淺析物聯(lián)網(wǎng)和智能建筑

摘? 要：科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步和發(fā)展，使當(dāng)今社會(huì)發(fā)生悄然變革。伴隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的擴(kuò)大以及AI人工智能技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)，當(dāng)前從智能建筑到智慧建筑的發(fā)展正一步一步從藍(lán)圖轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，未來(lái)建筑必將變得更加安全、宜居，節(jié)能和環(huán)保。基于此，本文首先對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的內(nèi)涵進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述，然后分析了基于大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)的JEM平臺(tái)應(yīng)用，最后展望了物聯(lián)網(wǎng)和智能建筑結(jié)合的發(fā)展方向，以供參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);AI;物聯(lián)網(wǎng);智能建筑;智慧應(yīng)用;JEM平臺(tái)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU8? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)： 2096-6903（2020）12-0000-00

大數(shù)據(jù)（big data）是指無(wú)法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是一種需要新處理模式才能具有更強(qiáng)決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的信息資產(chǎn)。它是信息技術(shù)的一種發(fā)展模式，可以從不同的渠道中來(lái)獲取龐大的數(shù)據(jù)。IBM提出大數(shù)據(jù)具備5V的特點(diǎn)：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（低價(jià)值密度）、Veracity（真實(shí)）。

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以概括為兩個(gè)方向，一個(gè)是精確化定制，第二個(gè)是預(yù)測(cè)趨勢(shì)。

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)的內(nèi)涵

目前各個(gè)行業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)的定義并沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，雖然對(duì)大數(shù)據(jù)的定義不統(tǒng)一，但是不同的定義對(duì)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)描述都是相同的。而且國(guó)際數(shù)據(jù)公司IDC對(duì)大數(shù)據(jù)的特性做了進(jìn)一步的分析，通常情況下都認(rèn)為大數(shù)據(jù)在應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于其信息的含量應(yīng)該有更高的要求，并且大部分信息為PB級(jí)或者是TB級(jí)，這與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)相比較，其大大的超出了傳統(tǒng)技術(shù)的處理能力[1]。另外，大數(shù)據(jù)在在處理信息時(shí)，其來(lái)源是非常廣的，不但有非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，而且還有半結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，并且其在進(jìn)行分析過(guò)程中，數(shù)據(jù)處理的能力是非常迅速的。最關(guān)鍵的是，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選識(shí)別之后，還可以將其隱藏的價(jià)值給充分挖掘出來(lái)。國(guó)際數(shù)據(jù)公司也認(rèn)為在數(shù)據(jù)處理中，大數(shù)據(jù)技術(shù)是其處理方式的一次比較重大的革新，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以將數(shù)據(jù)中的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行快速和實(shí)時(shí)的分析，并可以將其中的價(jià)值給有效的提取出來(lái)。

JEM平臺(tái)由專(zhuān)業(yè)從事建筑設(shè)施效益的Johnson Controls研發(fā)，其集合了先進(jìn)的物業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)和AI人工智能算法。當(dāng)它被注入現(xiàn)有的智能建筑之中時(shí)，就可以對(duì)建筑的日常運(yùn)維產(chǎn)生深刻影響，通過(guò)節(jié)能減排、分析優(yōu)化資產(chǎn)、空間、健康和舒適度等ESG參數(shù)來(lái)迎合并且超越小租戶的期待，增加房地產(chǎn)的附加值，最終幫助開(kāi)發(fā)商和物業(yè)管理者在競(jìng)爭(zhēng)中保持完美平衡。

2 大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用

建筑智能化演化推進(jìn)到現(xiàn)如今這個(gè)階段，對(duì)于絕大多數(shù)的開(kāi)發(fā)商和物業(yè)管理者而言，依然只能是對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳的被動(dòng)維修，其很難提前介入維護(hù)。當(dāng)前，空有一個(gè)服務(wù)客戶的良好愿望而無(wú)法實(shí)現(xiàn)建筑以人為本的發(fā)展理念，有了大數(shù)據(jù)和AI分析平臺(tái)的介入，就可以變被動(dòng)為主動(dòng)，創(chuàng)造出有機(jī)的、更加人性化的建筑物。

《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB4-2015對(duì)智能建筑的定義：以建筑物為平臺(tái)，基于對(duì)各類(lèi)智能化信息的綜合應(yīng)用，集架構(gòu)、系統(tǒng)、應(yīng)用、管理及優(yōu)化組合為一體，具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，形成了以人、建筑、環(huán)境互為協(xié)調(diào)的整合體，為人們提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功能環(huán)境的建筑。

