人工智能技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究

馬杰華

摘 要：人工智能是新興的學(xué)科，它主要的研究方向就是模擬人的智能和思維過程，這樣能夠設(shè)計出更加智能化的機(jī)械。對人工智能技術(shù)進(jìn)行分析，能夠在建筑系統(tǒng)智能化發(fā)展過程中獲得更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；智能建筑；應(yīng)用

建筑行業(yè)在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的影響下出現(xiàn)了智能建筑，這種建筑具備樓宇設(shè)備自動化系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在不斷發(fā)展過程中形成了智能集成，在建筑功能不斷發(fā)展的過程中，智能建筑對這些先進(jìn)的系統(tǒng)進(jìn)行了更好的利用，同時在服務(wù)需求方面也出現(xiàn)了更好的形式。

1 智能建筑的發(fā)展及存在問題

建筑智能化在發(fā)展過程中也存在著一些問題，現(xiàn)在在很多的建筑中已經(jīng)出現(xiàn)了樓宇自動化系統(tǒng)，利用順序邏輯判斷的能力進(jìn)行自動控制，這個系統(tǒng)在運(yùn)行過程中無法進(jìn)行思維邏輯判斷和自主學(xué)習(xí)，因此，一旦工作環(huán)境或者是工作的參數(shù)發(fā)生一定的變化就要對系統(tǒng)進(jìn)行重新的調(diào)整，編寫新的控制程序。這種樓宇自動化系統(tǒng)在進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)的時候比較復(fù)雜，在進(jìn)行檢修的時候也非常不便利，因此，在一定程度上和智能化還是存在著很大的差距。

在科學(xué)技術(shù)和市場環(huán)境不斷發(fā)展過程中，智能建筑系統(tǒng)出現(xiàn)了很多的分立運(yùn)行系統(tǒng)，這些獨(dú)立的系統(tǒng)在進(jìn)行利用的時候出現(xiàn)了相互脫節(jié)的情況，因此，對建筑綜合控制還存在著一定的問題。各個系統(tǒng)在硬件設(shè)備方面出現(xiàn)了大量重復(fù)的情況，同時各個系統(tǒng)之間沒有相互通信和控制的接口，因此，在進(jìn)行操作和管理的時候需要對不同系統(tǒng)進(jìn)行掌握的人員，這樣也導(dǎo)致在技術(shù)培訓(xùn)方面非常也非常高。采用統(tǒng)一的模板硬件和軟件結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒏鱾€獨(dú)立的系統(tǒng)融合在一個整體中，這樣能夠提高控制和管理的可靠性，同時，在智能化方面也能獲得更好的發(fā)展。

2 人工智能技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究

2.1 人工智能新發(fā)展對智能建筑的影響

專家系統(tǒng)是一種基于知識的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)在使用的時候主要是對一些控制對象以及控制規(guī)律的專家知識進(jìn)行掌握。人工智能計算機(jī)程序系統(tǒng)在一定程度上具備每個專門領(lǐng)域的專家知識和經(jīng)驗(yàn)，因此，能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的專業(yè)問題進(jìn)行解決。專家系統(tǒng)對某個專門的領(lǐng)域能夠更好的進(jìn)行解決，因此，在計算機(jī)智能軟件系統(tǒng)中，可以根據(jù)一個或者是多個專家提供的知識來對出現(xiàn)的問題進(jìn)行解決，這樣能夠?qū)σ恍?fù)雜問題進(jìn)行解決。建立計算機(jī)智能軟件系統(tǒng)可以對專家的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行掌握，采用知識表達(dá)技術(shù)可以建立知識模型和知識庫，利用掌握的知識來進(jìn)行推理。專家控制系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計的時候能夠?qū)⑦^去控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行解決，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中依靠的數(shù)學(xué)模型，將數(shù)學(xué)模型和知識模型進(jìn)行結(jié)合，這樣能夠?qū)⒅R處理技術(shù)和控制技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，這樣也能發(fā)展智能建筑。將專家系統(tǒng)應(yīng)用到智能建筑的物業(yè)管理服務(wù)中，對用戶進(jìn)行管理，同時對建筑出入人員和業(yè)務(wù)咨詢提供便利。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在建筑系統(tǒng)中的建模、學(xué)習(xí)控制和優(yōu)化方面取得了非常好的成績，在應(yīng)用范圍方面也取得了非常好的成績，在語音識別、圖像處理領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用。智能建筑在功能上出現(xiàn)了不斷發(fā)展的情況，這樣也使得現(xiàn)代建筑在進(jìn)行施工的時候出現(xiàn)了越來越多的電氣設(shè)備，這些設(shè)備在進(jìn)行使用的時候耗能也是非常大的，因此，對一幢現(xiàn)代的大廈進(jìn)行管理的時候，要安裝的設(shè)備是非常多的，要保證這些設(shè)備非常安全和可靠，同時也要保證經(jīng)濟(jì)性。智能建筑在設(shè)備自動化控制水平、反應(yīng)能力以及運(yùn)行水平上都得到了非常好的發(fā)展。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力方面效果非常好，因此，在進(jìn)行監(jiān)督和非監(jiān)督訓(xùn)練的時候非常好，對一些比較復(fù)雜的控制也具有非常好的效果。智能建筑中設(shè)備的控制器都有不同的原理，因此，在進(jìn)行建筑物施工的時候要對建筑物的特性以及自動調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行控制，這樣能夠適應(yīng)不同的建筑物。建筑智能化設(shè)備能夠?qū)?shí)時信號進(jìn)行檢測，同時在進(jìn)行控制的時候也能進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，其能夠進(jìn)行更好的學(xué)習(xí)和適應(yīng)，使建筑物在功能方面智能化。智能建筑控制是一種非常精確的系統(tǒng)，同時也是反應(yīng)速度非常靈敏的系統(tǒng)，因此，在進(jìn)行使用的時候能夠具備傳統(tǒng)模式無法實(shí)現(xiàn)的效果。

