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    導(dǎo)讀：隨著大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)的普及應(yīng)用，智慧這個詞也開始出現(xiàn)在各個行業(yè)。那么在建筑領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)如何讓建筑變得更加智慧？

    在2020年6月6日落幕的第五屆中國智能建筑節(jié)高峰論壇上，清華大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)研究院原執(zhí)行副院長&清華校友總會AI大數(shù)據(jù)專業(yè)委員會執(zhí)行會長韓亦舜圍繞大數(shù)據(jù)助力智慧建筑產(chǎn)業(yè)，與大家分享了大數(shù)據(jù)在智慧建筑安全、節(jié)能、設(shè)計優(yōu)化、工程管理等領(lǐng)域的應(yīng)用，向我們展現(xiàn)了大數(shù)據(jù)視角下，建筑行業(yè)更加智慧的明天。

    <以下文字根據(jù)韓亦舜教授演講內(nèi)容整理而成>

    謝謝主持人，謝謝主辦方邀請。說實話，我對建筑行業(yè)了解并不多，但是大數(shù)據(jù)幾乎滲透到各個行業(yè)，所以我想利用我的優(yōu)勢，講講大數(shù)據(jù)如何助力我們的智慧建筑產(chǎn)業(yè)。

    隨著大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)的應(yīng)用，智慧這個詞也開始出現(xiàn)在各個行業(yè)。2015年，中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究院出臺了一些標(biāo)準(zhǔn)，把車庫管理、安保、大屏顯示等子系統(tǒng)都納入了智慧建筑方案中。從這些系統(tǒng)的字面意思可以看到，其實它們更像是樓宇自動化以及單體建筑的信息化改造，目標(biāo)在于實現(xiàn)高效、安全、節(jié)能、舒適、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。但這只是一個基礎(chǔ)，事實上，我們可做的事情還很多，而且智慧建筑將來一定是一個跨學(xué)科、跨專業(yè)的高度綜合領(lǐng)域。下面，我就從數(shù)據(jù)的視角來分享一下自己對智慧建筑的理解。

    關(guān)于什么是智慧，每個人都有自己的解讀，網(wǎng)上也有很多關(guān)于智慧的定義。我個人更喜歡前工信部副部長楊學(xué)山先生提出的這個極為樸素但又極為接地氣的定義，他說“智慧就是把過去做對的事情繼續(xù)做對，把過去做的不對的事情做對?！奔次覀冏鰧Φ氖虑椋^續(xù)用工具、用方法、用系統(tǒng)持續(xù)把它做對；做得不對的事情，則要深入檢討，研究怎樣才能把它做對。這普通的兩句話，把智慧的核心講了出來，可謂大道至簡。我們關(guān)于智慧建筑的討論就從這里開始。

    我下面提到的建筑可能和建筑行業(yè)定義不太一樣。當(dāng)然樓宇在建筑行業(yè)所占比重最大，但我這里說的建筑包含所有人造的建筑物，包括橋梁、地鐵、公路等等。這些建筑物如何能夠被稱之為是智慧的，我想這不僅應(yīng)該包含建筑內(nèi)在功能的信息化、自動化，還應(yīng)該包含建筑是安全的、節(jié)能的、綠色的、優(yōu)化的、合理的等等。

    大數(shù)據(jù)能為智慧建筑做什么？

    1、大數(shù)據(jù)思維：大視野、多角度、言之有據(jù)?；ヂ?lián)網(wǎng)開闊了我們的視野，使我們能夠采集的數(shù)據(jù)越來越多。這不僅影響了我們生活的方方面面，也提示了我們?nèi)绾尾拍茏龅酶?。而多維度的數(shù)據(jù)，也讓我們對事物的認(rèn)知更加全面，后面我會用相關(guān)案例說明。言之有據(jù)，是指我們每一個人在對外提供數(shù)據(jù)時都應(yīng)該有根據(jù)，讓數(shù)據(jù)造假無處遁形。

    2、大數(shù)據(jù)價值：總結(jié)過去、優(yōu)化現(xiàn)在、預(yù)測未來。舉個大家生活中的例子，我們今天去淘寶上買個東西，后面再上網(wǎng)時，就會跳出相關(guān)商品降價等信息的彈窗。這就是未來預(yù)測，預(yù)測我們大概率可能會關(guān)心這條信息、會購買該商品。

