人工智能在建筑的应用范文

导语：如何才能写好一篇人工智能在建筑的应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：人工智能技术 在智能建筑应用

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

前言

智能建筑由具备楼宇设备自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)、办公自动化(OAS)系统发展到系统智能集成,随着智能建筑的发展,智能建筑对各种先进自动化系统、通讯手段和高质量管理、服务的需求也越来越高。

一、智能建筑的发展及存在问题

经过十几年的迅猛发展，智能建筑已经由具备楼宇设备自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)、办公自动化(OAS)系统发展到系统智能集成。随着智能建筑的发展，智能建筑对各种先进自动化系统、通讯手段和高质量管理、服务的需求也越来越高。但是目前智能建筑的发展也正处于一个重要的十字路口。

1目前建筑智能化系统还夹杂着许多泡沫， 即使目前比较成熟的楼宇自动化系统(BAS)还只能称之为具有顺序逻辑判断能力的自动控制系统，无法进行思维逻辑判断或自学习，一旦工作环境或工作参数发生变化，将必须人工重新调整或编写控制程序，系统维护复杂、检修不便，离智能还相去甚远。

2 由于技术与市场等各种原因， 目前许多智能建筑的各个子系统的还是分立运行，形成了一些相互脱节的独立系统，无法实现大厦的综合优化控制。各个系统之间不仅硬件设备大量重复冗余，而且往往各系统都没有提供相互通信与控制的接口，操作和管理人员需要熟悉和掌握各个不同系统及对象的技术，造成系统建设、技术培训及维修费用的增高和系统效率低下。

因此，只有采用统一的模块化硬件和软件结构并引入人工智能技术，才能使各子系统成为一个整体，提高控制和管理系统的容错性和可靠性，并具有智能成份，这是智能建筑所追求的目标。

人工智能技术在智能建筑中的应用研究

二、人工智能新发展对智能建筑的影响

进入新世纪以来，知识库专家系统和知识工程成为人工智能领域最有实践意义的成果，已开始大量商品化。

1专家系统是一种基于知识的系统， 其实质是使系统的构造和运行,都基于控制对象和控制规律的各种专家知识。 这种人工智能的计算机程序系统,具有相当于某个专门领域的专家的知识和经验水平,以及解决专门问题的能力,或者说专家系统是指相当于(领域)专家处理知识和解决问题能力的计算机智能软件系统。 根据一个或多个专家提供的特殊领域知识、经验进行推理的判断,模拟专家决策的过程来解决那些需要专家决定的复杂问题。

这样一来， 就可以引入基于控制专家的专业知识和实践经验的专家控制系统。 采用知识表达技术,建立知识模型和知识库,利用知识推理,制订控制决策。为智能建筑的楼宇设备自动化系统(BAS)（ 包括强电设备控制自动化（EA）、安全防范自动化(SA)、消防自动化(FA)等） 提供最优控制、决策支持等。 专家控制系统的设计,改变了过去传统的控制系统设计中单纯依靠数学模型的局面,使知识模型与数学模型相结合,知识信息处理技术与控制技术相结合。另一方面，专家系统也可以应用于智能建筑的物业管理与服务之中，通过设置用户管理知识库和数据库，对人员出入、自动缴费、业务咨询等管理与服务提供智能支持。

2人工神经网络在建筑系统建模、学习控制、优化等方面取得了成功。已应用于语音识别、模式识别、最优计算、信息智能处理、复杂控制、图像处理等领域。随着智能建筑功能的不断增强，在现代智能建筑物内安装的电气设备愈来愈多，设备能耗也越来越大。要管理好一幢现代化大厦，使安装的成千上万台的设备能可靠、安全、协调、经济地运行，这就对建筑设备自动控制水平、控制设备功能、 快速响应的能力和运行管理水平提出了更高的要求。而具有学习与自适应能力的人工神经网络在控制方面所能提供的监督与非监督训练（ 前者包括训练输出输入集合和神经元加权系数的调节，后者包括分类与自组织） 为这些复杂控制提供了可能。 这样一来，智能建筑中的设备控制器就能以不同的原理进行操作。 可以学习建筑物的特性，得出简单精确的建筑物模型，可以自动调节其参数，适应建筑物特征参数或不同的建筑。 因此可将其用于建筑智能化设备的实时信号检测、控制、保护(如故障诊断)、调节，从而研制具有自学习、自适应、自组织功能的新概念的智能建筑设备自动化控制系统。

3智能建筑控制需要精确建筑仿真模型和精确、灵敏、具有适应性的系统。 由于传统模式的复杂性，控制器不能在建筑仿真模型中在线运行。 而新的神经网络学习模型采用动态学习方法建模， 降低了模型的复杂性以及对计算资源与硬件的要求，控制硬件费用降低，可以采用硬件方式实现。新的神经网络学习已经在微型芯片上实现， 即所谓的神经网络芯片。 因此，这种模式很可能在不久的将来适合于小规模的智能建筑和民用建筑。 同时，智能建筑需要学习模式的出现改变了传统模式响应速度与精度， 对计算机设备要求更加简单。 建筑学习模式的开发将带来低成本建筑智能控制的革命。

尽管目前的建筑神经网络模型存在实时性等技术问题， 但随着计算机速度的提高与神经网络实时算法的改进， 建筑神经网络控制将更加完善。 神经网络学习控制将采用大规模集成电路而不是计算机芯片形式实现，也不仅限于建筑能量控制与管理，还可以完成建筑物监控、保安、照明、娱乐等任务。 相信在不远的将来， 基于芯片的简单装置将取代今天的微处理器，使大量建筑物真正拥有智能成为可能。 较低的造价可以使智能设备进入普通市民家庭。

4随着数据库技术、网络技术以及计算机运算能力的快速发展，基于数据库的控制已成为可能，特别是随着分布式数据库和数据仓库技术的日益成熟， 在建筑智能化系统集成时引入智能决策系统，可使智能建筑真正实现智能化。

智能决策支持系统是近年来计算机技术、人工智能技术和管理科学相结合的一种新的管理信息技术。 它是以管理科学、运筹学、控制论行为科学为基础，以计算机技术、信息技术为手段，面对半结构化和非结构化的决策问题，帮助中、高层决策者进行决策活动，为决策者提供决策所需要的数据、信息和资料，帮助决策者明确决策目标和对问题的认识，建立和修改决策模型，提供各种备选方案，并对各种方案进行优化、分析、比较和判断，帮助决策者提高决策能力、决策水平、决策质量和决策效益，以达到取得最大经济效益和社会效益。

5建筑智能系统集成是满足建筑物的现代化管理的需要而出现的。 建筑智能化是从自动控制向信息管理发展的产物。 通过系统集成采用统一的模块化硬件和软件结构，就能使管理人员方便地掌握操作技术和维修管理技术， 这是所有独立子系统都无法做到的。因而，从绿色建筑和可持续发展的角度，把控制和管理相结合，扩大建筑物管理的范围，扩展智能化系统的内容和内涵，是建筑智能化的发展方向。

因而建筑智能系统集成的一个核心内容就是应用智能决策支持系统的技术设置“智能建筑管理系统(IBMS)” ，以提高整个建筑物的监控管理效率， 提高建筑物投资的产出投入比。

结束语

近年来，人工智能技术出现了新的发展，专家系统、人工神经网络、决策支持系统和多Agent 技术的应用给智能建筑的发展注入了活力，在智能建筑的控制子系统，如BAS 系统中引入专家系统，在终端电器，在智能楼宇控制中引入多Agent 技术，就可以大大降低建筑智能化系统的运行、维护成本，实现总体最优控制和节能，并将为人类创造更美好的工作、生活环境带来质的飞跃。

参考文献

[1] 王永忠.人工智能技术在智能建筑中的应用研究[J]. 科技信息. 2009(03)

[2] 吴选忠,倪子伟.人工智能新技术在智能建筑中的应用研究[J]. 福建建设科技. 2005(02)

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智能化技术是建筑电气工程建设中新技术的一种，分为GPS系统、计算机技术以及传感技术，人工智能系统包括语言的识别和处理、自动控制以及专家系统等。智能化技术的目标在于控制，例如电气工程中的电气控制等。随着科技水平的不断发展，智能化技术的应用范围也越来越广，同时能够容纳其他学科种类共同协助工程建设。智能化技术能够取代一部分人工操作，协助系统设备自主运作，提高了设备的自动化水平，避免了人为失误带来的不良影响，保证了工程整体的建设质量。

二、智能化技术在运用中的优势

(一)智能化技术具有灵活性传统控制器的操作过多的依附人员的主观能动性，在工作中难免出现失误，而智能化技术不仅保证了工程的严谨性，也减轻了工作人员的工作量，更加便于操作，在没有专业人员指导的情况下也能够利用响应数据、信息技术和语言技术完成设计。

