智能建筑的发展现状及发展前景展望.doc
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1、目 录摘 要1第1章 绪论1第2章 发展2第3章 基本概况.3 3.1国际定义.3 3.2国内标准.3 3.3市场分析.3 3.4项目组成.4 3.5技术方法.4第4章 发展现状.6 4.1具备优势.6 4.2存在困境.8 4.3未来之路.9第5章 设计要求. 9 5.1系统集成105.2防御措施.115.3安保措施115.4节能措施.12结 论13参考文献14致谢15I 摘 要 智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通
2、讯技术和现代控制技术所组成。新一代信息技术急剧发展的推动和国家新四化的演变,促动智能建筑成为智慧城市重要组成部分,并将在稳定和持续改进的基础上,成为未来城市发展的主导方向。据2013-2017年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告数据显示,我国智能建筑行业市场在2005年首次突破200亿元之后,也以每年20%以上的增长态势发展,2012年市场规模达到861亿元。关键词智能建筑 发展现状 前景展望 第1章 绪论 第1章 绪论智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产
3、物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。新一代信息技术急剧发展的推动和国家新四化的演变,促动智能建筑成为智慧城市重要组成部分,并将在稳定和持续改进的基础上,成为未来城市发展的主导方向。本文试就目前国际智能建筑的基本概况、发展现状对未来智能建筑的发展趋势、发展方向做一论述。19 第2章 模板的作用、种类及基本要求 第2章 发展2013-2017年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告1显示,我国建筑业产值的持续增长推动了建筑智能化行业的发展,智能建筑行业市场在2005年首次突破200亿元之后,也以每年20%以上的增长态势发展,2012年市场规模达到
4、861亿元。我国智能建筑行业仍处于快速发展期,随着技术的不断进步和市场领域的延伸,未来几年智能建筑市场前景仍然巨大。智能建筑是随着人类对建筑内外信息交换、安全性、舒适性、便利性和节能性的要求产生的。智能建筑及节能行业强调用户体验,具有内生发展动力。建筑智能化提高客户工作效率,提升建筑适用性,降低使用成本,已经成为发展趋势。显示,2012年我国新建建筑中智能建筑的比例仅为26%左右,远低于美国的70%、日本的60%,市场拓展空间巨大。同时,我国中国城镇化建设的不断推进,也给智能建筑的发展提供了沃土。我国平均每年要建20亿平米左右的新建建筑,前瞻预计这一过程还要持续25-30年。按照“十二五”末国
5、内新建建筑中智能建筑占新建建筑比例30%计算,该比例提高近一倍。未来三年智能建筑市场规模增速维持在25%左右,2013年市场将超千亿规模。第3章 基本概况第3章 基本概况3.1国际定义通过将建筑物的结构,系统,服务和管理四项基本要求以及他们的内在关系进行优化,来提供一种投资合理,具有高效,舒适和便利环境的建筑物23.2国内标准修订版的国家标准智能建筑设计标准GB/T50314-2006)对智能建筑定义为“以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”。3原国
6、家标准智能建筑设计标准(GB/T50314-2000)对智能建筑定义为“以建筑为平台,兼备建筑自动化设备BA、办公自动化OA及通信网络系统CA,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。3按照上海市的定义,智能家居“是采用现代计算机、信息通信和系统集成技术建立的家庭信息化平台,它通过家庭网络将与家居设备和系统互联并统一管理,以提供一个舒适、便利、安全、节能和环保的家居生活环境”,内在联系,以最优化的设计, 提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人,财产的管理者和拥有者等意识到,他们
