智能与智能建筑

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1、1智能与智能建筑当前，高新技术空前迅猛发展，信息量正以爆炸式速度急剧增加，世界正从工业大生产走向以知识经济为基础的信息时代。现代化建筑是发展知识经济的重要基地，必须跟上时代发展的步伐，其重要特征之一是与智能技术正形成愈来愈密切的关系。知识经济是建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济，其主要特征是:（1）知识与智力己成为经济发展的关键要素，与劳动力和生产资料一样重要；（2）知识推动经济社会的发展，并形成以高科技产业为标志的产业化经济；（3）知识具有价值形式，它为出售而生产，在增值生产后被消费。总之，知识与经济在高度信息化的环境中迅速发展，科学技术不断创造出新的知识经济体系，人类知识正以历史

2、空前速度迅速升华。知识的经济化与经济的知识化相辅相成，互相促进，共同发展。当今，人类社会正面临着比瓦特发明蒸汽机时的更大挑战。利用信息技术与基因等技术制造出的高科技含量的新兴产业，给社会跳跃式创造出更多的物质与文明财富。例如，试管畜牧业、基因养殖业等高新技术，从根本上改变了传统农、林、牧、渔的生产方式；信息高速公路与各种高技术信息手段将从根本上迅速改变第二与第三产业的面貌，信息与知识正创造出像美国微软公司迅速崛起及其总裁成为世界首富等一系列人类新奇迹。在发展知识经济的社会大潮中，信息化已渗透到社会生产与社会生活的各个领域，也必将猛烈冲击着传统的建筑业。银行、证券等金融企业离不开现代化大厦，发展

3、知识经济离不开现代化大厦，智能建筑就是在这种时代背景下产生的。因而，我们认为智能建筑是适应信息时代需要和知识经济发展的必然结果，也是高新技术与现代建筑艺术的巧妙结合。智能建筑系指利用系统集成方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。在智能建筑中，要从系统、结构、管理与服务等多方面满足发展知识经济的需要，就必须通过楼宇设备自动化系统（BAS） ，创造一个安全、舒适、温馨，能提高人们工作效率和创造力的良好生活与工作

4、环境；借助于通信自动化系统（CAS） ，创造一个高速、双向、全方位、立体的多媒体通讯环境；而利用办公自动化系统（OAS）决不只限于一般的事务型办公服务，还要直接面对客户，提高到信息管理与决策支持水平。而要高标准的实现上述智能建筑目标，均离不开智能技术。为此，有必要了解有关智能的一些基本知识。人类的大量活动不都是只利用数字运算就能解决的，如开汽车或骑自行车，随时都会面临千变万化的路况，要安全快速行驶不能仅靠简单的数学运算；猜谜语、下棋没有确定的规律可言等。人可以解决上述复杂问题。如果要求用机器取代2人，则必须赋予机器具有类似于人的智能功能。只要机器带有计算机，能具有类似人的判断、识别、理解、学习

5、、规划和求解等能力，就认为已具备了一定程度的“人工智能”。要实现智能建筑弱电系统自动化的更高目标，必须充分发挥上述智能作用。当今，自动控制与管理领域不断迅速扩展，相应提出了一系列急待解决的挑战性课题。这些课题的内容，远远超出了单一学科的范畴，需要通过多学科交叉来寻求解决问题的途径。信息的指数型爆炸式增长，控制与管理系统中的智能感知与认知，复杂系统的高度不确定性、强非线性、强耦合性，信息的不完全性，控制、管理、决策的综合与集成，管理系统、技术系统、生产系统、营销系统及人力资源系统的集成等，均需要运用多学科、大求解空间集成化和智能化等新技术、新方法去解决。本文力图针对当今智能建筑领域发展所涉及的基

