涂 力，聶金橋

（長江職業(yè)學(xué)院，湖北武漢 430074）

0 引言

在現(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)中，電氣工程及自動化智能化技術(shù)已經(jīng)成為提高電氣系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，在自動智能化技術(shù)支持下，建筑電氣系統(tǒng)的功能得到完善，有效滿足了居民的日常生活需求，優(yōu)化建筑物性能，對于提高建筑物經(jīng)濟(jì)實(shí)用性具有重要影響。因此在未來工作中，應(yīng)該進(jìn)一步探索電氣工程及自動化智能化技術(shù)在建筑建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用路徑，這也是本文研究的目的。

1 電氣工程及自動化智能化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在建筑電氣系統(tǒng)中，電氣工程水平直接決定了電氣系統(tǒng)的性能，目前較為常見的電氣功能項(xiàng)目包括弱電系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等。通過安裝接地系統(tǒng)、變壓器系統(tǒng)、照明與避雷系統(tǒng)等，不僅保證了建筑物的安全，也滿足居民安全用電的需求。我國電氣工程項(xiàng)目正在逐步開展，現(xiàn)階段，相關(guān)學(xué)者針對電氣工程的研究逐漸深入，并形成了相對完整的技術(shù)體系，無論是強(qiáng)電系統(tǒng)還是弱電系統(tǒng)，均實(shí)現(xiàn)了技術(shù)改進(jìn)。但是依然存在一定問題，包括電能消耗大、電能控制效果差等，在一定程度上造成了能源浪費(fèi)，不滿足當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展要求[1]。智能化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提高了電氣工程的運(yùn)行能力。

依靠自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力以及電氣系統(tǒng)管理的便利性，電氣工程與自動化智能技術(shù)的融合已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢。從現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，很多高端的智能化處理技術(shù)得到推廣，包括計算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用、電氣工程自動化改進(jìn)等，使電氣工程具有更廣闊的運(yùn)用前景。工作人員建立控制模型，通過模擬電力系統(tǒng)的運(yùn)行，保證了系統(tǒng)安全穩(wěn)定。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，在自動化智能技術(shù)的推動下，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的有效控制與管理，不僅能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的潛在問題，也能預(yù)防電氣系統(tǒng)故障。有研究認(rèn)為，在電氣工程項(xiàng)目中推廣自動化智能技術(shù)，可以提高整體設(shè)備的自動化控制水平，包括通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等，均能根據(jù)用戶的居住需求自動運(yùn)行，不僅滿足居民要求，也能減少設(shè)備能耗，具有一定的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益[2]。

從當(dāng)前相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，自動化智能技術(shù)能夠完善建筑領(lǐng)域中電氣工程的應(yīng)用路徑。因?yàn)橹悄芑夹g(shù)的作用下，終端機(jī)能夠采集數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)以及云計算方法分析電氣數(shù)據(jù)，使相關(guān)人員能夠識別建筑電氣系統(tǒng)參數(shù)，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的控制能力。例如，通過計算機(jī)的數(shù)據(jù)分析能力，集成各種處理信息，分析建筑電氣的運(yùn)行環(huán)境，依靠科學(xué)有效的算法來提高電氣設(shè)備的運(yùn)行能力。除此之外，在傳統(tǒng)的控制設(shè)備中無法對建筑物電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識別，系統(tǒng)出現(xiàn)差錯的概率較高，但是通過智能化技術(shù)，工作人員可以通過模型分析的方法來判斷建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，消除不可見因素對電氣自動化控制的干擾。最后，智能化控制系統(tǒng)滿足全天候系統(tǒng)控制要求，提高了系統(tǒng)安全性，使工作人員可以隨時了解建筑電氣系統(tǒng)狀態(tài)，提高管理能力。從另一角度來看，智能化、自動化技術(shù)融合了信息技術(shù)、傳感技術(shù)以及故障定位技術(shù)，成為計算機(jī)領(lǐng)域數(shù)據(jù)處理的新方向。該技術(shù)通過與控制技術(shù)的結(jié)合，能夠更好識別電氣設(shè)備運(yùn)行信息，提高運(yùn)行能力。

