基于知識(shí)圖譜的建筑科學(xué)與工程人工智能研究趨勢(shì)分析

文新鵬，王顥然，白驍騎，方帥威

廣西科技大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西 柳州 545006

1 研究方法及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究方法

使用由美國(guó)德雷塞爾大學(xué)陳超美教授2004 使用Java 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的可視化軟件Citespace對(duì)導(dǎo)出的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分析并繪制知識(shí)圖譜。本文主要通過(guò)其對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)分析某一關(guān)鍵在在一段時(shí)間內(nèi)的興起與衰敗來(lái)研究在建筑領(lǐng)域人工智能研究的演變歷程與發(fā)展趨勢(shì)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)來(lái)源選取了1990 年至2020 年3 月Web of Science 核心集合數(shù)據(jù)庫(kù)與中國(guó)知網(wǎng)核心期刊。確定2338 篇Web of Science 數(shù)據(jù)庫(kù)文獻(xiàn)與中國(guó)知網(wǎng)201 篇文獻(xiàn)作為分析數(shù)據(jù)。

2 國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域人工智能研究趨勢(shì)分析

為了對(duì)建筑領(lǐng)域人工智能研究趨勢(shì)進(jìn)行分析，我們使用Citespace 里面‘Keyword’為分析節(jié)點(diǎn)，繪圖方式使用‘Time zone’繪制知識(shí)圖譜，得到圖1。時(shí)區(qū)圖是以時(shí)間為橫坐標(biāo)，關(guān)鍵詞為縱坐標(biāo)，用弧線將相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵詞連接起來(lái)繪制的知識(shí)圖譜，圖中關(guān)鍵詞以時(shí)間為軸從左向右，自上而下的將出現(xiàn)時(shí)間展現(xiàn)出來(lái)。他能從時(shí)間維度上幫助我探究建筑工程人工智能研究的演變規(guī)律，更清晰的地展示各關(guān)鍵詞更新和相互影響等演變趨勢(shì)。

圖1 國(guó)內(nèi)關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖

從圖1 中可以看出隨著時(shí)間的變化關(guān)鍵詞出現(xiàn)了不同的變化，根據(jù)這些變化可以將建筑領(lǐng)域人工智能研究分為四個(gè)階段：第一階段（1992～1997）：這一時(shí)期人工智能技術(shù)開(kāi)始開(kāi)建筑領(lǐng)域興起，圍繞著人工智能研究為核心出現(xiàn)了人工智能識(shí)別、專家系統(tǒng)、機(jī)器人等研究方向，但都是在起步階段，還沒(méi)有出現(xiàn)較為成熟的人工智能技術(shù)。第二階段（1998～2007）：這一階段的人工智能技術(shù)研究呈現(xiàn)出多樣性，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、?jì)算機(jī)模擬等技術(shù)相繼出現(xiàn)，同時(shí)專家系統(tǒng)、CAD、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)得到較大的發(fā)展，這時(shí)建筑領(lǐng)域人工智能研究成果初步顯現(xiàn)，并開(kāi)始逐漸從基礎(chǔ)理論研究向應(yīng)用性研究進(jìn)行。專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能識(shí)別、計(jì)算機(jī)模型等技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用初步實(shí)現(xiàn)。如專家系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)狀況進(jìn)行分析并給出合理解決方案，智能識(shí)別技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相繼應(yīng)用于實(shí)際工程當(dāng)中。第三階段（2008～2012）：這一階段相較于第二階段比較成熟，無(wú)線遙控、智能體等技術(shù)的出現(xiàn)使得機(jī)器人技術(shù)得到了良好的發(fā)展，巡檢機(jī)器人、測(cè)量機(jī)器人、現(xiàn)場(chǎng)整理機(jī)器人相繼出現(xiàn)并逐步應(yīng)用與實(shí)際工程，但是實(shí)際應(yīng)用還沒(méi)有完全達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用與實(shí)際工程，如對(duì)建筑物進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)就是使用了計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)。第四階段（2013～2020）：這一階段出現(xiàn)了許多新的關(guān)鍵詞，計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)、BIM、人工智能規(guī)劃、城市設(shè)計(jì)、數(shù)字化設(shè)計(jì)等成為了新的研究熱點(diǎn)，但是這一階段新出現(xiàn)的研究熱點(diǎn)還不成熟，初步提出了相關(guān)理論，如黃騫［1］等人就利用人工智能與大數(shù)據(jù)形結(jié)合構(gòu)建智能規(guī)劃輔助平臺(tái)。并且有意識(shí)的將人工智能與BIM、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)相結(jié)合研究。但是這一階段許多技術(shù)已經(jīng)校對(duì)成熟，如劉偉等人就已將智能巡檢機(jī)器人在實(shí)際工程使用，并且經(jīng)過(guò)觀察智能巡檢機(jī)器人一直能夠達(dá)到預(yù)期使用標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

國(guó)內(nèi)建筑工程領(lǐng)域智能研究未來(lái)將從基礎(chǔ)性研究逐漸走向基于人工智能落地性的應(yīng)用性研究。建筑工程人工智能技術(shù)未來(lái)將與BIM、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)相結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)智慧決策、智慧建筑、信息共享。