11月12日,為深入貫徹發展AIoT和5G的國家戰略規劃,全面促進中部地區智能產業鏈融合交流,由千家智客主辦,支持單位為中國建博會,湖北省建筑業協會、武漢建筑業協會、武漢市家居協會、武漢建博會協辦的2019年度第二十屆中國國際建筑智能化峰會在武漢成功舉辦。

中國國際建筑智能化峰會從2000年開始舉辦,歷經歲月洗禮,已經成為建筑智能化發展潮流的風向標,本次武漢站吸引數百位來自全國各地的技術專家、知名廠商、系統集成商、設計師等專業人士前來參會,分享最新技術動態,共同深入探討智能化行業發展趨勢。

中南建筑設計研究院電氣總工熊江先生為我們帶來了主題為《設計院在智慧城市建設中的“聯”與“通”》的精彩演講。

中南建筑設計研究院 熊江:設計院在智慧城市建設中的“聯”與“通”

首先,熊總工分享了阿里、華為、百度、騰訊、訊飛五大AI巨頭在智慧城市領域的布局現狀,以及從“連接”、“互通”的角度分析智慧城市發展困局。熊總工表示,智慧城市需解決重復建設,與園區、建筑建設脫節、專業技術滯后,數據分析強,數據來源弱,社會效益強,經濟效益弱,缺乏統一標準的問題。

熊總工還介紹了建筑設計在智慧城市建設中的技術抓手:BIM+TIM+CIM+GIS、建筑物聯網技術和TOD設計模式。BIM+TIM+CIM+GIS是世界智慧城市技術發展新模式;建筑物聯網技術在建筑領域的具體應用將使未來智能城市規劃與建設與建筑直接相連成為可能;TOD設計模式是智慧建筑與智慧城市結合的最佳方式,不僅能緩解“城市病”,“軌道交通+物業”等模式還能提升沿線商業價值。

提及在智慧城市的概念中,熊總工表示建筑設計院將起到構建平臺,融合技術、策劃運用的三大作用,實現“人相聯、技互通、物共享”。建筑設計院在智慧城市建設產業的近期舉措主要有:編制智慧城市相關智慧建筑(園區)工程技術標準,掃除行業痛點;為智慧城市在建筑、園區的應用研發場景方案,實現智慧建筑產品平臺化的生產方式;智慧城市與建筑研發機構和組織的建設。

以下是熊江先生的全部演講內容,千家智客做了不改變原意的整理與編輯:

熊江:大家下午好,非常高興能參加今天的中國國際建筑智能化峰會活動,我分享主題是《設計院在智慧城市建設中的“聯”與“通”》,共四個部分內容。一個是什么是智慧城市,智慧城市建設的最新成果;二是建筑設計在智慧城市建設中的技術抓手;三是建筑設計院在智慧城市建設中的連通作用;四是建筑設計院在智慧城市建設產業的近期舉措。

一、什么是智慧城市,智慧城市建設的最新成果

1、什么是智慧城市


智慧城市(SmartCity)是指利用各種信息技術或創新概念,將城市的系統和服務打通、集成,以提升資源運用的效率,優化城市管理和服務,以及改善市民生活質量。智慧城市是把新一代信息技術充分運用在城市中各行各業基于知識社會的城市信息化高級形態,實現信息化、工業化與城鎮化深度融合,有助于緩解“大城市病”,提高城鎮化質量,實現精細化和動態管理,并提升城市管理成效和改善市民生活質量。智慧城市不僅僅是物聯網、云計算等新一代信息技術的應用,更重要的是通過面向知識社會的創新2.0的方法論應用,構建用戶創新、開放創新、大眾創新、協同創新為特征的城市可持續創新生態。

