大數(shù)據(jù)在智能建筑中的應(yīng)用

李立飛，王長江，劉凱

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑工程領(lǐng)域的技術(shù)也不斷革新，大數(shù)據(jù)分析作為新型的數(shù)據(jù)處理模式，通過對不同渠道收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理已經(jīng)被應(yīng)用到不同領(lǐng)域中。作為一種信息資產(chǎn)，大數(shù)據(jù)具有高速、量大、真實(shí)、價(jià)值等特點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷進(jìn)步，當(dāng)前人們對建筑總量的需求逐漸變大，且對建筑產(chǎn)品的要求也不斷提高，建筑領(lǐng)域的競爭壓力也不斷增加，智能建筑逐漸受到了人們的關(guān)注。隨著社會資源和相關(guān)政策的出臺，本文提出的大數(shù)據(jù)在智能建筑的應(yīng)用研究，期望能在智能建筑的智慧應(yīng)用中發(fā)揮作用[1-4]。

2 智能建筑和智慧應(yīng)用概述

人們在日常建筑中會出現(xiàn)各種難題或不便之處，智能建筑的提出就是為了解決人們使用建筑時(shí)的各種不便，提高人們生活的舒適度。充分發(fā)揮建筑的基本優(yōu)勢，通過采用智能化設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)將其與建筑形成一個(gè)整體系統(tǒng)，并對建筑各個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)化、智能化管理，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)施的高效運(yùn)營。通過采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信互聯(lián)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云處理、人工智能、自動控制技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析等實(shí)現(xiàn)智能建筑的智慧應(yīng)用。通過在建筑中安裝和布局新的智能設(shè)備和采用新的技術(shù)實(shí)現(xiàn)對建筑傳統(tǒng)應(yīng)用的突破和發(fā)展，使建筑管理更加智慧便捷。

3 具體應(yīng)用

3.1 智慧安居服務(wù)體系

以大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、5G通信和GIS集成技術(shù)為代表的新一輪高科技廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，改變和豐富了人們的日常生活。

3.1.1 智慧安防

新技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了建筑領(lǐng)域智慧安居服務(wù)體系的發(fā)展，該體系最主要的目標(biāo)之一就是將傳統(tǒng)的建筑安全防護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔郯卜?，為人們提供建筑的安全防范可視化?yīng)用。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以在智能安防中充分發(fā)揮其效果，針對各個(gè)監(jiān)控設(shè)施及時(shí)獲取影像資料并進(jìn)行系統(tǒng)分析，自動判別是否存在異常問題，并對其做出警報(bào)，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。例如，商業(yè)樓宇出入口的權(quán)限管理中，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，自動對其出入人員的身份進(jìn)行確定，達(dá)到安全防范的效果。

3.1.2 智慧家居

智慧家居應(yīng)用了嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和自動控制技術(shù)，利用紅外、藍(lán)牙、無線等短距離通信技術(shù)，將傳感器收集到的信息傳到互聯(lián)網(wǎng)上，更加靈活。主要由節(jié)點(diǎn)、主控制器、服務(wù)器三部分組成，其節(jié)點(diǎn)是控制鏈的末端，承載家居器件和傳感器，且對芯片要求不高；主控制器管理著各個(gè)節(jié)點(diǎn)，提供操作界面，連接STM32微處理器；服務(wù)器部署網(wǎng)站。實(shí)現(xiàn)對家居生活的智能化控制，使家居生活更加高效、舒適。