(二)智能化技术具有一致性智能化技术的一致性体现在对不同类型数据的处理方面。其不仅能够输入陌生的数据形式，也能在输入之后完成预估，实现电气工程自动化的要求标准。对于控制对象产生的作用也会依据控制对象的不同而改变，及时没有做出控制动作，但是同样会产生控制效果。不过当更换了控制对象之后，预期的控制效果可能无法实现。所以设计工作要足够的严谨，加强对细节工作的把握，防止智能化控制器状态不佳对精准度的影响，一旦出现效果不佳的情况，应该严格筛查每一个工程环节，控制好误差保证控制的有效性。

(三)智能化技术可以优化其函数近似器的功能当设计控制模型中产生不稳定的参数变化，此时应该把握好对对象进行控制的过程。智能控制器设计能够不控制对象，而人工智能控制器可以根据下降、响应时间做出改变，使自身的性能与控制对象相协调。

三、智能化技术在建筑电气工程中的实际应用

智能化技术主要体现在电气工程中的自动控制、对故障的分析预测以及电气设备的优化设计。将其内容归纳起来主要有以下三点。首先是智能化技术在建筑电气工程中自动化控制的应用。建筑电气工程中必须设置有自动控制以及保护系统，主要是为了当故障发生时设备能产生保护动作，减少故障导致过大的损失。这些保护行为不可避免的涉及到了智能化技术。智能化技术中的GPS定位系统能够及时对工程的问题部分做出定位，然后以传感技术为媒介反馈到计算机当中，计算机根据收集到的信息自主分析，此过程计算机会调用电机设备、电磁场等相关进行问题分析，最后根据得出的阶段采取针对性的保护措施，这样一来就实现了智能化、自动化技术的应用价值。然后，建筑电气工程经由智能化技术对整个电气工程进行控制和保护，当出现未被纳入规定的状况，就会发出预警信号，同一时间反映出故障的具体方位，并进行严密的监控，在将收集到的错误信息传送给故障分析系统当中，再通过智能化技术的专家系统、神经网络、模糊逻辑等处理方式，全面分析问题。例如当变压器出现问题时，可以利用智能化技术分析变压器内部气体成分，尽快锁定正确的事故部位。最后，对于电气设备的优化主要体现在两个方面，分别是智能化技术的专家系统以及遗传算法。遗传算法是构建一个计算的模型，其通过模仿遗传学机理以及自然选择理论，计算的过程中还应用到进化规律和随机搜索，遗传算法同样是电气设备优化的重要环节，同时可以将专家系统以及遗传算法相结合的方式优化电气设备。

四、结束语

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[关键词]电气自动化；发展趋势；应用

前言

电气自动化技术是一项融合了电子信息与信息网络技术的技术，对提高工作效率具有非比寻常的意义。目前，电气自动化技术早已不单单在工业方面有着非常的广泛应用，并且在大到高新技术领域小到人们衣食住行中，也都普遍应用，慢慢地成为了影响社会经济发展的关键性因素。

一、电气自动化技术的形成特点

电气自动化的全称是电气工程及其自动化，属于电气工程中的一个分支学科。在各行各业，电气自动化都被十分普遍的运用，无论是普通电路的铺设，还是航空事业的发展，都离不开它。电气自动化技术在形成时具有以下特点：

1.技术涵盖面广

电气自动化技术在各行各业都有较为广泛的应用，它所涉及的不同技术都十分复杂。并且，由于该技术建立在电子信息与网络技术的基础之上，有着较高的技术含量，因此在针对电气自动化系统的设计过程中，其硬件和软件设计必须同时进行。而且当其需要不同的用途时，其设计方案也将发生相应变化，所以在确定设计方案时，必须结合行业、市场等多重需求，这就要求相关技术人员对于该技术应用之前掌握较强的专业知识。

2.依赖电子技术

在一个健全的电气自动化系统中，不管是用来接收信号的传感器，还是用来处理信号的控制器，即便是用来对运算结果进行转化的执行器等都是与电子技术紧密联系在一起的。由此可见，电气自动化技术的应用一般都离不开电子技术的基础应用，对电子技术的依赖性很强。

3.综合性强

电气自动化技术是一门综合技术，技术涵盖的范围较广，与电气自动化控制有关的工作联系较为紧密，尤其在火电工程、建筑行业以及钢铁等领域中颇为常见。形成了该项技术综合性强的特点，这就需要相关工作人员具备一定的综合工作能力，更要有全面掌握电气自动化技术的素质。

二、电气自动化技术的应用现状

电气自动化在不同领域均有着不俗的表现，全世界几乎都对电气自动化技术的发展以及应用表示高度重视。电气自动化技术在一个国家的经济建设生产中起着举足轻重的作用，当然与人们的日常生活也有着密切的联系。我国同样对电气自动化的发展给予高度重视，在电子和网络信息技术持续发展的条件下，电气自动化技术在社会经济发展中所占的地位也不断攀升。其应用主要体现在以下几点：

1.应用在控制系统

在我国工业生产的整个过程中，电气自动化在控制系统中的应用往往都是由分层分布式的计算机监控系统来开展工作。通常状态下，管理人员在管理系统时，为保证被监控设备保持正常运作，将联合使用多台计算机，假设其中一台计算机发生故障，则剩余其他计算机可照常进行相关工作。而就管理层面而言，电气自动化控制系统分为上下位机，其中上位机所开展的是协调工作，而下位机则有执行信息管理的重要责任。

2.应用在火力发电系统

电气自动化技术在火力发电系统中的应用优点众多：其一即是可以加强发电系统的统一化管理，并且切实达到电厂的机、炉、电三位一体的目的；其二即是可以有效地预测发电系统中存在的隐患，及时对其故障展开相应的处理措施；其三是有利于进一步实现网络结构的构建，推动企业尽早完成设备的自动化运行。并且，通过其自动化生产以及管理的实现，就能够有效地把管理、生产和操作等工作人员的数量控制在一个较低的水平，使相应的劳动成本大大减少。

3.应用在建筑领域

在社会经济飞速发展的大背景下，人们对生活的质量有了更高的要求。于是，为了使人们的基本生活需要得到满足，更多的高层建筑拔地而起，在一定程度上来说，这就对建筑功能的多样性、实用性和个性化等提出了更高的要求。在建筑中应用电气自动化技术，其优势显而易见。（1）保障设备与系统运作过程中的监控有效性。如今的建筑系统结构往往都以复杂为基本特点，特别是加入了电气系统的应用之后，无论是结构还是功能都更为多样和复杂化。传统的管理模式已经无法达到新时代下的建筑电气系统管理运行的标准，致使不同的安全事故时有发生。电气自动化技术通过“采集、处理、反馈”的流程，对建筑电气系统进行实时监控、有效分析和及时处理，保证控制中心的命令以最快速度进入系统，然后把反馈信息在最短时间内转送到控制中心，使高效控制管理得到实现。（2）使各系统之间的联系变强。在建筑领域中，通过电气自动化技术的应用能够将全部的系统形成一次整体上的连接，这在很大程度上提升了各系统之间的关系。比如，在建筑内若有其中一个系统出现危急状况，其他系统便会自动加载，并及时选择最佳应急处理方案，保证建筑内部的安全系数维持在可控范围内。（3）大幅提高安全性。由于电气系统在建筑中是比较重要的构成，其施工质量对建筑的使用寿命产生直接影响。在系统安装施工的过程中，很可能会出于自身故障、使用环境等因素，发生电气系统的安全事故，对居民人身财产安全构成威胁。而在应用电气自动化技术之后，监控系统可以对运行中存在的任何异常情况做出反应，有效地避免了重大安全事故的发生。

4.应用在钢铁行业

该技术在钢铁行业的应用，同时也标志着钢铁产业的现代化建设正式在我国起步。在钢铁行业中利用电气自动化技术，可以加大对钢铁原材料质量的监控力度，使钢铁生产环境的安全有所保证，这也是传统人工管理手段无法企及的巨大优势。电气自动化技术对钢铁产品质量有更大的控制能力，通过对钢铁生产工艺、生产过程和生产细节的自动化控制，还能够提升钢铁的制造效率，推进钢铁行业的进一步发展。

三、电气自动化技术的发展趋势

1.高频化趋势 目前，在我国工业生产中，高频化发展有着十分显著的趋势，而电气自动化技术也不例外。因此，在不久的将来，电气自动化技术的应用也应该经过高频化的发展，从而更适应如此的发展方向。

2.计算机网络趋势 计算机网络在世界的发展日新月异，因此电气自动化技术不得不与计算机网络技术开展深度融合，将各类计算机技术有机地整合在电气自动化技术之中，最终必将更好地把握电气自动化技术的研究方向。

3.人工智能趋势 人工智能是当今科技的趋势，电气自动化工作要立足于当前的体系和网络，进行信息平台和信息数据库的建设，为日后人工智能在电气自动化技术上的应用打下系统和资源基础。

结语

随着经济和技术的不断发展，电气自动化不断的与现代技术相结合，并呈现出新的发展趋势。总之，通过对电气自动化发展趋势的研究和探讨，能够有效的促进我国电气自动化技术的发展。

参考文献

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【关键词】智能机器人；发展现状；应用；趋势

0 引言

智能机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知-思维-效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能机器人与工业机器人的根本区别在于，智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能[1]。