我國是從2012年開始智慧城市建設,首批有90個智慧城市試點,目前統計數據顯示,全國100%的副省級城市、89%的地級以上城市、和49%的縣級城市已經開展智慧城市建設,累計參與的地市級城市數量達到300余個。智慧城市已經成為一種城市發展理念,備受政府和社會各界的高度重視。隨著云計算、物聯網和數字信息技術的不斷更新,出現了新型智慧城市的建設趨勢和新的體系結構。智慧城市的市場也發展到縣級市一級,市場相當大,全國一共有1636個縣,19883個鎮;17451個鄉。

2、AI巨頭在智慧城市領域的布局

在我國,智慧城市首先是由BATKH,五大AI企業布局的。

?阿里,阿里擅長商業運營,AIoT生態從合作運營角度切入。小到一件快遞寄送,大到與高鐵站的協同運行,被精確計算和調度,減少因運籌不到位造成時間和資源浪費。最近的一個消息,阿里云城市大腦創始人王堅新晉了中國工程院院士。阿里的城市大腦實現了城市治理模式突破、城市服務模式突破、城市產業發展突破。

阿里城市大腦已經從蕭山區市心路的一條街道開始輔助管理整個杭州。目前全球23個城市引入城市大腦,覆蓋了交通、城管、文旅、衛健等11個領域,48個場景

● 華為,華為是以ICT技術基礎,從智慧園區發展到智慧城市,實現城市統籌管理,擁有智慧大腦(智慧城市智能運營中心(IOC))。智慧城市智能運營中心(IOC)全面感知城市家底、全局決策輔助管理、城市立體運行聯動、匯聚生態自我演進。

華為智慧城市IOC是未來城市的核心基礎設施,它作為智慧城市的“神經中樞”,高效匯聚海量數據,通過“神經中樞”整合不同行業割裂的數據和能力,展示出數據匯聚和融合的價值,并展示跨部門協調指揮的作用,驅動城市智能化管理,共包括6個中心。這六個中心就是城市管理展示中心、城市數據集成中心、城市運行監測中心、智能分析決策中心、平戰結合指揮中心、數據服務運營中心。智慧城市IOC達到“可看,可用,會思考”的目標,幫助城市管理者提高城市運營管理水平、將驅動城市管理走向精細化,建設文明和環境美好城市、提高政府服務水平,進一步提升市民的幸福指數,為城市的可持續發展奠定基礎。

● 百度,百度是國家級的自動駕駛人工智能研究平臺。現在區塊鏈是個熱門話題,趁著這個東風,11月8日消息,百度發布區塊鏈智慧城市規劃。通過AI、大數據、云計算協同帶來的技術勢能驅動智能城市落地。百度區塊鏈智慧城市規劃涵蓋智能醫療、智能司法、智能交通、智能政務四大試點已經落地。區塊鏈醫療服務解決方案已上線,實現了對診療過程事前提醒、事中監控、事后追溯的全方位監管。目前,百度已經與重慶市達成區塊鏈智能醫療深度合作,率先推出電子處方區塊鏈流轉平臺。用于智慧城市的區塊鏈具備經濟與就業、健康、身份認同與文化認同、教育、交通、智能服務、公共安全等這些管理功能。

● 騰訊,騰訊是國家級醫療人工智能研究平臺。騰訊云強化“連接一切”的優勢,“互聯網+智慧城市”整合、開放人工智能、大數據、云計算、LBS、支付基礎技術能力,賦能政務、醫療、旅游、交通等諸多社會領域。

在智慧建筑領域,騰訊海濱大廈是個標志性項目,第一次研發了微領智慧建筑操作系統,探索物聯網解決方案和人工智能的超級試驗場。騰訊微瓴智慧建筑管理平臺針對于建筑內的硬件、應用、服務等資源,提供物聯、管理與數字服務,賦予建筑綜合協同的智慧能力;為建筑管理運營者與建筑業主方提供安全、高效、便利的建筑綜合管理運營系統;助力地產行業數字化和智能化轉型,提升建筑的運營效率與服務品質,創造全新的服務模式及用戶體驗。