    所以大數(shù)據(jù)的早期應(yīng)用，在商業(yè)化領(lǐng)域主要用于尋找新客戶、捕捉新商機，更多的是大數(shù)據(jù)“預(yù)測未來”的價值。但事實上，總結(jié)過去和優(yōu)化現(xiàn)在一樣重要。因為總結(jié)過去能夠幫助我們發(fā)現(xiàn)過去工作、生活中犯過哪些錯誤。比如，建筑當(dāng)中有什么問題？這些問題是怎么產(chǎn)生的？我們要好好總結(jié)。還有優(yōu)化現(xiàn)在，我們現(xiàn)在做的事情都對嗎？我們要經(jīng)常反思，意識到我們正處于一個迅速變化的時代，過去的很多做法可能都需要改變。

    3、大數(shù)據(jù)挖掘：記錄、分析、預(yù)測、決策，這也是麥肯錫提出來的。首先，要記錄過去發(fā)生了什么，如果有足夠的意識和方法，可以采集到很多與該事物相關(guān)的數(shù)據(jù)。其次，要探究這些事情為什么會發(fā)生？這就需要找到方法、建立模型、追蹤因果關(guān)系。接下來是預(yù)測，即我們能不能根據(jù)過去的數(shù)據(jù)來預(yù)測將來會發(fā)生什么。當(dāng)我們能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測未來，就會減少對未來的恐懼，有更多的時間和精力去準(zhǔn)備預(yù)案，應(yīng)對未來的各種不確定。
    建筑的運營安全——檢測地質(zhì)形變，排查災(zāi)害隱患

    智慧建筑中，安全是第一位的。一個不安全的建筑，不配稱為智慧建筑。過去一段時間里，我們的經(jīng)濟高速發(fā)展，各地都在搞建設(shè)，難免有“蘿卜快了不洗泥”的現(xiàn)象，例如橋脆脆、樓跑跑等事件，這也給未來帶來很多隱患。

    那么，從這些讓人痛心的、已經(jīng)發(fā)生的事故中總結(jié)到什么呢？可能我們會覺得有些事情是“在所難免”或者“防不勝防”，也不知道從哪里著手來防范。但是當(dāng)我們用高科技手段，用數(shù)據(jù)思維方法，用大數(shù)據(jù)理念武裝自己以后，就會發(fā)現(xiàn)這些看似不確定的背后其實有很多因果關(guān)系，我后面會講一些例子。

    我們常說“有錢難買早知道”，但是如果把錢投資在多維數(shù)據(jù)領(lǐng)域做更多研究，就可以通過大數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確地預(yù)測未來，實際上就是買來了“早知道”。

    比如剛才講的大數(shù)據(jù)思維中的大視野，過去沒有衛(wèi)星或者衛(wèi)星商業(yè)用途較少的時候，很難與民用產(chǎn)生緊密關(guān)聯(lián)。但是如今的衛(wèi)星就像是個“天眼”，能夠超越個別利益沖突與工作疏忽，通過大視野的數(shù)據(jù)看到許多我們所看不到的東西。

    比如2015年深圳的棄土坍塌事件，造成33座建筑被掩埋或損壞，諸多人員傷亡，很多官員也因此受到了處分。很多人都覺得這件事防不勝防，但是真的如此嗎？有沒有可能在災(zāi)難發(fā)生之前其實有很多信息，但是我們沒有足夠的意識，沒能及時捕捉呢？

    災(zāi)難過后，深圳市痛定思痛，用衛(wèi)星數(shù)據(jù)對深圳全境做了掃描?？梢钥吹綀D上的綠點是相對變化比較小的地方，紅點和藍(lán)點是地面變化速率較快的地方。紅色的可能塌陷，藍(lán)色的可能是凸起。

    通過這些數(shù)據(jù)，就能發(fā)現(xiàn)身邊容易被忽略的細(xì)微變化，例如細(xì)微的地面塌陷、墻體裂紋，我們未必能夠較早意識到，但是天眼會告訴我們哪里更危險，哪里有急劇變化，提醒我們及早關(guān)注。

