人工智能技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用探討

嚴(yán)嚴(yán)

摘要：人工智能技術(shù)是我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的新興技術(shù)，由于其擁有諸多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在各行各業(yè)中深受認(rèn)可并得到廣泛使用。在人工智能技術(shù)的第三次浪潮下，建筑行業(yè)與人工智能技術(shù)的結(jié)合變得勢(shì)不可擋。通過(guò)使用人工智能技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)建筑，可以推動(dòng)智能化建筑快速發(fā)展。但是在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，由于存在智能化水平低下、智能建筑子系統(tǒng)間缺乏協(xié)調(diào)性、智能建筑運(yùn)行維護(hù)無(wú)法自發(fā)診斷等問(wèn)題，智能化建筑還有諸多方面亟待完善。為了解決這些問(wèn)題，本文從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、專(zhuān)家系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化模塊三個(gè)方面進(jìn)行深入探討，以利于人工智能技術(shù)更好地應(yīng)用于智能建筑，加速智能建筑的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);智能建筑;應(yīng)用方式

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們的生活在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的影響下發(fā)生了翻天覆地的改變。智能建筑通過(guò)與人工智能技術(shù)緊密結(jié)合，打破了傳統(tǒng)的建筑行業(yè)模式，具有自動(dòng)化功能的智能建筑系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn)在人們的視野之中。通過(guò)使用人工智能技術(shù)來(lái)進(jìn)行智能化建筑的建設(shè)，一方面有利于優(yōu)化智能建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更智慧、更便捷的智能建筑，另一方面能夠極大滿(mǎn)足人類(lèi)對(duì)智能建筑的舒適性和安全性的需求。

一、人工智能技術(shù)的含義和發(fā)展

人工智能技術(shù)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)下的一個(gè)主要分支，它能夠像人一樣思考、去了解智能的本質(zhì)，并且能夠生產(chǎn)出可以模擬人類(lèi)的思維過(guò)程和智能行為的智能機(jī)器，其主要功能包括機(jī)器人、圖像識(shí)別、語(yǔ)言識(shí)別、專(zhuān)家系統(tǒng)和自然語(yǔ)言處理等。

人類(lèi)正在走向智能時(shí)代，人工智能技術(shù)的發(fā)展可以劃分為三個(gè)階段：（1）弱人工智能階段，它只擅長(zhǎng)單個(gè)方面的智能，只能在某個(gè)特定任務(wù)中超過(guò)人類(lèi)。譬如google公司研發(fā)的AlphaGo機(jī)器人。（2）強(qiáng)人工智能階段，它在各個(gè)方面都能夠與人類(lèi)比肩，被認(rèn)為是具有真正推理和解決問(wèn)題能力的智能機(jī)器。（3）超人工智能階段，它幾乎在所有領(lǐng)域都要強(qiáng)上人類(lèi)數(shù)倍，是科學(xué)家追求的一種理想狀態(tài)。

人工智能技術(shù)在科技、社會(huì)、產(chǎn)業(yè)廣泛受到認(rèn)同，各個(gè)國(guó)家正在加緊實(shí)施人工智能技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。在未來(lái)，我國(guó)的人工智能技術(shù)水平有希望達(dá)到全球頂尖水平，成為全球主要人工智能中心。

二、智能建筑發(fā)展存在的問(wèn)題

因?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)在智能建筑上有所應(yīng)用，智能建筑打破原有的傳統(tǒng)建筑模式，出現(xiàn)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)等一系列人工智能系統(tǒng)。但是隨著現(xiàn)代人生活方式更加多元，較為單一的智能建筑系統(tǒng)目前還存在智能化水平低下、智能建筑子系統(tǒng)缺乏協(xié)調(diào)性、智能建筑運(yùn)行維護(hù)無(wú)法自發(fā)診斷等問(wèn)題，不能多方面滿(mǎn)足人們的實(shí)際生活需要。