對于智慧城市,騰訊推出了Wecity未來城市的概念,深耕城市智慧場景、推動智慧城市進化。聚焦在后城鎮化時代,引入數字技術,讓城市管理、資源利用、健康醫療、人口老齡化等城市難題有了全新的解法。它采取了1+3+4的整體的規劃,1+3+4總體架構是一朵基礎云、三大中臺、支持四大領域。三中臺是應用中臺、數據中臺、人工智能臺;四領域是數字政務、城市治理、城市決策、產業互聯。

騰訊智慧城市服務項目落地情況(省份顏色深淺代表項目數量)

騰訊的智慧城市服務,以及WECITY及其服務已深入到全國各地,應用最多是在廣東。最近騰訊就中標了一個智慧城市大單——長沙”城市超級大腦”。

● 訊飛,訊飛是國家級的語音人工研究平臺。未來,人工智能輸入靠語音是個大趨勢,腦電波的應用還停留在科幻片中。在智慧城市領域,科大訊飛基于人工智能+數據驅動的城市智慧化發展模型,以城市超腦為核心,打造集基礎信息接入、城市大數據和信息模型、行業超腦應用為一體的智慧城市整體解決方案。

城市超腦從建筑超腦起步,分為五個步驟實施:建立時空記憶,數據貫穿,發現問題,更新知識和持續成長。

(1)建立時空記憶,就是把規劃模型與實際的城市數據打通。比如,針對城市內澇問題,一座城市是否要重建地下排污水管道,除了根據建筑規范去建立模型,得出理論數據之外,還要結合實際數據,找到兩者之間的差距以及差距背后的原因,才能做出更科學的決策。

(2)數據貫穿,比如交通、安防、小區的攝像頭統一管理,保存車、人、物流動的信息;

(3)發現問題,比如有的馬路有調頭空間,有的沒有,這與交通無關,與市政有關;

(4)更新知識,指很多決策往往由權威部門、主政者敲定,“城市超腦”將來可以用數據模型提醒,某些規劃決策可能會帶來堵車等問題;

(5)人工智能是解決發展不平等、不充分問題的一個有效手段。比如,遠程醫療,北京頂級專家可以連線到貴州的一個山區。但是,這些頂級專家一天只能工作12小時,無法滿足大量需求。如果用人工智能醫生學習頂尖專家的知識,以后的社區醫生與人工智能醫生合作,也將可以達到三甲醫院醫生的水平,降低誤診率,提高診療的效率和經濟性。

3、智慧城市發展急需解決的問題

首先談的是韓國的松島新城“智能城市”建設,原計劃15年,但至今17年仍未完成,居民只達計劃1/3。它當時是投資400億美元,有600多公頃的地,計劃實現全區域智能平臺,數字化公寓、數字化公交站點等。它失敗的原因有三:第一個是重主控、輕生態;第二個是重技術、輕應用;第三個是重建設、輕運營。

隱私顧慮,谷歌智慧城市SidewalkLabs負責人認為現有智慧城市模型是對人的監視,是一個智能的監控城市,不能保護公眾隱私。谷歌可以承諾通過設計來實現隱私原則,但不能保證信托機構在源頭上將數據“去識別”。在尤為重視個人隱私的歐美,智慧城市項目將難以為繼。

數據泄露,新加坡“電子政府“、”智慧城市“已成為新加坡治國精髓,全球20大智慧城市當中曾排名第一2018年6月,新加坡SingHealth網絡攻擊事件引發關注,黑客竊取了150萬患者的個人數據和16萬人的門診處方細節,其中包括新加坡總理李顯龍。在智慧城市建設初期,公眾普遍缺乏個人信息保護意識和安全防護實踐,政府應急能力也存在不足,導致信息安全所面臨的問題變得更為復雜。由于城市大數據安全是重中之重,及時發現和修補安全漏洞十分必要。

