自動化系統論文精品(七篇)

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篇(1)

論文關鍵詞：智能建筑 系統論信息論 可持續發展 人本論 產業鏈

20世紀60年代中期，世界建筑業啟動了新一輪的發展，建筑物單體的高度與體量急驟增加，二、三百米的超高層建筑，單體超過10萬平方米的大型建筑已十分普通。建筑物規模的增大與工程建設的技術難度不僅體現在高度與面積上，建筑物的多功能使用(同一幢建筑物內分層區具有辦公、酒店、商場、公寓、娛樂等使用功能)。各類使用者對建筑物的服務要求多樣化與服務性能日趨提高，越來越重視生活條件與環境的舒適性、與社會和人際溝通的便捷性、生存空間的安全性、設施服務的完善性、管理組織的嚴密性等。在解決這些復雜難題的過程中逐步形成了智能建筑的概念。

1智能建筑的理論體系

長期以來，對智能建筑是否存在理論與學科特征，一直未能形成比較一致的認識。有些人士認為智能建筑就是把計算機、控制及電子設備運用于建筑物，只是高新技術的綜合應用而已，并無理論可言。

然而，筆者認為經過二十年的實踐，智能建筑已不如早期那么神秘朦朧，在長期的建設、應用與管理中，已經凸現其深層的特征，有必要對此進行探討。圖1所示為智能建筑理論的結構，下面將分別進行闡述。

a.應用對象層。智能建筑為人類活動提供信息化、自動化的工作和生活場所，它的應用對象就是建筑物的使用者、管理者與服務提供者。

b.特定功能層。只要是按現代化、信息化運作的機構所在地都有智能建筑的需求，因此智能建筑早已不是辦公建筑的專利，公共建筑、住宅建筑、工業建筑、軍事建筑都可以按智能建筑建設。近十年來，中國與全球一樣建成了大量智能型的辦公樓、酒店、體育場館、會展中心、醫院、學校、法院、圖書館、劇院、博物館、機場、車站、住宅、電子廠、食品廠、化工廠、發電廠、軍營、應急指揮中心等建筑物，這些建筑物在世界的經濟與社會中起著極為重要的作用。在這一層面上，智能化系統功能需求與設備配置往往受建筑物個性、建設目標，管理模式和投資力度的影響而有較大的差別。

c.應用技術層面。這是智能建筑的技術基礎，由通信網絡技術、智能控制技術、信息處理技術和綜合管理技術等組成。在這些技術領域中，最新的技術成果及其形成的裝備會以最快的速度應用于建筑業。如在5年前，當軟件工程界剛開始討論中間件技術時，市場上立即推出了采用中間件技術的智能建筑系統集成軟件IZ BMS集成化智能建筑管理系統)。又如當工業以太網技術出現突破，隨即出現了基于工業以太網的樓宇自動化系統。

d.基礎理論層。雖然從表面上看，智能建筑嵌人了許多令人目眩的五光十色的技術，但實質上智能建筑并不僅是新技術的綜合與新裝備的組合，而在其深層次中是有基礎理論的支撐。

1945年奧地利人貝塔朗菲創建系統論形成了“系統哲學”，這是把世界看作一個巨大組織的機體主義世界觀，它包括了系統本體論、系統認識論、系統價值論和系統方法論。系統理論的概念(等級秩序、漸進分化、反饋、開放等)與方法(圖論、集論、控制論、對策論、排隊論等)是智能建筑總體設計與工作流程規劃中的重要工具。

美國人香農在1948年奠定了信息論的理論基礎，使人類傳統的科學從以材料與能量為中心的體系，轉變為以材料、能量與信息為中心。當建筑物的智能水平日益提高后，人們已不滿足僅在通信信道容量、噪聲抑制、數據加密上應用信息論，而需要進一步通過統計及隨機過程的分析來討論語義分析、信息的嫡的應用。

“以人為本”在如今似乎已成為一句時尚的語句，但在智能建筑的功能設計與運行管理中，如果缺乏針對使用者與管理者的工作和生活便利考慮，缺乏以人機工效學對人機界面、機器與人的共享空間的設計，缺乏在智能化、數字化環境下對不同職能與層次人的行為處理分析和對策，那么任何再先進的智能化系統也是失敗的。

智能建筑不僅僅是當前高新技術的盡情應用，而且必須從可持續發展的角度對建筑物的一切進行考量:設備與材料的環保、系統運行方式的綜合能效設計、建筑物節能模式的選擇、建筑物管理的組織結構設計，都需要從有利于協調“自然·社會·經濟”關系，提高“人口·資源·環境”可持續發展的水平來考慮。這些工作要有助于建立7項工作:選擇資源節約型的經濟體系、推進社會公平化的社會體系、重視提高國家綜合實力的科技體系、保持自然生產能力的生態體系、促進環境質量提高的環境體系、提高國民整體素質的人口體系和規范合理行為的政策法規體系。“可持續發展”是我國的基本國策之一，已深人到整個社會。智能建筑自然也在“可持續發展”政策的覆蓋之下。

