人工智能技術在智能建筑中的應用探討

嚴嚴

摘要：人工智能技術是我國科學技術發展過程中的新興技術，由于其擁有諸多的技術優勢，在各行各業中深受認可并得到廣泛使用。在人工智能技術的第三次浪潮下，建筑行業與人工智能技術的結合變得勢不可擋。通過使用人工智能技術來設計建筑，可以推動智能化建筑快速發展。但是在實際發展過程中，由于存在智能化水平低下、智能建筑子系統間缺乏協調性、智能建筑運行維護無法自發診斷等問題，智能化建筑還有諸多方面亟待完善。為了解決這些問題，本文從神經網絡系統、專家系統、結構化模塊三個方面進行深入探討，以利于人工智能技術更好地應用于智能建筑，加速智能建筑的發展。

關鍵詞：人工智能技術;智能建筑;應用方式

隨著經濟社會的不斷發展與科學技術的不斷進步，人們的生活在現代科學技術的影響下發生了翻天覆地的改變。智能建筑通過與人工智能技術緊密結合，打破了傳統的建筑行業模式，具有自動化功能的智能建筑系統開始出現在人們的視野之中。通過使用人工智能技術來進行智能化建筑的建設，一方面有利于優化智能建筑內部結構，實現更智慧、更便捷的智能建筑，另一方面能夠極大滿足人類對智能建筑的舒適性和安全性的需求。

一、人工智能技術的含義和發展

人工智能技術是當前計算機科學下的一個主要分支，它能夠像人一樣思考、去了解智能的本質，并且能夠生產出可以模擬人類的思維過程和智能行為的智能機器，其主要功能包括機器人、圖像識別、語言識別、專家系統和自然語言處理等。

人類正在走向智能時代，人工智能技術的發展可以劃分為三個階段：（1）弱人工智能階段，它只擅長單個方面的智能，只能在某個特定任務中超過人類。譬如google公司研發的AlphaGo機器人。（2）強人工智能階段，它在各個方面都能夠與人類比肩，被認為是具有真正推理和解決問題能力的智能機器。（3）超人工智能階段，它幾乎在所有領域都要強上人類數倍，是科學家追求的一種理想狀態。

人工智能技術在科技、社會、產業廣泛受到認同，各個國家正在加緊實施人工智能技術發展戰略。在未來，我國的人工智能技術水平有希望達到全球頂尖水平，成為全球主要人工智能中心。

二、智能建筑發展存在的問題

因為人工智能技術在智能建筑上有所應用，智能建筑打破原有的傳統建筑模式，出現樓宇自動化系統、辦公自動化系統、通信自動化系統等一系列人工智能系統。但是隨著現代人生活方式更加多元，較為單一的智能建筑系統目前還存在智能化水平低下、智能建筑子系統缺乏協調性、智能建筑運行維護無法自發診斷等問題，不能多方面滿足人們的實際生活需要。

1.智能化水平低下

目前人工智能在智能建筑的技術應用處于初級階段，存在許多技術泡沫，人工智能技術的控制系統只能起到輔助作用，并不能夠真正實現完全的智能。雖然當前建筑的建造人員在建設樓層時會將樓宇自動化系統安裝在相應區域，但是樓宇自動化系統僅僅只是在人工推動的作用下進行簡單的邏輯判斷工作。一旦智能系統出現問題或者遇到超出計算范圍的數據，就可能發生系統崩潰或者癱瘓的情況。智能化水平低下使得智能建筑在發展的路程中受到諸多阻礙，并且極大降低了自動化系統的運行效率。因此，如何將人工智能技術合理、高效應用于智能建筑的建設是引人深思的問題。

2.智能建筑子系統缺乏協調性

由于我國人工智能技術和計算機技術并不完善，各個智能化子系統和通信協議不統一，因此計算機內部主系統和控制子系統只能采用獨立運行控制的方式，無法實現各個智能化系統的協調統一。在此種情況下，操作和管理人員需要花費大量時間來熟悉和掌握各個子系統的使用技術，與此同時帶來服務質量降低、系統建設效率低下、培訓維修成本費增加等一系列問題。因此我國亟需提升智能化建筑的技術創新水平，加強各個智能子系統的互聯互通，進而建立高效率的智能化建筑。