7、在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。”.43.3市场分析据统计,2012年智能建筑的投资约占建筑总投资的5%-8%,有的可达10%,主要包括住宅小区智能化系统投资、公共建筑智能化系统投资两大块。2012年,智能建筑占新建建筑的比例,美国为70%,日本为60%,中国不到40%,按2012年860亿元计算,未来数年内即使没有增长,20122020年8年内的市场规模也将达1万亿元。53.4项目组成建筑智能化工程又称弱电系统工程,主要指通讯自动化(CA),楼宇自动化(BA),办公自动化(OA),消防自动化(FA)和保安自动化(SA),简称5A。其中包括的系统有:计算机
8、管理系统工程,楼宇设备自控系统工程,通讯系统工程,保安监控及防盗报警系统工程,卫星及共用电视系统工程,车库管理系统工程,综合布线系统工程,计算机网络系统工程,广播系统工程,会议系统工程,视频点播系统工程,智能化小区物业管理系统工程,可视会议系统工程,大屏幕显示系统工程,智能灯光、音响控制系统工程,火灾报警系统工程,计算机机房工程,一卡通系统工程。63.5技术方法智能控制是以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础,扩展了相关的理论和技术,其中应用较多的有模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论和自适应控制、自组织控制、自学习控制等技术。3.5.1 专家系统专家系统是利用专家知识对
9、专门的或困难的问题进行描述. 用专家系统所构成的专家控制,无论是专家控制系统还是专家控制器,其相对工程费用较高,而且还涉及自动地获取知识困难、无自学能力、知识面太窄等问题. 尽管专家系统在解决复杂的高级推理中获得较为成功的应用,但是专家控制的实际应用相对还是比较少。3.5.2 模糊逻辑模糊逻辑用模糊语言描述系统,既可以描述应用系统的定量模型也可以描述其定性模型. 模糊逻辑可适用于任意复杂的对象控制. 但在实际应用中模糊逻辑实现简单的应用控制比较容易. 简单控制是指单输入单输出系统(SISO) 或多输入单输出系统(MISO) 的控制. 因为随着输入输出变量的增加,模糊逻辑的推理将变得非常复杂。3
10、.5.3 遗传算法遗传算法作为一种非确定的拟自然随机优化工具,具有并行计算、快速寻找全局最优解等特点,它可以和其他技术混合使用,用于智能控制的参数、结构或环境的最优控制。3.5.4 神经网络神经网络是利用大量的神经元按一定的拓扑结构和学习调整方法. 它能表示出丰富的特性:并行计算、分布存储、可变结构、高度容错、非线性运算、自我组织、学习或自学习等. 这些特性是人们长期追求和期望的系统特性. 它在智能控制的参数、结构或环境的自适应、自组织、自学习等控制方面具有独特的能力.神经网络可以和模糊逻辑一样适用于任意复杂对象的控制,但它与模糊逻辑不同的是擅长单输入多输出系统和多输入多输出系统的多变量控制.
11、 在模糊逻辑表示的SIMO 系统和MIMO 系统中,其模糊推理、解模糊过程以及学习控制等功能常用神经网络来实现.模糊神经网络技术和神经模糊逻辑技术:模糊逻辑和神经网络作为智能控制的主要技术已被广泛应用. 两者既有相同性又有不同性. 其相同性为:两者都可作为万能逼近器解决非线性问题,并且两者都可以应用到控制器设计中. 不同的是:模糊逻辑可以利用语言信息描述系统,而神经网络则不行;模糊逻辑应用到控制器设计中,其参数定义有明确的物理意义,因而可提出有效的初始参数选择方法;神经网络的初始参数(如权值等) 只能随机选择. 但在学习方式下,神经网络经过各种训练,其参数设置可以达到满足控制所需的行为. 模糊
12、逻辑和神经网络都是模仿人类大脑的运行机制,可以认为神经网络技术模仿人类大脑的硬件,模糊逻辑技术模仿人类大脑的软件. 根据模糊逻辑和神经网络的各自特点,所结合的技术即为模糊神经网络技术和神经模糊逻辑技术. 模糊逻辑、神经网络和它们混合技术适用于各种学习方式 智能控制的相关技术与控制方式结合或综合交叉结合,构成风格和功能各异的智能控制系统和智能控制器是智能控制技术方法的一个主要特点。6第4章 发展现状第4章 发展现状在我国,由于智能建筑的理念契合了可持续发展的生态和谐发展理念,所以我国智能建筑主要更多凸显出的是智能建筑的节能环保性、实用性、先进性及可持续升级发展等特点,和其他国家的智能建筑相比,我