    這個是某港口基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)了沉降，這些都是我們平常用肉眼很難觀察到的，但是通過衛(wèi)星的數(shù)據(jù)校驗，就會發(fā)現(xiàn)確實發(fā)生了變化。這就能告訴我們，哪些地方可能會出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，哪些地方是我們要早些關(guān)注、早些采取措施的。

    此外，近年來的塌橋事故也很多。每一次事故發(fā)生，我們都說要讓責(zé)任單位好好總結(jié)經(jīng)驗，找出事故發(fā)生的原因。但更重要的是，我們?nèi)绾文軌蛟谑鹿噬形窗l(fā)生、還能夠控制的時候，及早發(fā)現(xiàn)問題并預(yù)防。例如，在傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)達的今天，可以通過在橋上安裝傳感器，了解橋梁是不是長期超負(fù)荷運營，有沒有出現(xiàn)變形。通過這些信息的捕捉，雖然不能說可以完全阻止事故的發(fā)生，但是能夠提早預(yù)防、預(yù)警，減少人員傷亡。當(dāng)我們用多維度的數(shù)據(jù)來看待一件事情，對它的了解就會更多一些。
    建筑的運營能耗——發(fā)現(xiàn)保溫薄弱環(huán)節(jié)，降低能耗

    能耗也是智慧建筑關(guān)注的一大問題，在各項評獎中對建筑能耗都有相關(guān)規(guī)定，在設(shè)計建筑時也會把能耗考慮進去。但除此以外，我們還應(yīng)該關(guān)注過去已有建筑的能耗問題。大家或許會問，建筑已經(jīng)完成，隔熱、保溫材料都已經(jīng)埋好，怎么關(guān)注？怎么知道哪些地方是保溫的薄弱環(huán)節(jié)？

    通過建筑的熱力耗散圖可以發(fā)現(xiàn)，圖中綠色表示散出來的溫度稍微低一些，紅色則表示散熱較高。紅色區(qū)域散熱高可能有幾種原因，一種是里邊人多，另一種原因可能是該部分墻體保溫做得不到位。這就是新技術(shù)、多維度數(shù)據(jù)給我們帶來的價值。循著這條路，我們不僅可以發(fā)現(xiàn)過去建筑中保溫不合格的地方。同時也能夠知道，在今后建筑中，哪些地方應(yīng)該加強保溫，以減少建筑內(nèi)外的熱交換，從而使得我們的建筑更加節(jié)能、更加綠色環(huán)保。

    此外，如果只是把一個建筑當(dāng)成單體來看待，這不是大數(shù)據(jù)時代應(yīng)有的思維方式。我們提倡能源互聯(lián)網(wǎng)，講得就是每一個單點相互關(guān)聯(lián)、相互配合，把能源利用得更加充分。還有新能源的利用，也是未來智慧建筑應(yīng)該考慮的問題，讓每一個建筑不僅是能源的消耗地，還能成為綠色能源的生產(chǎn)地。

    建筑的設(shè)計優(yōu)化——了解人的行動軌跡、真實需求

    有很多專業(yè)人員在研究如何利用大數(shù)據(jù)去優(yōu)化建筑的設(shè)計。因為在實際應(yīng)用中，可能有些設(shè)計適合這個場景合適，卻不適合其他場景。

    建筑設(shè)計優(yōu)化的核心在于把建筑里，人的行為軌跡、起居習(xí)慣等提煉總結(jié)。例如南方人或北方人，家里有老人或者有小孩，其行為軌跡、不同功能區(qū)使用頻率都會有所不同，通過這些數(shù)據(jù)的提煉總結(jié)，就能夠幫助我們優(yōu)化建筑的設(shè)計。

    比如養(yǎng)老社區(qū)的建筑設(shè)計，其居住群體特征有著顯著不同，我們可以通過可穿戴設(shè)備、地面鋪設(shè)傳感器等技術(shù)去采集相關(guān)數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。只有更加了解人的行動軌跡、真實需求，我們建筑的設(shè)計才會更加優(yōu)化。