還有就是外國公司做中國的智慧城市項目,我國曾與微軟簽訂了戰略合作備忘錄,包括智慧城市項目合作,但在三年后對智慧城市項目方案評估所出具的報告,認為微軟提供的智慧城市規劃設計及配置方案的完整性、合理性、安全性、兼容性都存在較大問題,項目最后被否了。分析其原因:(1)投資不當,大量費用花在購買IT軟件、IT集成和云服務上,對于業務規劃、集成和運營方面的費用考慮不足;(2)政務功能不強,對現階段蘊含濃厚中國特色的政府業務領域不夠了解,做出的東西明顯“水土不服”,最后只能淪為空中樓閣。

總結起來,智慧城市發展主要存在六方面問題,第一是重復建設的嚴重;第二是與園區的、建筑、建設妥貼;第三個是專業技術的滯后;第四個是數據分析強,數據來源弱,第五個是社會的效益強,經濟效益弱,第六個是缺乏統一的標準。

二、建筑設計在智慧城市建設中的技術抓手

(1)BIM+TIM+CIM+GIS

第一個技術組合就是:BIM+TIM+CIM+GIS,這是世界智慧城市技術發展新模式。

(2)建筑物聯網技術

第二個技術就是物聯網技術。建筑物聯網是物聯網技術在建筑領域的具體應用,建筑物聯網技術將使未來智能城市規劃與建設與建筑直接相連成為可能。運用物聯網監測和控制城市交通、空氣和人群等因素,將更有效地預測和干預城市、園區乃至建筑物內小環境的建設和運維。

建筑物聯網應用案例1—建筑空間管理。物聯網技術對城市的管理,與物聯網技術對建筑空間的管理,技術路徑和實現手段是一樣的,例如建筑空間管理中的一個具體應用,工位管理就像物聯網技術管理交通和物流一樣來管理工位。

物聯網工位管理實現以下幾個功能:

(1)建立工位臺賬。也就是將工位空間當做資產來管,資產就需采用成本和收益的標準來進行核算。

(2)提高工位占用率。一個企業內部各個部門都在占用空間,卻都沒有百分之百的使用,辦公室的工位占用率低。這個過程和智慧城市的物流管理、交通管理是一樣的。兩者的數據完全可以共享、互通。

(3)提高工位的使用率。工位使用率低就是指沒有物盡其用。將工位空間當做資產來管,可以提高工位占用率、工位使用率,通過大數據分析,對空間使用進行進一步的成本和收益的分析,以及預測和規劃,平均可以為企業資產帶來2~5倍的收益。

建筑物聯網應用案例2—電梯物聯網管理。這和智慧城市的公共設施管理的原理和技術手段也是一樣的,設施管理在建筑物內的應用已爐火純青。電梯是建筑物內最主要的設施之一,建筑物設施管理也是建筑物運維管理的一個重要方面。相關數據顯示,中國電梯保有量近400萬部,全球電梯保有量近1600萬部。

在沒有電梯物聯網技術之前,電梯運維主要依靠人工,維護成本很高,且運維時業務必須中斷。全球1600萬部電梯需每年人工巡檢3.8億次、業務中斷時間達到每年3200萬天。這是一個巨大的市場。電梯物聯網,是指通過傳感、控制、通信、云平臺等技術將多臺電梯連接起來,實現信息交互、通信、智能識別、監控、自動化響應的網絡架構。這種模式使電梯維保單位和使用單位能及時掌握電梯的故障信息,確保第一時間通知專業技術人員到現場排除故障、解救被困乘客;電梯維保單位可遠程對現場維保人員進行監督和技術支持,以確保其及時準確地完成維保工作及應急救援;還能夠為政府對企業的監管提供及時、可靠的信息來源。正因為物聯網對電梯監管和安全有著革命性的革新,目前全國各地已經紛紛開展試點試驗,重慶、杭州、南京、無錫等地區早在2015年已經制定相應標準,并強制要求電梯標配物聯網系統。

