人工智能在智慧建筑中的应用

顾 滨

（上海数字智能化系统工程有限公司，上海 200435）

随着我国社会经济的发展，国民的生活水平日益提升，对居住环境的要求越来越高。与此同时，随着信息技术的高速发展，以5G、数字化、机器人、人工智能、生物医药、先进制造业、量子信息科学为代表的第四次工业革命正如火如荼地开展。特别是人工智能技术，不断与其他行业融合，逐渐成为时代发展的主流。正如习近平总书记在党的十九大报告中所指出的，要将我国建设成为数字中国和智慧社会。在此背景下，人工智能和建筑行业的相融，催生了智慧建筑。但当前的智慧建筑行业在发展中还存在着一定的问题，影响人们居住的体验，需要进行改进与优化。

1 人工智能简述

人工智能（Arificial Intelligence,AI）是一门用于研究并开发模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的新技术科学，属于计算机科学的一个分支，同时也是一门极富挑战性的科学。其发展历程大致可分为三个阶段：一是智力活动阶段；二是感官智能阶段；三是认知智能阶段。其中，第二阶段人工智能可以实现机器的听、说、看和识别，而且通过数学模型与大数据学习，能够识别并模拟人类的认知能力；而第三阶段的机器则可以理解并进行思考。当前，人工智能技术已经被广泛应用在社会的各行各业中，主要包括如下三方面的技术：第一，智能界面技术。该技术是为了建立人机交互的和谐环境，并在和谐的环境下进行智能识别，为人机交互提供方便；第二，数据挖掘技术。该技术是大数据时代最主要的技术。在大数据时代，互联网每天都会产生海量的数据，基于数据库、人工智能以及数学统计兴起的数据挖掘技术能快速挖掘出人们需要的信息内容。第三，自治系统研究。自治系统是一种可以识别意图并进行机器思想创造的更人性化的自治实体系统。在实际操作中，基于人工智能的自治系统能够独立完成一些相对独立的任务，甚至还可以根据外在环境的特殊变化，及时调整自身的状态，如医疗辅助以及机器人检测等。

2 智慧建筑简述

智慧建筑是智慧城市中的重要组成部分，是指施工企业根据用户的特殊需求，进一步优化组合建筑物的结构、系统、服务和管理，从而为用户提供一个更加高效、舒适、便利的人性化建筑环境。相对而言，智慧建筑是集现代科技大成之产物，其技术基础是由现代建筑技术、电脑技术、通信技术以及控制技术组成，而其面向对象则是办公楼、商业综合楼、文化、媒体、学校、医院、交通、体育场馆、工业建筑以及住宅小区等新建、扩建及改建工程。通过对这些建筑物配备智能化的功能，实现自身的高效、安全、节能、舒适、环保以及可持续发展的目标。当前，智能建筑主要是由智能控制技术、城市云端信息服务的共享和物联网技术所构成，但不仅仅是各种智能技术的简单应用，更是基于智慧城市物联网系统和云中心架构下的一个智慧综合体。

3 人工智能与智慧建筑之间的关系

正如习近平总书记在党的十九大报告中指出的，要将我国建设成为科技强国、网络强国、数字中国和智慧社会。要建设智慧社会，不单要建设智慧城市，同时还要发展智慧经济。随着当前第四次工业革命的兴起，人们对于智慧经济发展模式的研究也越来越深入，智慧经济在当前的发展模式主要是物联网+人工智能+适应性服务。智慧建筑作为智能经济重要的组成部分，其发展模式必须与智能经济发展模式相符合。传统建筑要想转型升级成为智慧建筑，就必须运用人工智能。

4 人工智能在智慧建筑中的应用

4.1 在智慧建筑能耗监控中的应用

当前，在可持续发展的绿色发展理念下，节能减排、共建生态文明成为世界各国的共识。在当前的智慧建筑建设中，节能降耗减排成为施工中最值得关注的一点。要想在智慧建筑建设中实现这一目标，就必须运用人工智能技术管理数据中心，同时借助“传感器+动态监控系统”实时监控建筑物外部和内部的电子自动化系统及智能照明系统，以提高数据管理中心电能的利用效率。

