王双慧
北京翔宇路安建设工程有限公司北京市邮编102600
摘要：本文分析了智慧建筑的发展过程，阐述了智慧建筑的内涵，并分析了5G、物联网、人工智能、云计算 、BIM及VR等新技术推动智慧建筑发展，但是由智能建筑到智慧建筑发展中也存在不同厂商和设备间的数据壁垒、缺少通用系统平台、缺少全寿命周期考虑等痛点问题，这些问题将会影响智慧建筑的发展，对此作者提出一些解决的建议，希望对于智慧建筑发展能有一点作用。
关键词：智慧建筑；5G ； 物联网； 大数据； 人工智能化； 云计算
0.引言
新型冠状病毒发生，严重影响了生产和生活，却推动了数字科技的发展，加上新基建等国家战略政策的促进，我国智慧建筑行业市场规模已超过1000亿元，各地具备建筑智能化资质的企业有近万家，其中具有市场影响力的智能化业务的上市类公司约在 100 家左右[1]。我国智慧建筑高速发展，但智慧建筑在发展过程中存在一些问题，并提出了解决建议，希望能促进智慧建筑健康发展。
1.建筑由简单智能到智慧发展过程
1.1智慧建筑从自动化及通信技术在建筑当中的应用开始，从建筑智能化到智慧建筑，在我国的发展大体有以下几个阶段[2]：
（1）20世纪80年代，自动化及通信技术在建筑应用推动建筑进入智能建筑1.0版；
（2）20世纪90年代，网络技术在建筑中规模化应用推动建筑进入智能建筑2.0时代；
（3）2000年后，信息化及大数据技术推动建筑智能建筑跨入3.0时代；
（4）2010年以来，云计算及人工智能算法推动建筑进入智能建筑走向4.0版本；
（5）2020年后，5G、物联网、大数据、云计算、人工智能等技术快速发展应用，智能建筑由量变到质变，华丽升级为智慧建筑1.0 ，建筑开启了智慧时代。
1.2 智慧建筑的内涵
杨军志[3]认为智慧建筑是以智能建筑为基础，通过物联网技术广泛采集建筑物、机电设施、环境、经营、服务质量、能耗、成本、人的行为及其他信息，建立大数据中心，综合利用建筑物大数据智慧平台，设立智慧运营的多元目标，应用人工智能技术，如图1。阿里研究对智慧建筑的定义[4]，“智慧建筑”是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”。
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智慧建筑是智能建筑发展的高级阶段，是智能建筑在5G、物联网、人工智能、大数据、云计算等新技术的推动下发展的结果，这些新技术将不断推动智慧建筑不断发展。智慧建筑与智能建筑相比，具有以下特征，感知能力、记忆思维能力，利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较、判断、联想、决策，学习能力和自适应环境变化能力的特征。
2.新技术推动智慧建筑发展
2.1 5G及物联网技术
5G技术的三大优势，分别为大流量移动宽带业务( eMBB) 、大规模物联网业务( mMTC) 和低时延、高可靠连接的业务，利用基于 5G 技术的物联网,可实现高密度的设备接入，在传输速率、响应速度上远远超过现有物联网技术，传输质量也将有大幅度的提高，为后续的数据分析阶段提供更多可用资源，从而实现高速、大流量数据交互，为更加智慧的建筑提供可能[5]。
2.2人工智能技术
人工智能是指计算机或其他具有人工智能的终端可以模拟人类的智能行为和思维[6]。人工智能的在智慧建中应用主要体现在三个方面，一是人机交互技术，更好更便捷的实现人机交互，随着机器语音识别技术的成熟，人机语音沟通已经广泛应用到智能家居中，目前人机沟通已经非常便捷。未来脑机技术的发展，可能会看到人脑与电脑的顺畅交互；二是数据挖掘技术，未来的智慧建筑，一定会产生海量的数据，对于海量数据的分析和处理，数据挖掘是海量数据分析的基础。三是自治系统，根据环境特点，制定更为合理的调整，是建筑更好适应环境，人居环境更为舒适、更加节能。
2.3云计算
将云计算应用到建筑领域，将建筑高算力系统服务封装到大型数据中心，实现现代建筑与智慧城市服务对接和数据共享[7]。将云计算应用在智慧建筑领域，简化整个建筑设备监控系统的运行维护工作，提升智慧建筑的网络结构和能力; 通过构建扁平化的系统拓扑结构，提升智能建筑网路的局部交换就近处理的能力; 加入自组网功能，有效提高系统的易用性和可扩展性; 采用分布式存储与并行计算的大数据架构，进行大数据挖掘，可以快速实现建筑全局信息相关的计算，对建筑机电设备的运行性能进行对比和分析，提升能效。基于以上优势，现在不少智慧系统都采用云服务，建筑内不设置服务器了，在初期投资和后期运营维护可以节省资金，同时有利于建筑数据的交互。
2.4 BIM及VR技术
BIM即建筑信息模型，大家都不陌生了,BIM在建筑施工阶段解决复杂综合管线碰撞上既可以节省施工时间，又可以降低成品，目前已广泛应用到工程建设领域[2]。BIM技术更大的价值要体现在建筑的全寿命周期内，在智慧建筑运行管理中，它的产生的价值会更大，结合人工智能、大数据、5G等新技术创建智慧建筑运营平台，BIM技术将更加直观展现建筑运行的实时动态，并记录下来，采用VR技术可以更好的展现出来，身临其境。