1.智能化水平低下

目前人工智能在智能建筑的技術(shù)應(yīng)用處于初級(jí)階段，存在許多技術(shù)泡沫，人工智能技術(shù)的控制系統(tǒng)只能起到輔助作用，并不能夠真正實(shí)現(xiàn)完全的智能。雖然當(dāng)前建筑的建造人員在建設(shè)樓層時(shí)會(huì)將樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)安裝在相應(yīng)區(qū)域，但是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)僅僅只是在人工推動(dòng)的作用下進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯判斷工作。一旦智能系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題或者遇到超出計(jì)算范圍的數(shù)據(jù)，就可能發(fā)生系統(tǒng)崩潰或者癱瘓的情況。智能化水平低下使得智能建筑在發(fā)展的路程中受到諸多阻礙，并且極大降低了自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效率。因此，如何將人工智能技術(shù)合理、高效應(yīng)用于智能建筑的建設(shè)是引人深思的問(wèn)題。

2.智能建筑子系統(tǒng)缺乏協(xié)調(diào)性

由于我國(guó)人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)并不完善，各個(gè)智能化子系統(tǒng)和通信協(xié)議不統(tǒng)一，因此計(jì)算機(jī)內(nèi)部主系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)只能采用獨(dú)立運(yùn)行控制的方式，無(wú)法實(shí)現(xiàn)各個(gè)智能化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在此種情況下，操作和管理人員需要花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)熟悉和掌握各個(gè)子系統(tǒng)的使用技術(shù)，與此同時(shí)帶來(lái)服務(wù)質(zhì)量降低、系統(tǒng)建設(shè)效率低下、培訓(xùn)維修成本費(fèi)增加等一系列問(wèn)題。因此我國(guó)亟需提升智能化建筑的技術(shù)創(chuàng)新水平，加強(qiáng)各個(gè)智能子系統(tǒng)的互聯(lián)互通，進(jìn)而建立高效率的智能化建筑。

3.智能建筑的運(yùn)行維護(hù)未實(shí)現(xiàn)自發(fā)診斷

我國(guó)大部分智能化建筑系統(tǒng)采用的是事后維護(hù)與定期維護(hù)相結(jié)合的運(yùn)行維護(hù)方式，系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)各個(gè)智能子系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)的整合并進(jìn)行分析判斷，對(duì)于智能系統(tǒng)發(fā)生的故障無(wú)法事先自發(fā)現(xiàn)自診斷。因此，隨著項(xiàng)目業(yè)務(wù)量和規(guī)模的增加，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本、人力成本、組織成本都相應(yīng)大幅度增加，并且可能遭受客戶(hù)投訴甚至是財(cái)產(chǎn)損失的風(fēng)險(xiǎn)。

三、人工智能技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用

在人工智能技術(shù)的高速發(fā)展下，智能建筑中融入人工智能技術(shù)的浪潮變得勢(shì)不可擋。如何利用人工智能技術(shù)來(lái)推動(dòng)智能建筑的建設(shè)，使之更安全、更智慧、更舒適、更便捷，成為需要研究的重要課題。

1.在智能建筑中融入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是多個(gè)處理單元連結(jié)在一起的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它能夠?qū)σ恍?fù)雜且模糊的信息進(jìn)行高效處理，尤為適用處理同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)因素和條件的信息。其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的自學(xué)功能最為突出。自學(xué)功能是指其在基本原理的基礎(chǔ)之上，所建立起的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在智能控制、模式識(shí)別和系統(tǒng)辨識(shí)等多方面領(lǐng)域的應(yīng)用。

智能建筑中的管理系統(tǒng)如語(yǔ)音識(shí)別、信息處理、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)、圖像處理等等，都是在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上工作的。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用下，智能建筑可以加強(qiáng)各系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，在不同設(shè)備系統(tǒng)下協(xié)調(diào)運(yùn)行，從而減少由于系統(tǒng)內(nèi)部之間脫節(jié)而引起的故障。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還有一定的自學(xué)能力，可以進(jìn)一步提高精確率和控制運(yùn)行速度。