智慧建筑的智慧意味著專(zhuān)業(yè)知識(shí)，其通過(guò)將不同類(lèi)別的建筑信息建立大數(shù)據(jù)模型，通過(guò)AI分析已有建筑物的管理經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)秀物業(yè)管理者的理念，再通過(guò)JEM平臺(tái)這個(gè)大腦把優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)給當(dāng)前的建筑運(yùn)營(yíng)管理者，通過(guò)持續(xù)不斷的AI指導(dǎo)使現(xiàn)有建筑可以保持空間優(yōu)化、人的舒適度以及能耗之間的完美平衡，能夠提升建筑的生產(chǎn)效能，保持更好的建筑活力。

2.1在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

在目前的智能建筑中，建筑功能得到了進(jìn)一步的拓展，各種電氣設(shè)備所發(fā)揮的作用也越來(lái)越多，而且不同的系統(tǒng)在正常運(yùn)行過(guò)程中的用電需求也在不斷增加，這些電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中都需要有一個(gè)比較穩(wěn)定安全的電能供應(yīng)保障，因此在用電供應(yīng)方面的創(chuàng)新研究也變得越來(lái)越重要[2]。而隨著大數(shù)據(jù)的廣泛運(yùn)用，基于大數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算的高級(jí)計(jì)量體系和智能儀表的有效應(yīng)用，使得智能建筑中的電力系統(tǒng)在管理中更加方便。另外，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能水表，也使得大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能得到進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，而且也使水價(jià)的計(jì)算可以進(jìn)行自動(dòng)完成，而且還可以對(duì)設(shè)置的用水量進(jìn)行自動(dòng)控制，使水資源得到進(jìn)一步節(jié)約。

JEM平臺(tái)不僅僅可以將集中計(jì)量系統(tǒng)中采集到的數(shù)據(jù)按照要求歸集生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，也可以按照客戶來(lái)歸集生成收費(fèi)賬單，甚至可以更進(jìn)一步通過(guò)AI算法根據(jù)一定范圍內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)和未來(lái)的天氣狀況來(lái)預(yù)測(cè)能耗，甄別出需求峰值和高消費(fèi)事件從而達(dá)到節(jié)能和省錢(qián)目的。

CPO集中能源站的優(yōu)化應(yīng)用軟件。確定最佳的集中能源站的配置;通過(guò)快速的軟件調(diào)整來(lái)減少設(shè)計(jì)周期;通過(guò)基于公用事業(yè)的成本分析，支持對(duì)冷水機(jī)組的遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以隨時(shí)對(duì)偏離性能基準(zhǔn)的資產(chǎn)參數(shù)和能源影響進(jìn)行糾偏，同時(shí)生成實(shí)時(shí)的績(jī)效分析報(bào)告。以確定最低的集中能源站的全生命周期運(yùn)營(yíng)成本。

2.2在建筑運(yùn)維中的應(yīng)用

建筑不是獨(dú)立存在的，它與環(huán)境和人都有著直接聯(lián)系，因此，在對(duì)應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)過(guò)程中要保障其實(shí)施的可行性，而且還對(duì)其與人之間的聯(lián)系和影響進(jìn)行充分考慮。大數(shù)據(jù)可以通過(guò)人的活動(dòng)軌跡、行為分析，精準(zhǔn)地為人的下一步衣食住行的提供智能化推薦信息，例如：餓了么APP可以為您推送想去的飯店和菜品，滴滴出行APP可以為您提供最佳交通路線規(guī)劃等。建筑中如何以人為本，大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)加持的APP也有很多可選應(yīng)用。

租戶管理軟件Campanion APP配置租戶空間以及租賃條件，使用費(fèi)，電表和照明電。跟蹤和報(bào)告租戶的公用事業(yè)費(fèi)支出，包括每月賬單，支出報(bào)告和基準(zhǔn)。通過(guò)客戶端或者手機(jī)終端都可以隨時(shí)在線訪問(wèn)。甚至可以實(shí)現(xiàn)租戶能夠與設(shè)施運(yùn)營(yíng)在線交互，包括實(shí)現(xiàn)用戶自行遙控辦公室環(huán)境溫度的場(chǎng)景，乃至于會(huì)議室的預(yù)約功能等。跟蹤能源支出，支持加班時(shí)段的空調(diào)和照明服務(wù)請(qǐng)求和反饋機(jī)制。

在經(jīng)歷過(guò)COVID-19疫情肆虐之后，在智能建筑中，大數(shù)據(jù)也可以通過(guò)對(duì)不同樓層所在的客戶人員出入信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，例如根據(jù)客流量統(tǒng)計(jì)或者門(mén)禁控制軟件分析辦公人員和訪客的數(shù)量，保持空調(diào)設(shè)備的合理運(yùn)作工況，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)，有助于推動(dòng)清潔空氣技術(shù)幫助疾病預(yù)防和控制。