6、础知识与常用方法，简单描述“智能”的基本内涵。1 智能（Intelligence）概念从 20 世纪开始，高新技术跳跃式发展，智能化、集成化是其发展产物，但至今尚无公认的关于“智能”的科学定义，一般来讲，应首先分清智能化与电脑化的区别，凡是内附计算机硬件与软件的仪器、仪表、装备或系统，均可称为“电脑化”，但不一定是智能化的。必须采用某种或某些人工智能技术和方法，使该仪表、装备或系统具有一定的智能功能，方可称之为智能化。因此，智能化应具有如下特征：（1）采用“人工智能”的理论、方法和技术“人工智能”（Artificial Intelligence）简称 AI。人工智能包括，启发程序（Heuris

7、tic Programming） ，专家系统（Expert System） ，知识工程（Knowledge Engineering） ，模式(文字、图像、声音、物景)识别（Pattern Recognition） ，自然语言理解（Natural Language Understanding ） ，定理证明（Theorem Providing） ，机器学习（Machine Learning） ，人工神经网络（Artificial Neural Network） ，智能机器人（Intelligent Robot）等有关的理论、方法和技术。它属于计算机科学的前沿学科，是实现智能化的技术基础。凡采用一

8、种或多种上述内容者，可视为其具有智能化特点。（2）具有“拟人智能”的特性或功能人是智商水平最高的动物，其突出特点在于人具有智慧。因此， “智能化”系统应当是具有某些拟人的智能或功能。其中包括：自适应（Self-Adaptation） ，自学习（Self-Recognition） ，自校正（Self-Tuning） ，自协调（self-Coordination） ，自组织（Self-Organization） ，自诊断（Self-Diagnosis） ，自修复（self-Repairing）等内容，是否具有上述一种或多种“拟人智能”特征，可作为衡量是否能称为智能化装置、设备、系统的标准。简而言之

9、， “智能化”系指：采用人工智能理论、方法和技术，并具有某种或某些拟人智能特性或功能。明确上述智能化定义后，不难指明智能化与电脑化的区别。采用了计算机，可以说是已“电脑化”。只有采用了计算机后，才可能采用上述智能化方法，才可能获得智能特性，故“电脑化”为“智能化”提供了必要的物质条件和基础，但不是具备了充分条件。有电脑后不一定采用人工智能方法，也不一定具有拟人智能特性，故不一定能被称为“智能化”。智能化已成为自动化领域各种新技术、新方法、新产品的发展趋势与显著标志，并导致智能功能迅速扩展到仪器、仪3表、设备，甚至整个大系统。它不仅深入工业控制，也深入军事、商业、农业和建筑业。虽然，至今尚无被世

10、界公认的“智能”定义。一般认为智能包括：人的智能（Human Intelligence，简称 HI） 、人工智能（Artificial Intelligence，简称 AI）和集成智能（Integrated Intelligence，简称 II）三大部分。其关系可表示为式 1：HI，AI，II （1）式中 HI人的智能；AI人工智能；II集成智能；表示集合，意为“包含于”；I智能。其中，人的智能是人进化后所独有的，这也是人与其他动物的本质区别所在；人工智能是将人的智能扩展到机器设备；而集成智能（II）是指将人的智能（HI）与人工智能（AI）相结合而生成的人-机系统的智能。三者间的关系可表示为式

11、2：II = HI AI （2）式中 =表示“生成”或“基于”；十表示“结合”。11 人的智能（HI）人的智能，通常是指人在认识与改造客观世界的过程中，通过思维和脑力劳动所体现出的能力，它包括如下三个方面：（1）感知能力人们通过视觉、听觉、触觉等感觉系统，感知客观世界、获取感性知识，称之为感知。例如，通过眼、耳等感觉器官，可接受如文字、图像、声音、语言等各种信息。由感知所产生的相应刺激，沿外周神经传入中枢神经脑，并进行信息处理、模式识别、语言理解等智能活动的能力，称之为感知能力。（2）行为能力人们通过手、足、喉等感应器官，对来自外界刺激的输入信息将作出相当于输出信息的反应或行动的能力，称之为行

