人工智能技術(shù)在智慧建筑中的應(yīng)用

初 奇，賈 婧，王 群，劉 博

（北京京航計(jì)算通訊研究所 北京 100074）

1 引言

我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展帶動(dòng)了人工智技術(shù)的發(fā)展，在建筑行業(yè)中智能建筑迅速崛起。與傳統(tǒng)建筑形式相比，智能建筑在傳統(tǒng)建筑的基礎(chǔ)上取得了巨大的突破，通過(guò)相關(guān)工作人員多年的努力，及工作經(jīng)驗(yàn)的積累，把人工智能技術(shù)巧妙的融合到建筑設(shè)計(jì)中，并且把建筑的實(shí)用性提到了智能化水平，大幅度地提升了人們的生活品質(zhì)。將建筑的智能化以及人性化深入地滲透到人們的生活中，從而為居住者帶來(lái)了更加高品質(zhì)的生活。

2 智能建筑與人工智能的概述

2.1 智能建筑的概述

要想設(shè)計(jì)出擁有更加智能化的建筑，必須要在其設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中充分地結(jié)合建筑的原有實(shí)際情況，同時(shí)配合智能化信息控制技術(shù)的有效應(yīng)用。通過(guò)這種法式方法使建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及建筑的諸多功能性得到進(jìn)一步提升，在為居住者提供更加舒適化的建筑環(huán)境的同時(shí)，為使用者帶來(lái)更加便捷和智能化的享受。計(jì)算機(jī)作為現(xiàn)代高科技智能化建筑的核心力量，采用多種傳感器設(shè)備對(duì)建筑內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)它還可以根據(jù)具體的檢測(cè)結(jié)果對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題采取具有針對(duì)性的解決措施[1]。見圖1。

圖1 智慧建筑技術(shù)路徑

2.2 人工智能概述

人工智能技術(shù)從其發(fā)展的歷史上來(lái)看時(shí)間相對(duì)較短，其作為一種新興的邊緣學(xué)科屬于交叉學(xué)科的范圍。其主要的研究?jī)?nèi)容包括智能決策支持系統(tǒng)以及語(yǔ)言識(shí)別和圖像識(shí)別等內(nèi)容?，F(xiàn)階段情況下，人工智能技術(shù)廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程當(dāng)中。同時(shí)隨著我國(guó)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步提升，其應(yīng)用的領(lǐng)域也更加廣泛，且需求缺口較大。通過(guò)人工智能技術(shù)與建筑的有機(jī)結(jié)合，從而使得建筑更加智能化[2]。

3 智能建筑發(fā)展存在的問(wèn)題分析

在建筑中充分地結(jié)合智能化手段從傳統(tǒng)意義上來(lái)說(shuō)是一種建筑史上的巨大突破，它在很大程度上滿足了目前消費(fèi)者對(duì)居住環(huán)境的新要求，開創(chuàng)了多元化以及便捷化的新生活方式?，F(xiàn)階段情況下，智能化建筑在其發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中還存在著一些有待提高的地方。必須要通過(guò)技術(shù)的優(yōu)化以及應(yīng)用的完善進(jìn)一步提升智能建筑的智能化水平。

3.1 智能化水平低下

對(duì)于目前情況下來(lái)說(shuō)，人工智能與建筑的基本功能尚未實(shí)現(xiàn)有效的銜接，還有許多有待提高的地方。控制系統(tǒng)在其實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程當(dāng)中也只發(fā)揮出了一小部分的輔助性作用?，F(xiàn)階段情況下，雖然在智能建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員設(shè)置了樓宇的自動(dòng)化系統(tǒng)，然而因?yàn)檫@一系統(tǒng)只能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯判斷，對(duì)于一些較為復(fù)雜的問(wèn)題很容易出現(xiàn)智能系統(tǒng)的崩潰情況[3]。

3.2 智能建筑子系統(tǒng)缺乏協(xié)調(diào)性

現(xiàn)階段水平下，由于多種因素的影響從而促使我國(guó)在人工智能技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)方面仍然還處于向國(guó)外不斷學(xué)習(xí)的階段，因此在其實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中仍然還存在著一些有待提高的地方。特別是關(guān)于建筑的智能化系統(tǒng)和通訊信息之間的不協(xié)調(diào)性，這一問(wèn)題的出現(xiàn)使計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中不能實(shí)現(xiàn)有效的協(xié)調(diào)以及統(tǒng)一[4]。在其實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)工作人員需要通過(guò)耗費(fèi)大量的時(shí)間以及精力對(duì)多個(gè)子系統(tǒng)使用技術(shù)進(jìn)行熟悉的掌握。除此之外，在其具體的運(yùn)營(yíng)過(guò)程當(dāng)中還存在著服務(wù)質(zhì)量低下以及維修成本相對(duì)較高的問(wèn)題。

