| 标题 | 新一代智慧建筑关键技术的研究 |
| 范文 | 刘畅+付保川 摘 要 通过对新一代关键技术的分析，讨论了基于这些关键技术的智慧建筑系统，利用这些关键技术实现建筑物理系统与人、网络、应用、服务系统紧密耦合，使智慧建筑具备感知、记忆、判断和决策等综合智慧能力，成为一个具有感知和永远在线的“生命体”、一个拥有大脑的自进化智慧平台、一个人机物深度融合的开放生态系统，从而有效地实现空间管理、能源管理、设备管理等功能。 关键词 智慧建筑；紧密耦合；自进化 中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）204-0077-02 1 概述 智慧建筑自20世纪80年代被提出以来，随着科学技术的进步和人类思想与需求的演变，建筑的智慧化程度也在不断发生变化，经历了由传统建筑到智能建筑再到智慧建筑的发展历程。在智能建筑阶段初期，研究者对智能建筑的定义侧重于技术要素，强调信息通信技术、自动化技术、系统集成技术等方面与传统建筑的结合。进入21世纪以后，对智慧建筑发展的关注点不再局限于技术要素，而是逐渐转向节能环保和用户体验等方面，新一代智慧建筑绝不是各类技术的简单堆砌和连接，而是以人为本，人机协同，自动学习，结合人工智能、物联网、虚拟现实等技术，使智慧建筑具备“自学习能力”，可为建筑用户提供多样的、个性化、精准化的服务，智慧建筑也将改变目前建筑建设、运营、使用过程中的粗放现状，实现建筑管理的精准化与全面化。 发展新一代绿色智慧建筑是智慧城市建设的重要组成部分，是实现城市可持续发展和信息技术发展的需要，是我国提高综合竞争力的战略选择。城市是由建筑物组成的，如没有建成大量的智慧建筑，则智慧城市不可能落地。近年来“环境友好”“绿色节能”“以人为本”“用户响应”“可持续发展”等名词越来越受到智慧建筑研究者的重视，通过各种嵌入式传感器、建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）[1]、数据挖掘与分析、人工智能等技术创新，提高建筑的整体智慧和“自适应与学习能力”成为智慧建筑的重要发展趋势。 2 关键技术 2.1 人工智能（AI）技术 智慧建筑具有“自学习能力”，其行为模式类似于人类行为。智慧建筑需要获取实时外界环境与人员行为信息，在此基础上进行自主学习，通过数据分析与模式挖掘，不断调整自身属性。智慧建筑不再需要人为设置，而是能够像人一样自动感知一切建筑环境，不断挖掘有用信息并做出响应。随着近年来大数据、云计算基础设施的完善以及人工智能算法研究的不断成熟，使得智慧建筑的“自学习能力”成为可能。在智慧建筑行为模式中，将建筑内的所有静态和动态数据都集中到云计算平台上，通过基于大数据分析与挖掘技术的智慧建筑大脑将所有系统进行有机整合，实现系统间智慧的协同联动。深度强化[2]学习在智慧建筑的建设过程中发挥着重要作用，它能够基于初期数据挖掘成果，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，完成智慧建筑从基础数据采集展示向敏锐感知、深度洞察与实时综合决策的智慧化阶段发展。 2.2 云计算与大数据平台 智慧建筑需要实时处理建筑内部不同智能系统在不同时间采集的海量数据，并对这些数据进行汇总、拆分、分析与挖掘，同时随着智慧建筑提供的服务更加个性化，其所需的数据量以及数据复杂性都会不断提升。原来的本地部署方式已无法满足这种海量的需求，这就需要具有动态伸缩的存储资源与大规模并行计算能力的云计算平台作为支撑。云计算的核心技术包括分布式计算、分布式存储、应对海量数据的管理技术、虚拟化技术等[3]。云计算的成功应用不仅能够解决绿色智慧建筑内部的计算资源需求，还能够实现建筑与建筑之间的互联，推动城市云端服务的共享，更进一步地推动智慧城市的发展。 2.3 物联网与传感技术 随着物联网产业规模的迅速发展，物联网应用已经涉及包括城市管理、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。在这些应用中，无论是定位技术，还是物物互联或其他技术，都能应用于未来的智慧建筑发展中。随着数据技术（DT）时代的到来，加之物联网基础技术的突破，Lora、NB-IOT、5G等标准不断深化成熟[4]，将有海量的传感设备通过物联网普遍连接，实现物物互联，最终形成更加智慧的群体智能。随着科技的进步，作为物联网的基础设施，传感器也会向着低价和高性能方向发展，同时，传感器也将越来越智能化与微型化。在未来绿色智慧建筑中，传感器将无处不在，时时刻刻监测着建筑中的各种信息。这些丰富多样的传感器将赋予建筑卓越的感知能力，并通过获取的数据进行综合分析，提供更加智能的服务。 2.4 新能源技术 随着科技发展，众多新能源技术，如太阳能、风能、生物能等，已日渐趋于成本低廉化、技术成熟化以及在未来的普及化，加之国家政策对新能源推广的扶持，新能源技术对能源行业的产业布局产生着越来越重要的影响。近年来，发电方式也逐渐从集中式转变为分散式，太阳能面板、风机等走进城市，智慧建筑的绿色环保也不再局限于其本身，而被赋予“可持续发展”[4]的新概念，智慧建筑能在一定程度上实现能源的自给自足，甚至产生多余能源，成为分布式能源网络中的一个新节点。另一方面，随着数据技术（DT）时代的到来，大数据正在成为一种能够产生生产力的“新能源”，它能为我们不断带来新的洞察与认知，而绿色智慧建筑正是这种“新能源”产生的重要场所[5]。 基于现代技术的智慧建筑系统將整合和优化每一个建筑和建筑群的物理和数字基础框架实现对建筑物的可视化操作和智能控制，建造更加经济、合理、高效的设施。通过采取各种措施减少能耗、优化空间使用、提高运营效益。可以预见，随着创新技术蓬勃发展，投资者迅速聚焦，加之国家政府的关注，一个绿色、安全、高度智能的智慧建筑已不再是遥远的构想。 参考文献 [1]徐蕾.试析BIM在智能建筑设计中的实施要点[J].环球市场，2016（24）：159. [2]Wong J K W，Li H，Wang S W.Intelligent building research：a review[J].Automation in construction，2005，14（1）：143-159. [3]景皓洁.国外智能绿色建筑发展状况及评价体系[J].世界标准信息，2008（10）：37-42. [4]许盛.浅谈智能建筑及楼宇自动化技术发展问题[J].福建建设科技，2015（6）：91-93. [5]郝志文，王立光，赵春雷，等.绿色与智能建筑初探[J].吉林建筑大学学报，2010，27（1）：73-75. |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。