人工智能在智能建筑上的應(yīng)用

于川

摘 要：2003年至今，研究人工智能在智能建筑上的應(yīng)用的文獻(xiàn)大概有5000篇。其中大概有期刊1500篇、博碩士論文2000篇、報(bào)紙1000篇等?？v觀大多現(xiàn)有的研究成果，對(duì)人工智能在智能建筑上的應(yīng)用這一概念已經(jīng)有了透徹的理解，對(duì)人工智能在智能建筑應(yīng)用上存在的主要問題已經(jīng)研究的比較全面。文章將以人工智能在智能建筑上的應(yīng)用為例，分析其在發(fā)展中存在的問題和相應(yīng)的解決對(duì)策，并重點(diǎn)總結(jié)當(dāng)前我國(guó)人工智能在智能建筑上應(yīng)用的成型研究理論，針對(duì)人工智能在智能建筑上的發(fā)展方向進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：人工智能;智能建筑;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

當(dāng)前，人工智能在我國(guó)并不陌生，隨著現(xiàn)代信息科技的發(fā)展，人工智能已經(jīng)被應(yīng)用在越來越多的產(chǎn)業(yè)和行業(yè)項(xiàng)目中，發(fā)揮著重要作用。建筑產(chǎn)業(yè)應(yīng)當(dāng)是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主要產(chǎn)業(yè)和黃金產(chǎn)業(yè)，智能建筑的發(fā)展能夠極大地提升建筑產(chǎn)業(yè)的工作效率和工作質(zhì)量，降低從業(yè)人員的工作壓力。受到資金、人員、技術(shù)等因素的影響，我國(guó)人工智能在智能建筑領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)間還比較短，應(yīng)用效果也不太理想。鑒于以上情況，下文將對(duì)人工智能在智能建筑上的應(yīng)用進(jìn)行文獻(xiàn)總結(jié)和整理。

1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

1.1 人工智能在智能建筑上的應(yīng)用作用

王成牮（2020）在《塔吊智能化管理系統(tǒng)的應(yīng)用》一文中指出，智能建筑就是依托現(xiàn)代建筑物體為平臺(tái)，對(duì)各類建筑相關(guān)的智能信息進(jìn)行總結(jié)的一套體系。這套體系可以將智能建筑的整體架構(gòu)、系統(tǒng)、管理進(jìn)行優(yōu)化組合，使其能夠?qū)崿F(xiàn)綜合化的運(yùn)用和發(fā)展。智能建筑擁有不同于其他智能體系的感知、記憶、傳輸?shù)裙δ?，進(jìn)而讓建筑物體在建筑中將人、建筑體和環(huán)境進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，為工作者提供高效便捷的辦公環(huán)境。從人工智能在智能建筑的應(yīng)用上來看，其目前已在智能建筑的多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了智能化發(fā)展，這些智能化主要以信息通訊和自動(dòng)化工作為主，依然需要有人在其中進(jìn)行搭配工作[1]。

劉志宏（2020）在《綠色人工智能背景下的西南少數(shù)民族古村落宜居環(huán)境設(shè)計(jì)體系建構(gòu)》一文中指出，隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，建筑行業(yè)中已經(jīng)開始融合人工智能技術(shù)，并將人工智能技術(shù)與智能建筑進(jìn)行有機(jī)統(tǒng)一，當(dāng)前建筑行業(yè)已成為各界關(guān)注的焦點(diǎn)。通過人工智能中的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等技術(shù)可以優(yōu)化智能建筑內(nèi)部體系，達(dá)成建筑服務(wù)目標(biāo)，降低工作壓力，提升工作效率[2]。

沈翔、郭喬堃（2020）在《人工智能在工程項(xiàng)目管理中應(yīng)用的拓展研究》一文中指出，近些年全球知識(shí)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人工智能技術(shù)在全球知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展下獲得新的發(fā)展，并迎來全球關(guān)注的目光。將人工智能與信息化技術(shù)和智能建筑進(jìn)行融合，創(chuàng)新傳統(tǒng)的智能建筑系統(tǒng)，進(jìn)一步細(xì)化智能建筑的結(jié)構(gòu)體系，能夠讓建筑工作開展得更加便利、更加安全、更加舒適[3]。

