人工智能在智能建筑上的应用

于川

摘 要：2003年至今，研究人工智能在智能建筑上的应用的文献大概有5000篇。其中大概有期刊1500篇、博硕士论文2000篇、报纸1000篇等。纵观大多现有的研究成果，对人工智能在智能建筑上的应用这一概念已经有了透彻的理解，对人工智能在智能建筑应用上存在的主要问题已经研究的比较全面。文章将以人工智能在智能建筑上的应用为例，分析其在发展中存在的问题和相应的解决对策，并重点总结当前我国人工智能在智能建筑上应用的成型研究理论，针对人工智能在智能建筑上的发展方向进行总结。

关键词：人工智能;智能建筑;应用

中图分类号：TU855 文献标识码：A

当前，人工智能在我国并不陌生，随着现代信息科技的发展，人工智能已经被应用在越来越多的产业和行业项目中，发挥着重要作用。建筑产业应当是当前社会发展的主要产业和黄金产业，智能建筑的发展能够极大地提升建筑产业的工作效率和工作质量，降低从业人员的工作压力。受到资金、人员、技术等因素的影响，我国人工智能在智能建筑领域的应用时间还比较短，应用效果也不太理想。鉴于以上情况，下文将对人工智能在智能建筑上的应用进行文献总结和整理。

1 国内研究现状

1.1 人工智能在智能建筑上的应用作用

王成牮（2020）在《塔吊智能化管理系统的应用》一文中指出，智能建筑就是依托现代建筑物体为平台，对各类建筑相关的智能信息进行总结的一套体系。这套体系可以将智能建筑的整体架构、系统、管理进行优化组合，使其能够实现综合化的运用和发展。智能建筑拥有不同于其他智能体系的感知、记忆、传输等功能，进而让建筑物体在建筑中将人、建筑体和环境进行有机结合，为工作者提供高效便捷的办公环境。从人工智能在智能建筑的应用上来看，其目前已在智能建筑的多个方面实现了智能化发展，这些智能化主要以信息通讯和自动化工作为主，依然需要有人在其中进行搭配工作[1]。

刘志宏（2020）在《绿色人工智能背景下的西南少数民族古村落宜居环境设计体系建构》一文中指出，随着现代科技的快速发展，建筑行业中已经开始融合人工智能技术，并将人工智能技术与智能建筑进行有机统一，当前建筑行业已成为各界关注的焦点。通过人工智能中的网络神经系统、控制系统等技术可以优化智能建筑内部体系，达成建筑服务目标，降低工作压力，提升工作效率[2]。

沈翔、郭乔堃（2020）在《人工智能在工程项目管理中应用的拓展研究》一文中指出，近些年全球知识经济快速发展，人工智能技术在全球知识经济发展下获得新的发展，并迎来全球关注的目光。将人工智能与信息化技术和智能建筑进行融合，创新传统的智能建筑系统，进一步细化智能建筑的结构体系，能够让建筑工作开展得更加便利、更加安全、更加舒适[3]。

1.2 人工智能在智能建筑上的应用问题

宁汇霖、谢忠雄、程超（2020）在《产业化路径下高校学科群建筑的设计策略——以南京大学仙林校区人工智能楼和军民融合楼为例》一文中认为，目前可以说人工智能在智能建筑中的应用是建筑技术发展的核心和焦点，通过人工智能系统能够形成一套完整的审计体系。智能建筑可以通过自身的智能体系进行方案设计，保障每一个设计环节的准确和科学，进而降低成本。从这个方面来说，智能建筑应当是未来建筑领域的主要发展方向。尽管如此，我国人工智能当前仍处于智能建筑应用的初期，无论是从业经验、人员素质，还是政策和技术支持，都存在明显的不足和缺失，这也成为制约智能建筑发展的主要原因。人工智能是现代科技发展下产生的新技术，不仅属于信息技术，也包括了语言学、神经学等学科，综合性很强，在短时间内将其掌握的难度较大。要想真正将人工智能应用在智能建筑上，必须要对其进行深入研究和学习，不断完善智能建筑体系，以实现建筑行业的综合发展[4]。

张昭振（2020）在《基于BIM的智能建筑可视化运营管理平台研究与应用》一文中认为，智能建筑中的安全体系实际上对整个建筑行业都有至关重要的作用和意义。智能建筑中的安全体系增加了火灾报警和联动机制，这也是智能建筑的基本构成。当前人们对建筑项目和物体的安全性尤为重视，通过智能建筑安全系统能够对其进行有效监控，保障建筑项目和物体的安全[5]。但从我国当前已经建设的智能建筑系统来看，智能建筑安全体系的成本比较高，在应急联动机制和效率建设上还存在着一系列问题，這也是制约人工智能在智能建筑领域发展的重要因素。政府和有关部门尽管也认识到了智能建筑体系的重要性，但由于监管费用过高、人员消耗巨大，价格预估困难，使其在一定程度上影响了人工智能在智能建筑领域的应用。此外，建筑项目自身就存在很多不确定因素，因而会对建筑项目成本预估产生影响，所以未来人工智能在智能建筑的应用中也应当强化对项目预估造假的监管[6]。

