人工智能在建筑領域的應用

1、人工智能在建筑領域的應用 - 人工智能（Artificial Intelligence） 人工智能(Artificial Intelligence) ，英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。 人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。 以下介紹人工智能技術在建筑領域的應用 傳統(tǒng)的建筑施工管理，主要依賴于手工記錄施工相關流程以及人工繪制施工平面布置圖。 隨著人工智能技術的發(fā)展和廣泛應用，綜合

2、利用運籌學、數(shù)理邏輯學以及人工智能等技術手段進行建筑施工現(xiàn)場管理已經(jīng)得到廣泛應用?；贑/S環(huán)境架構研發(fā)的建筑企業(yè)工地管理應用系統(tǒng)，涵蓋了工地管理的方方面面。 主要包括員工管理模塊、分包合同管理模塊、固定資產(chǎn)管理模塊、供應商管理模塊和財務管理模塊、施工日志管理模塊、員工考勤管理模塊與工資掛鉤細化了對分包商和供應商的管理，更加有效地控制材料進出，供應商和分包商以及員工的管理真正實現(xiàn)了工地物流、資金流和業(yè)務流三流合一。本系統(tǒng)采用強大的數(shù)據(jù)庫，具有穩(wěn)定的性能、極強的數(shù)據(jù)存儲和處理能力、便捷的升級和維護服務。針對工地人員復雜的特點，系統(tǒng)設置了嚴格的權限管理功能，確保了數(shù)據(jù)的安全性。一般的工程在施工過程

3、中都會存在分包。人工智能技術在建筑施工管理中的應用人工智能技術在建筑設計中的應用 建筑設計師一直以來使用AutoCAD從事繪圖工作，大量時間被消耗在繪圖環(huán)節(jié)而沒有體現(xiàn)真正意義上的建筑設計，建筑藝術上的構思和創(chuàng)新靈感無法更好的展現(xiàn)。隨著建筑設計行業(yè)對人工智能技術的深入研究，目前，全部采用伴隨設計全程的二維圖形描述與三維空間表現(xiàn)的先進理念和技術，系統(tǒng)的架構和操作模式體現(xiàn)建筑設計的特點。Arch2010是一套專為建筑專業(yè)提供設計環(huán)境的CAD系統(tǒng)，集數(shù)字化、人性化、參數(shù)化、智能化、可視化于一體，構建于AutoCAD20022010平臺之上，采用先進的自定義對象核心技術，建筑構件作為基本設計單元，多視圖

4、技術實現(xiàn)二維圖形與三維模型同步一體。人工智能技術在建筑設計中的應用使建筑師告別以往的繪圖勞動，體驗真正意義上的設計與創(chuàng)作。工程圖檔不再是簡單的線條堆砌，而是由包含數(shù)字化技術的建筑構件搭建組成。系統(tǒng)界面人性化、構件創(chuàng)建參數(shù)化、構件關聯(lián)智能化、設計過程可視化。人工智能技術在建筑結構中的應用 隨著地質災害的不斷發(fā)生以及其所造成的嚴重危害，建筑結構控制與結構健康診斷就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的結構系統(tǒng)辨識方法普遍存在難于在線識別，只適于線性結構系統(tǒng)辨識、抗噪聲能力差等。近年來，隨著人工智能技術的應用，出現(xiàn)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡的結構系統(tǒng)辨識方法，利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡強大的非線性映射能力與學習能力，以實測的結構動力響應數(shù)

5、據(jù)建立起結構的動力特性模型。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡可以非常精確地預測結構在任意動力荷載作用下的動力響應，因此可以用于結構振動控制與健康診斷中，同時還可以隨時加入其它辨識方法總結出的規(guī)則，且可以做成硬件實現(xiàn)，具有很強的可擴展性與實用性。人工智能技術在建筑施工中的應用 人工智能技術在混凝土強度預測分析中也開始廣泛應用。對于建筑施工來說，28天抗壓強度是衡量商品混凝土性能的重要指標。如能在短時間內預測到其28天強度值，就可以對混凝土質量進行控制。傳統(tǒng)的混凝土預測方法通常為基于數(shù)理統(tǒng)計的線性回歸方法。然而對于商品混凝土來講，由于摻入了大量的粉煤灰，其抗壓強度的大小和混凝土各組成材料之間呈高度非線性關系，采用通過