随着智能机器人的应用领域的扩大，人们期望智能机器人在更多领域为人类服务，代替人类完成更复杂的工作。然而，智能机器人所处的环境往往是未知的、很难预测。智能机器人所要完成的工作任务也越来越复杂；对智能机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前，国内外对智能机器人的研究不断深入。

本文对智能机器人的现状和发展趋势进行了综述，分析了国内外的智能机器人的发展，讨论了智能机器人在发展中存在的问题，最后提出了对智能机器人发展的一些设想。

1 国内外在该领域的发展现状综述

1.1 智能机器人的发展现状

智能机器人是第三代机器人[2]，这种机器人带有多种传感器，能够将多种传感器得到的信息进行融合，能够有效的适应变化的环境，具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。

目前研制中的智能机器人智能水平并不高，只能说是智能机器人的初级阶段。智能机器人研究中当前的核心问题有两方面：一方面是，提高智能机器人的自主性，这是就智能机器人与人的关系而言，即希望智能机器人进一步独立于人，具有更为友善的人机界面。从长远来说，希望操作人员只要给出要完成的任务，而机器能自动形成完成该任务的步骤，并自动完成它。另一方面是，提高智能机器人的适应性，提高智能机器人适应环境变化的能力，这是就智能机器人与环境的关系而言，希望加强它们之间的交互关系[3]。

智能机器人涉及到许多关键技术，这些技术关系到智能机器人的智能性的高低。这些关键技术主要有以下几个方面：多传感信息耦合技术，多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据，以产生更可靠、更准确或更全面的信息，经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性，消除信息的不确定性，提高信息的可靠性；导航和定位技术，在自主移动机器人导航中，无论是局部实时避障还是全局规划，都需要精确知道机器人或障碍物的当前状态及位置，以完成导航、避障及路径规划等任务；路径规划技术，最优路径规划就是依据某个或某些优化准则，在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径；机器人视觉技术，机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示，核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识；智能控制技术，智能控制方法提高了机器人的速度及精度；人机接口技术，人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流[4]。

在各国的智能机器人发展中，美国的智能机器人技术在国际上一直处于领先地位，其技术全面、先进，适应性也很强，性能可靠、功能全面、精确度高，其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用。日本由于一系列扶植政策，各类机器人包括智能机器人的发展迅速。欧洲各国在智能机器人的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位[5]。中国起步较晚，而后进入了大力发展的时期，以期以机器人为媒介物推动整个制造业的改变，推动整个高技术产业的壮大[6]。

1.2 智能机器人的广泛应用

现代智能机器人基本能按人的指令完成各种比较复杂的工作，如深海探测、作战、侦察、搜集情报、抢险、服务等工作，模拟完成人类不能或不愿完成的任务，不仅能自主完成工作，而且能与人共同协作完成任务或在人的指导下完成任务，在不同领域有着广泛的应用[7]。

智能机器人按照工作场所的不同，可以分为管道、水下、空中、地面机器人等。管道机器人可以用来检测管道使用过程中的破裂、腐蚀和焊缝质量情况，在恶劣环境下承担管道的清扫、喷涂、焊接、内部抛光等维护工作，对地下管道进行修复；水下机器人可以用于进行海洋科学研究、海上石油开发、海底矿藏勘探、海底打捞救生等；空中机器人可以用于通信、气象、灾害监测、农业、地质、交通、广播电视等方面；服务机器人半自主或全自主工作、为人类提供服务，其中医用机器人具有良好的应用前景；仿人机器人的形状与人类似，具有移动功能、操作功能、感知功能、记忆和自治能力，能够实现人机交互；微型机器人以纳米技术为基础在生物工程、医学工程、微型机电系统、光学、超精密加工及测量（如扫描隧道显微镜） 等方面具有广阔的应用前景[8]。

在国防领域中，军用智能机器人得到前所未有的重视和发展，近年来，美英等国研制出第二代军用智能机器人，其特点是采用自主控制方式，能完成侦察、作战和后勤支援等任务，在战场上具有看、嗅等能力，能够自动跟踪地形和选择道路，具有自动搜索、识别和消灭敌方目标的功能。如美国的Navplab自主导航车，SSV自主地面战车等。在未来的军事智能机器人中，还会有智能战斗机器人、智能侦察机器人、智能警戒机器人、智能工兵机器人、智能运输机器人等等，成为国防装备中新的亮点[9]。

在服务工作方面，世界各国尤其是西方发达国家都在致力于研究开发和广泛应用服务智能机器人，以清洁机器人为例，随着科学技术的进步和社会的发展，人们希望更多地从繁琐的日常事务中解脱出来，这就使得清洁机器人进入家庭成为可能。日本公司研制的地面清扫机器人，可沿墙壁从任何一个位置自动启动，利用不断旋转的刷子将废弃物扫入自带容器中；车站地面擦洗机器人工作时一面将清洗液喷洒到地面上，一面用旋转刷不停地擦洗地面，并将脏水吸入所带的容器中；工厂的自动清扫机器人可用于各种工厂的清扫工作。美国的一款清洁机器人“Roomba”具有高度自主能力，可以游走于房间各家具缝隙间，灵巧地完成清扫工作。瑞典的一款机器人“三叶虫”，表面光滑，呈圆形，内置搜索雷达，可以迅速地探测到并避开桌腿、玻璃器皿、宠物或任何其它障碍物。一旦微处理器识别出这些障碍物，它可重新选择路线，并对整个房间做出重新判断与计算，以保证房间的各个角落都被清扫[10]。

甚至在体育比赛方面，也得到了很大的发展，近年来在国际上迅速开展起来足球机器人与机器人足球高技术对抗活动，国际上已成立相关的联合会FIRA，许多地区也成立了地区协会，已达到比较正规的程度且有相当的规模和水平。机器人足球赛目的是将足球（高尔夫球） 撞入对方球门取胜。球场上空（2m ） 高悬挂的摄像机将比赛情况传入计算机内，由预装的软件作出恰当的决策与对策，通过无线通讯方式将指挥命令传给机器人。机器人协同作战， 双方对抗，形成一场激烈的足球比赛。在比赛过程中， 机器人可以随时更新它的位置每当它穿过地面线截面[11]，双方的教练员与系统开发人员不得进行干预。机器人足球融计算机视觉、模式识别、决策对策、无线数字通讯、自动控制与最优控制、智能体设计与电力传动等技术于一体，是一个典型的智能机器人系统[12]。

现代智能机器人不仅在上述方面有广泛应用，而将渗透到生活的各个方面，像在煤炭工业在矿业方面，考虑到社会上对煤炭需求量日益增长的趋势和煤炭开采的恶劣环境，将智能机器人应用于矿业势在必行。在建筑方面，有高层建筑抹灰机器人、预制件安装机器人、室内装修机器人、擦玻璃机器人、地面抛光机器人等。在核工业方面，主要研究机构灵巧、动作准确可靠、反应快、重量轻的机器人等等[13]。智能机器人的应用领域的日益扩大，人们期望智能机器人能在更多的领域为人类服务，代替人类完成更多更复杂的工作。

2 讨论与展望

2.1 智能机器人的发展趋势展望

智能机器人具有广阔的发展前景，目前机器人的研究正处于第三代智能机器人阶段，尽管国内外对此的研究已经取得了许多成果，但其智能化水平仍然不尽人意。未来的智能机器人应当在以下几方面着力发展：面向任务，由于目前人工智能还不能提供实现智能机器的完整理论和方法，已有的人工智能技术大多数要依赖领域知识，因此当我们把机器要完成的任务加以限定，及发展面向任务的特种机器人，那么已有的人工智能技术就能发挥作用，使开发这种类型的智能机器人成为可能；传感技术和集成技术，在现有传感器的基础上发展更好、更先进的处理方法和其实现手段，或者寻找新型传感器，同时提高集成技术，增加信息的融合；机器人网络化，利用通信网络技术将各种机器人连接到计算机网络上，并通过网络对机器人进行有效的控制；智能控制中的软计算方法，与传统的计算方法相比，以模糊逻辑、基于概率论的推理、神经网络、遗传算法和混沌为代表的软计算技术具有更高的鲁棒性、易用性及计算的低耗费性等优点，应用到机器人技术中，可以提高其问题求解速度，较好地处理多变量、非线性系统的问题；机器学习，各种机器学习算法的出现推动了人工智能的发展，强化学习、蚁群算法、免疫算法等可以用到机器人系统中，使其具有类似人的学习能力，以适应日益复杂的、不确定和非结构化的环境；智能人机接口，人机交互的需求越来越向简单化、多样化、智能化、人性化方向发展，因此需要研究并设计各种智能人机接口如多语种语音、自然语言理解、图像、手写字识别等，以更好地适应不同的用户和不同的应用任务，提高人与机器人交互的和谐性； 多机器人协调作业，组织和控制多个机器人来协作完成单机器人无法完成的复杂任务，在复杂未知环境下实现实时推理反应以及交互的群体决策和操作。

2.2 建议及设想

由于现有的智能机器人的智能水平还不够高，因此在今后的发展中，努力提高各发面的技术及其综合应用，大力提高智能机器人的智能程度，提高智能机器人的自主性和适应性，是智能机器人发展的关键。同时，智能机器人涉及多个学科的协同工作，不仅包括技术基础，甚至还包括心理学、伦理学等社会科学，让智能机器人完成有益于人类的工作，使人类从繁重、重复、危险的工作中解脱出来，就像科幻作家阿西莫夫的“机器人学三大法则”一样，让智能机器人真正为人类利益服务，而不能成为反人类的工具。相信在不远的将来，各行各业都会充满形形的智能机器人，科幻小说中的场景将在科学家们的努力下逐步成为现实，很好地提高人类的生活品质和对未知事物的探索能力。

我国的智能机器人发展还落后于世界先进水平，而智能机器人又是高科技的集中体现，具有重要的发展价值，因此我国在智能机器人领域要认清形势、明确发展发现和目标，采取符合我国国情的可行发展对策，努力缩小与世界领先水平的差距，早日让智能机器人全面为社会的发展服务。相信经过政府的重视和投入，科技工作者的不懈奋斗，我国的智能机器人发展水平能达到新的高度。

【参考文献】

[1]董砚秋.智能机器人概述[J].网络与信息，2007，07：68-69.