(3)TOD設計模式

通過TOD設計,將智慧建筑與、智慧交通、智慧城市在設計之初就結合起來的一種模式。TOD設計模式是智慧建筑與智慧城市結合的最佳方式;TOD以公共交通為導向的開發設計模式,在規劃一個居民或者商業區時,使公共交通的使用最大化的一種非汽車化的規劃設計方式。TOD不僅能緩解“城市病”,“軌道交通+物業”等模式還能提升沿線商業價值。

TOD設計模式與過去“要致富、先修路”的“攤大餅”、泛交通先導模式不同,作為以公共交通為導向的發展方式,TOD模式對于城市發展的影響,還重點體現在其他三個方面:提高區域功能效率、轉變產業功能結構以及提升不同區域生活水平。這些都是智慧城市建設盈利的重要方面。現在全國各大院都設置了TOD工程技術中心,中南建筑設計院也不例外,我們的核心專家是安藤良輔,日本豐田都市交通研究所研究部部長、主任研究員。

日本在八九十年代就開始了TOD城市規劃,日本于橫濱市、豐田市、京阪奈與北九州市展開了“日本智能都市門戶”(JapanSmartCityPortal,JSCP)項目,其中,安藤教授主導了日本豐田市的TOD城市規劃,通過豐田市的TOD城市規劃,在路網不變的前提下,使市民的平均通行時間減少1/3。

三、建筑設計院在智慧城市建設中的連通作用

要解決上述問題,必須充分發揮建筑設計師和建筑設計院在智慧城市(園區、建筑)產業的主導作用。這個產業不僅僅是在建筑物里利用物聯網大數據、人工智能、物聯網的技術,而是要建立智慧城市框架下的智能建筑物(園區)的整體概念。

智慧城市在物理上是由智慧建筑、智慧園區、智慧交通、智慧市政等組成的。智慧城市在數據上是由建筑、園區、交通、市政等的數據組成的。在智慧城市的概念中,建筑設計院將起到“構建平臺、融合技術、策劃應用”這三大作用。這和建筑設計院在城市建設產業中將起到的“人相連、技互通、物共享”的角色分不開的。

人相聯

設計院建筑及城市全生命周期管理:將工程建設過程中包括規劃、設計、招投標、施工、竣工驗收及運維等作為一個整體,形成銜接各環節的綜合管理平臺,通過相應信息平臺,創建、管理及共享同一完整的工程信息,減少工程建設各階段銜接及各參與方間的信息丟失,提高工程的建設效率。

一個產業形成必須要有好的生態平臺的支持。建筑設計院的天生職能就是“人相聯”,通過一個個的建設項目全過程服務,緊密地聯系政府職能部門、開發商、生產商、承包商、用戶等,通過產業鏈讓社會上分離的人群、團隊在項目的全生命周期形成牢固的紐帶。

設計院全過程服務、1+N服務:大中型設計院向EPC、FEPC全功能工程公司轉變,包括前期工程咨詢、招商引資、工程勘察、工程設計、招標采購、造價咨詢、工程監理、運營維護咨詢和BIM咨詢,以實現擴大服務領域、開拓發展空間、增加經濟效益、增強競爭實力、與國際接軌的目標。

設計院產業化的“產品”升級意識:由賣方市場狹義的產品觀念,逐步升到買方市場的廣義產品的觀念,全產業鏈產品、客戶導向型產品等產業化、信息化時代新產品概念逐步興起。客戶共性、產品內容、市場地域,客戶細化方法、客戶接近渠道、客戶有效影響等因素更受到重視。