12、4为能力。例如，负责温度控制的运行工，将根据仪表显示的温度信息，进行阀门操作；大厦管理人员，针对客户提出的意见给予解释等。行为智能特性，表现在反应的灵活性与适应性，即当环境和干扰是变化的、不确定的或不确知的情况下，仍能灵活地作出适宜反应。（3）思维能力人通过大脑，完成记忆、联想、推理、计算、分析、比较、判断，决策、规划、学习、探索等思维活动，从而实现对各种信息的加工处理，将感性知识上升为理性知识，在此基础上，进行积累与总结经验，形成概念、确定方法、制订计划、作出决策；通过推理、论证或分析、计算，求解问题、作出结论；通过学习、培训，增长知识、丰富经验、促进工作。上述全部活动，均属“思维能力”范畴

13、。人的智能之核心是知识。其中，包括感性知识与理性知识、经验知识与理论知识，感性知识是通过感觉器官，对客观事物之片面的、表面的、局部的认识所获取的知识。经验知识是直接源于实践的对客观世界的认识。理性认识则是在感性知识基础上，将所获得的感性知识，经过思考、推理、分析等过程，实现去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的整理和改造，从而形成的概念，并具备判断、推理等特点。理性知识是人们由实践概括出来的。对客观世界全面和系统的认识。智能与智能建筑智能与智能建筑 (2/3)发布者 lucia 在 2003-07-31 10:44:26 (222 阅读过)12 人工智能（AI）人工智能，是研究使机器具备人所

14、具有的智能功能的一门高新技术学科。其目的是模拟、延伸和扩展人的智能，以实现某些脑力劳动的自动化。实质上，它是开拓计算机应用、研制新一代计算机和扩展计算机应用领域的技术基础，也是探索人脑奥秘的重要科学途径。人工智能、原子能技术、空间技术，被称为 20 世纪的三大尖端科技。进入 21 世纪后，人工智能仍是适应信息时代需求的关键技术之一。5121 人工智能的必要性人类只有在改造客观世界的过程中，才能创造社会财富与人类文明。而这一切活动都必须借助于机器。因而赋予机器以智能功能，使之更好地为人类服务是十分迫切的，这也是研究人工智能的主要目的。概括讲，人工智能有如下优点：（1）智能互补“智能互补”系指人的

15、智能与机器智能间相互“取长补短”。人的长处体现在创造性、灵活性、主动性，适宜从事非常规的、不确定的、未确知的管理活动，如高层决策、总体规划、发展预测等；人的短处是易疲劳、会遗忘、有情绪，其脑力和体力劳动能力受到心理和生理条件的限制，不适于进行重复性、繁琐性、单调性的工作，如大量记忆、精确计算、高速查询等。相反地，计算机的长处是抗疲劳、不遗忘、无情绪，适宜担负重复的、繁琐的、单调的，需要大量记忆、精确计算、高速查询的工作；计算机的短处是规范性、呆板性、被动性，不适于处理非常规、不确定、未确知的管理问题，而适于处理常规的、确定的、确知的问题，如信息查询、管理、办公事务处理等。（2）智能移植人的智能

16、不断向机器转移，称之为智能“移植”。在智能技术的研究、开发、应用过程中，人的智能不断地向机器智能转移，将逐步提高机器的人工智能水平。例如，在研究、开发智能专家管理系统过程中，将专家的专业知识与工作经验，转移到计算机的知识库和推理机中，从而使计算机能够求解相应专业领域的专门问题，具有类似于专家本人的智商和能力。1997 年电子计算机与国际象棋大师比赛，计算机首次战胜大师，证明智能移植已达到相当高的水平。随着计算机的人工智能水平不断提高，计算机将能够承担更多的管理工作，从而可以减轻人们的脑力和体力劳动。（3）智能共生人的智能和机器智能共同发展，称之为“智能共生”。智能管理系统是人-机共生系统，人和计算机在同一系统中协同工作，进行各种智能管理活动。通过多媒体信息的人-机交互，人的智能和机器智能可以相互促进、共同发展。通过智能转移，将人的某些智能“移植”到计算机，使计算机的推理、学习、联想能力提高，从而促进了机器