2 自動化智能化技術(shù)在建筑電氣工程中的應(yīng)用路徑

2.1 在自動化控制中的應(yīng)用

在建筑電氣行業(yè)中，電氣工程與自動化技術(shù)的運(yùn)用較為常見。一般在自動化智能化技術(shù)應(yīng)用階段，神經(jīng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自我學(xué)習(xí)與運(yùn)算，調(diào)整電氣系統(tǒng)的運(yùn)行。在信號處理中，神經(jīng)控制網(wǎng)絡(luò)具有良好的自我控制能力，依托自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，強(qiáng)化了電氣工程運(yùn)行效率，提高各種資源的使用率。

以空調(diào)系統(tǒng)為例，在自動化智能化技術(shù)中，空調(diào)系統(tǒng)的傳統(tǒng)供暖方式發(fā)生改變，不僅控制模式被PID 取代，整個系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化模擬運(yùn)行，可以在復(fù)雜情況下完成自我調(diào)節(jié)，是一種科學(xué)有效的技術(shù)處理手段。例如，在空調(diào)系統(tǒng)中，自動化智能化技術(shù)能夠識別整個建筑物的溫度、濕度等，對空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量、冷熱源以及濕度等進(jìn)行控制，不僅能避免超負(fù)荷運(yùn)行，也能根據(jù)居民的環(huán)境舒適度適當(dāng)調(diào)整?？傮w而言，通過自動化智能化技術(shù)，電氣系統(tǒng)可以結(jié)合外部環(huán)境有效調(diào)整自己的運(yùn)行參數(shù)。與需要人為調(diào)控的系統(tǒng)相比，該技術(shù)無論是運(yùn)行效率還是數(shù)據(jù)處理都具有更顯著優(yōu)勢。在建筑電氣工程項(xiàng)目中，該技術(shù)可以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下的運(yùn)行要求，系統(tǒng)的運(yùn)行能力增強(qiáng)。有研究認(rèn)為，通過自動化智能化分析技術(shù)，可以對建筑電氣設(shè)備的性能進(jìn)行檢測，依照大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，依靠神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模糊網(wǎng)絡(luò)法等處理數(shù)據(jù)，保障電氣工程的性能[3]。

2.2 在實(shí)時監(jiān)控中的應(yīng)用

在建筑電氣中，對建筑物進(jìn)行監(jiān)控已經(jīng)成為保障建筑安全的有效措施，不僅能夠發(fā)現(xiàn)外來人員進(jìn)入建筑物的情況，也能排查各種安全隱患，保證安全。在自動化智能化技術(shù)支持下，建筑物的實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)得到了進(jìn)一步完善，確保在任何情況下都能發(fā)現(xiàn)異常，最終保證安全?；谧詣踊悄芑夹g(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)流程如圖1 所示，監(jiān)控設(shè)備所采集的信息能夠第一時間發(fā)送到云平臺與物業(yè)部門，物業(yè)部門能夠按照監(jiān)控設(shè)備反饋的信息完成設(shè)備故障維修、外來人員管理以及其他職能等。在這個過程中，監(jiān)控設(shè)備還能記錄其中的異常信息。例如，當(dāng)系統(tǒng)檢測到溫度升高、煙霧濃度升高等情況時，會第一時間將資料發(fā)送至消防部門并響起警報，使物業(yè)能夠查閱信息，避免火勢蔓延。

除此之外，自動化智能化系統(tǒng)還有很多其他的關(guān)鍵職能，例如，發(fā)現(xiàn)漏水漏電，或者人員受傷時，能夠提供遠(yuǎn)程操作，將各種危害降到最低。

2.3 在故障診斷中的應(yīng)用

電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不可避免的出現(xiàn)各種故障，自動化智能化技術(shù)在故障處理中具有優(yōu)勢，這是因?yàn)樽詣踊悄芑夹g(shù)可以檢測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在運(yùn)行期間降低設(shè)備故障率，強(qiáng)化電氣系統(tǒng)運(yùn)行能力。從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展來看，人工智能技術(shù)可以完成故障診斷，其中的關(guān)鍵技術(shù)包括專家系統(tǒng)（Expert System，ES）和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Network，ANN）等。因此，在電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，自動化智能技術(shù)自動收集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)與以往數(shù)據(jù)集進(jìn)行對比，確保工作人員可以在短時間內(nèi)尋找到故障發(fā)生原因。