马辉、缐宇峰（2020）在《面向人工智能的环境艺术设计思维创新引导》中认为，近年来，智能建筑产业的快速发展，不仅丰富了人民群众的生活，为人民群众提供了高质量的生活服务，同时也加剧了智能建筑企业之间的竞争。智能建筑产业的发展，迫使整个建筑市场改变了原有的发展战略，开始把更多的资源投入到对智能建筑产业发展战略的分析和研究上。伴随着现代科技产业的快速发展，科技被应用在越来越多的产业上，开始广泛地出现在人们生活中。智能建筑产业实质就是智慧社会和智能办公的延伸和深化，利用智能建筑能够在办公中形成一个科学系统的管理平台，这一点受到了很多建筑行业工作者的认可[7]。

1.3 人工智能在智能建筑上的应用对策

赵启富（2020）在《人工智能驱动建筑业智能化改革》中认为，现代科技的发展在无形中改变并创新着人们的生活，人们的生活早已离不开信息科技。人工智能是现代信息科技的产物，随着科技的进步而出现，并被广泛应用到现代信息智能化系统机械设计中。虽然人工智能在智能建筑上的应用时间比较短，但其影响和受重视程度是显而易见的。2017年7月8日，国务院正式颁布《新一代人工智能发展规划》，规划明确指出，国家要大力推动人工智能信息平台的建设和创新，优化并完善人工智能体系，打造优质的创新服务，建立核心技术，与国际同步，推动我国人工智能标准化、规模化和国际化。在智能建筑方面，要依托智能化基础和设备，大力发展智能建筑，在整个城市的地下管道和相关市政工程率先进行智能化改造，为后期的大城市建设奠定基础[8]。

刘益辰（2020）在《人工智能技术在智能建筑中的应用》中认为，智能建筑的发展应当以使用者为中心，通过建立以使用者为中心的策略，能够让建筑项目变得更加智慧、更加绿色。依托人工智能中的性别识别机制，能够及时了解建筑项目使用者的喜好和需求，对其使用数据进行编辑和规律总结，进而根据智能建筑系统进行计算，找到既能够让使用者满意，也可以使建筑项目得到优化的最佳平衡方案。对建筑项目进行量身定做，可以最大程度地满足使用者，避免反复修改方案所造成的资源、成本和时间浪费[9]。

荆伟（2020）在《人工智能驱动下的设计产业融合创新探究》中认为，人工智能的出现对人们的生活质量和工作效率提升有非常大的帮助。同时，现代社会各项产业的发展也受到人工智能影响。对于建筑设计工作来说，人工智能将会极大地推动建筑产业的发展。在研究中，研究者通过对建筑设计、城市规划等方面的设计者进行调查和访问，同时以人工智能概念、人工智能作用、人工智能应用等方面的情况对设计者进行了访问和调查，查看设计者对人工智能的了解程度，以及能否在工作中对人工智能进行准确应用和使用。从调查情况看，当前很多设计者对人工智能的功能和应用情况并不了解，这也使得其在工作中对人工智能的应用效率比较低[10]。智能建筑尽管能够有效降低设计者的劳动时间，提升工作效率，但一定要基于对人工智能数据的正确使用和相关数据的充分了解，只有这种情况才能对人工智能反馈的数据进行真实分析，创造性地完成工作。未来，人工智能在智能建筑上的应用也将开启新的生活和生产方式[11]。

2 国外研究现状

2.1 人工智能的发展

Pedro F. Pereira（2020）认为，智能产业的快速发展得益于人工智能技术的成熟。随着现代社会的发展，人工智能被应用在建筑行业中，通过人工智能技术中的神经网络系统对整个智能建筑进行分析、控制和管理，继而实现对智能建设的建筑修建。在智能建设的子系统控制中，可以利用非限定的复杂程序对人工智能系统进行建设和管理，反馈到神经网络系统中，由智能建筑中的自动化程序和系统对建筑项目和设计工作进行控制和管理[12]。

Yan Zhou（2020）认为，随着时间的发展，城市各项功能也不断完善，而不断发展中，人们也能够认识到当前城市发展规划存在不足，要抓紧对城市进行规划，完成城镇化建设。基于知识经济产生的云技术和大数据分析技术，能够通过强大的数据库对城市发展规划进行分析，依照人工智能技术，传递给智能建筑，以了解当前城市建设中需要对哪些建筑或城市区域进行规划，对整个城市区域内的建筑情况进行分析和数据整理。通过对数据的整理和应用，能够帮助设计者和建筑者进行有效决策，制定正确的、符合智能建筑需求的智能建筑计划[13]。

Otis Elevator Company（2020）认为，人工智能随着我国社会和经济的发展而产生。对于智能建筑来说，无论是点线面的规划，还是楼宇的控制、人员管理，人工智能都能极大提升智能建筑的工作效率和质量。在研究中，研究者通过对人工智能的构建、应用进行分析，明确人工智能建筑的构成要件，了解人工智能在智能建设中有哪些技术优势，便于未来在新型技术和城市建设中得以普及和应用[14]。