[2]机器人发展简史[J].世界科学，2007-03-10.

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[4]孟庆春，齐勇，张淑军，杜春侠，殷波，高云.智能机器人及其发展[J].中国海洋大学学报，2004，09：831-838.

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[6]恽为民.中国机器人发展之我见[J].读者之声，1995-02-30.

[7]贾玉赞.浅议智能机器人发展及应用[J].太原科技，2003-03-20.

[8]孟庆春，齐勇，张淑军，杜春侠，殷波，高云.智能机器人及其发展[J].中国海洋大学学报，2004，09：831-838.

[9]朱玉章.未来智能机器人[J].军事世界，2003-10-32.

[10]谭定忠，王启明，李金山，李林.清洁机器人研究发展现状[J].机械工程师，2004，6：9-11.

[11]Akhtaruzzaman， M.； Khirul Hasan， S.K.； Shafie， A.A. Design and development of an intelligent autonomous mobile robot for a soccer game competition[J]. Proceedings of the 2009 International Conference on Mechanical and Electronics Engineering， 2010： 167-71.

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【关键词】电气自动化；智能化楼宇；运用

如果对电气自动化的了解不深，就会有人问电气自动化主要是研究什么？电气自动化研究的是信息技术，数据处理，还有电力电子技术以及自动控制等，然后与计算机应用所相结合的。而楼宇智能化一般是指建筑的自动化、通信自动化、办公自动化等几个方面，以至于达到节省人力，节省能源和合理利用设备以及能确保建筑设备安全运行。在楼宇智能化中的建设中，有一个最为重要和关键的环节的一个重要的环节，就是本文我们所讨论的电气自动化，要想建成现代化的智能楼宇，满足住户和客户的要求，在建设中离不开的就是电气自动化系统的设置，对楼宇智能化来说，电气自动化系统的设计不可分离，智能化楼宇的建设依赖于电气自动化的技术。

1 智能建筑中的体现的电气自动化应用

随着我国国民经济的稳定提高，国民收入的不断增长，人口的持续增长和社会住房的不断紧张，催生了住宅小区需求量的不断提高和房地产业的迅速发展，而人们对自己住宅的需求和生活的质量也越来越高。目前来看，在我国智能化的建筑更广受欢迎，不难发现同样在快速发展的电气自动化更是被运用到智能化楼宇的方方面面。比如最基本的设施，如水电供暖、照明排水，小区监控自动开关等，无不体现出来。更发挥出了自动化遥控与监控检测的功能，提升了我们国家楼宇管理水平，提高了电气自动化系统技术的提高，创造了舒适、安全、高效的运行环境。

2 电气自动化系统的设计

2.1 遵循最大限度发挥出电气系统的功能作用

我们现代的建筑的设备自动化系统在进行设计的时候，遵循的一个原则就是要保证在最大限度内发挥出建筑中电气系统的功能作用，要保证整体建筑的电气设备平稳安全高效的运行。楼宇中的电气自动化系统是通过运用计算机技术再结合工程技术等多种建筑建设技术，以此来达到对智能楼宇的的一个自动孔子，还有一个就是遥控自动。现今社会，一些高档酒店和高档小区住宅，为了吸引更多的顾客和人口，会通过实施提高建筑的多样性和智能化，用先进的智能化技术赢得更多的客户和带来较高的收益。比如建筑物的防雷设置、建筑物的接地安全设置、火灾的自动报警、安全防范系统的设置、监测系统的覆盖、呼应信号灯的设置，还有公共显示装置的设置等都是楼宇电气自动化系统的设计。

2.2 电气自动化在楼宇中的应用-空调自动控制

在我国大型的擅长和办公楼的建设速度非常之快。为了吸引到哦更多的顾客给自己带来更好的效益，在办公楼和大型商场等场所内都会对中央空调和照明灯环节的设计加大了力度，这是为了顾客的感受而考虑。在以前很多商场等楼宇场合内底层和顶层的温度过低和过高使顾客感觉很不舒服。但现在随着电气自动化在楼宇建设中的成熟应用，改变了这样的现象。电气自动化在这其中所体现的最突出的就是自动的调节环境温度。传统的手动控制的空调和远程监控与自动控制有很大差别。楼宇中的空调自动控制装置，一句的是事先设置好的一个恒定参数来保持一个恒定温度的控制效果。在很大程度节省了人力物力，带来了很好的反响。

2.3 安防监控系统

电气自动化的应用还体现安防监控系统的装置上，安全和防范为一体，可以预见和避免发生一些不必要的损失。这是一种现代化的安防技术，它的作用体现的范围十分广泛，发挥的作用也非常大。可以最先预见和打击犯罪事件和现象的发生，在维护社会治安和保护人民生命财产方面发挥了不可替代的作用，有效的减少了不必要的一些损失和社会的稳定发展做出了贡献。

2.3 楼宇智能化中电气接地系统

在电气自动化我们可以学到TN-C是三相四线制的电气接地系统，它是通过通过三根火线和一根保护中性线接地。而且，在我们的楼宇智能化建设中我们要做好的就是电气接地系统的设置，为什么要这样做？主要就是因为在楼宇智能化系统当中，如果每一个的变配电设备的负荷较大，造成的后果就是有可能出现失火、火灾等现象。还有一个重要点就是，在TN-C系统中，如果没有安装剩余电流保护器，这样造成的后果就是检测不出来发生故障的电流。在楼宇智能化中或我们国家建筑工程供电使用的基本是，三相三线制和三相四线制等，电气接地系统为智能楼宇的安全也提供了保障，在我国楼宇智能化中或者家用电器都会设有单独接地的插头，虽然又方便又安全，不过仍然存在着问题。比如不能解决相线对大地适中引起的电压升高，还有对地故障电压的蔓延。现在可以了解到的是TN-S系统关乎到供电系统的可靠、安全和稳定。特别在近年来，大量的智能化楼宇不断坐落建成，更是对接地系统设计带来了新的内容和挑战。

2.4 楼宇智能化电气火灾报警系统

随着电气自动化技术的不断发展，传统火灾自动报警系统正在逐渐的被社会淘汰。现在更多被运用的电气火灾报警系统，电气火灾报警系统更先进之处在于，属于先期预警。所以在楼宇智能化中或工程项目中，大多安装打起火灾监控系统。剩余电流互感器、电气火灾探测器、电气火灾监控器、还有监控探测器、监控报警等，共同组成了电气火灾报警系统。在智能楼宇中安装，能够有效的遏制火灾的发生。

2.5 电气安全防范系统下的智能楼宇

智能楼宇安全防范系统是以保障安全为目而建立起来的技术防范系统，智能楼宇的电气自动化监测范围也十分广泛。

3 智能化楼宇―防雷保护接地

防雷保护接地顾名思义就是以防雷为目的的接地。一般情况下的智能化楼宇系统中，在建筑物的顶端会设置防雷设置。防雷接地的原理是什么？防雷接地装置在建筑物的最顶端，在其内部设置有受雷装置和引下线、接地线这三个装置，这样可以快速而有效的防止和避免雷击对楼内住户或者楼内安全设施说带来的破坏影响。因为在它的设计中，建筑物内的金属性质的构件和外墙的所有金属性质的构件都会与防雷系统相连接。所以在智能化楼宇中，安装防雷保护接地则有着十分现实的必要。

4 结语

电气自动化与我们的生活密不可分，在智能化楼宇中致关重要的作用更是体现在方方面面。

参考文献：

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关键词: 暖通空调 设计方案 展望 思考

中图分类号：S611文献标识码： A

0引言

随着我国城市化进程的加速，建筑业也得到了前所未有的发展，不同形式，功能各异的建筑大量兴建。但是方案设计是目前暖通空调设计工作中问题较多的一个环节,而且这些问题并没有引起有关方面的足够重视,这影响到暖通空调设计质量和水平的提高,因此有必要对目前暖通空调方案设计现状和存在的问题进行一些分析。