在故障診斷期間，通過人工智能技術(shù)可以細(xì)化電氣工程故障，以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，通過反向推理的模式第一時間確定故障信息。例如在變壓器運(yùn)行期間，通過智能設(shè)備可以采集變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)庫。此時數(shù)據(jù)庫中的變壓器數(shù)據(jù)會自動對比，若對比結(jié)果顯示當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)存在明顯差異，則證明變壓器可能存在故障，并將變壓器的實(shí)時信息反饋給電力管理部門。智能化系統(tǒng)還可以利用系統(tǒng)內(nèi)的專家數(shù)據(jù)庫來處理變壓器故障，此時若能成功處理變壓器故障，則會形成故障處理信息，并將信息上傳到電力部門，降低故障造成的損害。

圖1 基于自動化智能化技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)流程

2.4 在優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用

目前在建筑電氣設(shè)計中，相關(guān)人員習(xí)慣通過自動化智能化技術(shù)完善設(shè)計渠道，在計算機(jī)技術(shù)的輔助作用下，模擬建筑工程電氣系統(tǒng)的設(shè)計過程。這種設(shè)計方法的優(yōu)勢是可以縮短設(shè)計時間，并推出更好的系統(tǒng)設(shè)計方案，最大程度上確保設(shè)計質(zhì)量。以建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)為例，通過智能化技術(shù)，相關(guān)人員可以簡化設(shè)計流程，任意改變電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電氣結(jié)構(gòu)，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2.5 實(shí)現(xiàn)供配電的智能化管理

通過自動化智能化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)建筑電氣系統(tǒng)的智能化管理水平，一方面通過智能化系統(tǒng)可以檢測用戶的用電情況，為避峰填谷奠定基礎(chǔ)。依靠智能化技術(shù)的勘察結(jié)果，可以調(diào)整不同時間的用電負(fù)荷，保證電力系統(tǒng)安全。另一方面，智能化技術(shù)為遠(yuǎn)程控制奠定基礎(chǔ)，可以隨意調(diào)整用電參數(shù)，減少人力資源投入。

3 自動化智能化技術(shù)在建筑電氣中的未來應(yīng)用方向

3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)實(shí)際是一種仿生學(xué)控制系統(tǒng)發(fā)展而來的技術(shù)，通過反向?qū)W習(xí)法以及前饋性構(gòu)造，再通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測技術(shù)檢測建筑電氣系統(tǒng)。依靠反向傳播法有助于降低系統(tǒng)定位時間，這種算法還可以應(yīng)用在建筑電氣系統(tǒng)控制初始速度較大條件下，使負(fù)載轉(zhuǎn)距平穩(wěn)變化。

同時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)具有更理想的魯棒性，不需要其他控制模型輔助，因此在技術(shù)應(yīng)用階段，可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)采集建筑電氣系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.2 合理運(yùn)用智能化技術(shù)

目前建筑電氣行業(yè)對自動化、智能化技術(shù)的需求越來越高，很多技術(shù)人員開始探索智能化技術(shù)應(yīng)用的新路徑，結(jié)合智能建筑物的建設(shè)要求來完善智能化技術(shù)的運(yùn)用路徑。但是從整體來看，智能化技術(shù)的整體應(yīng)用情況并不理想。因此需要進(jìn)一步探索智能化技術(shù)運(yùn)用的新路徑。例如，可以通過智能化技術(shù)來識別電氣運(yùn)行情況，記錄電氣系統(tǒng)各設(shè)備的狀態(tài)，通過將數(shù)據(jù)反饋到計算機(jī)系統(tǒng)，可以尋找到出現(xiàn)問題的位置，形成解決預(yù)案。

4 結(jié)束語

自動化智能化已經(jīng)成為未來建筑電氣工程項(xiàng)目的主要方向，從本文的研究結(jié)果可知，相關(guān)人員應(yīng)該進(jìn)一步探索自動化智能化技術(shù)運(yùn)用方向，發(fā)揮數(shù)據(jù)處理的先進(jìn)性，盡可能提高工作人員的工作效率，盡可能降低故障率。實(shí)現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作與集束化管理，最終全面提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)行能力，最終更好服務(wù)居民生活。