大數(shù)據(jù)在智能建筑中的應(yīng)用

摘要：在建筑工程行業(yè)高速發(fā)展的背景下，智能建筑的理念也應(yīng)運而生，相比傳統(tǒng)建筑工程項目而言，智能建筑所具有的諸多特點更符合市場需求。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用能夠賦予智能建筑更為多樣化的使用場景，保障使用體驗的進一步提升。本文以此為背景，對大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用展開研究工作，明確技術(shù)的應(yīng)用場景，同時對大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化提出相應(yīng)對策。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；智能建筑；應(yīng)用技術(shù)

引言

大數(shù)據(jù)技術(shù)具有多種應(yīng)用優(yōu)勢，在當(dāng)今建筑工程行業(yè)高速發(fā)展以及市場需求全面提升的背景下，大數(shù)據(jù)技術(shù)對智能建筑的品質(zhì)提升與應(yīng)用優(yōu)化也提供了初步解決方案。當(dāng)下行業(yè)結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，已經(jīng)為智能建筑的多種使用需求和應(yīng)用場景提供了保障與支持，明確項目應(yīng)用場景同時對技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化進行探究，符合行業(yè)發(fā)展需求。大數(shù)據(jù)技術(shù)與智能建筑同屬新興理念，將二者進行有機結(jié)合，也可保障行業(yè)更好發(fā)展，助力高品質(zhì)建筑的目標(biāo)實現(xiàn)。

1. 大數(shù)據(jù)技術(shù)概述

大數(shù)據(jù)是在基于巨量資料的基礎(chǔ)上所提出的一種創(chuàng)新型技術(shù)方式，基于數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)處理，在海量數(shù)據(jù)的支持下完成各項工作輸出。近年來在各行業(yè)高速發(fā)展以及信息化、遠(yuǎn)程互聯(lián)技術(shù)完善的背景下，大數(shù)據(jù)技術(shù)得以發(fā)展，同時出現(xiàn)了更多應(yīng)用場景。大數(shù)據(jù)所具有的一系列優(yōu)勢和特性決定了其可為多行業(yè)的疑難問題提供解決方案。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可為復(fù)雜決策、多維概率計算等場景提供對應(yīng)的優(yōu)化空間和優(yōu)化途徑，同時也可代替人工完成反復(fù)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)擬合工作。對于建筑工程行業(yè)，智能建筑的理念已經(jīng)提出多年，在技術(shù)層面上已經(jīng)具有充分的軟硬件支持，但在實際應(yīng)用方面，如何賦予建筑智能化能力是亟待解決的問題之一。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展給智能建筑的優(yōu)化提供了更多解決思路，對于建筑智能化應(yīng)用過程中的數(shù)據(jù)判斷、智能決策等工作需求，均可通過大數(shù)據(jù)技術(shù)加以優(yōu)化[1]。

2. 大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 數(shù)據(jù)量大

大數(shù)據(jù)技術(shù)具有龐大的數(shù)據(jù)量，目前各行業(yè)、各領(lǐng)域均有較為成熟的大數(shù)據(jù)庫，其數(shù)據(jù)來源十分廣泛，且數(shù)據(jù)化程度高，數(shù)據(jù)解讀充分。結(jié)合現(xiàn)有大數(shù)據(jù)技術(shù)所具有的數(shù)據(jù)量，能夠清晰準(zhǔn)確地提供所需數(shù)據(jù)內(nèi)容。對于智能建筑而言，在實際使用過程中會面臨應(yīng)用范圍廣、應(yīng)用終端碎片化、場景情況復(fù)雜的問題，若采取人工錄入規(guī)則或設(shè)定預(yù)設(shè)程序的方式，會存在覆蓋場景不全面、工作量大的問題，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)形式所指引的一系列內(nèi)容，能夠更加簡單快捷地完成上述工作，同時基于其龐大的數(shù)據(jù)量，可覆蓋所有應(yīng)用場景。對于陌生的應(yīng)用場景，也可基于數(shù)據(jù)庫內(nèi)容做出更為準(zhǔn)確的判斷。