同时，由于人民生活水平的稳步提高，消费结构的不断改善，老百姓对建筑物的服务水平的要求也在提高。人们不仅仅满足于建筑物挡风遮雨、冬暖夏凉这些最底线的功能要求，而把更多的目光投向了室内环境品质、建筑耗能、建筑系统的安全可靠运行和经济性上。因此，设计方案的评价决策及优化越来越受到大家的重视。如何因地制宜的合理选择能源资源，如何充分有效的用能，如何提高建筑用能系统的效率，如何合理设计从而创造舒适的室内环境同时尽可能减少对室外环境的负面影响，是每一个暖通空调工程师的任务。

1 动态性的暖通空调设计方案目的评估

任何评价过程都是基于一定的评价目标。在暖通空调设计方案的评估过程中, 有的注重于经济性的评价, 追求花费最小的方案, 甚至以牺牲室内舒适性为代价; 有的侧重于节能性的评价, 认为能耗最小的方案为最优方案; 有的以多目标( 经济性、能耗和环境影响) 的整体最优为评价标准。

实际上, 对于某一特定的建筑, 评估的最终目的是满足用户的要求。而用户的需求是千差万别的, 具有明显的动态特性。有的关心室内环境质量, 希望能维护一个较高的室内环境, 即使多花点钱, 以多耗能为代价也在所不惜; 有的却只是希望在满足基本的舒适度的条件下, 钱花得越少越好。不同功能的建筑, 要求也有区别。比如说对于洁净厂房、医疗手术室等, 空调系统所维护的环境洁净度将是一个必须且十分重要的评估项目, 然而对于一般的民用建筑, 对洁净度几乎不做要求。另外, 对于相同的评估项目, 不同用户要求的高低程度也不一样, 这就要求评估体系必须是建立在住户需求上的动态评估。因此, 可以考虑在具体的评估过程中, 由用户和评价机构共同来制定评估项目, 制定评价准则时充分考虑用户的切身需求, 以人为本。

2提升暖通空调方案设计水平的思考

首先，由于日益增大的人口、资源和环境压力,使我们只能走自己的可持续发展之路,而不能照搬欧美的一些经验，所以，暖通空调的设计只能遵循可持续发展的战略、遵循绿色建筑、生态建筑的原则。

其次，应从管理和技术两方面入手来解决暖通空调设计方案的问题。在技术方面,目前暖通空调设计方案评价方法的主要问题是评价体系不完整、定性指标的评价和权重的确定缺乏客观性。没有一个放之四海而皆优的技术方案,应采用寿命周期评价的观点,针对具体的设计条件和要求,对暖通空调设计方案的可行性、经济性、节能性、可靠性、可控性、可维护性、安全性、舒适性、美观性、环境影响等十大评价指标进行综合评价,以确定最合适的设计方案。同时，应加强对定性指标量化评价方法的研究,使设计方案评价方法做到科学、透明、客观、公正,这是评价方法能够进入工程应用的基本要求。

第三，应加强暖通空调设计的软件化、规范化，考虑设计方案的经济性、节能性等要求。多方案综合评价决策的方案设计方法将使方案设计工作量大幅度增加,这将成为影响其推广应用的一个重要问题,为此应加强相关方案设计软件的开发研究,实现暖通空调方案设计软件化、规范化。在设计管理方面,国家应制定有关法规、设立专门机构加强对建筑方案设计阶段的节能性、经济性、环境影响、安全性等建筑性能指标的评估控制;在建筑设计评标时,设计方案的节能性、经济性、环境影响、安全性应作为评标的重要指标;应改变目前按投资的固定比例来收取设计费的设计管理政策,将设计方案产生的综合效益与设计费挂钩,解决暖通空调设计费偏低的问题,调动暖通空调设计人员进行方案优选和创新的积极性。提高国内建筑设计收费水平,使国内外设计单位能在公平的条件下进行竞争;管理部门应制定相应法规保障工程设计的合理设计周期,使暖通空调设计人员在方案设计阶段投入更多的时间和精力,这将达到事半功倍的效果。

3 暖通空调设计方案评价决策的展望

3.1 对方案进行安全性风险评估，实现暖通空调系统建筑环境的安全使用

对于暖通空调系统而言，人们不仅关心它所维护的室内环境是否满足舒适和健康的需要，同时也在关注它所表现出的建筑环境安全性能。这里所提出的建筑环境安全性能是指建筑系统为维护人体健康安全而对自然或人为灾害的防御、抵抗和缓解能力。例如抵御不同概率的大气炎热或寒冷因素的能力，防范生化袭击和防止空气传播疾病的能力等等。而后者在当今和未来的世界显得尤其重要。因此，建筑环境控制系统怎样应对突发的生化袭击和疾病的空气传播，建筑物的环境安全性能怎样能被全面而准确地评价，这些都是摆在我们面前的一个崭新而又迫切需要解决的问题。建筑环境安全性能的风险评价势在必行。

3.2 对设计方案进行先导性预测，实现暖通空调系统的先进性

在评价暖通空调系统的设计方案时，我们往往采用已有的标准、规范和认知水平来衡量已知方案的优劣好坏。不可否认，这样评价出来的结果符合现阶段人们的认知水平，也反映了当代的客观需求。然而，我们不禁要问：现在抉择出来的“优胜者”，在10 年或者几十年后是否仍然独占鳌头呢？是否仍然满足那个阶段人们的要求呢？这就引出了暖通空调设计方案的先进性问题，即暖通空调设计方案随着时代的变迁，社会的进步而保持其 “优异特质”的能力。一个优秀的暖通空调设计，不仅需要体现本时代的精神，还必须能经受时间的考验。因此，在建立暖通空调设计方案的评估指标时必须把先进性纳入其中。

3.3 利用最新的前沿科技，实现暖通空调系统的集成智能化

当今世界科技正以一日千里的惊人速度高速发展，尤其以人工智能和计算机技术为代表。可以预见，在不远的将来，在各个领域，人类必然将从繁重的劳动中解放出来，取而代之的是具有高智慧、高容量和高速度的计算机系统，部分甚至全部取代人类的设计工作。针对暖通空调领域，在此提出代表暖通空调智能设计评价决策高级实现形式的计算机集成智能设计系统。

所谓计算机集成智能设计系统，是指这样的一类系统：它以智能 系统为基本实现模型，由各种智能设计方法作为理论基础（方法的集成），能够对工程设计（或产品设计） 的所有阶段的工作提供支持 （系统的集成），具有唯一的和共同的数据描述（知识的集成），具有捕获错误、回答提问、建议解决方案、提出创造性方案等智能特性，具有良好的人机智能交互界面，同时系统能够自动获取数据、自动生成方案，并能对设计过程和设计结果进行智能显示，最后，系统内部不但要实现网络化，而且各行各业的 系统要组成 信息互联网。暖通空调方案设计的计算机集成智能设计系统可以由设计型的暖通空调方案智能生成专家系统、评价型的暖通空调方案智能评价专家系统和决策型的暖通空调方案智能决策支持系统等三个子系统组合而成，三系统彼此联系，相互依存，相信具有广阔的应用前景和重大的商业价值。

4 结语

设计方案对于暖通空调工程设计的成败优劣关系重大，是暖通空调系统生命周期中最为关键的一环，但其评价决策是一个涉及面广，影响因素众多的复杂系统工程。暖通空调设计方案评价决策的历史进程恰恰反映了事物发展的自然规律：从简单到复杂，从单一到综合。即由最初的单一方面的简单评价发展到当今的多方位、全角度的综合评价决策，将来必然向高级化、智能化发展。建立暖通空调设计方案评估体系是一项承前启后的工作，也是暖通空调设计方案准确决策的必由之路，可以通过对绿色建筑评估体系的研究学习找到建立的方法，该评估方法的核心理念就是以资源、环境、能耗、经济的最小付出，获得用户的最大满意度，最大的特点是以人为本，把用户需求作为最终目标，实现基于用户需求上的动态评估。

参考文献

[1] 葛艳红. 方案设计系统模型的求解及决策研究[J]. 武汉理工大学学报( 交通科学与工程版) , 2001, 25( 4) : 481-484

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【关键词】虚拟实境 虚拟现实技术 建筑设计

虚拟实境（也称虚拟现实）是计算机与使用者之间的一种更为理想的人-机界面模式。使用者通过头戴一个头盔，手上戴着传感手套，就像在一个虚拟世界中，在虚拟环境中漫游，并可以操作其中的“物体”。

一、虚拟实境

（一）虚拟实境（也称虚拟现实）的定义

英国学者Jelena Petric和Tom Maver 曾经试定义虚拟实境相关名词，包括：1.真实的（Real），就是真实存在的、非想象的、实事上有的；2.虚拟的（Virtual），相对而言，和实际存在的物体有区别，是想象之产物；3.虚拟实境（ Virtual Reality）：曾经存在、目前存在，或未来将存在于真实建筑造型或功能中之电子模拟；在这里加了时间的因素。4.Real Virtual：从来不存在。称其为不存在，是它为虚拟的，想象的。

