人工智能技术在建筑领域的应用

1 / 6 人工智能技术在建筑领域的应用 人工智能技术在建筑领域的应用 摘要：所谓人工智能技术，是指一门由控制论、计算机科学、神经生理学、信息论、心理学等学科相互渗透所和发展所形成的综合性学科。随着该学科的不断发展，其在建筑领域的应用范围也不断扩大，极大的促进了我国建筑行业从传统运作走向现代管理和经营。文章首先对人工智能技术进行了简要介绍，并从五个方面对该技术在建筑领域的应用 进进行了讨论。 关键词 ：人工智能；建筑领域 ；计算机；应用。 1 引言 所谓人工智能 技技术，是指一门由控制 论论、计算机科学、神经 生生理学、信息 论、心理 学学等学科相互渗透所和 发发展所形成的综合性学 科科。虽然学术界对于人 工工智能的定义在经过长 久久的争论之后仍然没有 得得出一个准确的定义， 但但是从本质上来看，人 工工智能技术就是通过研 究究和制造人工智能系统 和和机器来模拟人类智能 行行为，从而使人类智能 得得到延伸的一门学科。 该该学科通过计算机来完 成成智能系统的构建，并 以以此来实现定理的自动 证证明、程序的自动射击 、语言的自动理解、模 式式的自动识别等智能活 动动。由于研究者对于人 工工智能的理解存在差异 ，所以就形成了不同的 人人工智能研究途径，其 主主要有三种，分别是 联 接接主义途径、符号主义 途途径和行为主义途2 / 6 径。 其中，联接主义途径 于于 1943 年提出，它 主主要通过神经元来对脑 模模型和神经网络模型进 行行研究，不过目前仍处 于于基础性的研究阶段。 符符号主义途径是基于物 理理符号系统假设提出的 ，从上世纪 30 年代开 始始应用于智能行为的描 述述中，目前很多的自然 语语言理解系统、专家系 统统都是基于该观点研制 的的。行为主义途径的支 持持者则认为人工智能源 于于控制论，在该理论的 指指导下，研究人员于上 世世纪 80 年代成功构建 了了智能机器人系统，布 鲁鲁克斯的六足行走机器 人人是其中的杰出代表。 人 工智能技术在建筑领 域域的应用 在建筑设计 中中的应用 在过去相当 长长的一段时间内，建筑 设设计师们都通过AutooCAD 软件来完成有 关关绘图工作，但是这并 不不能从真正意义上体现 出出建筑设计，设计师们 的的灵感、创意、创新也 无无法通过 AutoCAD 得到更加全面的体现 。随着人工智能技术在 建建筑设计行业中应用的 不不断深入，现在的设计 师师中的绝大多数都开始 应应用能够在设计全称提 供供二维图形描述和三维 空空间表现的理论及技术 来来完成日常工作，不仅 提提高了工作效率，也使 得得建筑设计的特点得到 了了更好的体现。 例如 ， Arch2016 就 是是一款基于 AutoCA D2002 2016 平台3 / 6 的，专为建筑设 计计工作而量身打造的 CAAD 系统，它集人性化 、数字化、可视化、参 数数化、智能化于一身， 将将建筑构件作为最基本 的的设计单元，采用了非 常常先进的自定义对象核 心心技术，实现了二维图 形形与三维模型的同步。 此类系统的使用让建 筑筑设计师再也不必趴在 桌桌子上完成绘图工作， 让让他们的创意和设想能 够够得到更完美的发挥和 实实现。工程图档也不再 是是以往那种抽象的线条 堆堆积，而是通过数字化 技技术转化成了直观的、 可可视的建筑模型，真正 做做到了构件关联 智能化 、构件创建参数化以及 设设计过程可视化。 2. 在施工管理中的应用 工作人员在以往开展 建建筑工程施工管理工作 的的时候，主要是依靠手 写写、手绘的方式来完成 有有关施工档案的记录和 施施工平面图的绘制，而 随随着人工智能技术在建 筑筑领域里应用范围的不 断断扩大，综合采用数理 逻逻辑学、运筹学、人工 智智能等手段来进行施工 管管理已经得到了认可和 普普及。