13、国更加注重智能建筑的节能减排,更加追求的是智能建筑的高效和低碳。这一切对于节能减排降低能源消耗等都具有非常积极的促进作用。7随着我国社会生产力水平的不断进步,随着我国计算机网络技术、现代控制技术、智能卡技术、可视化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术等高科技技术水平的不断提升,智能建筑将会在未来我国的城市建设中发挥更加重要的作用,将会作为现代建筑甚至未来建筑的一个有机组成部分,不断吸收并采用新的可靠性技术,不断实现设计和技术上的突破,为传统的建筑概念赋予新的内容,稳定且持续不断改进才是今后的发展方向。4.1具备优势智能控制与传统的或常规的控制有密切的关系,不是相互排斥的. 常规控制往往包含在
14、智能控制之中,智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题,力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题。4.1.1 传统的自动控制是建立在确定的模型基础上的,而智能控制的研究对象则存在模型严重的不确定性,即模型未知或知之甚少者模型的结构和参数在很大的范围内变动,比如工业过程的病态结构问题、某些干扰的无法预测,致使无法建立其模型,这些问题对基于模型的传统自动控制来说很难解决.4.1.2 传统的自动控制系统的输入或输出设备与人及外界环境的信息交换很不方便,希望制造出能接受印刷体、图形甚至手写体和口头命令等形式的信息输入装置,能够更加深入而灵活地和系统进行
15、信息交流,同时还要扩大输出装置的能力,能够用文字、图纸、立体形象、语言等形式输出信息. 另外,通常的自动装置不能接受、分析和感知各种看得见、听得着的形象、声音的组合以及外界其它的情况. 为扩大信息通道,就必须给自动装置安上能够以机械方式模拟各种感觉的精确的送音器,即文字、声音、物体识别装置. 可喜的是,近几年计算机及多媒体技术的迅速发展,为智能控制在这一方面的发展提供了物质上的准备,使智能控制变成了多方位“立体”的控制系统.4.1.3 传统的自动控制系统对控制任务的要求要么使输出量为定值(调节系统) ,要么使输出量跟随期望的运动轨迹(跟随系统) ,因此具有控制任务单一性的特点,而智能控制系统的
16、控制任务可比较复杂,例如在智能机器人系统中,它要求系统对一个复杂的任务具有自动规划和决策的能力,有自动躲避障碍物运动到某一预期目标位置的能力等. 对于这些具有复杂的任务要求的系统,采用智能控制的方式便可以满足.4.1.4 传统的控制理论对线性问题有较成熟的理论,而对高度非线性的控制对象虽然有一些非线性方法可以利用,但不尽人意. 而智能控制为解决这类复杂的非线性问题找到了一个出路,成为解决这类问题行之有效的途径. 工业过程智能控制系统除具有上述几个特点外,又有另外一些特点,如被控对象往往是动态的,而且控制系统在线运动,一般要求有较高的实时响应速度等,恰恰是这些特点又决定了它与其它智能控制系统如智
17、能机器人系统、航空航天控制系统、交通运输控制系统等的区别,决定了它的控制方法以及形式的独特之处.4.1.5 与传统的自动控制系统相比,智能控制系统具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的能力。4.1.6与传统自动控制系统相比较,智能控制系统能以知识表示的非数学广义模型和以数学表示的混合控制过程,采用开闭环控制和定性及定量控制结合的多模态控制方式.4.1.7在与传统自动控制系统相比,智能控制系统具有变结构特点,能总体自寻优,具有自适应、自组织、自学习和自协调能力.4.1.8与传统自动控制系统相比,智能控制系统有补偿及自修复能力和判断决策能力.总之,智能控制系统通过智
18、能机自动地完成其目标的控制过程,其智能机可以在熟悉或不熟悉的环境中自动地或人机交互地完成拟人任务.84.2存在困境相对于智能家居在中国的发展,智能建筑的历史还要更长,就基础功能而言,大型公共建筑的智能化已经进入普及阶段。全国各大中城市的新建办公楼宇和商业楼宇等基本都已是智能建筑,这也就意味着公共建筑的智能化已经成为现代建筑的标准配置。然而,智能建筑在国内的发展状况也并不让人满意,系统稳定性差、功能实现率低、智能化水平参差不齐,一直是智能建筑屡遭诟病的问题。近些年,智能一体化设计逐渐在智能建筑行业兴起。简单来说,智能建筑一体化,就是将庞杂的智能控制系统集成在了一起,做到了标准统一、施工方统一。这
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