顯然，在智能建筑所有的相關領域，以上的理論都在工作過程中起著宏觀導向與微觀指導的作用。

2智能建筑理論的特征

通過上述分析可見，智能建筑不僅存在理論，而且其理論結構相當復雜，還具有以下三個特征。

a.多目標的優化智能建筑不是機械的技術與設備集合，而是一個大系統，需要多視角地考慮技術、管理、經濟、人文、環境等因素的大系統運行目標，并且調動各種手段使系統達到最優的綜合目標。即系統的優化目標函數為:S=f

b.多學科的綜合這一點是顯然的，智能建筑的規劃、設計、運行和管理，所涉及的技術，經濟、管理以及法律問題，都必須有效地應用各學科的知識成果來解決。

c.多因素的相關性智能建筑與社會信息化、社會經濟發展、管理模式、裝備技術發展、政府導向等具有十分密切的關系，盡管就表面來看智能建筑僅是一種建設行為與經營管理方法。但是從建筑物的生命周期成本(LCC Life Cycle Cost)(見圖2)來看，當某種設備與技術采用后，可改變其生命周期中許多相關的分項狀態。

比如采用完善的BA(建筑設備自動化)系統進行照明系統的節能控制(按照度、時間、夜間最低照度、分區等)，可以有效降低電耗與照明設備的運行時間，而照明設備因此而延長壽命減少了照明設備的維護更新費用。這可使建筑物生命周期成本中的能耗費與設備更新費用減少。但是要實現這一目標需要設置完善的BA系統，要增加建設的一次投資.同時，降低能耗的效益并不僅僅體現在LCC的圖中，它對于廣義的環境保護價值更是巨大的。

3智能建筑工程實踐的分析

近年來，隨著中國綜合國力的增強，全國各地的智能建筑熱潮有漲無退。由于我們已經歷了較長期的探索，在工程建筑中有許多成功的經驗，也有不少失敗的教訓，無論是建設方/業主，工程技術人員，還是物業管理人員，都逐步趨于成熟。因而最近起步建設智能建筑的地區(暫稱為后行地區)，往往可以比北京、上海、廣州等先行開發建設的大城市(暫稱為先行地區)有更好的建設效果。我們將之稱為后發優勢，見圖3

智能化系統工程先行地區由于一開始處于探索前進的過程，不可避免地在早期建設中存在著各種過份的行為(控制論中稱之為超調)，隨后又出現因失誤而放棄的行為(稱之為振蕩過程)，最后趨向于合理的裝備與功能水平。而后行地區由于可以借鑒先行地區的經驗與教訓，可以比較合理穩妥地確定自己的智能化系統工程建設目標與行為，雖然起步稍遲，但最終可以與先行地區趨向于同樣的建設效果，而他所化的代價則比先行地區要小得多(如早期智能住宅小區建設成本高達230元/mz，而近年來則在60元/mz左右，而且裝備的性能與質量更好)。

4智能建筑已經形成產業鏈

建筑業是中國經濟發展的重要抓手。中國經濟發展的歷史與現實清楚地告訴我們，國民經濟狀態上升建筑業必然興旺，建筑業發達了，國民經濟必然形勢大好。中國近年來持續的經濟增長其中就有1---2個百分點來自建筑業貢獻。

隨著中國城市化進程的加快，全國的基本建設規模不斷增大，北京市2008年的奧運會與上海市2010年的世博會，大大刺激了建筑業發展，智能建筑與智能住宅小區則成為建筑業的精品。在工業建筑物、民用建筑物、軍事建筑物與市政建筑物中的電氣設備投資已從上世紀80年代總投資的6%一7%，增長到總投資的10%----18%，并且還在不斷上升。與此同時，市場中的各類智能建筑電氣設備不僅引進了大量國外先進技術與產品，也推出了一定數量具有自主知識產權的產品。據不完全統計，與智能建筑電氣設備相關的國內企業約有6---8千家，智能建筑電氣設備的民族企業在穩定成長。目前智能建筑行業，已基本形成了一條穩定的產業鏈，產業鏈的各方關系可以用圖4來描述。

圖中箭頭表示各方的相互關系:①提供建筑化系統設備工程與技術服務;②提供智能化系統設備功能信息、設備使用改進意見;③提品與設備技術信息;④提供系統設備需求信息與系統設備功能信息;⑤人才與技術的需求與供應。

圖4智能建筑的產業鏈示意圖

圖4所示的關系中，工作的基礎是國際標準、國家標準與行業標準(注:GB/T50314為《智能建筑設計標準》，GB50339為《智能建筑施工及驗收規范》)。

5智能建筑應用的發展趨勢

隨著文明的進步，人們對工作與生活的環境要求不斷地提高，建筑物的功能與相應的標準也逐步提升.智能建筑作為現代建設技術的核心，面臨著新的挑戰。

城市的規模越來越大，建筑群的功能特征日趨明顯，出現了中央商務區CBD ( Center BusinessDistrict)、休閑商務區RBD ( Recreation BusinessDistrict)、工業園區、行政中心區、經濟開發區、住宅小區等特定功能的區域。現代城市管理必須采用信息化手段對這些區域的建筑群與建筑設備進行綜合管理，這對智能建筑提出了新課題。在美國“911”事件之后，建筑物的防災、減災及反恐等安全問題凸現，建筑物中的消防、安防、防災及應急供電等已不可缺少，唯有借助智能化的應用系統，才能使之精準、有效、穩定與可靠地工作。