在新基建的浪潮之下,人工智能等技术的快速突破给建筑业发展注入新的动能,人们对建筑的期待不再是简单的“遮风避雨”,在生活上他们对建筑的舒适性、便捷性、安全性有了更高的要求;在办公、学习、生产中,则对更绿色更人性化的空间环境、更快捷的资源使用有更多需要。如何将人工智能融入建筑,让科技赋能实现建筑业转型升级,成为了行业重要课题。
1 人工智能技术概述
人工智能是一种以计算机技术为基础的新技术,人工智能的发展与计算机技术息息相关。在计算机技术迅速发展的背景下,人工智能技术已经发展成为包含自动化、仿生学、心理学、数理逻辑等专业理论知识的系统化内容,且涵盖的研究内容还在逐步扩大,如视觉识别、自然语言处理、深度学习、知识图谱以及决策管理等。人工智能技术在发展过程中,不断克服发展困难,突破技术瓶颈,取得了非常多的成果,尤其是在模型识别和专家系统方面取得了巨大进步。在人工智能技术的支持下,传统的建筑管理、自动化通信和智能办公等逐渐形成集成化,形成了更为先进的智能化控制管理中心,能够对建筑进行综合控制与管理,有效提高了智能建筑的等级。
2 人工智能技术发展机遇
2020年7月,国务院住建部为支持国内的智能建造与智能建筑的高速、健康发展,发布了重要的指导性文件《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》。该文件的出台充分展示了国家相关部门对于智能建筑高质量发展的支持与期待。文件中指出,我国要大力发展建筑工业化协同等方面,要在相关领域取得卓有成效的成果,要在2035年能进入智能建造世界强国之列。
在国家政策层面高度重视建筑智慧化升级的同时,人工智能等技术的发展则为其提供了强有力的科技支撑。
近年来,人工智能技术已经经历了运算智能、感知智能、认知智能三大跨越式发展阶段。目前,人工智能技术已经逐步成为智慧城市建设中必不可缺失的一环,该技术在我们全面深化城市管理水平以及政府的数字化转型中发挥了不可替代的重要的作用。
通过人工智能不断给建筑注入新的动能,打造高效、舒适、智能、绿色、安全可靠的现代化建筑基础设施体系有了新的抓手。
届时,人工智能等信息技术与物联网技术、云计算技术、5G甚至5.5G技术等先进的信息技术充分融合,能在实现建筑的泛在互联、全面感知、深度分析、自动控制等能力方面发挥重要作用。在建筑从传统到智能再到智慧显著作用,进一步推动了城市建筑智慧化水平快速提升。
3 人工智能技术在智能建筑中的应用
3.1 专家系统技术
人工智能技术的应用类型较多,专家控制系统是人工智能技术应用的重要组成部分,能够提升各人工智能系统的兼容性。专家系统的核心是数据库建设,主要优势是能够满足快速大量的数据计算,其控制原理、运行机制是在数据库内部资料数据分析的情况下,实现对人工智能系统的控制应用,提升人工智能系统的智能效果。专家系统的建设涉及人们日常生活中各领域的专业知识,通过数据库分析的方式,提升专家系统模拟各领域问题解决能力,主要是通过系统输入、设备输出以及知识表达构建智慧模型,以及信息数据库,以实际情况与数据库资料对比产生模拟化的场景,分析类似场景的解决方案,为用户进行服务帮助。专家系统可广泛应用于中央调节器、电力控制系统、楼宇自动化系统等,可以提升相关系统的智能化处理能力和逻辑分析能力,提升智能系统的综合控制效果。
3.2 人工神经网络系统
人工神经网络系统是对大量的、简单的处理单元进行联合后,形成复杂的网络系统,能够完成一些复杂的、模糊的信息处理,能够满足多个要素和条件之间的信息沟通,且具备较强的自学能力。智能建筑领域的信息处理、语言识别、模式识别等技术的发展应用,是基于神经网络模型基础上进一步研究的,可以满足不同设备之间的协调运行问题,减少了各系统之间的脱节崩溃、故障频次,实现了各系统的精准化控制。且人工神经网络系统具有较强的自学功能,可根据人们的需求不断升级系统,能够实现多角度监控以及全面的问题处理能力,并且在应用过程中可基于自学以及检测功能,提升复杂事件的处理能力,大幅提升智能建筑的应用水平。
3 人工智能技术在建筑中的具体应用场景
3.1 物料成本管理
采用无人机倾斜摄影测量技术采集施工现场数据,利用数据处理软件生成倾斜摄影模型,利用该模型进行精细化土石方计算。依托轻量化的地图引擎,融合BIM模型,可以根据施工设计要求对施工现场的建筑工程实体以及地形信息进行土石方测算、土石方复核等工作。在物料成本管理系统中根据输入的倾斜摄影模型信息以及BIM模型信息,可以快速生成准确的物料清单。
3.2 施工进度管理
智慧工地的云端或后台的应用对象可以是工程管理者,也可以是人工智能系统。通过智慧视觉以及BIM技术,将工地的三维模型实时扫描更新,以判定施工进度。人工智能系统可在后台实时监控进度,对误差可控范围内的进度差可自动予以分析并给出建议。施工进度误差超过可控范围时,系统及时通知工程管理人员,管理人员可以根据BIM模型以及现场反馈的工程信息进行分析,进而提出合理有效的项目管控方案。
3.3 电气输配电系统
智能建筑电气配电系统主要是根据建筑使用现场环境因素对配电系统的影响进行分析,通过计算各电力设备的运行状况,分析用电负荷容量参数,设置用电设备的节能目标,以达到降低建筑电气能耗的目的。智能建筑电气输配电系统在运用过程中能够兼顾变压器的性能状态,避免因电气设备状态不佳导致变压器异常,造成不必要的电力能源浪费。首先,在电压设置过程中要考虑到电气设备的最小电压值,一般选择最小数值;其次,保证整个电气系统的供电可靠性,特别是各系统集成过程中要兼顾整体性能;其三,在配线布局上,选择短直的布线方式,减少建筑供电能耗,同时要兼顾供电所的位置,靠近负荷中心的方法,提升输配电系统的运行效率。
4 结束语
人工智能可以从设计建模、报批报建、现场施工管理、工程验收以及交付运维等多个方面优化传统建筑工程流程管理,为建筑工程全生命周期的管理以及技术应用提供了全新的视角和研究方向。
同时为了进一步发挥人工智能技术在信息收集、集成、处理上,以及在多方面协作上的特点和优势,还需要完善的制度和方法来增强跨专业、跨行业、甚至跨组织的协作机制,这样才能充分发挥技术优势,实现工程项目管理工作的创新。
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