    建筑的工程管理——發(fā)現(xiàn)問題，提升工地效率

    工程管理也是智慧建筑的一大課題。過去我們大多是憑經(jīng)驗在做工程管理，但是今后可以通過在每一個環(huán)節(jié)盡可能多的采集數(shù)據(jù)，在這些數(shù)據(jù)指導(dǎo)下更精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)工程管理中的問題。比如前邊提到的橋梁坍塌，事故發(fā)生有很多原因，其中有些原因可能是建設(shè)環(huán)節(jié)導(dǎo)致的，我們可以通過總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，在今后的建設(shè)中把好這一關(guān)，以減少事故發(fā)生的隱患。

    通過大數(shù)據(jù)與新技術(shù)結(jié)合，還可以有效提升工地的工作效率和安全水平。比如很多工地現(xiàn)在用大屏顯示把工地的關(guān)鍵部位管控起來。再比如，通過把安全帽裝上傳感器，可以了解施工時有多少人拿了安全帽，拿了安全帽以后有沒有真正戴起來，甚至將來可以在安全帽上安裝攝像頭，去實時采集更多的工地信息。還有未來的物流管控，不僅僅是記錄車牌信息，還可以了解出去車輛所載的渣土是不是覆蓋了，進入車輛所載的物料是不是合格，噸位是多少等等，這些信息不一定能解決所有的問題，但一定能告訴我們更多信息，讓我們對工地情況有更深入的了解。

    此外，通過在工地各個設(shè)備上安裝的傳感器，我們就能了解哪些設(shè)備可能會出現(xiàn)問題，進行故障預(yù)判；了解哪些設(shè)備持續(xù)過載負(fù)荷、哪些設(shè)備使用不飽和，原因是什么，從而幫助我們進一步優(yōu)化流程，讓整個工地產(chǎn)出最大化。
    建筑的改進創(chuàng)新——助力新材料、新工藝發(fā)掘

    在建筑的改進創(chuàng)新方面，我相信大數(shù)據(jù)也能夠發(fā)揮很大作用。比如，基于大數(shù)據(jù)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的第四范式，這對很多新材料的發(fā)現(xiàn)發(fā)明、新工藝的研究都有很大助力；比如，通過大數(shù)據(jù)對人的行為軌跡和真實需求有了更多了解后，可以幫助我們開發(fā)建筑的更多新功能。

    同時，隨著信息數(shù)據(jù)方方面面的需要，我們會有更多的系統(tǒng)被開發(fā)應(yīng)用。隨著這些新系統(tǒng)、新技術(shù)的應(yīng)用，又會產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)，告訴我們關(guān)于建筑的更多真相。在此基礎(chǔ)上，大數(shù)據(jù)又會發(fā)揮更大的價值。

    結(jié)語：我今天描述的內(nèi)容，有相當(dāng)一部分在技術(shù)上都是可以實現(xiàn)的，但是在經(jīng)濟性和改變?nèi)说牧?xí)慣上，可能會遇到一些阻力，所以我們應(yīng)該看大做小，專注務(wù)實。我們每一個人，特別是每一個干部，每一個主管，每一個公司領(lǐng)導(dǎo)，都應(yīng)該有大視野、大胸懷，都應(yīng)該了解未來趨勢，知道未來哪些技術(shù)能夠幫助我們；但是做事還是要務(wù)實，要從一個個子系統(tǒng)入手，用智慧的方法不斷去改進它。其次是跨界融合，兼容并蓄。從某種角度而言，我今天站在這里也是一種跨界，因為我其實不大懂建筑，但是我可以從數(shù)據(jù)視角與大家分享如何用數(shù)據(jù)把建筑看得更清楚。我們要包容別人，要兼容各種各樣的技術(shù)。再次是數(shù)據(jù)賦能，迭代技術(shù)。相信技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、技術(shù)推動的變革，會一次次迭代，不斷提升我們整體智慧建筑的空間。

    最后我想跟大家再重復(fù)一下楊學(xué)山先生的這句話，什么是智慧？就是我們要把做對的事情繼續(xù)做對，沒有做對的事情把它做對。讓我們共同做智慧的人。謝謝大家！