2.2 數(shù)據(jù)來源可追溯

大數(shù)據(jù)技術(shù)依托于計算機處理和信息化技術(shù)所存在，在應(yīng)用過程中存在數(shù)據(jù)來源可追溯的特性。具體是指，面對龐大的數(shù)據(jù)量，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠清晰、明確地做出數(shù)據(jù)指引，同時可查詢各個數(shù)據(jù)的具體來源及詳細(xì)信息。大數(shù)據(jù)技術(shù)所實現(xiàn)的功能不僅僅是一對一的固定指針，更多的是可查證的執(zhí)行邏輯以及數(shù)據(jù)的處理過程。正因這一特點，也可保障大數(shù)據(jù)技術(shù)的靈活性，確保其在智能建筑項目中得到更為豐富的應(yīng)用，例如可結(jié)合建筑項目的不同業(yè)態(tài)以及使用者的不同習(xí)慣，也可將數(shù)據(jù)來源進行限制和篩選，對于同種場景做出不同反饋，或通過干預(yù)數(shù)據(jù)來源的形式，豐富多個使用場景。

2.3 數(shù)據(jù)擬合與推理能力

大數(shù)據(jù)技術(shù)的顯著特征之一就是能夠關(guān)聯(lián)多個數(shù)據(jù)，將原本分散、關(guān)聯(lián)性低的數(shù)據(jù)內(nèi)容實現(xiàn)全面的擬合，并在此基礎(chǔ)上完成相對準(zhǔn)確的預(yù)測。大數(shù)據(jù)技術(shù)除進行全面的數(shù)據(jù)收集之外，還可進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析，對于多個關(guān)聯(lián)性不強的數(shù)據(jù)內(nèi)容，通過多方數(shù)據(jù)和驗證，從而實現(xiàn)擬合和合理推斷。對于智能建筑而言，提高建筑的智能化能力，為使用者提供更為便捷的使用場景，也是大數(shù)據(jù)技術(shù)可實現(xiàn)的功能，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)⒃径鄠€關(guān)聯(lián)性不強的指標(biāo)進行擬合，實現(xiàn)一次輸入的連鎖反饋。同時結(jié)合高效計算能力，也可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的合理推理，實現(xiàn)一次輸入多個獨立場景輸出。

2.4 數(shù)據(jù)高效率處理

面對龐大的數(shù)據(jù)量，大數(shù)據(jù)技術(shù)在計算機運算的保障下可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效處理，這也是在智能建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢之一[2]。當(dāng)結(jié)合了大數(shù)據(jù)技術(shù)之后，智能建筑所做出的各種動作與反饋不僅僅局限在預(yù)設(shè)程序方面，還可以根據(jù)外部影響因素的變化實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出調(diào)整；同時建筑項目內(nèi)數(shù)據(jù)來源廣泛，需要兼顧的場景多樣，在進行應(yīng)用的過程中實現(xiàn)瞬時響應(yīng)也是尤為重要的。在多種技術(shù)的共同保障下，大數(shù)據(jù)技術(shù)對于數(shù)據(jù)的處理效率極高，能夠在極短的時間內(nèi)完成建筑數(shù)據(jù)的收集與處理，同時做出反饋。大數(shù)據(jù)技術(shù)高效處理的特質(zhì)與近年來計算機技術(shù)的完善發(fā)展是密不可分的，這也是大數(shù)據(jù)技術(shù)可實現(xiàn)普及應(yīng)用的原因之一。

3. 大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用場景

3.1 智慧安保系統(tǒng)

建筑工程項目具有安保需求，尤其對于大型公共建筑和小區(qū)住宅而言，開展完善的安保策略也將全方位保障使用者利益。智能建筑中，安保需求通過一系列設(shè)備和通信實現(xiàn)相關(guān)需求，在應(yīng)用工程中更多地需要依賴使用者的操作以及程序的預(yù)設(shè)。對于智能建筑的安保需求，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，可具有更為完善的應(yīng)用表現(xiàn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)可在海量數(shù)據(jù)的支持下，明確各個工程項目之間的差異性，同時優(yōu)化設(shè)計需求；對于各個安保設(shè)施的設(shè)置位置，同樣可根據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)的指引，分析其他案例中出現(xiàn)的疏漏問題，同時量化評判各個環(huán)節(jié)的風(fēng)險指數(shù)，最終確定安保設(shè)施的設(shè)置形式與分布；大數(shù)據(jù)還可彌補一般智能安防中的不足，例如可結(jié)合圖像識別，對于智能設(shè)備所接收的圖像信息進行精準(zhǔn)識別，從而進一步做出判斷。從上述使用場景來看，大數(shù)據(jù)技術(shù)可完善建筑項目的安保安防能力，完善建筑安全管理。

