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智慧建筑:智能+时代建筑业转型发展之道 读者对象:建筑行业从业人员,信息化从业人员
本书以当今全球第四次工业革命为宏观背景,以我国“智能+”国家战略为指引,以建筑业、智慧城市、人工智能、大数据、物联网、工业互联网、互联网+、5G、IPv6等相关国家政策为重要依据,以基础理论、业务知识、战略规划高度融合的视角及多重思维,探索“智慧建筑”这一崭新命题及建筑业“智能+”转型升级之路。本书的内容主要包括人工智能建筑、建筑工业互联网、建筑能源互联网、建筑信息模型(BIM)、绿色建筑、智慧管网(廊)、智慧社区、智慧城市等,希望能为建筑业转型升级提供新思路和新方法,能为正在探索中前进的“智能+”及智慧城市提供技术参考与决策支持,同时也能给政府、企业及广大智慧建筑、智慧城市领域从业者带来启发。
前言
第1 章 从智能建筑到智慧建筑............................................................................1 1.1 中国信息化发展概述..................................................................... 1 1.2 中国建筑业信息化发展情况............................................................... 4 1.3 新一代人工智能发展概况.............................................................................................. 7 1.4 智能建筑.................................................................................. 14 1.5 智慧建筑.......................................................................... 16 第2 章 智慧建筑新型信息基础设施..............................................................................23 2.1 人工智能............................................................................................. 23 2.1.1 机器学习................................................................23 2.1.2 专家系统.......................................................................................26 2.1.3 多智能体系统..............................................................................28 2.2 物联网............................................................................ 29 2.3 5G......................................................................... 38 2.4 云计算和边缘计算............................................................. 45 2.5 大数据...................................................................... 46 2.6 智能控................................................................................................. 46 2.7 BIM.......................................................................... 50 2.8 GIS............................................................................. 50 2.9 卫星导航定位系统................................ 52 2.10 互联网及IPv6................................................................................... 54 第3 章 人工智能建筑...........................................................................57 3.1 AI 建筑内涵................................................................................... 57 3.2 AI 建筑云脑及类脑计算.............................................................................. 58 3.3 AI 建筑情感计算...................................................................................... 69 3.4 多智能体建筑................................................................................71 3.4.1 多智能体理论...........................................................................................71 3.4.2 多智能体建筑及其学习框架........................................................................73 3.4.3 AI 建筑应对大规模分布式计算方法........................................................78 3.5 AI 建筑知识图谱.............................................................................................................82 3.6 AI+ 智慧建筑场景..........................................................................................................85 3.6.1 建筑物故障诊断、预测与健康管理..........................................................87 3.6.2 视频深度学习与理解.......................................................................................91 3.6.3 智慧社区服务+AI............................................................................................93 3.6.4 装配式建筑+ AI .................................................................................95 3.6.5 项目管理+BIM+AI.........................................................................................96 3.7 AI 建筑产业链及产业生态......................................................................... 99 3.8 AI 建筑发展建议...........................................................................................................101 第4 章 建筑工业互联.........................................................................................103 4.1 工业4.0 与工业互联网............................................................................ 103 4.1.1 第四次工业革命...................................................................... 103 4.1.2 信息物理系统CPS................................................................... 104 4.1.3 工业互联网........................................................................ 105 4.1.4 工业互联网平台............................................................................................ 109 4.2 智能建筑集成控制系统....................................................................... 116 4.3 企业集成制造系统..................................................................... 118 4.4 建筑工业互联网...................................................................... 119 4.4.1 建筑工业互联网定义........................................................... 119 4.4.2 基于物理层级的建筑工业互联网................................................ 120 4.4.3 基于“大数据+AI+ 敏捷供应链”的建筑工业互联网................ 121 4.4.4 基于智慧建筑云脑的建筑工业互联网.................................................. 125 4.4.5 基于“数据线索”的建筑工业互联网.................................................. 126 4.5 深度学习+ 边缘计算在建筑工业互联网中的部署............................................. 131 4.6 案例:森林城市中的装配式建筑工业互联网...................................................... 133 4.7 建筑工业互联网发展展望......................................................... 134 第5 章 建筑能源互联网.......................................................136 5.1 能源互联网政策环境及发展现状............................. 136 5.2 建筑能源互联网.................................................... 140 5.3 AI+ 建筑能源互联网................................................ 144 5.4 相关国际经.................................................................. 147 5.5 建筑能源互联网发展建议........................................... 149 第6 章 建筑信息模型(BIM)及工程智慧管理.................................................151 6.1 BIM 的概念............................................................................. 151 6.2 BIM 政策及发展情况....................................................... 154 6.2.1 国内外BIM 发展概况..................................................................... 154 6.2.2 全球BIM 推进现状...................................................................... 158 6.2.3 BIM 业务模式和人才情况.......................................................................... 159 6.2.4 BIM 政策支持.................................................................. 159 6.3 BIM 标准制定和修订情况................................................................... 160 6.4 核心BIM 国家标准.......................................................... 166 6.5 国家和地方BIM 政策.......................................... 167 6.6 BIM 典型工程案例................................................................... 172 6.6.1 北京新机场航站区工程BIM 应用.......................................................... 172 6.6.2 北京城市副中心项目BIM 应用............................................................... 182 6.6.3 其他BIM 典型应用案例............................................................................. 