1.2 人工智能在智能建筑上的應(yīng)用問題

寧匯霖、謝忠雄、程超（2020）在《產(chǎn)業(yè)化路徑下高校學(xué)科群建筑的設(shè)計(jì)策略——以南京大學(xué)仙林校區(qū)人工智能樓和軍民融合樓為例》一文中認(rèn)為，目前可以說人工智能在智能建筑中的應(yīng)用是建筑技術(shù)發(fā)展的核心和焦點(diǎn)，通過人工智能系統(tǒng)能夠形成一套完整的審計(jì)體系。智能建筑可以通過自身的智能體系進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，保障每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確和科學(xué)，進(jìn)而降低成本。從這個(gè)方面來說，智能建筑應(yīng)當(dāng)是未來建筑領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。盡管如此，我國(guó)人工智能當(dāng)前仍處于智能建筑應(yīng)用的初期，無論是從業(yè)經(jīng)驗(yàn)、人員素質(zhì)，還是政策和技術(shù)支持，都存在明顯的不足和缺失，這也成為制約智能建筑發(fā)展的主要原因。人工智能是現(xiàn)代科技發(fā)展下產(chǎn)生的新技術(shù)，不僅屬于信息技術(shù)，也包括了語言學(xué)、神經(jīng)學(xué)等學(xué)科，綜合性很強(qiáng)，在短時(shí)間內(nèi)將其掌握的難度較大。要想真正將人工智能應(yīng)用在智能建筑上，必須要對(duì)其進(jìn)行深入研究和學(xué)習(xí)，不斷完善智能建筑體系，以實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的綜合發(fā)展[4]。

張昭振（2020）在《基于BIM的智能建筑可視化運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)研究與應(yīng)用》一文中認(rèn)為，智能建筑中的安全體系實(shí)際上對(duì)整個(gè)建筑行業(yè)都有至關(guān)重要的作用和意義。智能建筑中的安全體系增加了火災(zāi)報(bào)警和聯(lián)動(dòng)機(jī)制，這也是智能建筑的基本構(gòu)成。當(dāng)前人們對(duì)建筑項(xiàng)目和物體的安全性尤為重視，通過智能建筑安全系統(tǒng)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效監(jiān)控，保障建筑項(xiàng)目和物體的安全[5]。但從我國(guó)當(dāng)前已經(jīng)建設(shè)的智能建筑系統(tǒng)來看，智能建筑安全體系的成本比較高，在應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制和效率建設(shè)上還存在著一系列問題，這也是制約人工智能在智能建筑領(lǐng)域發(fā)展的重要因素。政府和有關(guān)部門盡管也認(rèn)識(shí)到了智能建筑體系的重要性，但由于監(jiān)管費(fèi)用過高、人員消耗巨大，價(jià)格預(yù)估困難，使其在一定程度上影響了人工智能在智能建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。此外，建筑項(xiàng)目自身就存在很多不確定因素，因而會(huì)對(duì)建筑項(xiàng)目成本預(yù)估產(chǎn)生影響，所以未來人工智能在智能建筑的應(yīng)用中也應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對(duì)項(xiàng)目預(yù)估造假的監(jiān)管[6]。

馬輝、缐宇峰（2020）在《面向人工智能的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)思維創(chuàng)新引導(dǎo)》中認(rèn)為，近年來，智能建筑產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，不僅豐富了人民群眾的生活，為人民群眾提供了高質(zhì)量的生活服務(wù)，同時(shí)也加劇了智能建筑企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)。智能建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，迫使整個(gè)建筑市場(chǎng)改變了原有的發(fā)展戰(zhàn)略，開始把更多的資源投入到對(duì)智能建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的分析和研究上。伴隨著現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，科技被應(yīng)用在越來越多的產(chǎn)業(yè)上，開始廣泛地出現(xiàn)在人們生活中。智能建筑產(chǎn)業(yè)實(shí)質(zhì)就是智慧社會(huì)和智能辦公的延伸和深化，利用智能建筑能夠在辦公中形成一個(gè)科學(xué)系統(tǒng)的管理平臺(tái)，這一點(diǎn)受到了很多建筑行業(yè)工作者的認(rèn)可[7]。