例如，百度集团的智能建筑项目科技园集成设备，就借助百度云设备扫描技术，对该建筑整体的设备实现有效控制，并根据我国城市用电的峰谷波动、区域人员分布和流动以及天气、温湿度等各种环境因素方面的数据，准确进行切换，进而降低建筑能耗。同时，还借助人工智能对建筑的水系统进行监控，特别是水系统中水泵设备的健康程度。借助该系统预测水泵故障，可有效避免设备出现摆停事故。此外，在采暖通风方面，百度云还建立了体套数字模型，以实现故障的预测和预防。运用这一智能系统，该园区仅一个月就节约了25万kW的电力，节能降耗效果显著。

4.2 在智慧建筑实施中的应用

将人工智能运用到智慧建筑建设中，应积极借助云计算技术及其他相关软件技术和硬件设施，对建筑现场的人力、物力和财力进行实时监控和管理。通过GIS技术和物联网技术收集并准确分析施工现场机械设备和建筑材料的使用及其他方面的信息。而且通过视频监控技术，还可以对现场施工人员进行协调和监管，避免出现操作失误。此外，还可以借助互联网和局域网进行数据传输，将收集整理的数据上传到云管理平台中，对数据进行分析和存储。例如，位于上海的国家会展中心，其外观是简约的四叶草造型，内部是相互关系十分复杂的钢结构、幕墙、屋面、机电安装及内装饰等界面。该智慧建筑就是上海建工依托数字化技术打造出来的，不仅设计具有个性化，而且兼具绿色、智能的性能。如今，国家会展中心已成为上海的区域性地标，象征着上海的综合实力。

4.3 在智慧建筑运行维护中的应用

当前，基于人工智能的GIS+BIM建筑综合管理平台在智慧城市的运维中具有广泛的应用，该管理平台能进行城市和景观规划，制作三维地图，进行环境和热传导模拟，同时还能进行灾害管理和国土安全管理，对车辆和行人进行导航，并实现机器人智能移动和室内导航。在智能建筑中，也可以运用该系统进行全生命周期管理。在实际运用中，可以借助BIM技术在项目建设决策、设计、招投标、施工及竣工验收中加强管理，同时在建筑交付使用后，也可以用其进行运行和维护管理。特别是在运行维护管理中，借助BIM技术和GIS技术，对建筑进行实时监控，一旦遇到各种突发状况，如火灾事故，就可以借助BIM技术的可视化和三维图形对现场进行有效管理，并开展现场应急指挥处理。由此可见，通过集成物联网+BIM+GIS+人工智能，就可以运用其强大的数据收集和分析功能，对智能建筑的运维进行管理，并强化管理的效果。

4.4 在智慧建筑档案管理中的应用

在智慧城市管理工作中，城市建设档案管理的水平与该城市发展速度及发展前景密切相关，提高城建档案管理水平，特别是智慧建筑档案的管理水平，是提高该城市建设能力和推动城市发展的重要保障。在实际运用中，人工智能可以通过对智慧城市信息数据库中材料信息的智能管理，对其进行智能分类和智能搜索，实现对城建的有效管理，并合理利用城市的各种资源。此外，将人工智能运用到智慧城市智慧建筑档案的管理工作中，还可以检测可疑的病毒，并拦截各种可疑入侵程序，从而提高档案管理工作的安全性。

5 人工智能在智慧建筑中运用的策略

在实际生活中，要想将人工智能运用到智慧建筑中，还应从如下方面着手：

（1）构建智能化网站管理平台，对施工现场进行整合管理，将现有的各种资源按工程项目预设的目标整合到整个系统中，并确保管理过程中资源配置的动态平衡，使其适应网站的变更。为此，管理人员应借助阿里云平台建立一个智能站点的信息管理平台。

（2）构建现场智能监测系统，在施工现场设置各类硬件设备，对工地的人力、建材、机械设备及施工环境进行有效监测和检测。

（3）构建现场人员管理系统。该系统必须基于人工智能技术对施工现场的人员进行面部识别，并开展设备识别和人事活动沟通，然后将收集到的数据上传到智能站点管理平台中存储和保管。

6 结束语

综上所述，随着时代的发展，人工智能技术越来越先进，且已经被广泛运用到各个领域中，以人工智能为基础的智慧建筑开始兴起，并逐渐改变传统建筑领域，促使传统建筑的转型升级。希望文章可为相关人士的研究提供参考，并为相关企业的智能建筑建设提供参考，从而更好地在智慧建筑的建设中运用人工智能技术，促进数字中国和智慧社会的建设。