3.2 智能家居

智能家居是近年來行業(yè)頻繁提及的理念之一，其依賴于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)各個家居設(shè)備之間的聯(lián)動，以此提高建筑項目的智能化程度，提高整體使用體驗。從目前實際應(yīng)用情況來看，智能家居仍不具有“獨立自主”的智能能力，同樣需要依賴于預(yù)設(shè)程序和各類傳感器的觸發(fā)實現(xiàn)需求。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可為智能家居提供功能層面的優(yōu)化。一是可彌補傳感器應(yīng)用的高成本和局限性，例如對于室內(nèi)熱環(huán)境的調(diào)控，在使用過程中若僅通過預(yù)設(shè)程序進行調(diào)控顯然不符合實際需求，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過收集同類產(chǎn)品的使用數(shù)據(jù)和室外環(huán)境溫度濕度等數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)進行調(diào)控更符合客觀需求；二是大數(shù)據(jù)技術(shù)可賦予智能家居更為全面的獨立自主能力，實現(xiàn)各類設(shè)備的自動化操控，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)具有信息收集和處理能力，學(xué)習(xí)使用者的應(yīng)用習(xí)慣，結(jié)合實際需求自動化調(diào)整各個家居設(shè)備。

3.3 智能建造管理

智能建筑在進行建造施工過程中，其管理要點是較為復(fù)雜的，相比于一般建筑工程項目而言分項工程更多，諸如設(shè)備安裝以及管道管線等工程內(nèi)容也需要進行專項優(yōu)化。當(dāng)下智能建筑無法全面普及的原因之一，就是行業(yè)施工技術(shù)限制和質(zhì)量管理限制具有相應(yīng)難點。大數(shù)據(jù)技術(shù)可為智能建筑的建造管理工作提供解決方案。在智能建筑的設(shè)計階段，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的指導(dǎo)，明確設(shè)計過程中的重點及難點問題，同時為項目設(shè)計深化、設(shè)計模型輸出提供更為便捷的解決渠道；在項目的資源采購階段，可結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的指引，方便快捷地完成數(shù)據(jù)整合和處理，對各個材料設(shè)備的供應(yīng)商、適用范圍、適用情況等進行精準(zhǔn)判斷；在項目的施工管理階段，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的保障下可對施工過程中的質(zhì)量問題、特殊處理等提前知悉，整合行業(yè)案例與專業(yè)經(jīng)驗，推動施工工作的開展；在項目的驗收階段，也可通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進行模擬使用驗收，同步測試多個應(yīng)用場景，清晰、明確地完成智能建筑各種使用條件下的測試需求。

3.4 基于大數(shù)據(jù)的建筑節(jié)能

在當(dāng)今節(jié)約能源的大背景下，建筑行業(yè)同樣提出了節(jié)能的需求。大數(shù)據(jù)技術(shù)可為智能建筑提供以下節(jié)能方面的應(yīng)用：一是針對能耗平衡管理，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)廣袤的數(shù)據(jù)來源，可分析不同類型的建筑工程項目在不同時期對于能源的具體需求，通過對建筑使用者行為分析以及建筑室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定性分析進行能源應(yīng)用規(guī)劃，實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)化率的提高；二是設(shè)備的智能啟停以及變頻控制，可結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)通過了解用戶習(xí)慣、結(jié)合外部影響因素數(shù)據(jù)等進行各類設(shè)備的應(yīng)用控制；三是通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的模擬分析能力，在進行水電管網(wǎng)鋪設(shè)的過程中可簡單便捷地規(guī)劃，找出能源消耗最少的應(yīng)用路徑，以此實現(xiàn)建筑節(jié)能的作用，如圖1所示，為某項目結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)完成供配電系統(tǒng)的調(diào)控與能效平衡。

4. 大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用不足與優(yōu)化對策

4.1 技術(shù)的現(xiàn)狀挑戰(zhàn)

大數(shù)據(jù)技術(shù)具有多樣化的應(yīng)用優(yōu)勢，已經(jīng)在各行各業(yè)中具有較為廣闊的應(yīng)用場景，但也必須明確，我國關(guān)于大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用，實際上仍處于初期探索階段，結(jié)合筆者自身從業(yè)經(jīng)驗以及部分工程案例的實際應(yīng)用來看，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用仍存在以下幾個方面的不足：

