智慧建筑：智能+时代建筑业转型发展之道

　　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。

　　杜明芳，女，北京市人，祖籍江苏。工学博士（控制科学与工程），副教授（电子、通信及自动控制），清华大学研究员，中国自动化学会、中国人工智能学会、中国通信工业协会、中国卫星导航定位协会专家委员，住建部信标委专家委员。曾赴德国学习工业智能化，从事自动化、人工智能、智能建筑领域科研、工程、教育十余年。研究领域：模式识别与智能控制、无人车与5G车联网、工业互联网、智慧城市、智慧建筑、数字经济。已第1作者发表学术论文100余篇，主持或参与包括863计划、国家自然科学基金、发改委战略规划课题、住建部科技课题在内的科研项目10余项，出版图书《无人驾驶汽车技术》《AI+新型智慧城市理论、技术及实践》《智能建筑系统集成》（“十一五”规划本科教材）《现代控制技术组件与系统》（翻译）。

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
\ufeff9.3.5　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