技互通

要實現一個產業商業化的成功,必須滿足其技術平臺易復制、推廣成本低、場景適用性強這三個特點。而這正是物聯網技術在建筑產業的推廣的突破點。建筑設計院是推廣建筑領域新技術的首選推手。“建筑師負責制”使建筑師、建筑設計院對物聯網等新技術推廣的成本和效果終身負責。而建筑設計院現在已經具備的BIM技術平臺正是物聯網技術在建筑領域推廣的最佳載體。

物共享

新技術必須首先落腳到具體的對象上,通過大量的虛擬的應用、實際的使用,完成技術迭代和產品迭代,新技術才會有生命力。物聯網技術在建筑領域迭代的快速性和經濟性,是物聯網建筑產業發展是否有前途的——必要條件。建筑設計院、建筑設計師統領著建筑行業所有項目的策劃和應用。以中南院為例,今年一年就新簽合同830個,合計建筑面積數百萬平方米,這將是一個巨大的物聯網技術應用共享市場。

建筑設計院已在單個項目全生命周期廣泛采用了“投標、方案設計、初步設計、施工圖設計、施工指導、運維”多個階段內的全生命周期多階段的PDCA循環模式。PDCA循環,就是計劃、執行、檢查、處理和修正的循環。物聯網技術植入建筑后,這種PDCA循環就可方便地由單個項目內的循環,在一個平臺上,例如大A網,升級到多個項目之間的循環。這種多項目間的循環能使建筑物聯網的技術和產品迭代達到更加快速、更加經濟的目標。

物聯網建筑PDCA——P階段,它要解決以下問題:

1、選擇,智慧城市相關技術及商業模式應用的突破方向,分析現狀、找出問題。

2、確定,智慧城市相關技術在建筑領域的應用目標,分析產生現有困境的原因。

3、分析,各種解決方案,并確定最佳方案,區分主因和次因,解決關鍵問題。

4、制定,智慧城市相關技術和商業模式在全過程、產業鏈推廣的對策、制定實施計劃,包括資金計劃。

四、建筑設計院在智慧城市建設產業的近期舉措

我們建筑設計院近期要做的工作,包括三方面內容:

第一項工作重點就是標準的編制,通過標準編制將聚焦智慧城市在建筑產業應用的四大痛點。

(1)全生命周期。通過工程全生命周期服務,解決當前智慧城市應用進入工程項目,大多是在項目初步建成,介入太晚成功率太低的痛點。

(2)建筑師負責的建筑工程全專業。解決當前智慧城市技術進入工程項目,大多是智能化單專業,,介入層次不高、話語權不夠的痛點。

(3)以建筑功能需求代替具體技術應用。突出建筑功能的需求,而不是單純的智慧城市技術在建筑里有哪些具體應用,就像“綠色建筑”的提出一樣,有綠建功能和綠建星級的要求,就自然而然帶來了建筑、結構、給排水、暖通空調、電氣智能等專業綠色技術的應用。解決物聯網技術在建筑總應用沒有源頭的痛點。

(4)以標準驅動代替個別項目驅動。通過標準來驅動智慧城市技術在建筑產業的應用,解決現有智慧建筑技術進入工程項目大多是項目驅動,一個項目一個項目來談,介入成本高、積累性差的痛點。

2019年11月8日,《智慧建筑設計標準》研編稿審查會在上海成功舉行,《智慧建筑檢測標準》、《智慧建筑評價標準》的編制也列上議程。2019年8月1日,新編《智能建筑工程設計通則》頒布執行,標準圍繞智能化工程的設計工作,確立了建筑智能化的設計流程和規定,明確了智能化系統設計要點和思路,旨在引導建筑智能化工程技術進步和人工智能等新科技的應用。

第二項工作重點是為智慧城市在建筑、園區的應用研發場景方案。建筑設計院、智慧建筑技術供應商共同研發產品針對不同的應用場景,實現智慧建筑產品平臺化的生產方式。

第三項工作重點是智慧城市與建筑研發機構和組織的建設。

今天我的匯報就到這里謝謝大家,祝活動圓滿成功。