資產(chǎn)管理軟件APP可以幫助設(shè)施管理人員記錄大廈內(nèi)部出現(xiàn)各類(lèi)事件的情況，通過(guò)主動(dòng)告知的方式來(lái)幫助資產(chǎn)管理者快速查看和關(guān)注報(bào)警信息，縮短問(wèn)題的相應(yīng)時(shí)間，減少對(duì)建筑內(nèi)部人員的影響。報(bào)修工單內(nèi)容可自動(dòng)疊加設(shè)備、故障、診斷和空間等的實(shí)時(shí)、完整、精確的信息，從而使得服務(wù)技術(shù)人員的工作效率得到提升。此外，圍繞建筑內(nèi)部多個(gè)來(lái)源的報(bào)警創(chuàng)建有優(yōu)先級(jí)別的通知，這不僅僅為建筑設(shè)施的運(yùn)營(yíng)管理者提供包括預(yù)防性維修周期、方法和參考案，還可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析得出改造建議。

2.3在建筑智能安防中的應(yīng)用

在智能建筑中，有效的應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以進(jìn)一步帶動(dòng)安居服務(wù)體系的構(gòu)建，其中建筑智能化中的安防也是比較重要的部分。將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在智能建筑安防系統(tǒng)中，可構(gòu)建更加智慧的安全防范，并且可以為人們提供可視化的管理[3]。在這方面，通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑區(qū)域內(nèi)和周邊等安全防衛(wèi)防盜報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)建，從而監(jiān)控建筑物中一些主要的公共場(chǎng)所，而且大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)錄像和報(bào)警視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)建，同時(shí)還可以對(duì)建筑物的出入口構(gòu)建權(quán)限管理和監(jiān)視控制報(bào)警系統(tǒng)。在各系統(tǒng)構(gòu)建工程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)揮了非常關(guān)鍵性的作用，如通過(guò)對(duì)各種海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的儲(chǔ)存，并進(jìn)行智能化的分析，使報(bào)警的效果和識(shí)別率得到進(jìn)一步的提升。

3 物聯(lián)網(wǎng)+智慧建筑

物聯(lián)網(wǎng)IOT（Internet Of Things）是指：物與物、人與物之間進(jìn)行信息交互，也稱(chēng)萬(wàn)物互聯(lián)。具備以下特征：

整體感知-可以通過(guò)各種感知設(shè)備來(lái)采集物體的各類(lèi)信息。

可靠傳輸-通過(guò)各種方式方法將互聯(lián)網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng)融合，將物體的實(shí)時(shí)信息準(zhǔn)確傳送，實(shí)現(xiàn)信息交流和分享。

智能處理-使用各種智能技術(shù)，對(duì)感知和傳送到的數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和控制的智能化。

結(jié)合當(dāng)前建筑智能化發(fā)展現(xiàn)狀，目前的智能處理多數(shù)還是停留在單體建筑或集中的建筑群之中，通過(guò)某些建筑智能化系統(tǒng)分別處理不同的信息。自JEM平臺(tái)橫空出世之后，智能處理的能力和方式方法則有了質(zhì)的突破，優(yōu)質(zhì)的建筑模型有了新的標(biāo)準(zhǔn)，使得建筑能與人交互，更具活力。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)信息化的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入到了大數(shù)據(jù)信息化時(shí)代，各個(gè)行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中都離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而且大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展也進(jìn)一步改變了人們的生活和思考方式。在此背景下，建筑智能化領(lǐng)域也將迎來(lái)新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因此萬(wàn)物互聯(lián)成為必然?；谄降?、開(kāi)放、合作與共享的互聯(lián)網(wǎng)精神，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效應(yīng)用，建筑在滿足人們對(duì)住房需求的同時(shí)，還可以使資源實(shí)現(xiàn)良好的自給自足，以及對(duì)建筑空間的自我檢查，使建筑自主運(yùn)營(yíng)已成為可能。建筑行業(yè)在以后的發(fā)展過(guò)程中，將會(huì)與大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行更加緊密的結(jié)合，物聯(lián)網(wǎng)+綠色智能建筑的發(fā)展也將會(huì)迎來(lái)爆發(fā)期，這為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。

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[3]張強(qiáng).大數(shù)據(jù)在建筑智能化行業(yè)的發(fā)展方向[J].智能建筑，2017（8）：25-27.

收稿日期：2020-10-12

作者簡(jiǎn)介：張磊（1975—），男，浙江寧波人，本科，研究方向：建筑電氣。