1.3 人工智能在智能建筑上的應(yīng)用對(duì)策

趙啟富（2020）在《人工智能驅(qū)動(dòng)建筑業(yè)智能化改革》中認(rèn)為，現(xiàn)代科技的發(fā)展在無形中改變并創(chuàng)新著人們的生活，人們的生活早已離不開信息科技。人工智能是現(xiàn)代信息科技的產(chǎn)物，隨著科技的進(jìn)步而出現(xiàn)，并被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代信息智能化系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中。雖然人工智能在智能建筑上的應(yīng)用時(shí)間比較短，但其影響和受重視程度是顯而易見的。2017年7月8日，國(guó)務(wù)院正式頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃明確指出，國(guó)家要大力推動(dòng)人工智能信息平臺(tái)的建設(shè)和創(chuàng)新，優(yōu)化并完善人工智能體系，打造優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新服務(wù)，建立核心技術(shù)，與國(guó)際同步，推動(dòng)我國(guó)人工智能標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化和國(guó)際化。在智能建筑方面，要依托智能化基礎(chǔ)和設(shè)備，大力發(fā)展智能建筑，在整個(gè)城市的地下管道和相關(guān)市政工程率先進(jìn)行智能化改造，為后期的大城市建設(shè)奠定基礎(chǔ)[8]。

劉益辰（2020）在《人工智能技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用》中認(rèn)為，智能建筑的發(fā)展應(yīng)當(dāng)以使用者為中心，通過建立以使用者為中心的策略，能夠讓建筑項(xiàng)目變得更加智慧、更加綠色。依托人工智能中的性別識(shí)別機(jī)制，能夠及時(shí)了解建筑項(xiàng)目使用者的喜好和需求，對(duì)其使用數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和規(guī)律總結(jié)，進(jìn)而根據(jù)智能建筑系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，找到既能夠讓使用者滿意，也可以使建筑項(xiàng)目得到優(yōu)化的最佳平衡方案。對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行量身定做，可以最大程度地滿足使用者，避免反復(fù)修改方案所造成的資源、成本和時(shí)間浪費(fèi)[9]。

荊偉（2020）在《人工智能驅(qū)動(dòng)下的設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新探究》中認(rèn)為，人工智能的出現(xiàn)對(duì)人們的生活質(zhì)量和工作效率提升有非常大的幫助。同時(shí)，現(xiàn)代社會(huì)各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也受到人工智能影響。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)工作來說，人工智能將會(huì)極大地推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在研究中，研究者通過對(duì)建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃等方面的設(shè)計(jì)者進(jìn)行調(diào)查和訪問，同時(shí)以人工智能概念、人工智能作用、人工智能應(yīng)用等方面的情況對(duì)設(shè)計(jì)者進(jìn)行了訪問和調(diào)查，查看設(shè)計(jì)者對(duì)人工智能的了解程度，以及能否在工作中對(duì)人工智能進(jìn)行準(zhǔn)確應(yīng)用和使用。從調(diào)查情況看，當(dāng)前很多設(shè)計(jì)者對(duì)人工智能的功能和應(yīng)用情況并不了解，這也使得其在工作中對(duì)人工智能的應(yīng)用效率比較低[10]。智能建筑盡管能夠有效降低設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)時(shí)間，提升工作效率，但一定要基于對(duì)人工智能數(shù)據(jù)的正確使用和相關(guān)數(shù)據(jù)的充分了解，只有這種情況才能對(duì)人工智能反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行真實(shí)分析，創(chuàng)造性地完成工作。未來，人工智能在智能建筑上的應(yīng)用也將開啟新的生活和生產(chǎn)方式[11]。

2 國(guó)外研究現(xiàn)狀

2.1 人工智能的發(fā)展

Pedro F. Pereira（2020）認(rèn)為，智能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展得益于人工智能技術(shù)的成熟。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，人工智能被應(yīng)用在建筑行業(yè)中，通過人工智能技術(shù)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)智能建筑進(jìn)行分析、控制和管理，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能建設(shè)的建筑修建。在智能建設(shè)的子系統(tǒng)控制中，可以利用非限定的復(fù)雜程序?qū)θ斯ぶ悄芟到y(tǒng)進(jìn)行建設(shè)和管理，反饋到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，由智能建筑中的自動(dòng)化程序和系統(tǒng)對(duì)建筑項(xiàng)目和設(shè)計(jì)工作進(jìn)行控制和管理[12]。

Yan Zhou（2020）認(rèn)為，隨著時(shí)間的發(fā)展，城市各項(xiàng)功能也不斷完善，而不斷發(fā)展中，人們也能夠認(rèn)識(shí)到當(dāng)前城市發(fā)展規(guī)劃存在不足，要抓緊對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃，完成城鎮(zhèn)化建設(shè)?；谥R(shí)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的云技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠通過強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫對(duì)城市發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行分析，依照人工智能技術(shù)，傳遞給智能建筑，以了解當(dāng)前城市建設(shè)中需要對(duì)哪些建筑或城市區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，對(duì)整個(gè)城市區(qū)域內(nèi)的建筑情況進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)整理。通過對(duì)數(shù)據(jù)的整理和應(yīng)用，能夠幫助設(shè)計(jì)者和建筑者進(jìn)行有效決策，制定正確的、符合智能建筑需求的智能建筑計(jì)劃[13]。