4 人工智能技術(shù)在智能建筑中的具體應(yīng)用

4.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在智能建筑中的作用

目前，智能建筑系統(tǒng)逐步發(fā)展得越來(lái)越完善，其建筑系統(tǒng)的建模工作以及建筑系統(tǒng)的控制方面都會(huì)廣泛地應(yīng)用到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。并且其應(yīng)用的效果相對(duì)較好，尤其是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于圖像的處理工作以及語(yǔ)音識(shí)別和最優(yōu)運(yùn)算等方面都有著較高的適用性。為了使得人工智能技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用更加具有針對(duì)性，同時(shí)也能更好地促進(jìn)現(xiàn)代智能建筑的發(fā)展。在建筑的內(nèi)部必須要配備一些種類繁多的高技術(shù)水平的電氣設(shè)備。通過(guò)大量的注入資金使得設(shè)備在種類上以及數(shù)量上得到進(jìn)一步的增加。這同時(shí)也進(jìn)一步提升了電氣設(shè)備的能耗。在這種新的形式之下，企業(yè)的管理者為了更好地提升管理工作的效率，需要使設(shè)備在具體的使用過(guò)程種更加節(jié)能化。除此之外，還要進(jìn)一步地提升電器設(shè)備的安全性能以及自動(dòng)化水平。智能建筑的建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)把人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步地優(yōu)化可以使建筑變得更加智能化，進(jìn)而通過(guò)多種方式方法在改進(jìn)智能設(shè)備的基礎(chǔ)上使用更加便捷與高效。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在建筑中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)于建筑的智能化監(jiān)督手段上，例如智能化建筑中燈光設(shè)備的數(shù)據(jù)讀取監(jiān)督功能等。

4.2 在智能建筑中結(jié)合智能決策支持技術(shù)系統(tǒng)

由于在最近幾十年中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)都得到了飛速的發(fā)展，其獨(dú)特的優(yōu)越性使得這些技術(shù)在運(yùn)算能力以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)方面都得到了大幅度的提升。

上述技術(shù)的發(fā)展在一定程度上極大地推動(dòng)了相關(guān)設(shè)備在數(shù)據(jù)分析處理方面的要求，現(xiàn)階段，為了更好地提升建筑的智能化水平，在智能建筑的發(fā)展進(jìn)程中，只有通過(guò)多種手段將相關(guān)設(shè)備的智能決策科學(xué)合理地融入智能建筑的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，并且以海量的信息資源作為有效的補(bǔ)充，方可大幅度地提升智能化建筑中的設(shè)備使用效率，從而為其長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。

4.3 模塊的結(jié)構(gòu)化

為了更好地滿足現(xiàn)階段情況下我國(guó)消費(fèi)者對(duì)于智能化建筑日益增長(zhǎng)的需求，必須要構(gòu)建模塊化的大型系統(tǒng)，同時(shí)還需要通過(guò)一定的方式將其進(jìn)行科學(xué)合理的分解。通過(guò)把它拆分為數(shù)個(gè)獨(dú)立的又具有一定聯(lián)系的部分，使其在應(yīng)用的過(guò)程中承擔(dān)起多種獨(dú)立又有一定聯(lián)系的職能。這種情況下，我們既可以將其視為是一種獨(dú)立的模塊，也可以將其視為一個(gè)互相聯(lián)系的整體，在將其重新組合之后，形成模塊化結(jié)構(gòu)。

從宏觀的角度上來(lái)說(shuō)，智能建筑是在傳統(tǒng)建筑的基礎(chǔ)上形成的，是對(duì)于傳統(tǒng)建筑在功能上的進(jìn)一步延伸以及優(yōu)化。通過(guò)一定的方式方法將新興的信息技術(shù)和傳統(tǒng)的建筑功能進(jìn)行緊密地結(jié)合，從而使智能化建筑的諸多功能得到更好的展現(xiàn)?？梢哉f(shuō)目前的智能建筑模塊化結(jié)合了先進(jìn)的人工智能技術(shù)對(duì)建筑的各項(xiàng)輔助功能，同時(shí)采用模塊的功能重組方式從而實(shí)現(xiàn)模塊結(jié)構(gòu)化以及建筑的集成控制。例如在智能化建筑中，設(shè)立獨(dú)有的消化系統(tǒng)，這一系統(tǒng)中的煙感報(bào)警器可以通過(guò)一定方式方法監(jiān)測(cè)環(huán)境中的延誤，并且在智能化建筑中，通風(fēng)系統(tǒng)流量法也可以控制煙霧的流量。這些功能在其具體的使用過(guò)程當(dāng)中具有較好的應(yīng)用效果，可以為人們的生活帶來(lái)更多的便利與智能化。由于信息技術(shù)仍然處于一個(gè)發(fā)展階段，因此隨著我國(guó)各項(xiàng)技術(shù)水平的逐步優(yōu)化，同時(shí)也會(huì)為智能化建筑的發(fā)展提供更多的可能和機(jī)會(huì)，并且在這一過(guò)程也會(huì)為人們提供一個(gè)加舒適、方便、智能的居住體驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

由于人工智能技術(shù)現(xiàn)階段仍然處于發(fā)展階段，通過(guò)采用高科技技術(shù)手段，以模擬人類思維的形式把它投入到對(duì)于人類的服務(wù)當(dāng)中，才能滿足人們多元的需求。人工智能技術(shù)與智能建筑的結(jié)合一方面可以有效地促進(jìn)智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和提升，另一方面還能使智能建筑在性能上變得更加完善，這在一定程度上極大地提高了建筑的安全性、舒適性、以及智能性。同時(shí)也能有效地滿足消費(fèi)者對(duì)于高層次居住水平的需求，使人們能夠享受更好的生活質(zhì)量，從而為消費(fèi)者帶來(lái)更加現(xiàn)代化的居住體驗(yàn)。