2019年12月11日,由广东省土木建筑学会建筑电气专业委员会、千家智客联合主办,中国建博会特别支持的“2019年第二十届中国国际建筑智能化峰会”在广州东方宾馆圆满收官。

本届峰会历时2个月,此前已分别在深圳、成都、武汉、西安、北京、上海、杭州等地成功举办。广州站作为本届峰会的收官之站,吸引了来自广州及周边地区的行业专家、设计院人士、系统集成商、渠道商、厂商、终端用户等逾1000人参加,聚焦智能家居、智能建筑、智慧社区、智慧城市等领域,共同探讨智能化行业最新技术发展及案例应用。

智慧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。峰会上,广东省建筑设计研究院智慧城市与建筑智能化技术研究中心总工程师龚仕伟为我们带来精彩演讲《以场景为核心的智慧建筑设计》。

广东省建筑设计研究院 龚仕伟:以场景为核心的智慧建筑设计

龚仕伟表示,建筑设计内容包括了信息设施、公共安全、建筑设备管理、系统集成、机房工程。做智能建筑的设计主要依据标准有《智能建筑设计标准》GB50314-2015、《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2016、《安全防范工程技术标准》GB50348-2018等。最早的时候,智能建筑还分甲乙丙级,现在智能建筑主要以智能化系统功能配置指导设计,凸显应用效果,侧重系统搭配及其功能。

关于智能建筑与智慧建筑的区别,龚仕伟认为它们是没有区别,无论是只能智能化还是智慧化,智能建筑与智慧建筑的目标是一致的。智慧建筑=以往智能建筑+场景,以往智能建筑在推理、判断和决策方面不足,缺失了很多应用场景,智慧建筑融入AI、物联网等前沿科技,智慧建筑围绕场景进行设计。

龚仕伟表示,智慧建筑目前还没有设计标准,目前还在在编制中。标准的编制需考虑用户体验,以场景为核心,关注的是用户将来如何使用;“端-管-云”令技术架构简单化,物联网(特别是5G)建筑操作系统”令数据处理标准化;“生态”令设备功能和性能趋于标准化;设计内容侧重于场景搭建及提供解决方案。

以下是龚仕伟先生的全部演讲内容,千家智客做了不改变原意的整理与编辑:

龚仕伟:大家好,我今天给大家分享的题目是《以场景为核心的智慧建筑设计》,做这个题目是因为有感于这两年对智慧建筑一直没有一个清晰的概念,在设计当中不知道怎么去做。我在这里跟大家分享一下我个人的一些感受和观点。

一、智能建筑设计

(1)建筑设计内容包括:信息设施、公共安全、建筑设备管理、系统集成、机房工程。

(2)智能建筑设计依据,用得比较多的是《智能建筑设计标准》GB50314-2015、《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2016、《安全防范工程技术标准》GB50348-2018,其他包括《有线电视网络工程设计标准》GB/T50200-2018,《公共广播系统工程技术规范》GB50526-2010,《电子会议系统工程设计规范》GB50799-2012,《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395-2007,《建筑设备监控系统工程技术规范》JGJ/T334-2014,《数据中心设计规范》GB50174-2017。

国标设计等级界定的变迁:

最早的时候,智能建筑还分甲乙丙级,这种等级没有了。现在智能建筑主要以智能化系统功能配置指导设计,凸显应用效果,侧重系统搭配及其功能。

(3)智能建筑的设计思路,要求配置合理,配置以系统为核心,关注的是性能和功能参数。设计的目的是努力让系统配置合理,符合设计规范要求及尽量符合使用要求。烟囱式的系统+盖帽式的集成,层次架构相对复杂,实施界面多,适应性相对低,符合工程建设要求但不一定符合运营要求,未充分体现使用,集成的演示意义多过实际,物管自行运维难度大,存在为智能而智能的嫌疑,把“场景”留给用户自行构建。

二、智慧建筑设计

(1)概念探讨

首先探讨一个概念,什么是智慧建筑。关于智慧建筑,这两年争论很多,大家说智慧建筑到底与智能建筑有什么区别,似乎没人能说的清楚。其实,智慧建筑跟智能建筑没有区别,无论是只能智能化还是智慧化,它的目标是一致的。

