人工智能成果在建筑行业的基本应用

(安徽华冶新能源科技有限公司 安微 合肥 230000)

当前，人工智能在无人机、无人驾驶、智能医疗、智能交通、智能机器人等领域得到广泛应用，给人们提供安全、可靠、舒适的环境，改变了人们生活，为城市建设增放光芒。随着城镇化加速发展，美丽乡村的快速建设，建筑行业的规模越来越大，迫切需要高新技术的引入，人工智能与建筑行业的融合发展，将对建筑行业施工管理、成本控制起到较好作用，推动建筑行业绿色、协调发展，推动产业升级。

一、人工智能的基本概述

人工智能(Artificial Intelligence)，缩写为AI。主要研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的技术科学。

人工智能基于对人的思维、意识等信息的模拟，完成人的思考，甚至超越人的智能。主要研究领域包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等，随着人工智能的理论和技术不断成熟，应用更加广泛，其实现方法如下：

(一)编程的传统方法。编程的传统方法主要通过数理逻辑推演来实现，将结果进行倒推表述，采用经典逻辑学理论模拟推导结果。在该过程中的节点分支，会出现多种选择和路径，满足某个条件后就执行某个命令，表示出相应的结果，进而实现编程的数理逻辑推演目标。

(二)改进中的机器学习。机器学习，主要在传统编程方法的基础上，改进算法，完善性能，产生相应模型，模拟人的感知。机器学习常用的方法有决策树方法、强化学习方法、集成学习方法等。其算法不同于传统数理逻辑推演规则，它需要输入大量数据，经计算机对数据进行归纳和总结，得到一个模型，就是机器学习模型。

(三)深度学习的方法。深渡学习是一种多层相互交织的神经网络，由硬件APU通过SDK端口，结合软件大规模并行处理来实现的算法。它是通过对低层特征进行组合，抽象形成高一层级的属性特征的表示，更好的挖掘数据分布特点。它能够模拟人的神经网络，对人的音像、图文等思维方式进行解释，对多条路径进行优先选择处理。

二、人工智能成果在建筑行业的基本应用

随着人工智能技术的不断成熟发展及其广泛应用，建筑行业也随之转型和变革，与人工智能融合发展，在设计、规划、建筑结构、施工管理等方面从尝试到应用，取得一定效果。

(一)规划设计中的人工智能因素。新时代，在建筑的设计、规划、选型、风格等方面，人工智能技术作用逐步得到了体现，常见的机器学习，以及前沿的大数据、云端智能等技术中的先进算法变成简易操作，极大提高了开发商和建筑师在规划设计的效率。在实际设计中，Rabee M.Reffat还提出了建筑风格多样性和复杂性的机器学习、基于案例的建筑设计和建筑风格学习的模式识别等三种AI 技术来丰富建筑设计工件质量。在建筑设计阶段，还有采用一种神经网络结合遗传算法进行优化设计，既降低了算法复杂性，又提高了设计效率，节约大量成本。

(二)建筑结构中的人工智能因素。事关建筑物安全问题的隐蔽工程和基础工程的施工质量，以及裂痕、破损等，与百姓生活密切相连，向来是建筑领域的专家、学者关注的焦点和热点，人工智能在建筑结构中的引入，为这些问题的解决，提供了很多新思路和高效率。

深度学习在建筑领域首先小试锋芒，采用现有的人工智能技术成果，基于视觉识别技术，建立裂缝分布与形态、变形变位等结构外观状态与结构损伤之间的内在联系，高效识别图像，进而对结构损伤程度进行识别。该方法在桥梁结构中得到较好应用。

视觉识别技术还不能解决复杂工程结构可靠度的精确计算的问题，这也是建筑结构中急需又是难以解决的问题。人工智能的分类、动态响应技术的提出，较好解决了复杂工程结构可靠度中隐式函数求解慢的现象，在计算大型复杂结构可靠度计算上取得惊人成绩，提高了精度和效率。

复杂结构工程中，人工智能还在边坡工程、高层住宅、震后建筑物评估等领域不断应用，发挥极大作用。

(三)建筑施工中的人工智能因素。现实技术方面，将无线局域网、蓝牙、北斗定位系统等技术有机结合，采用户内、户外同时跟踪手段，分析项目计划、进度、预算中施工人员实时信息访问情况，依据用户的喜好，在某种条件下即时给与帮助。

信息通讯技术方面，该技术能够在建筑施工中的缩短工期、降低施工资金和运行维护成本、减少缺陷、预防事故、提高效率等方面发挥重大作用，具有很大应用前景。

智能调度方面，有效帮助项目经理在项目目标实现中，对施工班组、各种物资、配套设备以及多维度空间进行最优布局，开展最优的进度布局，促进项目施工顺利组织。

施工现场雨水管理方面，人工智能系统在水资源保护、水土流失、环境保护等方面提供数据，以地理信息实时来支撑，辅助现场施工，进而节约用水，保护环境，营造良好施工氛围。

(四)建筑管理中的人工智能因素。克服通货膨胀，人工智能构建了综合数据仓库，集成多种数据库和信息资源数据，形成成本综合指数，逐步调整预算过程中通货膨胀带来的影响。

模拟实际操作安全培训，用人工智能技术通过游戏平台解决安全培训方法和工具，为参与培训人员提供所需实践操作的机会，提升施工人员实际技术操作能力，预防安全事故。

追踪建筑材料，基于人工智能的无线技术，追踪大规模项目建筑材料数据，解决现场数据手工操作低下的现象，辅助工程师在项目管理中选择合理安排，提高建筑材料利用率。

(五)智能建筑中的人工智能因素。智能建筑在80年代在世界建筑界诞生，90年代进入中国，智能系统根据对相关传感器、信息网络、系统终端等采集的数据提出优化方案，对建筑物的结构、系统、服务和管理四个要素及其内在联系优化组合，实现管理者的目标。

智能建筑是通过计算机、控制、通信、图像等技术，将建筑物的设备、通信、办公融于一体的智能全系统，主要采用神经网络模型、模块结构化、专家系统等技术，来实现设计者和管理者需求的系统运行和控制。

三、结语

本文讲述了人工智能在建筑行业的应用与前景，取得了一定进展。如今，科技高速发展，信息化、智能化在建筑行业还未广泛应用，互联网+、区块链等前沿技术，还有待进一步研发、试验、实践，提升人工智能在建筑行业的深度应用。