人工智能在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

1、人工智能在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用 - 人工智能（Artificial Intelligence） 人工智能(Artificial Intelligence) ，英文縮寫為AI。它是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。 人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專家系統(tǒng)等。 以下介紹人工智能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用 傳統(tǒng)的建筑施工管理，主要依賴于手工記錄施工相關(guān)流程以及人工繪制施工平面布置圖。 隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，綜合

2、利用運(yùn)籌學(xué)、數(shù)理邏輯學(xué)以及人工智能等技術(shù)手段進(jìn)行建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用?；贑/S環(huán)境架構(gòu)研發(fā)的建筑企業(yè)工地管理應(yīng)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(yīng)商管理模塊和財(cái)務(wù)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(xì)化了對(duì)分包商和供應(yīng)商的管理，更加有效地控制材料進(jìn)出，供應(yīng)商和分包商以及員工的管理真正實(shí)現(xiàn)了工地物流、資金流和業(yè)務(wù)流三流合一。本系統(tǒng)采用強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)，具有穩(wěn)定的性能、極強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力、便捷的升級(jí)和維護(hù)服務(wù)。針對(duì)工地人員復(fù)雜的特點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)置了嚴(yán)格的權(quán)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(guò)程

3、中都會(huì)存在分包。人工智能技術(shù)在建筑施工管理中的應(yīng)用人工智能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 建筑設(shè)計(jì)師一直以來(lái)使用AutoCAD從事繪圖工作，大量時(shí)間被消耗在繪圖環(huán)節(jié)而沒(méi)有體現(xiàn)真正意義上的建筑設(shè)計(jì)，建筑藝術(shù)上的構(gòu)思和創(chuàng)新靈感無(wú)法更好的展現(xiàn)。隨著建筑設(shè)計(jì)行業(yè)對(duì)人工智能技術(shù)的深入研究，目前，全部采用伴隨設(shè)計(jì)全程的二維圖形描述與三維空間表現(xiàn)的先進(jìn)理念和技術(shù)，系統(tǒng)的架構(gòu)和操作模式體現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。Arch2010是一套專為建筑專業(yè)提供設(shè)計(jì)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(gòu)建于AutoCAD20022010平臺(tái)之上，采用先進(jìn)的自定義對(duì)象核心技術(shù)，建筑構(gòu)件作為基本設(shè)計(jì)單元，多視圖

4、技術(shù)實(shí)現(xiàn)二維圖形與三維模型同步一體。人工智能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用使建筑師告別以往的繪圖勞動(dòng)，體驗(yàn)真正意義上的設(shè)計(jì)與創(chuàng)作。工程圖檔不再是簡(jiǎn)單的線條堆砌，而是由包含數(shù)字化技術(shù)的建筑構(gòu)件搭建組成。系統(tǒng)界面人性化、構(gòu)件創(chuàng)建參數(shù)化、構(gòu)件關(guān)聯(lián)智能化、設(shè)計(jì)過(guò)程可視化。人工智能技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用 隨著地質(zhì)災(zāi)害的不斷發(fā)生以及其所造成的嚴(yán)重危害，建筑結(jié)構(gòu)控制與結(jié)構(gòu)健康診斷就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)辨識(shí)方法普遍存在難于在線識(shí)別，只適于線性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)辨識(shí)、抗噪聲能力差等。近年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)辨識(shí)方法，利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性映射能力與學(xué)習(xí)能力，以實(shí)測(cè)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)數(shù)

5、據(jù)建立起結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性模型。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以非常精確地預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在任意動(dòng)力荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)，因此可以用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制與健康診斷中，同時(shí)還可以隨時(shí)加入其它辨識(shí)方法總結(jié)出的規(guī)則，且可以做成硬件實(shí)現(xiàn)，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性與實(shí)用性。人工智能技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用 人工智能技術(shù)在混凝土強(qiáng)度預(yù)測(cè)分析中也開(kāi)始廣泛應(yīng)用。對(duì)于建筑施工來(lái)說(shuō)，28天抗壓強(qiáng)度是衡量商品混凝土性能的重要指標(biāo)。如能在短時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)到其28天強(qiáng)度值，就可以對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行控制。傳統(tǒng)的混凝土預(yù)測(cè)方法通常為基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)的線性回歸方法。然而對(duì)于商品混凝土來(lái)講，由于摻入了大量的粉煤灰，其抗壓強(qiáng)度的大小和混凝土各組成材料之間呈高度非線性關(guān)系，采用通過(guò)