目前比较流行的 基基于 C/S 环境开发的 建建筑施工管理系统，已 经经涵盖了包括分包合同 管管理、施工人员管理、 原原材料供应商管理、固 定定资产管理、企业财务 管管理、员工考勤管理、 施施工进度管理等方方面 面面，使对供应商和分包 商商的管理工作得到了进 一一步的细化，从而使原 材材料的进离场、分包商 及及员工管理工 作更加科 学4 / 6 学、准确、快捷，实现 了了资金流、物资流、业 务务流的有机结合。 另 外外，建筑施工管理系统 的的数据库也非常强大， 具具有极为强劲的数据处 理理和储存能力，不仅性 能能稳定，升级和日常维 护护也非常快捷方便。另 外外，针对建筑施工人流 复复杂、密集的特点，系 统统还相应设置了权限管 理理功能，保障了施工管 理理数据的安全和准确性 。 2.在建筑施工中 的的应用 人工智能技术 在在建筑施工中的应用主 要要集中在砼强度分析的 工工作中。一般来说， 28 天抗压强度是衡量砼 自自身性能的重要指标， 如如果能够提前对砼的 28 天强度值进行预测， 工工作人员就可以采取相 应应的措施对其进行控制 ，进而提高砼的质量。 在在以往的工作中，工作 人人员往往采用基于数理 统统计的线性回归方式对 砼砼的 28 天强度进行预 测测，但是对于商品砼来 说说，由于其中掺杂了大 量量的粉煤灰，因此砼各 组组材料与抗压强度之间 的的关系往往表现为明显 的的非线性关系，通过传 统统方式所得到的预测结 果果存在着很大的误差。 在人工神经网络技术应 用用于砼性能预测方面， 我我国天 津大学的张胜利 将将传统的 BP 网络模型 的的预测结果与 3 中不同 输输入模型的 RBF 网络 预预测结果进行了比较和 分分析，最终证明了 RBF 网络模型具有较强的 泛泛化能力和极高的预测 精精确度，是一种新论文 联联盟 5 / 6 型的、有效的分 析析商品砼性能的方法。 2.在建筑结构中的 应应用 汶川地震的发生 以以及这场地震所造成的 严严重危害，让建筑结构 控控制及健康诊断工作得 到到了前所未有的关注， 以以往建筑行业所采用的 结结构系统辨识方法存在 着着抗噪声能力差、适用 范范围较窄、难以进行线 性性识别的缺点，让此项 工工作的有效开展受到了 极极大的限制。 近年来， 随随着人工智能技术的发 展展，出现了一种新型的 基基于人工神经网络的系 统统辨识方法，该方法通 过过模糊神经网络所具有 的的学习及非线性映射能 力力来获得实测结构动力 响响应数据，并以此构建 起起建筑结构的动力特征 模模型。模糊神经网络能 够够对建筑结构在任意动 力力荷载情况下的动力响 应应进行非常准确的预测 ，因此广泛的应用于建 筑筑结构的健康诊断以及 振振动控制当中，具有很 强强的实用性和可扩展性 。 2.在建筑电气中 的的应用 随着我国建筑 业业的迅速发展，行业的 总总体能耗急剧攀升，有 一一段时间在总能耗中所 占占的比例甚至超过了 300%，所以，实行建筑 节节能对于实现我国的节 能能减排目标无疑具有巨 大大的促进作用，而电气 节节能技术则是当前效果 最最为显著的节能方式之 一一。 电气节能的评估 模模型建立之后，可以使 用用人工神经网络6 / 6 对其进 行行训练，提升其评估的 准准确性和网络泛化性， 使使建筑节能改造工作的 实实施能够具有更多的科 学学依据。其中， BP 神 经经网络算法就是一种能 够够将输入 /输出问题转 化化为线性问题的学习方 法法。传统的 BP 网络采 用用的是梯度下降法，该 方方法的学习速率是保持 不不变的，同时训练所需 的的时间较长，且在学习 过过程中可能发生局部收 敛敛 的情况；改进型的 BP 算法和L-M 反算法 则则增加了动量因子，无 论论是在稳定性还是收敛 性性方面，都要优于传统 的的 BP 算法，因此广泛 的的应用于当前建筑电气 节节能评估模型的构建工 作作中。 使用该方法构 建建的建筑电气节能评估 模模型的权重，能够以相 对对联系的方式隐藏于网 络络当中，这种评价方式 更更加科学、简单、适用 ，所评估模型的适用范 围围也更为广泛。 结束 语语 经过不断的发展， 建建筑业目前已经成为了 我我国的支柱产业之一， 无无论是从建筑业的自身 发发展，还是从时代发展 的的