6、回歸得到的線性函數(shù)并不適用。因此將人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術引入到混凝土性能預測領域。天津大學的趙勝利比較了3種不同輸入模型的RBF網(wǎng)絡的預測效果并與傳統(tǒng)的BP網(wǎng)絡模型進行比較，提出的RBF網(wǎng)絡模型具有很高的預測精度和較強的泛化能力，可作為商品混凝土性能分析的一種新型有效的方法。人工智能技術在建筑電氣中的應用 隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，能耗越來越大，而建筑能耗占總能耗的比例高達30%以上，為了有效地實現(xiàn)節(jié)能目標，建筑節(jié)能是非常必要的，采用電氣節(jié)能技術對建筑物進行節(jié)能將會取得明顯效果。建立電氣節(jié)能評估模型，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練，網(wǎng)絡泛化性能好，評估正確率高，為節(jié)能改造的實施提供了科學依據(jù)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡算

7、法是把一組輸入/輸出問題轉化為非線性的優(yōu)化問題的一種學習方法。BP網(wǎng)絡采用梯度下降法，學習速率固定，網(wǎng)絡訓練時間長，可能發(fā)生局部收斂，而增加動量因子的改進型BP算法和L-M反算法的收斂速度比基本BP算法快，收斂性和穩(wěn)定性好，因此目前均采用改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡建立建筑電氣節(jié)能評估模型，將各個節(jié)能評估指標的權重以相對聯(lián)系的方式隱含于網(wǎng)絡之中，這樣評價相對科學，而且簡單適用，所評估的模型具有通用性。案例一：案例一： 合肥工業(yè)大學合肥工業(yè)大學 合肥工業(yè)大學宣城校區(qū)一期智能化工程項目由合肥工業(yè)大學與宣城市人民政府共同建設。學校選址在宣城市高教園區(qū)，占地面積3135畝，總建筑面積60萬平方米，分兩期建設，一

8、期建設面積20萬平方米。 項目一期智能化工程施工范圍共包含16棟建筑的智能化工程，涉及到如下16個子系統(tǒng)：綜合布線系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、校園一卡通系統(tǒng)、多媒體會議系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、系統(tǒng)集成系統(tǒng)、綜合管路系統(tǒng)、弱電機房工程、多媒體教學及精品課程錄播系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、醫(yī)護對講系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、背景音樂及應急廣播系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)。 合工大宣城校區(qū)的建立將打破宣城市尚無本科高校的歷史，是宣城教育史上具有里程碑意義的事件，是目前省內單項合同額最大的智能化項目。案例二：合肥萬達廣場案例二：合肥萬達廣場 合肥萬達廣場是目前安徽省最高檔的城市綜合體，總建筑面積55萬平方，包

9、含商業(yè)廣場、影院、住宅（47層）、酒吧街、超五星級酒店和雙塔寫字樓。 建設內容包括：閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、公共廣播與背景音樂系統(tǒng)、客流統(tǒng)計系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、車輛引導系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、BA樓宇自控系統(tǒng)、安防報警系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、能耗監(jiān)測與電力監(jiān)控系統(tǒng)、彩色樓宇可視對講系統(tǒng)、家庭安全防范系統(tǒng)、門禁一卡通系統(tǒng)、電梯預約系統(tǒng)、周界防范報警系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、機房工程、弱電綜合管網(wǎng)工程。我國智能建筑發(fā)展的對策及建議1國家要加強智能建筑專業(yè)施工隊伍的歸口管理并建立相應的資質審查、招投標、監(jiān)理制度，維護國家及投資方的利益，促進智能化建筑在我國健康、有序的發(fā)展。盡快制定“智能建筑”設計、施工的國家規(guī)范、標

10、準。2企業(yè)應大力提倡支持引進、消化、吸收國外的先進技術和產(chǎn)品，走上國產(chǎn)化的道路，逐步縮小我國智能建筑技術與國際先進水平的差距，并扶植我國自己的專業(yè)化智能工程設計及施工隊伍。3高校加強“智能建筑”學科的建設。目前，上海交通大學，哈爾濱建筑大學和北京建筑工程學院計劃招收“智能建筑”方向研究生，南京建筑工程學院已開設了“建筑物智能化工程”本科專業(yè)，培養(yǎng)大量各種層次的技術人員和管理人員，以適應工程建設發(fā)展的需要。4推廣“智能建筑”技術到民用建筑中，以提高居民生活質量。比如實現(xiàn)小區(qū)物業(yè)管理自動化，實施抄表出戶，計量收費、防火防盜，門禁、電梯、路燈等計算機管理和控制。智能建筑的未來展望 目前,國外智能化建筑的范圍已從辦公樓擴大到公寓、醫(yī)院、商場、體育館,特別是住宅。另外,智能建筑也由單體向區(qū)域規(guī)劃發(fā)展,像智能廣場、智能住宅小區(qū)等新概念。根據(jù)建筑的不同用途，建立綜合的計算機和通信設施基礎網(wǎng)絡，采用先進的傳感技術和計算機技術，將那些分別安裝，互不關聯(lián)的電器設備進行自動控制管理，確保