Use AI to learn and predict
building behavior
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【3S MARKET】在6月28日所分享建築壽命週期管理的核心技術— BIM 和 RFID 這篇報導，有位朋友回應，對岸 BIM 的應用已經成熟普遍，也得到他們國家的支持，只見台灣還是一些個人有志之士，在孤軍吶喊。
不過我在看了一些對岸的報導，他們也說 BIM 的應用，也才開始而已。
而提到人工智慧在各種場域的應用，相信在網路上與各媒體，都已經報導的風風火火。
可是在智慧建築領域呢？相信這議題在台灣還沒燒到，即便有，大概也是不會有太多人關注。
分享給大家，這篇前衛，但相當重要的報導：Swarm Intelligence 在智慧建築上的應用……
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任何顏色車牌——都拍攝的清清楚楚！
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近年來資訊技術得到快速發展和廣泛應用。群體智慧（Swarm Intelligence）系統以扁平化、無中心的系統架構，區別於傳統分層中央控制的智慧化系統，為建築、城市控制管理，提供靈活開放的平台，滿足使用者、營運者和建設者的不同使用需求。
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| Watch: Harvard scientists develop tiny robots that can swarm | PBS ... |
在對岸中國建築業協會智慧建築分會2018年會員代表大會上，中國清華大學自動化系 趙千川教授發表了題為「群體智慧和智慧建築前沿技術」的主題報告，探討了當物聯網、大數據和人工智慧等技術，在應用於建築領域時，為系統性能優化和安全控制，帶來的研究機會與挑戰。
報告中，這位趙教授重點介紹了，其團隊建立的以群體智慧的扁平化，新型建築智慧化系統 I2B 架構，和相應的系統平台技術，以並聯水泵群控，和感測器故障檢測等典型應用為例，展示該架構，如何克服傳統的集中式分層架構，存在的不足，實現樓控機電設備即插即用，樓控系統的自組織分布式協作計算和節能控制。
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| Swarm Intelligence |
建築智慧化系統問題
1、調研現狀
1. 智慧化系統利用率不高：以空調系統為例，多數系統僅實現對設備的遠端開關機；智慧化系統對設備的自動加減機控制，對設備狀態的自動調節功能未發揮出來。
2. 系統調試和維運門檻和成本高：目前的建築智慧化系統整體構架繁復，控制設備和現場設備連線過多，帶來建設週期長，調試週期長，維護門檻高，調試過程需要專業技術人員來完成該項工作；系統或者設備出現問題或故障後，建設方需要重新佈線、調試。時間成本和人員成本投入較高；由於系統整體構架原因，現階段智慧化系統，對人員自身技術水準的依賴過多。
3. 不同設備或系統整合複雜：不同子系統或設備，採用不同通訊協議，導致整個系統整合難度大，且整合完成後系統穩定性差；整合的系統基本獨立工作，各系統聯動運行較少。
4. 智慧化系統設計主體為設備廠商：目前的建築智慧化深化，主要由設備廠家配合完成，專業電氣設計師參與度不高。
5. 維運人員參與度小：空調系統的控制和調試，基本由專業廠家完成，調試完成由維運主體接管後，由於系統構架複雜，操作過程不直接，維運管理人員機電專業知識水準的限制，維運管理人員，在整個系統維運過程中的參與度小。
6.節能和便捷化不高：調研顯示，應用慧化控制系統的建築，並未體現出顯著的建築節能性，且建築用戶對建築室內環境的不滿意程度時有發生，尤其是供暖季和供冷季。
7.無行動端管理系統。
8. 建築用戶參與度小：現建築智慧化系統僅供專業人員使用，無普通用戶交互接口，作為建築的實際使用者，普通用戶無法參與到整個維運過程中來。
9. 智慧化最新技術發展體現不足：基於 BIM，人工智慧的維運管理體現不足。
