在當前智能化技術迅猛發展的背景下,數據、人工智能(AI)和數字化轉型已經成為建筑行業的熱點話題。尤其在設計院與建筑行業相關方討論時,如何通過智能建筑和數字園區的數字化轉型,推動國家戰略部署與產業升級,已成為行業的重大課題。
然而,有專家表示,“目前大家對數據的組成框架、AI平臺的設置、數據如何成為資產產生經濟效益的課題比較感興趣,談及的多。但是對整體網絡架構、尤其是數據的采集、傳送及網絡的互通的實施方案是忽略的,這樣就涉及到一個問題,正確的可用的數據如何獲取?AI平臺如何將分析數據的結果通過什么方式反饋給遠端控制與執行?控制網與通信網如何互通?數智建筑和數字園區如何提出轉型的落地方案?也希望得到行業更多的關注。”
今天,我們將從數據采集、傳輸與反饋的技術框架出發,探討如何通過科學合理的網絡架構,確保在智能建筑及數字園區項目中實現數據的有效獲取與反饋機制,同時探討設計機構如何制定符合國家戰略要求的具體可實施方案,幫助建筑行業真正實現數字化轉型。
在信息化和數字化高度發展的今天,數據已成為繼土地、資本、勞動之后的第四大生產要素。尤其在建筑行業,隨著建筑設計、建設、運營全生命周期管理的智能化,數據不僅僅是技術實現的支撐,更成為了驅動建筑運營管理優化、節能減排、提升用戶體驗等一系列關鍵目標的重要資產。
例如,數字園區的建設,不僅是智能化的建筑設施,更是以數據為核心驅動的生態系統。在這個生態系統中,數據不僅來源于建筑本身,還包括建筑與周圍環境的交互、建筑設備與人員的行為模式,以及所有相關的信息流動。通過集成的智能化平臺,數據可以幫助業主在運營管理中實現高效調度、節能優化、智能維護等功能。
然而,在數據的轉化與價值實現的過程中,如何確保數據的完整性、可靠性和實時性,是一個亟待解決的核心問題。從數據采集到數據分析,再到反饋機制,每一個環節都需要技術方案的支撐。
首先,數據采集往往面臨傳感器布局不均、數據標準不統一等問題,影響數據的全面性與準確性。
其次,數據的傳輸與網絡架構的設計也存在很大挑戰。智能建筑及園區通常需要覆蓋大范圍的通信網絡,而當前多數建筑項目的控制網與通信網往往分離,這就導致了數據無法高效流通,無法滿足智能分析與實時反饋的要求。
最后,如何將AI分析的結果通過有效的反饋機制傳遞到遠程執行系統,以實現閉環控制,也是目前智能建筑與數字園區實施的關鍵難點之一。
智能建筑與數字園區的核心是實時數據的采集,而數據采集的準確性、全面性和實時性是決定智能化系統效果的基礎。在此過程中,關鍵的技術包括物聯網(IoT)傳感器的布局、數據標準化和采集設備的可靠性。
物聯網傳感器的布局與選擇:在建筑內部及園區周邊部署不同類型的傳感器,如溫濕度傳感器、光照傳感器、空氣質量傳感器、視頻監控設備等,可以實現對建筑環境、人員活動、能源消耗等多方面的數據監測。這些數據的獲取直接關系到系統后期的智能分析與決策。
數據標準化:當前,建筑行業涉及的數據來源繁多,數據格式差異大,導致不同系統間的互聯互通困難。因此,數據標準化是確保各類傳感器設備能夠無縫接入平臺、并形成統一數據流的關鍵。例如,采用統一的物聯網協議(如MQTT、CoAP等)和數據標準(如BIM標準、GB/T標準等)是解決此問題的重要手段。
數據采集的可靠性:對于關鍵數據的實時監控,需要考慮網絡的高可靠性與低延遲。例如,建筑內部的溫度、濕度等環境數據需要實時傳送給AI分析平臺,因此網絡層面的穩定性、帶寬保障、抗干擾能力等都至關重要。
數據的采集僅是智能建筑與數字園區數字化轉型的第一步,如何高效地傳輸數據,并確保數據的實時性與準確性,是下一步需要解決的核心問題。此時,數據的傳輸架構設計尤為重要。