3.2 智慧能源應(yīng)用體系

智能建筑的發(fā)展需要智能設(shè)備和系統(tǒng)提供技術(shù)支撐，不同系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要可靠穩(wěn)定的電能作為保障，做好電能供應(yīng)和節(jié)能方法對于智能建筑至關(guān)重要，綠色智能用電是一個(gè)可行方法。常見的綠色清潔能源有核能、風(fēng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能和太陽能，都可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)火電替代，減少化石能源的消耗，提高清潔能源的使用效率?；诖髷?shù)據(jù)分析和智能電表應(yīng)用，為電網(wǎng)系統(tǒng)化管理提供了技術(shù)支持。智能建筑將通信技術(shù)與合理用電技術(shù)結(jié)合在一起，生成一種新型的燈光和上網(wǎng)兼具的燈具，LED燈同時(shí)具有GPS、通信信號和無線路由的功能，當(dāng)LED燈亮?xí)r，同時(shí)具備網(wǎng)絡(luò)信號，LED燈具不僅節(jié)能，而且還具備上網(wǎng)功能，節(jié)省了電能的消耗。例如，德國電網(wǎng)每間隔5min～10min將收集一次數(shù)據(jù)，通過收集到的數(shù)據(jù)來預(yù)測客戶的用電習(xí)慣，進(jìn)而推斷出未來2個(gè)月～3個(gè)月的用電量，降低成本。基于大數(shù)據(jù)分析、智能IC芯片、傳感技術(shù)的智能燃?xì)獗怼㈦姳?、水表不僅可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程讀取、存儲、傳輸數(shù)據(jù)的功能，還可以通過后臺大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行智能用水、用電費(fèi)用計(jì)算，智慧節(jié)能方案輔助決策等，實(shí)現(xiàn)了資源的合理利用。

3.3 智能建筑的智慧選址

建筑選址對于建筑自身價(jià)值至關(guān)重要，建筑要與周圍環(huán)境和人相適應(yīng)和諧，充分考慮到各因素之間的相互關(guān)系和影響，確保在技術(shù)實(shí)施上具有可行性，因此智慧選址非常重要，特別是對有特殊功能的大型基礎(chǔ)場館和公共建筑，要全面、客觀、系統(tǒng)地進(jìn)行建筑選址。在這些方面通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與建筑單位相結(jié)合，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，可以預(yù)測片區(qū)的人口規(guī)模、人流變化、人群結(jié)構(gòu)、房屋供給量和需求量，基于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行公共場館資源配置和商業(yè)建筑開發(fā)等。大數(shù)據(jù)技術(shù)還在公共建筑選址中起到很大作用，城市規(guī)劃部門通過采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，獲取片區(qū)社會環(huán)境和人文環(huán)境的數(shù)據(jù)，真實(shí)掌握該區(qū)域的政治文化、教育、科學(xué)、城市配套等資源配比情況，使得建筑定位準(zhǔn)確，更好地發(fā)揮自身作用，切實(shí)提高城市居民的公共服務(wù)水平。

4 智能建筑中大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面存在的問題

大數(shù)據(jù)技術(shù)作為一種新型數(shù)據(jù)和信息處理技術(shù)，通過采集海量數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行分類整理，可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的綜合管理和應(yīng)用。采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以為智慧建筑提供技術(shù)支撐，完善智慧建筑相關(guān)人工智能方面的應(yīng)用。要想實(shí)現(xiàn)上述功能的應(yīng)用，發(fā)揮其在智能建筑方面的價(jià)值，需要滿足無線、移動、互聯(lián)、光纖傳輸、自動化管理與控制、太陽能等技術(shù)的支撐。在當(dāng)前智能建筑領(lǐng)域，仍然有很多因素制約著大數(shù)據(jù)的普及和應(yīng)用。現(xiàn)階段，為了解決構(gòu)建完善的智能建筑數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行數(shù)據(jù)有效提取的搜索引擎建設(shè)問題，首先，通過互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索、分類，給搜索引擎提供分類導(dǎo)航、數(shù)據(jù)搜索、數(shù)據(jù)索引的功能，其核心技術(shù)為數(shù)據(jù)的存儲和修改；其次，政府相關(guān)部門的法律法規(guī)和政策支持的約束性和完善性等問題，相關(guān)部門應(yīng)完善其相關(guān)法律法規(guī)，在完善相關(guān)規(guī)范制度的同時(shí)，給予行業(yè)發(fā)展一定的政策支持，為大數(shù)據(jù)在智能建筑的應(yīng)用提供開放的環(huán)境。與此同時(shí)，不同建筑企業(yè)為了自身的發(fā)展和規(guī)劃，各自建立的數(shù)據(jù)庫經(jīng)常處于不對外開放或保密狀態(tài)，且獨(dú)自開發(fā)自用的搜索引擎無法做到兼容性，不同建筑企業(yè)之間在合作與競爭關(guān)系中無法實(shí)現(xiàn)自身數(shù)據(jù)共享，因此影響了智能建筑發(fā)展過程中數(shù)據(jù)采集和流通。在大數(shù)據(jù)開發(fā)和發(fā)展浪潮下，大數(shù)據(jù)分析軟件和技術(shù)眾多，選用合適的數(shù)據(jù)處理軟件將直接影響數(shù)據(jù)平臺的運(yùn)行效率和作用發(fā)揮；大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)不僅需要技術(shù)支持，同時(shí)也需要經(jīng)費(fèi)支撐，專業(yè)技術(shù)人才和智能通信網(wǎng)絡(luò)對于大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展都是缺一不可的。隨著海量數(shù)據(jù)的獲取，數(shù)據(jù)的存儲技術(shù)需要跟上實(shí)際的需求，云技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的海量存儲和提取，為大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和發(fā)揮提供了技術(shù)保障。