（1）大數(shù)據(jù)技術(shù)過分依賴于網(wǎng)絡(luò)信息通信，而網(wǎng)絡(luò)信息通信的穩(wěn)定性又會受到多種因素的共同制約，當(dāng)電力供應(yīng)斷開或網(wǎng)絡(luò)條件較差時，智能建筑的各種設(shè)施及功能能否及時響應(yīng)也是有待考證的，其中對于預(yù)警及安全保障類的設(shè)備設(shè)施會造成一定的應(yīng)用挑戰(zhàn)。

（2）大數(shù)據(jù)技術(shù)依賴于龐大的數(shù)據(jù)收集與整合，對于智能建筑的使用場景，個別數(shù)據(jù)收集可能觸及隱私風(fēng)險，因此數(shù)據(jù)的保密性以及安全性也是使用者關(guān)注的問題。而數(shù)據(jù)的交互性與共享性是大數(shù)據(jù)技術(shù)所具有的特點之一，這與數(shù)據(jù)的隱私保密需求形成了一定的沖突。

（3）技術(shù)的應(yīng)用成本問題，顯然在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)之后會對原有建筑的建造活動造成較大的沖擊，需要通過安裝特定的設(shè)備設(shè)施以及更改管道管線的形式完成技術(shù)應(yīng)用環(huán)境的搭建，相比傳統(tǒng)建筑工程項目，一定會造成成本的提高。

4.2 優(yōu)化對策

大數(shù)據(jù)技術(shù)是符合建筑行業(yè)未來發(fā)展前景的一種新興技術(shù)形式，結(jié)合當(dāng)下行業(yè)所具有的應(yīng)用挑戰(zhàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用，可考慮從以下幾個方面進行優(yōu)化：

（1）針對依賴網(wǎng)絡(luò)信息通信的問題，可積極進行技術(shù)改良，通過建立本地數(shù)據(jù)庫，使用非網(wǎng)絡(luò)通信的信息傳遞模式，增加近場通信應(yīng)用等解決措施，完善大數(shù)據(jù)技術(shù)的信息收集與處理方式。對于關(guān)鍵設(shè)施及與安全保障類有關(guān)的設(shè)備，除利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行控制之外，也需保留傳統(tǒng)的控制形式，考慮技術(shù)應(yīng)用條件不足時的使用需求。

（2）針對當(dāng)下數(shù)據(jù)收集與隱私處理的有關(guān)需求，需要行業(yè)盡早完善相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，實際上在智能建筑中的數(shù)據(jù)應(yīng)用并不需要精準(zhǔn)化的個人數(shù)據(jù)，可結(jié)合實際應(yīng)用場景進行模糊信息收集，在進行數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程中也可將數(shù)據(jù)脫敏。同時需要加強行業(yè)監(jiān)管，避免大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑中應(yīng)用造成額外的信息泄露問題。

（3）針對建造成本的問題，可考慮從項目應(yīng)用全流程的角度進行優(yōu)化。當(dāng)下大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑中應(yīng)用成本過高的原因之一，是行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈保障不夠完善所造成的。當(dāng)行業(yè)發(fā)展到一定規(guī)模之后，有關(guān)大數(shù)據(jù)技術(shù)與智能建筑的結(jié)合應(yīng)用，其設(shè)計、施工及設(shè)備供應(yīng)等工作均會趨于健全，屆時相關(guān)需求的建造安裝成本也會得到相應(yīng)的優(yōu)化。

結(jié)語

本文主要圍繞大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑中應(yīng)用的一系列問題展開討論，行業(yè)前端技術(shù)與新興建造理念的結(jié)合是符合未來發(fā)展趨勢的，在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)之后，智能建筑所具有的一系列特點及優(yōu)勢也可為建筑品質(zhì)提高及使用者便利提供相應(yīng)的條件。在行業(yè)高速發(fā)展的背景下，未來關(guān)于大數(shù)據(jù)技術(shù)與智能建筑的結(jié)合應(yīng)用仍會不斷完善并普及，也會出現(xiàn)更為豐富的應(yīng)用場景及管理模式，為行業(yè)高速發(fā)展保駕護航。

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作者簡介：孫力，本科，高級工程師，研究方向：工程管理。