（二）虚拟实境的特点

虚拟实境应具有以下特点。一是通过计算机生成一个非常形象的足以让我们认为是真实的一个人类视觉的虚幻的世界。我们不仅可以看到而且可以听到、还能摸到及闻到这个虚拟世界中发生的一切。这种感觉很真实，至于我们能在这个虚幻的世界中而感觉不到是虚拟的。这就是虚拟实境的第一个特点，即浸没感（Immersion）或临场参与感。一般来说，虚拟系统的输出设备应尽可能面向使用者的感觉器官以保证良好的浸没感。使用者在虚拟的环境中可以通过跟踪使用者的身体的运动来完成，与虚拟物体的接触通过戴在手上的传感装置检测来实现。

虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型是不一样的，它是一个动态的世界，一个开放的环境，它可以对使用者的指令作出响应。比如你可以拿起一根尺子就可以在虚拟现实中画图一样，你甚至可以用虚拟的手感触到虚拟物体存在，虚拟现实环境可以通过控制与监视装置影响或被使用者影响，这是VR的第二个特征，即交互性（Interaction）。

所以，虚拟现实是人们可以通过视觉、听觉、触觉等感受到设计者思想的一个高级界面。

二、虚拟现实技术的概念及其在建筑设计中的应用

虚拟现实技术这一名词是由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jargon Lanier）在20世纪80年代初提出的，也称灵境技术或人工环境。作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统，它最早源于美国军方的作战模拟系统，90年代初逐渐为各界所关注。

建筑活动具有实际操作性，所以，建筑业主都希望在设计时能比较形象化地知道建成是什么样子的，而设计者也希望在设计的过程中，就能真实地表现建筑建成以后的样子。

计算机运用ALV（Advance Lighting Visualization）语言，可以给设计者提供一个逼真的环境。目前Lightscape， 3DS MAX等这类软件就能够建立复杂的数据模型并完成光线效果的模拟。但是这些都是静态的。如果进一步把场地及环境的信息输人计算机，使用计算机处理之后，把这些因素合成在一起，就能得到比传统画图方式要真实得多的仿真效果。

建筑设计及教学中虚拟现实系统的应用可以使设计者感受时间与空间的转变，输人不同的变量参数能够预测不同种类的情况。例如变化室内光线、温度、及其他一些物理环境，通过虚拟现实系统可以使设计者和参观人进行交流和评价。

（一）设计方法

传统的建筑设计基本上是采用二维的绘图和简单的实体模型来表达三维的空间，但是真实的建筑是三维及其环境组成的。所以这种方法一直制约着建筑师和建筑学的发展。

使用计算机技术在虚拟空间中建立的三维数据模型，可以从各个角度观看、研究，而且可以快速、真实地表达各设计要素，如材质、光线、高度、比例等，有利于设计者进行推敲和修改。

（二）设计成果

传统的设计成果主要是以图纸来以及实体模型、动画来表达。而计算机的应用则创造了新的成果形式：模拟空间数据。这种方式所传递的信息大大多于传统方式，同时具有传递快捷、保存方便等优势。

计算机技术的发展和应用，使得三维方式的成果表达将占据越来越重要的地位，目前在一些发达国家的建筑行业，已经尝试利用计算机来制作三维线框模型来绘制建筑施工图，虽然这种方法的在实施过程中还有许多问题，主要就是与多年来建立的建筑制图的规范和标准之间存在矛盾。但是也可以考虑建立一些电子化的三维标准。

（三）设计环境

建筑设计不只是一个简单的平面体现，而是系统化三维甚至加上时间因素的一个过程。从设计开始的资料收集到设计的深人、表达和成果的展示、存贮，因为应用了信息技术，而变得更加连贯和系统。设计者之间，以及设计者与业主、设计者与公众、设计与施工之间可以更好地交流和沟通，大大提高工作效率和质量。

三、结语

而在信息时代，信息传递的手段大大增加，建筑设计也必然走入这个信息高速发展的环境。“空间”不再局限在传统的城市广场、公园、街道等，还包括电脑空间、网络空间、虚拟空间等。这种交往方式的改变，要求我们必须重新定义以往所熟知的建筑设计观念。

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关键词：建筑施工；虚拟仿真；应用

中图分类号：TU7文献标识码： A 文章编号：

引言：建筑施工行业是传统行业之一，在当前高新技术高速发展的背景下，其行业应接受高新技术带来的优势。在进行复杂大量的建筑施工时，为了保障不间断地有节奏工作，应使各个施工环节协同运作、步调一致，而要想达到这个目的就必须事先制定准确无误的组织计划和施工方案。而运用以往的工具和计算技术，早已难以保障准确地、及时地处理大量繁琐的施工技术资料。于是本文着重对虚拟仿真技术在建筑施工的运用进行了研究和探讨。

一、虚拟仿真技术的概念

虚拟施工技术（VC）是对实际施工过程的模拟。它运用结构仿真和虚拟现实等技术，在计算机等相关设备的支持下，对施工过程中的物品、人员、财产、施工过程进行逼真演练，以便事先发现施工中可能出现的问题，并采取相应的预防措施，在优化与控制能力、缩短工期、增强施工过程中的决策、减少风险和降低成本等方面均有显著作用。[1]

二、虚拟施工所需的技术支持

虚拟施工需要众多学科领域来提供技术支持，主要包括为虚拟现实技术、优化与建模技术、计算机仿真技术以及相关的软硬件技术。具体情况如下：

2.1虚拟现实技术。它综合了传感器技术、计算机图形技术、显示技术、计算机仿真技术等众多学科，它为人机对话提供了更直观和逼真的三维画面，而且还可以在多维空间上创建一个虚拟环境，以达到身临其境的感觉。

2.2建模与优化技术。应用此原理进行工程的设计、规划、管理、施工时可以综合全面地考虑在时间、经济和技术上的最佳方案，实现利益的最大化。优化方法也是虚拟施工中的一个重要技术。建模方法实际上是虚拟施工的另一种支撑技术。虚拟施工的模型包括：设计模型、基础模型和施工模型三大方面。其中施工模型与工艺参数联系在一起，以反映设计模型与施工模型间的交互作用。因此，施工模型必须具有以下几大功能：施工数据表、计算机工艺仿真、施工规划、物理和数学模型、统计模型等。

2.3计算机仿真技术。在土木工程中仿真技术主要运用在施工技术与管理和结构计算。计算机仿真技术是虚拟施工的最重要部分。在结构工程施工方面，内力仿真分析将直接给工程施工安全提供保障。[2]

2.4软硬件基础。虚拟施工技术是数据库技术、CAD技术与计算机仿真技术、计算机网络技术、虚拟现实技术、人工智能技术等多种学科技术结合而成的。只有当软件和硬件同时发挥作用才能使仿真技术得到充分利用。

三、虚拟仿真技术在建筑施工中的应用与现实意义

在建筑施工中虚拟仿真技术的作用不言而喻：首先，它有助于相关管理制度的完善和建筑市场的管理。在招投标时，虚拟仿真技术可以直观地对投标各方的方法、成效和施工工艺进行比较，从而达到公开、透明、公正、公平的目的。这样就大幅度减少了不正当行为的出现，对规范建筑市场管理有不可估量的作用。同时，它还能帮助判断建筑设计的合理性，以便对不合理处进行及时修改，优化设计方案，这对一些重大工程极其重要。因为设计方案毕竟都有一定的局限性，它主要由设计者的知识水平和施工经验来决定，因此对于同一个施工项目不同的设计师有着不同的方案，这时就需要用到虚拟仿真技术来科学地、直观展现不同施工方法措施和施工组织的具体效果，以便定量地对各种方案进行对比，真正实现施工方案的优化。运用虚拟施工技术能对整个施工过程进行事先模拟，使技术人员能在施工前最大可能地了解到各个构件在实际工程中的相互关系和相对位置，对施工方案进行相应调整，计算其相应工况应力，对多种施工方法进行实验分析。这样对于下面几个方面将会产生重大的作用：（1）建筑工程施工方案的选择和优化，我们知道，现在的建筑物因为设计师的不同，所以，基本上每一个建筑都有它自身的风格，这就导致了我们不可能复制建筑工程的施工过程。但是，如果采用施工虚拟仿真技术，我们就可以解决因为在施工经验的基础上建立的对于施工组织的选择和优化以及施工的方法所产生的局限性的问题。同时还可以直接的看到每一种施工组织措施和施工方法相结合时产生的不同的效果。这样就可以让我们更直观的从不同的施工方案中选择出最适合的施工方法，从而更好的完成施工。（2）施工技术的革新和新技术的引入，对于施工技术人员来说，施工虚拟仿真技术不仅能让他们更好的发挥出他们的创造性而且还能在成本很低的情况下完成施工新工艺的试验。这样，我们不仅降低了其试验的风险，还能大大的缩短引入和推广的时间。（3）施工管理，施工管理过程中不可避免的会出现质量、安全等方面的隐患，而施工虚拟仿真技术在模拟施工的过程中就可以让我们很清楚的看到这些安全隐患，从而在施工过程中能有效的避免或者尽早提出解决方法。（4）安全、生产培训施工虚拟仿真技术具有实效性、全面性的技术优势，对操作人员了解操作流程起到了重要作用，保证了施工任务的安全性，同时有效提高施工质量。（5）考察建筑设计的合理性.则也需运用大型工程设计施工虚拟仿真技术，该项技术不仅方便了对需优化部位的修改，更对业主、施工单位、设计单位三方的沟通与设计交底提供了便捷准确的方法。 [3]