統一的網絡架構設計:智能建筑與園區中的控制網絡與通信網絡往往存在割裂,控制網一般是為設備控制與狀態反饋而設計,而通信網則側重于信息的傳遞。為了實現高效的數據流動,二者必須進行深度融合。可以通過統一的網絡架構(如SDN、5G網絡)來確保這兩個系統的互通。通過虛擬化網絡和云計算平臺,智能建筑可以實現遠程數據傳輸與控制,并在此基礎上進行優化調度。
邊緣計算的應用:為了降低數據傳輸過程中的延遲問題,邊緣計算成為智能建筑與數字園區中的一項重要技術。通過在建筑內部部署邊緣計算設備,能夠在本地完成數據處理與初步分析,從而避免過多的數據傳輸到中心服務器,減輕網絡負擔,提高響應速度。
5G與NB-IoT的應用:隨著5G技術的普及,5G網絡在大范圍、高密度的數據傳輸中表現出了巨大的優勢。在數字園區中,可以利用5G的低延遲、大帶寬等特點,實現對大量傳感器設備的高效連接。而NB-IoT則適合低功耗、大范圍的物聯網數據采集,尤其適用于建筑的外圍環境與設備監測。
AI平臺的核心任務是從海量數據中提取出有價值的信息,通過智能分析為建筑管理提供決策支持。而如何將AI分析結果轉化為遠程控制與執行的指令,形成閉環控制,是實現智能建筑與數字園區高效運轉的關鍵。
AI與控制系統的深度融合:AI平臺與建筑控制系統(如樓宇自控系統、消防系統、安防系統等)需要實現深度融合。通過數據分析,AI可以實時判斷建筑內的環境變化,并自動調節建筑的設施運行。例如,當AI分析出室內溫度過高時,系統可以自動調節空調或通風設備,或者在園區中出現異常行為時,自動觸發安保預警。
反饋機制與執行系統的聯動:為了確保AI分析結果能夠有效反饋給執行系統,需要通過標準化的數據接口與控制協議,確保不同系統之間的信息流通。例如,利用IoT設備與樓宇控制系統的互聯互通,AI平臺能夠通過控制系統下發操作指令,自動完成設備的調整或調度任務。
設計院作為智能建筑與數字園區轉型中的關鍵參與方,主要負責為業主提供符合國家戰略部署和行業標準的可實施方案。這不僅僅是一個概念框架的構建,更是要結合具體工程建設需求,提供切實可行的技術方案與實施路徑。設計院應從以下幾個方面著手:
技術方案的落地性與可實施性:設計院需要考慮到項目實際情況,針對不同建筑與園區的需求,制定具體的傳感器選擇、數據采集、網絡架構設計以及控制系統優化方案,確保各項技術方案能夠順利實施。
標準化與合規性:設計院還需關注國家及行業的最新標準與政策要求,確保設計方案符合相關法規與標準。這包括但不限于物聯網技術的標準、建筑節能與環境監測的標準、數據安全與隱私保護的法律要求等。
在具體的實施過程中,設計院可以從以下幾個方面推動智能建筑與數字園區的數字化轉型:
統一規劃與分階段實施:結合建筑的實際需求,設計院應提出整體的網絡架構規劃,同時進行分階段實施。從基礎的傳感器部署,到網絡的搭建,再到AI平臺的集成,確保項目按部就班地推進。
跨領域的協同合作:在智能建筑與數字園區建設過程中,設計院需要與物聯網設備廠商、云計算服務商、AI技術公司等各方進行緊密合作,推動技術的集成與創新,確保各項系統能夠無縫銜接。
數據安全與隱私保護:在進行數據采集與傳輸時,必須考慮到數據安全與隱私保護的問題。設計院需要與網絡安全專家合作,制定詳細的數據加密與訪問控制策略,確保建筑與園區內的各類敏感數據不受泄露風險。
智能建筑與數字園區的轉型,不僅僅是技術上的革命,更是整個行業生產方式的深刻變化。從數據的采集、傳輸到分析與反饋,整個過程涉及的技術環節繁多,任何一環節的技術漏洞都可能導致整個系統效率的低下。設計院作為該領域的重要推動者,肩負著將這些技術方案與國家戰略目標結合,形成可實施的解決方案的責任。唯有深入考慮數據獲取、傳輸與反饋機制的完整性與可操作性,才能確保智能建筑與數字園區的數字化轉型真正落地,實現預期的經濟效益與社會價值。