科技的技术水平，再结合人与自然的和谐发展规律，所产生的一种新型的建筑模式。笔者就我国目前的智能建筑系统的发展现状做了详细的介绍，以及对智能建筑的控制理论进行分析研究，并对其制定出相应的优化措施，对降低突发事件有显著作用，有利于最大程度上降低突发事件造成的损失，还能够促进我国建筑事业的可持续发展。

[1]刘国林.综合布线[M].北京：同济大学出版社,2012.

[2] 彭光军.智能建筑系统构成探索[J].西安科技大学学报增刊,2010,34(02):152-153.

[3] 潘宇.对智能建筑系统构成的认识[J].机电信息,2011,57(05):143-145.

[4] 郭维钧.工业以太网在智能建筑中的应用[J].智能与绿色建筑,2012,68(03):48-49.

[5] 刘国林.综合布线系统工程设计[M].电子工业出版社,2012.

[6] 王永庆.人工智能原理与方法[M].西安:西安交通大学出版社,2011.

The intelligent building system control theory description and optimization

Nie Rui
(shaanxi institute of technology,710302)

Along with our country economy development,the level of science and technology is constantly improving,the development of Internet and information communication technology swift and violent, hightech various widely used in various fields,the use of new technology in the construction industry is very common.Construction technology,computer technology and automation technology development so as to promote interaction,the development of intelligent building system.With the development of intelligent building,in the construction process,the sudden accidents often occur, resulting in a significant impact on the safety of people's life and property.In this paper,a detailed description of the control theory of intelligent building system,using the control theory to intelligent building system,and the analysis and Research on intelligent building system is optimized,so that the intelligent building system more conducive to the development of the construction industry,reduce the accident rate,thereby reducing the loss of life and property.

intelligent building system;control theory;optimization

图2 案例检索优化步骤