3.智能建筑的運行維護未實現自發診斷

我國大部分智能化建筑系統采用的是事后維護與定期維護相結合的運行維護方式，系統無法實現各個智能子系統應用數據的整合并進行分析判斷，對于智能系統發生的故障無法事先自發現自診斷。因此，隨著項目業務量和規模的增加，運營維護成本、人力成本、組織成本都相應大幅度增加，并且可能遭受客戶投訴甚至是財產損失的風險。

三、人工智能技術在智能建筑中的應用

在人工智能技術的高速發展下，智能建筑中融入人工智能技術的浪潮變得勢不可擋。如何利用人工智能技術來推動智能建筑的建設，使之更安全、更智慧、更舒適、更便捷，成為需要研究的重要課題。

1.在智能建筑中融入神經網絡系統

神經網絡系統是多個處理單元連結在一起的復雜網絡系統，它能夠對一些復雜且模糊的信息進行高效處理，尤為適用處理同時出現多個因素和條件的信息。其中，神經網絡系統中的自學功能最為突出。自學功能是指其在基本原理的基礎之上，所建立起的人工神經網絡模型在智能控制、模式識別和系統辨識等多方面領域的應用。

智能建筑中的管理系統如語音識別、信息處理、系統功能設計、圖像處理等等，都是在神經網絡系統的基礎上工作的。在神經網絡系統的作用下，智能建筑可以加強各系統之間的互聯互通，在不同設備系統下協調運行，從而減少由于系統內部之間脫節而引起的故障。此外，神經網絡系統還有一定的自學能力，可以進一步提高精確率和控制運行速度。

2.在智能建筑中融入專家系統技術

專家系統技術建立在自我學習和知識積累的基礎之上，它可以記錄控制對象和控制規則的有關知識，并且將這些有關知識保存在數據庫中，在經過自身學習和計算之后，即可生成具有正確決策能力的管理系統。因為它的運營模式類似于某個專業領域的專家，所以稱之為專家系統。其在發展中擁有著自身獨有的優勢，如可以快速運算數據信息、控制系統的運行，在智能建筑的運行中分析和推理信息并制定可行性方案，是整個人工智能技術領域中所不可或缺的一部分。

專家系統技術在實際運用時，需要使用其內部龐大的數據庫，并且還需要分析當前環境來構建相應的知識模型。如若將專家系統技術應用于智能建筑系統中，其中的知識模型能夠讓相關人員做出更加科學化和智能化的決策，并且能夠幫助智能建筑系統實現知識信息處理與控制技術的統一，此舉極大推動了智能建筑系統的建立和發展。

3.在智能建筑中使模塊結構化

在構建大型智能系統時，智能系統被分解為多個獨立部分。這些獨立部分承擔著一一對應的功效，且每個獨立部分都自成一個模塊，模塊與模塊間的組合便是模塊的結構化。智能建筑由傳統建筑升級而來，必定會延續傳統建筑的部分優良功能，同時也會進一步綜合運用人工智能技術，將各個系統和模塊的功能相結合，以發揮智能化建筑的最大效用。智能化建筑可以通過使用人工智能技術來重組所有功能模塊，然后實現模塊的結構化，進而達到智能化系統的集成控制。譬如智能化建筑中的消防系統，一方面煙感報警器可以實時監測環境中的煙霧，另一方面通風系統中的流量閥可以實時控制氣體流量，極大地提升了消防系統的運行效率。在未來，類似于消防系統這樣簡單的結構化模塊，將會更多地出現在智能化建筑當中。

四、結語

人工智能技術是當今世界的新興技術學科，其主要目的是通過模擬人類思維過程和智能行為來創造出更多智能化設備服務人類。其在與智能建筑的緊密結合上不僅自身收獲顯著成效，并且加速了智能化建筑的發展。未來，智能化建筑的發展將翻天覆地地轉變了人類的生活方式，為了讓智能化建筑更智慧、更安全、更舒適、更便捷，有關人員需將人工智能技術和智能建筑緊密結合，站在全局的角度來分析智能化建筑目前存在的問題及原因，做出解決對策并總結經驗，以實現智能化建筑的高速發展。

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（作者單位：廣州市恒迅技防系統有限公司）