2.2 人工智能与智能建筑的融合

Chen K，Wang C，Ma H，et al（2016）认为，在建筑项目中，人工智能技术被应用到其中已是事实。只是因为发展和技术等原因，人工智能与智能建筑之间的完全融合还需要一段时间。目前，智能建筑主要通过对信息技术的应用投射在建筑设计和使用项目中。人工智能技术是一门新的学科和科学，其能够对人的智能和思维过程进行演变，进而创新出更具智能型的系统，为人类服务，应用在实际的建筑项目中，为人类创造更加便利和美好的生活[15]。

3 结语

纵观学者们近些年对人工智能在智能建筑应用方面的研究，无论是数量，还是质量，都有很大的提升。对于人工智能在智能建筑应用方面存在的问题，指出的也比较全面，基本涵盖了目前人工智能在智能建筑應用中普遍存在的问题。又相应地提出缓解人工智能在智能建筑中应用困境的对策，为人工智能在智能建筑中的应用发展做出了贡献。然而，由于研究本身的局限性，仍存在某些需要改进或继续深入之处。

以上这些研究成果，平铺直述的较多，深入论证与考察的较少。人工智能在智能建筑上的应用是一个产业链发展的过程，对于这个过程的研究，一定要依据具体的数据进行，需要强大的数据库为基准进行研究。目前，就既有的研究人工智能在智能建筑中应用发展的问题与对策的相关文献看，基础性的理论研究占大多数，缺少创新的研究方法，同时也缺少数据的运用。

对于人工智能在智能建筑中应用发展的研究，对今后我国人工智能在智能建筑上的应用具有非常重要的指导作用。但从目前已经掌握到的人工智能在智能建筑中应用发展的情况看，整体的速度较为缓慢，影响了人工智能在智能建筑应用方面的深入发展。基于具体问题具体分析的原则，建议今后在对某地进行实践勘察研究时，应当在分析当地情况的基础上，继续缩小研究范围，将研究的对象具体化。这样，对于本地的人工智能在智能建筑中的应用将会起到更大的作用。此外，在研究方法上也可以积极地革新，利用田野调查的方法，调查我国实际人工智能在智能建筑中的应用情况，而不是根据文献资料库中的其他集成结果来进行研究。今后，对于人工智能在智能建筑应用方面的研究，也要更加深入细致。可采用采集样本、图像分析等方法，将研究范围逐步扩大。希望本文的研究对今后人工智能在智能建筑上的应用有所帮助。

参考文献

[1] 王成牮.塔吊智能化管理系统的应用[J].中国设备工程，2020（16）：22-24.

[2] 刘志宏.绿色人工智能背景下的西南少数民族古村落宜居环境设计体系建构[J].设计艺术研究，2020，10（04）：11-16.

[3] 沈翔，郭乔堃.人工智能在工程项目管理中应用的拓展研究[J].中国工程咨询，2020（08）：35-41.

[4] 宁汇霖，謝忠雄，程超.产业化路径下高校学科群建筑的设计策略——以南京大学仙林校区人工智能楼和军民融合楼为例[J].华中建筑，2020，38（08）：50-55.

[5] Research and Markets; Global Intelligent Building Automation Technologies Market， 2027 - ResearchAndMarkets.com[J]. Medical Letter on the CDC & FDA，2020.

[6] 张昭振.基于BIM的智能建筑可视化运营管理平台研究与应用[J].城市住宅，2020，27（07）：39-43.

[7] 马辉，缐宇峰.面向人工智能的环境艺术设计思维创新引导[J].工业设计，2020（07）：26-27.

[8] 本刊.人工智能驱动建筑业智能化改革[J].建筑，2020（14）：12-14.

[9] 刘益辰.人工智能技术在智能建筑中的应用[J].建筑技术开发，2020，47（13）：104-105.

[10] 荆伟.人工智能驱动下的设计产业融合创新探究[J/OL].包装工程：1-7[2020-08-31].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/50.1094.TB.20200714.0914.002.html.

[11] 王宏，何海涛，杨存祥，等.AIoT技术在绿色智能建筑楼宇自控系统中的最新发展和应用探究[J/OL].华中师范大学学报（自然科学版）：1-10[2020-08-31].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/42.1178.N.20200707.1030.002.html.

[12] Pedro F. Pereira，Nuno M. M. Ramos，M. Lurdes Simões. Data-driven occupant actions prediction to achieve an intelligent building[J].Building Research & Information，2020，48（5）.

[13] Yan Zhou，Liyuan Li. The 5G communication technology-oriented intelligent building system planning and design[J].Computer Communications，2020，160.

[14] Otis Elevator Company; Patent Issued for Intelligent Building System For Implementing Actions Based On User Device Detection （USPTO 10，683，190）[J].Journal of Engineering，2020.

[15] Miroslav Schneider，Zdenek Machacek，Radek Martinek，et al. A System for the Detection of Persons in Intelligent Buildings Using Camera Systems—A Comparative Study[J]. Sensors，2020，20（12）.