3.智慧建筑发展中的痛点问题与解决建议
智慧建筑由智能建筑发展而来，参照上文智慧建筑的内涵审视目前的建筑，在思维能力、判断、决策等方面还有很大欠缺，同时由智能建筑向智慧建筑的发展过程中形成不少问题，这些问题将严重影响智慧建筑的发展。
3.1智能建筑发展到智慧建筑发展中缺少总体布局和顶层设计，智能化系统是由多个系统组合而成，每个系统数据独立，数据壁垒严重。智能化系统[8]是由信息化系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、机房系统等系统构成，各个系统还包括子系统，子系统由单独成系统，独立存储数据，独立运行，各个系统间的沟通也往往因为数据通信协议不同而通信不畅。智慧建筑的各个系统需要建立的统一的管理平台，数据统一存储、各个子系统通信顺畅，协同工作，为保障智慧建筑的发展，解决打破数据壁垒，打通数据通信。
对此建议在顶层设计着力，发挥行业协会作用，制定行业数据共享标准，制定通信技术标准，引导各个智慧设备厂商实施，制定统一技术规范，不断完善数据通信标准化，数据资源进一步汇聚融合，形成一个数据互联互通、可信共享的数据网络。积极推进物联网与云技术，使数据的交互、存储、使用更加方便、安全。
3.2 尚未形成统一、兼容、开放的智慧运营平台。智慧建筑设备制造有许多厂商，部分的厂商也制作了智慧平台，例如海康威视、艾特智能、零壹科技等，但是智慧平台对于其他厂家的硬件接入兼容性很差；还有部分已软件为主的软件商，例如千丁互联科技、绿漫科技等公司，这些公司的智慧系统平台对于部分品牌硬件的兼容性也不太理想，如使用此软件必须在系统平台的兼容的品牌库中选择。
对此建议积极引导大型软件企业编制基础智慧建筑软件平台软件，就像电脑操作系统中的windows系统、linus系统，手机系统中的苹果OS系统、android系统，实现应用广泛的系统平台，智慧建筑子系统商按照基础平台要求可以方便的接入，各个子系统间可以方便的实施数据交换，同样也要方便系统的设置。
3.3 智慧设备寿命周期短，其原因总结有两个，一是技术发展迅速，新技术新产品的替代，二是技术门槛高，设备维保期后，设运行不良，物业维修人员能力有限，不少智能设备使用几年后就不能使用、不好使用。
对此建议，一是建议智慧设备厂家，在产品设计上，增加产品的兼容性，新产品对老产品的兼容性，延长设备的价值，同时也要研制厂商与建筑开发商之间新的合作体制，避免部分不良厂商，通过设备的更替，增加销量的做法；二是降低产品的技术门槛，加强产品维护维修的技术培训，叫产品的维护维修更加简便，设置更加简单，同时提高技术人员的素质，提高技术人员的待遇。三是从智慧设备的全寿命周期的管理设计，调整设备的安装与维护的关系，不再是设备安装调试后2年左右的质保期，创新社会机制，设立专业维护维修单位，保证设备寿命周期内使用。
3.4 我国智慧建筑、智慧产业快速发展，但是不少智慧设备及技术还以国外技术为主，比如楼宇设备控制，主要设备商还是江森、西门子、霍尼韦尔等国外厂商。
对此建议加大智能智慧产业商的发展支持，鼓励国内优质厂家加大技术研发，更多加入国际竞争，参加国际标准的制定，提高自身工艺制造水平，提高产品质量，提升吱声竞争力。
4.结语
虽然智慧建筑存在着一些问题，还需要我们去解决，但智慧建筑的前景是美好的，随着5G、物联网、人工智能、云计算 、BIM及VR等新技术的不断发展，在利好的政策的刺激下，数据协议与技术平台不断完善，智慧建筑的制度与管理体系不断完善。
参考文献
【1】周小林.智慧建筑领域存在的问题及解决方案[J].智能建筑与智慧城市，2017，（6）：32-34
【2】沈育祥等.从“智能”建筑到“智慧”建筑的技术革新[J] .建筑电气2020，（5）：3-7
【3】杨军志. 基于 BIM 与人工智能技术结合的智慧建筑综合管理平台[J] .智能建筑与智慧城市，2020，（2）：10-14
【4】刘宇辉，周祖寿. 智慧建筑及其进路之元启篇[J].智能建筑与智慧城市，2020，（12）：52-57
[EB].http://www.sasac.gov.cn/n4470048/n13461446/n14761619/n14761626/c14768252/content.html
【5】霍丹阳，白雪涛. 5G 未来在智慧建筑中的应用[J].智能建筑电气技术，2020，14（1）：41-43
【6】杨诗冬，杨邓文萍. 人工智能在智慧建筑中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2020，（3）：30-33
【7】孙鸿昌 ，许茜，王升军. 云技术在智慧建筑中的应用[J].自动化与仪器仪表，2020，（3）：138-141【8】上海现代建筑设计(集团)有限公司，等.GB50314-2015 智能建筑设计标准[S].北京：中国计划出版社，2015:3 .