2.在智能建筑中融入專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)

專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)建立在自我學(xué)習(xí)和知識(shí)積累的基礎(chǔ)之上，它可以記錄控制對(duì)象和控制規(guī)則的有關(guān)知識(shí)，并且將這些有關(guān)知識(shí)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，在經(jīng)過(guò)自身學(xué)習(xí)和計(jì)算之后，即可生成具有正確決策能力的管理系統(tǒng)。因?yàn)樗倪\(yùn)營(yíng)模式類(lèi)似于某個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)家，所以稱(chēng)之為專(zhuān)家系統(tǒng)。其在發(fā)展中擁有著自身獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，如可以快速運(yùn)算數(shù)據(jù)信息、控制系統(tǒng)的運(yùn)行，在智能建筑的運(yùn)行中分析和推理信息并制定可行性方案，是整個(gè)人工智能技術(shù)領(lǐng)域中所不可或缺的一部分。

專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，需要使用其內(nèi)部龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且還需要分析當(dāng)前環(huán)境來(lái)構(gòu)建相應(yīng)的知識(shí)模型。如若將專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于智能建筑系統(tǒng)中，其中的知識(shí)模型能夠讓相關(guān)人員做出更加科學(xué)化和智能化的決策，并且能夠幫助智能建筑系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)知識(shí)信息處理與控制技術(shù)的統(tǒng)一，此舉極大推動(dòng)了智能建筑系統(tǒng)的建立和發(fā)展。

3.在智能建筑中使模塊結(jié)構(gòu)化

在構(gòu)建大型智能系統(tǒng)時(shí)，智能系統(tǒng)被分解為多個(gè)獨(dú)立部分。這些獨(dú)立部分承擔(dān)著一一對(duì)應(yīng)的功效，且每個(gè)獨(dú)立部分都自成一個(gè)模塊，模塊與模塊間的組合便是模塊的結(jié)構(gòu)化。智能建筑由傳統(tǒng)建筑升級(jí)而來(lái)，必定會(huì)延續(xù)傳統(tǒng)建筑的部分優(yōu)良功能，同時(shí)也會(huì)進(jìn)一步綜合運(yùn)用人工智能技術(shù)，將各個(gè)系統(tǒng)和模塊的功能相結(jié)合，以發(fā)揮智能化建筑的最大效用。智能化建筑可以通過(guò)使用人工智能技術(shù)來(lái)重組所有功能模塊，然后實(shí)現(xiàn)模塊的結(jié)構(gòu)化，進(jìn)而達(dá)到智能化系統(tǒng)的集成控制。譬如智能化建筑中的消防系統(tǒng)，一方面煙感報(bào)警器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的煙霧，另一方面通風(fēng)系統(tǒng)中的流量閥可以實(shí)時(shí)控制氣體流量，極大地提升了消防系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在未來(lái)，類(lèi)似于消防系統(tǒng)這樣簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)化模塊，將會(huì)更多地出現(xiàn)在智能化建筑當(dāng)中。

四、結(jié)語(yǔ)

人工智能技術(shù)是當(dāng)今世界的新興技術(shù)學(xué)科，其主要目的是通過(guò)模擬人類(lèi)思維過(guò)程和智能行為來(lái)創(chuàng)造出更多智能化設(shè)備服務(wù)人類(lèi)。其在與智能建筑的緊密結(jié)合上不僅自身收獲顯著成效，并且加速了智能化建筑的發(fā)展。未來(lái)，智能化建筑的發(fā)展將翻天覆地地轉(zhuǎn)變了人類(lèi)的生活方式，為了讓智能化建筑更智慧、更安全、更舒適、更便捷，有關(guān)人員需將人工智能技術(shù)和智能建筑緊密結(jié)合，站在全局的角度來(lái)分析智能化建筑目前存在的問(wèn)題及原因，做出解決對(duì)策并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)智能化建筑的高速發(fā)展。

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（作者單位：廣州市恒迅技防系統(tǒng)有限公司）