《智能建筑设计标准》GB50314-2015关于智能建筑术语的定义:以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的整合体,为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。

实际上,智慧建筑概念,智慧建筑=智能建筑,智能化/智慧化目标一致,智慧建筑=以往智能建筑+场景,以往智能建筑在推理、判断和决策方面不足,缺失了很多应用场景,智慧建筑融入AI、物联网等前沿科技,智慧建筑围绕场景进行设计。

(2)智慧建筑设计内容

这是一个分层次的架构,最底下是建筑数字底板,包括各类的智能化的设备设施,数据接口层。它的上面是建筑操作系统,负责处理数据层面的问题,再往上是建筑场景应用,在场景之上是业务管理,主要是一些交互式的应用,通过APP、公众号,和用户发生交互。

(3)技术架构

技术架构也是分层次的架构,最大的特点就是物联+AI。感知控制层宜包含感知模块、执行模块、接口模块(视需求)、控制模块(视需求)等;收集、感知目标相关数据后,通过网络传输层上传至云端处理层,同时接收云端处理层发出的指令,由执行模块按指令动作。感知控制层的配置应兼顾可靠性和实时性,并按需配置边缘处理能力。网络传输层对感知控制层的信号进行准确传输。可划分为有线及无线传输方式。智慧建筑内常用有线传输方式包括综合布线、POL、IP网络、HFC,无线传输方式包括蓝牙、RFID、Wi-Fi、红外、UWB、Zig-Bee、lora、NB-IoT、NFC。云端处理层宜分为基础数据平台和业务计算平台,云端处理层向下对接各类数据源、向上为各类场景应用提供服务(如人工智能分析预测)。

技术架构表现形式:①端-管-云,所谓端-管-云是通过硬件终端进行通信管道到云服务平台的联系,优点是部署灵活,迭代快速,理想的目标架构,缺点是平台和管道资费大,通信可靠性。②端-边-云,就是加边缘计算,边缘计算相当于一个网关,通过网关送到平台上面去,好处是解决通信管道覆盖能力不足及资费问题,把下意识得联动场景放在边缘,确保通信可靠,确保数据隐私。

关于物联网操作系统,与Windows操作系统做个类比。Windows操作系统:屏蔽人与硬件、硬件与硬件之间的编程接口,用户专注于开发和使用应用软件,通过操作系统使用CPU、内存、显卡等硬件资源。物联网操作系统:屏蔽人与物、物与物之间的编程接口,用户专注于开发和使用APP场景,通过操作系统使用联网设备,传感器、执行器、人、机成为操作系统统一管理的资源。

(4)技术特征

①生态化:智慧通过互联互动得到体现,生态化解决互联互通问题,实现智能设施之间的直接对话,同一技术体系下的开放生态化实现不同品牌设备间的互联互通,品类丰富,场景功能有待细化(百度度家、阿里云、腾讯微瓴);同一品牌体系下的封闭生态化提供更好的用户体验,设置简单,运行稳定,场景功能细腻,品类受限。

②规模化运行及AI平台:5G物联网、建筑工业化建造催生智能设备规模化运行,促进智能化应用普及;规模化运行为平台提供海量数据,支撑AI人工智能的运行;物联网操作系统平台运营化,效益驱动不断优化解决需求问题;人与物,物与物的联网应用将产生更多智慧应用场景;促使智能建筑向智慧建筑进化。

③弱关联:智能化设备与基础设施的工程实施界面变少,避免过多的互相配合工作如管线、取电、安装空间、工艺等;减少交付时间,出现问题易界定责任;更好的维护性,即便坏了也可以用传统设备替代暂用;国外传统品牌逐渐向弱关联性靠拢;基础设施直接智能化,不依赖于特定场景;弱关联符合城市与建筑的工业化建造趋势。