5 建筑企業(yè)未來發(fā)展建議

企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)大數(shù)據(jù)在未來建筑領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用前景研究，面對大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑智慧應(yīng)用方面的問題和挑戰(zhàn)，制定好相關(guān)發(fā)展戰(zhàn)略和思路。通過對發(fā)展方向和目標(biāo)的分析解決發(fā)展道路上遇到的各種問題，主要可以采取以下措施：加強(qiáng)對專業(yè)人才的培養(yǎng)和引進(jìn)，建立起大數(shù)據(jù)發(fā)展的人才培養(yǎng)機(jī)制和產(chǎn)品開發(fā)理念，并確保人才梯隊(duì)的動力性；大數(shù)據(jù)開發(fā)單位應(yīng)加強(qiáng)對智能建筑與智慧應(yīng)用方面的技術(shù)研究，通過結(jié)合當(dāng)前階段的新技術(shù)，挖掘和拓展大數(shù)據(jù)深層次的應(yīng)用，使得智能建筑的開發(fā)和應(yīng)用更有深度。此外，大數(shù)據(jù)開發(fā)和應(yīng)用企業(yè)應(yīng)不斷關(guān)注社會需求變化和國家政策支持，并關(guān)注大數(shù)據(jù)應(yīng)用的行業(yè)研究動態(tài)，在技術(shù)研究上做到與時(shí)俱進(jìn)，不斷調(diào)整大數(shù)據(jù)開發(fā)和應(yīng)用戰(zhàn)略。BIM技術(shù)是現(xiàn)階段智能建筑領(lǐng)域常用的管理技術(shù)，能夠提高建筑建設(shè)施工和管理方面的效率，應(yīng)合理利用BIM技術(shù)方面的各種優(yōu)勢，將BIM技術(shù)與大數(shù)據(jù)在智能建筑方面應(yīng)用相結(jié)合，通過BIM技術(shù)更加合理地構(gòu)建智慧建筑框架，開發(fā)更加完善和智能化的系統(tǒng)服務(wù)。

6 結(jié)語

綜上所述，在科技和信息化不斷發(fā)展的時(shí)代，各種前沿科技為建筑智能發(fā)展帶來機(jī)遇，促進(jìn)了建筑行業(yè)由傳統(tǒng)的建筑施工向著智能化方向不斷發(fā)展和轉(zhuǎn)型。本文通過討論大數(shù)據(jù)在智能建筑方面的應(yīng)用，通過新的科學(xué)技術(shù)提高建筑的整體性能，實(shí)現(xiàn)對新技術(shù)的拓展和應(yīng)用，增強(qiáng)人們在智慧建筑應(yīng)用方面的體驗(yàn)感，為實(shí)現(xiàn)智慧城市的目標(biāo)提供技術(shù)支撐。