智能建筑新技术发展趋势!

2018.07.16

人工智能(AI)技术为智慧建筑带来“自学习能力”


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概念上讲,智慧建筑的行为模式类似于人类行为。在自学习的过程中智慧建筑需要从外界环境和住户行为中获取信息、挖掘模式,并进行自身的调整。

建筑系统不再停留在人为设置的阶段,而是会像人一样自动感知建筑内部的一切,从中自发地提取出可用的信息。

近年来人工智能簟法研究的成熟和云计算、大数据基础设施的完善,使“自学习能力”的广泛应用成为可能。未来的智慧建筑应该具有自己的“大脑”,能控制和自动调节建筑内的各类设施设备,让建筑具有判断能力并驱动执行器进行有序的工作。

当智慧建筑所有的静态数据和动态数据都集中到一个平台上,通过基于大数据分析技术的智慧建筑大脑将所有系统变成一个整体,各系统间能智慧有机地协同联动。

在智慧建筑的建设中,深度强化学习基于前期的深度挖掘成果,能对环境经济、用户体验等各方面出现的各类复杂问题进行快速建模,完成建筑智能从基础的数据采集与展示,向敏锐感知、深度洞察与实时综合决策的智慧化阶段发展。

这就是人工智能技术带给智慧建筑的改变。

人工神经网络、决策支持系统、专家系统、多Agent技术、强化学习等都属于可以应用于智慧建筑中的人工智能技术。


云计算基础设施实现大数据处理和智慧城市云端的服务共享


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智慧建筑内大量智能系统面向使用者提供服务,需要计算处理的数据量不断增加,复杂性不断提升。

原来的本地部署方式已落后于这种数据量海量增加的需求,云计算设施则刚好能解决这样的困难。

云计算的特征是按需求提供资源、按使用付费以及动态可伸、易扩展,其核心技术包括分布式运算、分布式存储、应对海量数据的先进管理技术、虚拟化技术和云计算平台管理技术。

它的成功应用能够帮助建筑与建筑实现互联,从而推动城市云服务的共享,真正地向智慧城市的迈进。


物联网技术全面激活智慧建筑的感知能力

2014、2015年我国物联网产业规模分别达到6200和7500亿元,同比增长分别24%和21%。


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中国物联网研究发展中心预计,到2020年我国物联网产业规模将突破2万亿,这期间复合增速将达到22%,发展极其迅猛。

物联网应用涉及包括城市管理、智能家居、物流管理、食品安全控制、零售、医疗、安全等在内的众多领域。

这其中无论是定位技术,还是物物互联或其他相关技术,都将为未来智慧建筑的搭建添砖加瓦。

IT时代物联网的本质是将IT基础设施融入到物理基础设施中,是一种支持性技术。

进入到DT时代,随着物联网基础技术的突破,Lora、NB-IOT、5G等标准不断深化成熟,物物连接的成本不断下降,一个万物互联的时代呼之欲出。

DT时代的物联网,通过将海量的端普遍连接,实现物物相联,最终实现众愚成智。它不仅是一个网络系统,最终将成长为一个智慧的平台。


新能源技术赋予智慧建筑新角色


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以太阳能、生物能、风能为主的众多新能源技术的成本低廉化、成熟化、将来的普及化,以及政府政策对新能源推广的扶持,使得整个能源行业的产业布局发生着肉眼可见的改变。

近年来,发电能力从集中型的大型、超大型发电厂分散到各个角落,模块化的太阳能面板、风机走进城市,成为生活的一部分。

智慧楼宇的绿色环保不再局限于其本身,而被赋予“可再生”“可持续发展”的新概念,成为能够在一定程度上实现能源自给自足,甚至能够产生多余能源的新建筑,成为分布式的能源生产网络中的一个个新节点。

另一方面,在数据技术时代,随着存储、计算成本不断下降,使得收集和处理大数据成为可能。

大数据正在成为一种可以不断产生生产力的新能源。它不断的为我们带来新的洞察、新的认知,助推着新经济的发展。而与人交互最多的建筑,正是这种新的能源源源不断产生的重要场所。

BIM技术


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BIM技术的模型基础来自于工程应用中各类相关信忠数据的综合。它是5维关联数据模型(几何模型3+时间进度模型4D+成本造价模型5D),可实现协同设计、虚拟施工、碰撞检查、智能化管理等从设计到施工到运维全过程的可视化。

可以使资源得到最优化的利用BIM模型是一个丰富的建筑信息库,它通过数字信思技术把整个建筑进行数字化、虚拟化、智能化,存储了建筑的完整信息数据,包括工程设计、建造和管理,它不仅包括物体三维的轮廓信息,还有很多的其他特征信息,比如材料的传热系数、采购信息、造价等。

以往由于技术限制,设计师只能进行非常有限和低效的三维设计,而现代信息化技术和三维设计技术的发展,使得回归符合人类思维习惯的三维设计成为可能。

当前,BIM在物联网中的应用还很薄弱,但两者的结合不仅具有相当高的可行性,而且具有广话的前景和巨大的价值。

BIM是建筑业革命性的平台和技术,物联网是物与物相互联系的网络,通过他们的深度融合,将推动智能建筑向智慧建筑的快速进化。


传感技术


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随着科技的进步,传感器会向着价格越来越低、性能和精度越来越高的方向发展。陀螺仪、激光等传感器,过去的价格非常昂贵,但随着在消费级无人机和自动驾驶中的大量使用,价格大幅降低,精度也有显著提高。

另一方面,传感器也将越来越智能化。视频传感器借助最新的算法已经能够准确的判断出人和物的特征和相关信息,展现出了其智慧化的一面。

随着技术的飞速发展,传感器也将越来越小型化、微型化、无线化。将来的建筑中,传感器将无处不在,它如尘埃般分布在建筑中的各个角落,就如同人类的感官一样,无时无刻不在监测着建筑中的各种信息。

通过从传感终端得到的数据进行综合模拟分析可以得到更加有用的数据为人类服务。

在可预知的未来,生物传感器、纳米传感器等更多新型传感器也会逐渐得以应用。这些丰富多样的传感器以及从中获取的大数据必将赋予建筑卓越的感知能力,为智慧建筑的实现打下坚实的基础。