四、虚拟仿真技术在建筑施工中存在主要问题：

计算机硬件和仿真软件本身的发展是仿真技术能否在建筑工程施工领域得以推广和应用所遇到的主要瓶颈。目前应用虚拟仿真施工系统所面临的难题有：（1）由于虚拟仿真系统具有需要在较高的专用工作站或实验室上进行的特点，导致了开发和应用要求的硬件平台较高，从而导致了企业在自行开发系统的过程中必须投入大量的资金和人力在专用虚拟实验室的建造以及国外进口设备和软件的购买上，这势必影响着企业的资金和人力资源。另外，系统的演示受设备的限制，移动的不方便性都在企业的考虑范围内。（2）单项工程的开发需要一个方便的开发平台，这个平台的提供需要一套面向建筑工程施工的专用集成型软件系统。由于虚拟仿真系统在工程施工中几乎没有集成型软件，导致了在单项工程进行开发时，需要从国外进口相关软件平台作为支撑，再加上工程施工中影响因素较多，以上的种种因素成为了开发一个项目所需成本较高的客观因素。（3）目前，虽然我国一些大型建筑企业集团已成为开发和应用施工定额软件、施工管理软件的主力。他们通过建立自己的设计研究院，为施工企业的技术人才培养创造了条件，而且部分的工程技术人员已具有一定的软件研发能力和应用水平。但是，无论是施工企业要引进专业软件人才，还是培养自己的开发骨干，都会给施工企业的开支造成巨大的压力。[4]

五、总结：随着虚拟施工技术的进一步发展，虚拟技术在土木工程中的应用将更加深入、普遍，它能大大提高工程管理和施工的效率，保证进度的进展，节约成本，提高安全性，减少工程风险等。在虚拟现实系统的施工组织与管理下，通过建立虚拟模型和虚拟施工过程来实现工程事先模拟，这必定会成为传统的施工管理的新篇章。

参考文献

[1]杜晓刚.虚拟仿真技术在建筑施工中的应用分析[J] - 中华民居 - 2011(6)

[2]黄明.虚拟现实技术在建筑施工中的应用 [J] -硅谷2010(8)

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【关键词】知识管理；建筑工程；质量管理

随着对知识管理研究的深入，其研究重点已经从定义、概念等方面深化到具体工程项目的应用发展中。知识管理在在建筑工程质量管理中的应用为工程项目的质量提供了新的保障，也为管理模式的改进添加了新的动力。

1、知识管理与质量管理的概念

1.1知识管理的概念

知识管理的概念到目前为止仍无统一界定，业内有如下几种对知识管理概念的认知：（1）知识管理是一种对组织知识资产进行挖掘与开发的目标观念性指导，其指导对象包括两种类型的知识，即外显性如，技术理论、文件资料等和内隐性知识。知识管理存在着对知识的识别、创造等过程，通过这一系列的过程来创建知识体系进而达到组织学习的目的。（2）知识管理是一种能将组织或个人所拥有的知识资源进行最大程度调用与挖掘的方式。（3）知识管理是一种通过了文献管理、计算机管理、信息资源管理而产生的延伸管理产物。（4）知识管理本身可分为知识库、知识通道、知识环境与知识资产。

综上所述，知识管理就是组织或个人，通过一定管理制度对知识进行获取、挖掘及创新的应用，以达到提高组织或个人创造价值能力的提升，使经济效益得到提高到额一个过程。

1.2建筑工程质量管理的概念

建筑工程质量管理的概念具有针对性，是对建筑工程用途以及能否满足人们基本需求的特性的一种限定。早期的建筑工程质量管理主要是通过利用数理统计来对生产过程中工程质量进行控制。现阶段，建筑工程质量管理已发展到全面质量管理阶段，其特点是：全面、全过程、全员的质量管理。全面质量管理贯穿整个建筑施工的全过程，组织内能够进行管理的所有事物及人员均在管理范畴之内，并对全面综合实行多方式管理法以达到劳资双方都受益的目的。

1.3知识管理技术

知识管理技术的概念较为广泛，一般是指能够协助人们获取、开发、存储以及传递知识的一种现代信息技术。就单一技术体系而言，知识管理技术覆盖着知识管理的各个环节，同时作为多种信息技术的集成，使得管理系统成为一个整体，在一定程度上促进了外显性知识与内隐性知识之间的相互转化，为知识管理提供了方便，同时通过知识的利用与共享，给人们带来一定的效益。不仅仅计算机技术，在编辑出版技术、发行技术等知识传媒技术中，知识管理技术亦发挥了相当的作用。日常中我们接触的知识管理技术大多是以计算机现代信息为基础的，计算机网络技术、人工智能技术、知识发现技术以及知识库技术在知识管理技术中亦有相当比重。

1.4知识管理系统

知识管理系统是一个同时具有对知识进行管理并协同进行工作能力的计算机系统，同时它也是一个综合系统，融合了管理的方法、处理决策以及组织发展规划，是知识管理的实施平台。知识管理系统主要具备以下几个基本功能：（1）知识的累积 累积统计自组织建立知识库以来，在应用过程中所收获的知识，为实施知识管理打下基础；（2）知识的共享 可以使企业或组织内部，每一个项目的运行都能在全企业经验知识基础上，帮助管理部门了解动态、行政部门定制制度；（3）知识的交流 作为知识管理的核心，知识交流对企业或组织内部氛围以及文化结构有着积极的作用，能使企业或组织成员间的交流变得无障碍，从而使知识和信息的交流得到最大程度上的融合。（4）知识创新 通过上述的累积、共享与交流，来实现对知识和信息创新，是知识管理的目的所在【1】。在经济现代化的社会，知识本身不仅仅是重要的资源同时知识作为商品，在各国的各个具有创新特色的产业结构中所发挥的作用也是越来越大，知识管理的实施促进了知识的创新，加强了企业或组织的核心竞争力。

2、建筑工程质量管理的任务

不同的时代背景下，管理的重点以及重点要求的提出是不一样的。以知识经济时代为背景，知识管理的实施成为知识经济浪潮中的重点。根据《建设工程质量管理条例》，从知识的创新、应用到知识的再创新，建筑工程质量管理的职能主要体现在以下几个方面：（1）实施 贯彻落实建筑工程中相关的质量管理法律与法规，对建筑工程施工现场的建筑材料进行有根据、有规范的质量监督检查；质量管理相关人员对受监工程的勘察、设计、施工以及建筑构件厂的等级与营业范围进行管理核查，以确保各个步骤的落实到位；上级对县级质量监督机构进行资质上的审查，重点考核监督人员的业务水平【2】。（2）评定 评定的主要目的就是对建筑工程的质量进行相关检验，对工程质量的好坏进行划分从而核准出地区所属的优良工程。（3）创新 试验、鉴定被采用及推广的新结构、新技术以及新工艺，掌握建筑工程质量的新动态，对这些新的信息进行综合，进而对在监督建筑工程质量中的经验进行交流。（4）裁判 对建筑工程中出现的重大质量事故进行分析及处理，并对劳资双方就工程质量问题所产生的纠纷进行判定就仲裁【3】。

3、建筑工程质量管理中存在的问题

现阶段，建筑工程质量管理中问题较为突出的是体现在管理监督的方式上。监督方式的陈旧，目前政府监督部门对建筑工程的质量管理还是以文件的送达与现场监督的方式来完成，没有涉及现代信息管理技术的应用，监督工作的信息化未能得到实现，从而亦无法利用知识管理技术来对工程质量的信息进行挖掘，导致新技术、新工艺和经验交流等职能无法实现，建筑工程质量的信息亦无法得到综合利用。

4、知识管理在工程质量管理中的应用

4.1在质量管理系统中的应用

从建筑工程的开始阶段，工程质量管理就贯穿于整个工程期，知识管理的应用可以针对各个时期、各个阶段的不同特点来进行：（1）施工前期 施工前期，项目方案的知识管理设计是十分重要的，主要包括进行教育训练达到一定程度的共识，建立知识管理中心、知识库来对知识进行分类与筛选。（2）施工期 知识管理系统在施工期主要任务就是根据系统的规定，获取、存储知识，进而将所获取的知识进行传播与应用【4】。施工企业对质量管理的知识进行收集，通过知识管理中心的分析，对异常质量信息进行质量知识管理与挖掘，最终对专家的意见进行评估【5】。（3）竣工期 建筑工程完成后，知识管理中心可根据施工工艺与工程类型等对工程的质量进行评估，有助于优秀方案的推广以及知识库标准的改进，然后通过各种信息工具进行相互间的信息交流，改进建筑工程质量管理体系。