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| Swarm Intelligence – UBITECH |
2、用戶期待
—極大程度降低智慧化系統設計、建設、調試成本；
—感測器和控制設備的配置及鏈接，更加簡單、穩定；
—系統和設備之間能夠透過自動辨識、免配置，實現快速整合，即插即用，投入使用；
—更加規範化、標準化、便捷的系統構架或整合方式，系統故障後，應具備快速故障自診斷功能；
—提高智慧化性能，降低使用門檻，簡化使用流程，建築維運人員及使用者，能夠簡單融入到對建築的維運和優化管理；
—能夠實現系統功能的個性化配置，如同智慧手機隨意實現系統的各項功能；
—手機端參與建築維運管理；
—智慧化發現最近技術，能夠簡單融入到建築智慧化系統中；
—將建築全生命週期的管理理念，融入建築智慧化發展中。
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| How Swarm Intelligence Is Making Simple Tech Much Smarter |
Swarm Intelligence 群體智慧架構，如何解決問題
1、群體智慧
群體智慧到底是什麼？群體智慧這個概念，來自對自然界中昆蟲群體的觀察，群居性生物透過協作，表現出的宏觀智慧行為特徵，被稱為群體智慧，群體智慧技術屬於新一代人工智慧當中，八大研究方向中非常核心的一點。
通俗的來說，比如蜜蜂這種社會性的動物，每一隻小蜜蜂的功能非常簡單，但是這些蜜蜂透過協作，可以完成非常複雜的工作。群體智慧技術就是運用了這種仿生智慧，也叫自然計算原理，那麼這個原理，怎麼樣能夠借鑒到我們的樓控系統裡呢？
我們在整個新架構當中，引入一些邊緣計算的節點，這些邊緣計算節點，就是圖中用密封這個圖標，標的這些小的黑框，它實際上是一堆的小盒子，這些小盒子類似，你可以把它想像成我們的手機，但是他們之間是互相連通的，類似於蜜蜂之間的協作，實現相鄰物體之間互相通信，然後保持對整個樓層的幾大系統，進行協作控制。
這其中的一大亮點在於：致力於讓建築真正實現以人為中心。我們可以把這個系統，想像為你的房間，房間裡所有的感知、執行設備，整合在這個小蜜蜂的控制之下，這就是智慧節點，學術名詞叫CPN（計算節點）。
每一個小蜜蜂管控著一個區域，不同區域間完成交互、協作，解決了一個縱向整合和分層控制中，產生的複雜通信問題，這樣就解決了調研當中的核心問題。而群體智慧架構，能夠解決現有建築智慧化系統問題。
Shake those bees back and forth: Smart swarm intelligence
2、群體智慧架構
群體智慧架構，是一種由相互協作的智慧節點，實現的扁平化、無中心建築智慧化架構。研發全新的適應大型公共建築，節能需求的扁平化、無中心建築智慧化系統平台技術，建立創新的建築智慧化技術體系，能夠推動標準化工作，確定統一的建築運行資訊標準化描述方法；
開發智慧化系統軟硬體設備，支持即插即用新型架構平台，在實際項目中應用；研發各種智慧機電設備，和不同功能的控制管理軟體，解決基於新架構的，典型建築節能控制管理功能，帶動傳統建築機電設備產業升級；透過示範工程，檢驗和示範新技術。
目前，基於群體智慧的建築智慧化系統研究工作，總體情況是：建立了支撐群體智慧建築的算法架構；確定了統一的建築運行資訊標準化描述方法；完成了群體智慧建築系統平台的操作系統 TOS ，和節點 CPN 的軟硬體開發，並透過了實驗驗證；研發了部分智慧機電設備，和節能控制管理軟體，實現了群體智慧建築的部分能量管理，和節能控制功能，並已經開展了若干工程示範。
展望建築智慧化系統未來發展，趙教授指出，建築應以人為本，利用好新技術，尤其是資訊技術，充分發揮廣大機電工程師和設備廠商，在智慧化方面的作用，在工程實踐中，推動新技術探索和應用發展，服務人民對美好健康生活的要求。
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| 台灣區電信工程工業同業公會 |
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