而新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模型采用動態(tài)學(xué)習(xí)方法建模， 降低了模型的復(fù)雜性以及對計算資源與硬件的要求，控制硬件費(fèi)用降低，可以采用硬件方式實(shí)現(xiàn)。新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)已經(jīng)在微型芯片上實(shí)現(xiàn)， 即所謂的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片。因此，這種模式很可能在不久的將來適合于小規(guī)模的智能建筑和民用建筑。同時，智能建筑需要學(xué)習(xí)模式的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)模式響應(yīng)速度與精度，對計算機(jī)設(shè)備要求更加簡單。建筑學(xué)習(xí)模式的開發(fā)將帶來低成本建筑智能控制的革命。

盡管目前的建筑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型存在實(shí)時性等技術(shù)問題，但隨著計算機(jī)速度的提高與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時算法的改進(jìn)，建筑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制將更加完善。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)控制將采用大規(guī)模集成電路而不是計算機(jī)芯片形式實(shí)現(xiàn)，也不僅限于建筑能量控制與管理，還可以完成建筑物監(jiān)控、保安、照明、娛樂等任務(wù)。相信在不遠(yuǎn)的將來，基于芯片的簡單裝置將取代今天的微處理器，使大量建筑物真正擁有智能成為可能。較低的造價可以使智能設(shè)備進(jìn)入普通市民家庭。

隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計算機(jī)運(yùn)算能力的快速發(fā)展，基于數(shù)據(jù)庫的控制已成為可能，特別是隨著分布式數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的日益成熟，在建筑智能化系統(tǒng)集成時引入智能決策系統(tǒng)，可使智能建筑真正實(shí)現(xiàn)智能化。智能決策支持系統(tǒng)是近年來計算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)和管理科學(xué)相結(jié)合的一種新的管理信息技術(shù)。它是以管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、控制論行為科學(xué)為基礎(chǔ)，以計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)為手段，面對半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的決策問題，幫助中、高層決策者進(jìn)行決策活動，為決策者提供決策所需要的數(shù)據(jù)、信息和資料，幫助決策者明確決策目標(biāo)和對問題的認(rèn)識，建立和修改決策模型，提供各種備選方案，并對各種方案進(jìn)行優(yōu)化、分析、比較和判斷，幫助決策者提高決策能力、決策水平、決策質(zhì)量和決策效益，以取得最大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2.2 建筑智能系統(tǒng)集成是滿足建筑物現(xiàn)代化管理的需要而出現(xiàn)的

建筑智能化是從自動控制向信息管理發(fā)展的產(chǎn)物。通過系統(tǒng)集成采用統(tǒng)一的模塊化硬件和軟件結(jié)構(gòu)，就能使管理人員方便地掌握操作技術(shù)和維修管理技術(shù)，這是所有獨(dú)立子系統(tǒng)都無法做到的。因而，從綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的角度，把控制和管理相結(jié)合，擴(kuò)大建筑物管理的范圍，擴(kuò)展智能化系統(tǒng)的內(nèi)容和內(nèi)涵，是建筑智能化的發(fā)展方向。

3 結(jié)束語

人工智能在發(fā)展過程中獲得了非常好的效果，其中，專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和決策支持系統(tǒng)都得到了非常好的發(fā)展，這些技術(shù)在智能建筑中都得到了非常好的應(yīng)用，同時也成為了智能建筑的控制子系統(tǒng)，這樣能夠在終端上應(yīng)用更加先進(jìn)的技術(shù)，同時也能降低建筑智能化的運(yùn)行和維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和節(jié)能控制。智能建筑的發(fā)展對人們的生活帶來了很大的變化，同時也使得人們的生活改變了很多，為了更好的滿足人們的需求，對人工智能技術(shù)要進(jìn)行更好的研究，這樣也能推動人們生活水平的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]王永忠.人工智能技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究[J].科技信息，2009.

[2]吳選忠，倪子偉.人工智能新技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究[J].福建建設(shè)科技，2005.