185 6.7 基于BIM 的智慧建筑与智慧城市模型.................................................................. 187 6.8 基于BIM+ 多智能体的建筑及城市运维软件设计............................................... 189 6.8.1 BIM 运维软件现状........................................................................................ 189 6.8.2 运维阶段业务内容剖析............................................................................... 189 6.8.3 建筑及城市运维BIM+ 多智能体系统设计........................................ 190 第7 章 绿色建筑............................................200 7.1 国家绿色发展战略............................................................... 200 7.2 绿色建筑和生态智慧城市框架模型....................................................................... 201 7.3 生态智慧城市规划思路........................................................ 203 7.4 装配式建筑政策及发展情况................................................ 206 7.5 零能耗装配式建筑项目案例.................................................................................... 209 7.6 基于绿建云的绿色智慧城市设计............................................................................ 212 7.6.1 绿色建设科技城项目简介....................................................... 212 智能+ 时代建筑业转型发展之路 7.6.2 “绿建云”技术架构.................................................................................... 216 7.6.3 基于区块链的绿色智慧城市商业模式.................................................. 221 7.6.4 “绿建云”部署.............................................................................................. 224 第8 章 智慧管网..........................................................................226 8.1 城市地下管网发展历程与现状................................................................................ 226 8.2 城市地下管网智慧管控系统.................................................................................... 229 8.3 供水、供热、燃气管网智慧管控系统................................................................... 237 第9 章 智慧社区..........................................................................242 9.1 内涵、特征及架构............................................................... 242 9.1.1 内涵与目标............................................................... 242 9.1.2 智慧特征...................................................... 243 9.1.3 类型........................................................................ 244 9.1.4 系统层次及其功能......................................................................................... 245 9.1.5 系统架构设计................................................................................................... 246 9.2 核心技术................................................................ 247 9.2.1 智慧交通技术.................................................................... 247 9.2.2 智慧能源技术.................................................................... 248 9.2.3 智慧物流技术............................................................ 248 9.2.4 智能服务机器人技术.................................................................................... 248 9.2.5 智能导航定位技术......................................................................................... 249 9.2.6 社区大数据挖掘、智能分析、机器学习技术............................................ 249 9.2.7 社区生态海绵技术......................................................................................... 249 9.2.8 社区三维可视化技术.................................................................................... 250 9.2.9 社区综合管廊管控技术............................................................................... 251 9.2.10 社区信息安全技术....................................................................................... 251 9.2.11 社区应急保障技术....................................................................................... 251 9.2.12 社区O2O................................................. 252 9.3 平台建设架构................................................................ 253 9.3.1 平台总体建设架构......................................................................................... 253 9.3.2 智慧家庭系统建设架构............................................................................... 254 9.3.3 智慧养老系统建设架构............................................................................... 256 9.3.4 社区弱电设施管理系统建设架构......................................... 258 ?9.3.5 社区服务管理系统建设架构............................... 259 9.4 应用系统功能设计.............................................................. 261 9.4.1 智慧家庭系统功能......................................................................................... 261 9.4.2 智慧养老系统功能......................................................................................... 263 9.4.3 社区弱电设施管理系统功能..................................................................... 266 9.4.4 社区服务管理系统功能............................................................................... 271 9.5 平台接口及应用接入.............................................................. 273 9.5.1 智慧社区与智慧城市的互联..................................................................... 273 9.5.2 智慧社区各应用系统对外互联方法....................................................... 273 9.5.3 智慧家庭系统内部接口及互联方法....................................................... 277 9.5.4 智慧养老系统内部接口及互联方法....................................................... 280 9.5.5 社区弱电设施管理系统内部接口及互联方法................................... 282 9.5.6 社区服务管理系统内部接口及互联方法............................................. 288 9.6 智慧社区云平台............................................................ 290 9.6.1 功能与架构.......................................................................... 290 9.6.2 云服务调用模式.............................................................................................. 292 9.6.3 云服务接口规范 ............................................................................................ 292 9.6.4 云存储................................................................................. 293 9.6.5 建设运营管理模式......................................................................................... 293 第10 章 智慧城市与人工智能城市..............................................................................295 10.1 数字经济成为数字中国新动能.............................................................................. 295 10.2 缓解“城市病”成为迫切需求.............................................................................. 297 10.3 智慧城市特征、标准及演进.................................................................................. 299 10.3.1 智慧城市特征................................................................................................ 299 10.3.2 智慧城市标准................................................................................................ 300 10.3.3 智慧城市演进................................................................................................ 303 10.4 人工智能城市...................................................... 305 10.5 智慧社会.................................................................. 314 参考文献..................................................................................316
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