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(luò)技術(shù)引入到混凝土性能預(yù)測(cè)領(lǐng)域。天津大學(xué)的趙勝利比較了3種不同輸入模型的RBF網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)效果并與傳統(tǒng)的BP網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行比較，提出的RBF網(wǎng)絡(luò)模型具有很高的預(yù)測(cè)精度和較強(qiáng)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(shù)在建筑電氣中的應(yīng)用 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能耗越來(lái)越大，而建筑能耗占總能耗的比例高達(dá)30%以上，為了有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，建筑節(jié)能是非常必要的，采用電氣節(jié)能技術(shù)對(duì)建筑物進(jìn)行節(jié)能將會(huì)取得明顯效果。建立電氣節(jié)能評(píng)估模型，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，網(wǎng)絡(luò)泛化性能好，評(píng)估正確率高，為節(jié)能改造的實(shí)施提供了科學(xué)依據(jù)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算

7、法是把一組輸入/輸出問(wèn)題轉(zhuǎn)化為非線性的優(yōu)化問(wèn)題的一種學(xué)習(xí)方法。BP網(wǎng)絡(luò)采用梯度下降法，學(xué)習(xí)速率固定，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)，可能發(fā)生局部收斂，而增加動(dòng)量因子的改進(jìn)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(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立建筑電氣節(jié)能評(píng)估模型，將各個(gè)節(jié)能評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重以相對(duì)聯(lián)系的方式隱含于網(wǎng)絡(luò)之中，這樣評(píng)價(jià)相對(duì)科學(xué)，而且簡(jiǎn)單適用，所評(píng)估的模型具有通用性。案例一：案例一： 合肥工業(yè)大學(xué)合肥工業(yè)大學(xué) 合肥工業(yè)大學(xué)宣城校區(qū)一期智能化工程項(xiàng)目由合肥工業(yè)大學(xué)與宣城市人民政府共同建設(shè)。學(xué)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(wàn)平方米，分兩期建設(shè)，一

8、期建設(shè)面積20萬(wàn)平方米。 項(xiàng)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(gè)子系統(tǒng)：綜合布線系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、校園一卡通系統(tǒng)、多媒體會(huì)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(jī)房工程、多媒體教學(xué)及精品課程錄播系統(tǒng)、可視對(duì)講系統(tǒng)、醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、背景音樂(lè)及應(yīng)急廣播系統(tǒng)、能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 合工大宣城校區(qū)的建立將打破宣城市尚無(wú)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(nèi)單項(xiàng)合同額最大的智能化項(xiàng)目。案例二：合肥萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)案例二：合肥萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng) 合肥萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)是目前安徽省最高檔的城市綜合體，總建筑面積55萬(wàn)平方，包

9、含商業(yè)廣場(chǎng)、影院、住宅（47層）、酒吧街、超五星級(jí)酒店和雙塔寫字樓。 建設(shè)內(nèi)容包括：閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、公共廣播與背景音樂(lè)系統(tǒng)、客流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、車輛引導(dǎo)系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)、BA樓宇自控系統(tǒng)、安防報(bào)警系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、能耗監(jiān)測(cè)與電力監(jiān)控系統(tǒng)、彩色樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)、家庭安全防范系統(tǒng)、門禁一卡通系統(tǒng)、電梯預(yù)約系統(tǒng)、周界防范報(bào)警系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、機(jī)房工程、弱電綜合管網(wǎng)工程。我國(guó)智能建筑發(fā)展的對(duì)策及建議1國(guó)家要加強(qiáng)智能建筑專業(yè)施工隊(duì)伍的歸口管理并建立相應(yīng)的資質(zhì)審查、招投標(biāo)、監(jiān)理制度，維護(hù)國(guó)家及投資方的利益，促進(jìn)智能化建筑在我國(guó)健康、有序的發(fā)展。盡快制定“智能建筑”設(shè)計(jì)、施工的國(guó)家規(guī)范、標(biāo)

10、準(zhǔn)。2企業(yè)應(yīng)大力提倡支持引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品，走上國(guó)產(chǎn)化的道路，逐步縮小我國(guó)智能建筑技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，并扶植我國(guó)自己的專業(yè)化智能工程設(shè)計(jì)及施工隊(duì)伍。3高校加強(qiáng)“智能建筑”學(xué)科的建設(shè)。目前，上海交通大學(xué)，哈爾濱建筑大學(xué)和北京建筑工程學(xué)院計(jì)劃招收“智能建筑”方向研究生，南京建筑工程學(xué)院已開(kāi)設(shè)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(shù)人員和管理人員，以適應(yīng)工程建設(shè)發(fā)展的需要。4推廣“智能建筑”技術(shù)到民用建筑中，以提高居民生活質(zhì)量。比如實(shí)現(xiàn)小區(qū)物業(yè)管理自動(dòng)化，實(shí)施抄表出戶，計(jì)量收費(fèi)、防火防盜，門禁、電梯、路燈等計(jì)算機(jī)管理和控制。智能建筑的未來(lái)展望 目前,國(guó)外智能化建筑的范圍已從辦公樓擴(kuò)大到公寓、醫(yī)院、商場(chǎng)、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(chǎng)、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(jì)算機(jī)和通信設(shè)施基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，采用先進(jìn)的傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將那些分別安裝，互不關(guān)聯(lián)的電器設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制管理，確保