(5)设计思路

智慧建筑目前还没有设计标准,智慧建筑设计标准正在编制。这标准首先要考虑用户体验,以场景为核心,关注的是用户将来如何使用;“端-管-云”令技术架构简单化,物联网(特别是5G)建筑操作系统”令数据处理标准化;“生态”令设备功能和性能趋于标准化;设计内容侧重于场景搭建及提供解决方案。

三、典型应用场景


(1)智慧家居

全屋安防

▷ 回家场景:回家自动启动,不同指纹开启门锁后开启对应的回家模式,玄关灯开启,背景音乐开启,热水器开启,窗帘窗户自动打开。

▷ 离家场景:安防一键开启,灯光家电全部关闭,入侵安防开启,窗帘关闭保护隐私,摄像头开启移动侦测抓拍模式。

▷ 影音场景:一键影院模式,幕布下落,投影机开启,音响开启,窗帘关闭,灯光关闭,窗帘关闭,空气净化器新风打开。

▷ 就寝场景:安心入睡,安防开启,摄像头开启,灯光关闭,窗帘关闭,空气净化器开启,背景音乐关闭,窗户关闭。

▷ 智慧厨房:炒菜机器人,火灾、燃气泄漏、浸水联动报警,自动开窗、关阀。

(2)智慧通行

▷ 无感认知:通道闸、电梯轿厢门禁、免刷卡通行,电梯自动预约,通道智能照明,办公室环境自动预备。

▷ 无感停车:车牌识别无感出入,移动支付无感缴费,车牌识别无感定位,人脸识别无感寻车,车位预约,自动派位。

(3)智慧安全

▷ 出入控制:身份证、手机、人脸、车牌号码授权和识别,自学习授权;手机终端访客预约;授权放行,异常报警;物业管理应用场景联动授权策略;入侵报警联动锁门,消防疏散紧急逃生;黑名单库比对,异常报警和联动输出;人、车出入联动相关区域机电设备,对局部环境和能耗进行自动控制,人脸布控,以脸搜脸,以车搜车。

▷ 行为识别:记录历史通行人、车出现的时间、地点及当时的环境情况;识别人、车跨越入侵、绊线闯入、停留聚集等行为,并产生预警和报警信息;人、车活动轨迹分析,人/车出现时段、频次分析;人、车画像,身份预测,行为预警;人、车行为预测,联动智慧环控场景。

(4)智慧环控

▷ 建筑物内通过各种传感器采集室内外环境信息,人员活动信息,以及设备状态信息;

▷ 室内外环境信息包括但不限于:温度、湿度、照度、气体浓度(CO2、PM2.5、甲醛、烟雾、可燃气体、异味气体等)、噪声、风速、雨水、门窗开闭;

▷ 人员活动信息包括但不限于:存在感应、移动感应、身份识别、体征识别、行为识别、语音识别;

▷ 设备运行状态信息包括但不限于:流量、压力、压差、液位、插座、电量、电流、电压、冷热量、阀门开度、开关状态、启停状态、运行状态、故障状态;

▷ 根据人的活动需要,控制建筑物的各种系统及设备功能,包括但不限于:照明开关/调光/调色、电动窗帘,电动门窗、空调制冷/制热、风机盘管、地暖、新风、送风、排风、除湿、加湿、空气净化、电梯、对讲、插座、广播、背景音乐;

▷ 环境需求预测;加班空调预约。

(5)智慧会议

▷ AI语音助手:语音控制会议室众多的AV设备及场景模式,简化操作;演讲报告厅语音识别字幕与实时翻译;语音识别及会议纪要整理。

▷ 多屏合一:扫码投屏,异地投屏,扫码分享

我用一个美国专家的演讲来结束,她是达沃斯世界经济论坛(WEF)人工智能委员会主席,卡基耐梅隆大学计算机学院副院长,“人工智能女王”。她说:“未来建筑的智能分析以及智慧定制化时代的开启,包括未来建筑的虚拟传感器和二阶传感器中央虚拟储存器都会导致智慧空间建筑是以结果为思考的方式,体感和生物识别使人与建筑形成互动智慧关系,交付的场景更加重要。”谢谢大家!