4.2对影响质量因素的作用

影响工程质量的因素主要有人、材料以及施工方式等，良好运营知识管理以提高工程质量需做到如下几点：（1）学习机构的组建 学习机构的组建能够培养整体的学习氛围，使组织更为人性化，进而实施知识管理。（2）小团队的建立 各个团队之间可将各自的经验与知识进行交流，使得知识的获取面更为广泛，不仅仅在治疗管理中营造了良好的环境同时整个企业或组织也形成了管理知识、分享知识的良好管理文化氛围。（3）材料、施工方案的管理 对材料与施工方案的管理应实现现代信息技术化，从而指导材料等的选购，通过知识管理来达到一个有效的控制，使其能够符合工程质量管理的核心要求。

4.3在管理主体及方法上的应用

建筑工程的实行，其参与方是很多的，主要有企业、施工队、项目管理与监理，因此，质量知识管理系统的监理必须满足各个参与主体的要求，以达到预防、处理因知识局限而出现的工程质量问题【6】。应用现代信息技术进行知识管理能提高各个主体对相关方法的使用效率，从而更好的对工程项目的质量进行管理与控制。

5.小结

不论外显性知识还是内隐性知识，他们均应该是流动的，可互相转换的【7】，这样，知识的相互促进与共享使企业或组织的信息面相对广、信息量相对充足，根据知识管理的理念，建筑工程管理系统能得到更好的完善与实施。

参考文献

[1]林纪宗, 张其春. 知识管理在工程项目质量管理中的应用[J]. 价值工程.2005,(11):53-55.

[2]王耀华,吴贤国,骆汉宾. 知识管理在建筑工程质量管理中的应用[J]. 华中科技大学学报(城市科学版).2004,12(4)81-83.

[3]王巍,楼新远.知识管理信息系统的研究与开发[J].宁夏工程技术,2003,2(1):66-69.

[4]王众托. 项目管理中的知识管理问题[J].武汉理工大学学报.2003，（3）。

[5]陈明,冯俊文. 现代项目管理在企业知识管理中的作用[J]. 软科学.2003,(3).

篇10

【关键词】建筑工程；给排水；节能减排

给排水系统是建筑工程的重要组成部分，与人们的生活有着密切的联系，目前在绿色建筑建设前提下，对于给排水系统的施工已经由传统的质量保证向节能减排转换，即在保证生活需求的基础上，降低水能源的损耗，提高给排水系统施工的综合效益。在对建筑给排水系统节能减排进行设计时，需要明确造成能源消耗的原因，并基于此来确定设计研究方向，选择合理的措施进行优化，最终达到降耗的目的。

一、建筑给排水系统设计现状分析

1.给水系统

给水系统作为建筑工程基础功能的重要组成部分，其在很大程度上影响了居民生活质量，其设计效果是否合理决定着供水功能的实现效果，同时也影响着水资源的能耗。就我国建筑给水系统设计现状来看，最为常见的设计问题为给水系统超压，此类问题在设计与施工时很难被发现，在施工完成投入使用后就会造成水资源的浪费。另外，卫浴与厨房是建筑集中给水位置，如果所选卫生器具陈旧降低耐用性与密封性，就会出现冒、漏、滴等问题，增加水资源的用量造成浪费。针对此种情况，在对建筑给水系统进行设计时，需要对工程结构进行详细分析，合理确定供水压力，并且要选择质量优良的卫生设备，例如高效节水型坐便器每次即可节约一半左右的用水，浴室选择用手拉延时自闭淋浴器等，均可节约水资源的应用。并且，在给水系统运行过程中一旦出现故障，必须要及时进行处理，减少水资源的浪费。

2.排水系统

排水系统主要作用是将生活中产生的污水、废水排除，与积水系统不同，排水具有一定腐蚀性，在应用过程中更容易对管道造成腐蚀，严重的甚至会出现渗漏水问题，不但会对管道系统造成影响，严重的还会对建筑结构产生不良影响。排水系统存在的问题主要集中在供水管道与配件等位置的渗漏，主要是因为施工选用管材不合格，在后期使用过程中出现渗漏水问题，造成水资源的浪费。并且，建筑排水管道基本上均埋设在地下，出现问题后往往不能在第一时间发现，这样就对处理措施的实施带来了难度。针对此类情况，在对排水系统进行设计时，应尽量选择用质量优良的管材，在条件允许的情况下可以对污水与废水管道进行分隔，实现水资源的回收利用。另外，还可以适当的而设置水表，来控制供水水量，并且还可以对管道起到一个监督的作用，可以在第一时间发现管道渗漏水问题，进而可以及时解决。

二、建筑给排水节能减排优化方式

1.节约用水优化

1.1使用新型设备

在建筑给排水系统施工时做好对卫生间的储水与防水工作，避免出现滴、漏、冒等问题。通过选择用先进的卫生器具，来提高对水资源的应用效率，在完成同样服务功能的同时降低水资源的用量，尤其是现代自动化节水技术与人工智能技术在卫浴设备中的应用，可以对用水量进行监控，当水量超额使用时，系统将会启动自动关闭作用停止用水。另外，对于厨房来说，其用水比较集中，应选择用密封性优良的水龙头，减少漏水问题的发生，避免水资源的浪费。另外，变频调速供水以及气压灌供水现在也已经被广泛的应用到城市建筑给排水施工中，变频调速供水即利用变频器来实现对水泵两端供电频率的控制，达到对电机循环全启动以及无极调速的目的。

1.2水箱浮球阀设计

主要是针对屋顶水箱的设计优化，传统的屋顶水箱浮球阀为阀芯两部到位的配重逆开式浮球阀，为达到节能降耗的目的，需要将新型技术应用到其中，实现浮球阀的改善优化，如后期的液压式浮球阀、呼吸阀等，以及浮球阀为导阀控制型浮球阀的应用，可以对传统浮球阀开关灵活性低缺点进行完善，并降低了水箱水溢流问题的发生，提高了对水资源的利用效率。

1.3建筑中水利用

对建筑给排水系统进行节能减排降耗设计，本质上就是节约水资源，降低水资源的浪费。针对此，则可以对排水系统进行优化，将污水与废水进行处理后达到再次利用，实现水资源的循环利用。另外，在对给排水系统进行设计时，需要做好对供水压力的监测计算，将其限定在规定范围内，杜绝出现超压出流问题的发生。

2.能源优化措施

2.1二次供水设备应用

传统的水泵-水箱供水方式在应用过程中，在很大程度上会导致水资源被污染，降低水资源的应用效果，为改变此类问题，需要积极将新型的技术应用到其中。从我国建筑给排水系统能源优化现状来看，最为常见的即变频高速供水，常见的有变频气压供水与变压变量供水，对供水设备运行特征进行综合分析，基于能源优化的要求，将二次供水设备应用到系统中，争取不断提高资源的应用效率。一般情况下，在用水低谷状态下，水资源的应用效果会与设计存在一定的差距，为降低两者之间的差距，就需要在进行设计时，确保能够完全符合低谷时期用水量实际变化的特点。即当低谷时用水量为断断续续的小流量时，则应保证供水设备能够适应断续的供水压力要求；当低谷时用水量低于最大流量五分之一时，在设计时则应将小流量泵设置成小流量环境自动切换模式。

2.2太阳能供热系统应用

热水供应是建筑给排水系统设计的要点，尤其是在人们生活质量不断提升的背景下，在对系统进行设计时，必须要做好对热水供应系统的设计，确保其功能能够满足人们生活需求。在选择热水供应系统时，需要在满足其基本使用功能要求下，尽量选择流率小以及热水消耗量低的方式，并且要在保证其正常运行的基础上来对其进行优化，提高换热器的热效率，减少热损失。太阳能为一种新型能源，其加热设备主要分为热管式与真空管式两种，具有保温性能好、操作简单、解热效率高以及环境影响小等特点，具有良好的应用效率。另外，在选择集热器时要对其承压能力进行分析，同时要做好抗冻性能以及抗热冲击性能的综合研究，确保其可以在整体上满足实际应用需求。

结束语：

在对建筑给排水系统进行节能降耗设计时，需要结合工程特点，从多个角度进行分析，明确设计中现存的问题，结合以往经验来选择相应的优化措施，争取不断提高水资源的应用效率，减少能源的浪费，在整体上提高给排水系统设计的综合效率。

参考文献：

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[2] 颜正惠.建筑给水排水工程的设计优化研究[D].华南理工大学，2012.

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[4] 杨士伟，刘立.浅析建筑给排水节能节水技术措施[J].四川建筑，2011，05：65-67.

[5]马化雨，董醒吾.建筑排水环保节能技术措施分析[J].城市建设理论研究（电子版），2011年.