Otis Elevator Company（2020）認(rèn)為，人工智能隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而產(chǎn)生。對(duì)于智能建筑來說，無論是點(diǎn)線面的規(guī)劃，還是樓宇的控制、人員管理，人工智能都能極大提升智能建筑的工作效率和質(zhì)量。在研究中，研究者通過對(duì)人工智能的構(gòu)建、應(yīng)用進(jìn)行分析，明確人工智能建筑的構(gòu)成要件，了解人工智能在智能建設(shè)中有哪些技術(shù)優(yōu)勢(shì)，便于未來在新型技術(shù)和城市建設(shè)中得以普及和應(yīng)用[14]。

2.2 人工智能與智能建筑的融合

Chen K，Wang C，Ma H，et al（2016）認(rèn)為，在建筑項(xiàng)目中，人工智能技術(shù)被應(yīng)用到其中已是事實(shí)。只是因?yàn)榘l(fā)展和技術(shù)等原因，人工智能與智能建筑之間的完全融合還需要一段時(shí)間。目前，智能建筑主要通過對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用投射在建筑設(shè)計(jì)和使用項(xiàng)目中。人工智能技術(shù)是一門新的學(xué)科和科學(xué)，其能夠?qū)θ说闹悄芎退季S過程進(jìn)行演變，進(jìn)而創(chuàng)新出更具智能型的系統(tǒng)，為人類服務(wù)，應(yīng)用在實(shí)際的建筑項(xiàng)目中，為人類創(chuàng)造更加便利和美好的生活[15]。

3 結(jié)語

縱觀學(xué)者們近些年對(duì)人工智能在智能建筑應(yīng)用方面的研究，無論是數(shù)量，還是質(zhì)量，都有很大的提升。對(duì)于人工智能在智能建筑應(yīng)用方面存在的問題，指出的也比較全面，基本涵蓋了目前人工智能在智能建筑應(yīng)用中普遍存在的問題。又相應(yīng)地提出緩解人工智能在智能建筑中應(yīng)用困境的對(duì)策，為人工智能在智能建筑中的應(yīng)用發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。然而，由于研究本身的局限性，仍存在某些需要改進(jìn)或繼續(xù)深入之處。

以上這些研究成果，平鋪直述的較多，深入論證與考察的較少。人工智能在智能建筑上的應(yīng)用是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的過程，對(duì)于這個(gè)過程的研究，一定要依據(jù)具體的數(shù)據(jù)進(jìn)行，需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫為基準(zhǔn)進(jìn)行研究。目前，就既有的研究人工智能在智能建筑中應(yīng)用發(fā)展的問題與對(duì)策的相關(guān)文獻(xiàn)看，基礎(chǔ)性的理論研究占大多數(shù)，缺少創(chuàng)新的研究方法，同時(shí)也缺少數(shù)據(jù)的運(yùn)用。

對(duì)于人工智能在智能建筑中應(yīng)用發(fā)展的研究，對(duì)今后我國(guó)人工智能在智能建筑上的應(yīng)用具有非常重要的指導(dǎo)作用。但從目前已經(jīng)掌握到的人工智能在智能建筑中應(yīng)用發(fā)展的情況看，整體的速度較為緩慢，影響了人工智能在智能建筑應(yīng)用方面的深入發(fā)展?；诰唧w問題具體分析的原則，建議今后在對(duì)某地進(jìn)行實(shí)踐勘察研究時(shí)，應(yīng)當(dāng)在分析當(dāng)?shù)厍闆r的基礎(chǔ)上，繼續(xù)縮小研究范圍，將研究的對(duì)象具體化。這樣，對(duì)于本地的人工智能在智能建筑中的應(yīng)用將會(huì)起到更大的作用。此外，在研究方法上也可以積極地革新，利用田野調(diào)查的方法，調(diào)查我國(guó)實(shí)際人工智能在智能建筑中的應(yīng)用情況，而不是根據(jù)文獻(xiàn)資料庫中的其他集成結(jié)果來進(jìn)行研究。今后，對(duì)于人工智能在智能建筑應(yīng)用方面的研究，也要更加深入細(xì)致?？刹捎貌杉瘶颖?、圖像分析等方法，將研究范圍逐步擴(kuò)大。希望本文的研究對(duì)今后人工智能在智能建筑上的應(yīng)用有所幫助。

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