中南建筑设计研究院 熊江:设计院在智慧城市建
2019-12-20 06:06

  ◆◁••●◆●△▼●△▪️▲□△11月12日,为深入贯彻发展AIoT和5G的国家战略规划,全面促进中部地区智能产业链融合交流,由千家智客主办,支持单位为中国建博会,湖北省建筑业协会、武汉建筑业协会、武汉市家居协会、武汉建博会协办的2019年度第二十届中国国际建筑智能化峰会在武汉成功举办。

  中国国际建筑智能化峰会从2000年开始举办,历经岁月洗礼,已经成为建筑智能化发展潮流的风向标,本次武汉站吸引数百位来自全国各地的技术专家、知名厂商、系统集成商、设计师等专业人士前来参会,分享最新技术动态,共同深入探讨智能化行业发展趋势。

  中南建筑设计研究院电气总工熊江先生为我们带来了主题为《设计院在智慧城市建设中的“联”与“通”》的精彩演讲。

  首先,熊总工分享了阿里、华为、百度、腾讯、讯飞五大AI巨头在智慧城市领域的布局现状,以及从“连接”、时时彩平台“互通”的角度分析智慧城市发展困局。熊总工表示,智慧城市需解决重复建设,与园区、建筑建设脱节、专业技术滞后,数据分析强,数据来源弱,社会效益强,经济效益弱,缺乏统一标准的问题。

  熊总工还介绍了建筑设计在智慧城市建设中的技术抓手:BIM+TIM+CIM+GIS、建筑物联网技术和TOD设计模式。BIM+TIM+CIM+GIS是世界智慧城市技术发展新模式;建筑物联网技术在建筑领域的具体应用将使未来智能城市规划与建设与建筑直接相连成为可能;TOD设计模式是智慧建筑与智慧城市结合的最佳方式,不仅能缓解“城市病”,“轨道交通+物业”等模式还能提升沿线商业价值。

  提及在智慧城市的概念中,熊总工表示建筑设计院将起到构建平台,融合技术、策划运用的三大作用,实现“人相联、技互通、物共享”。建筑设计院在智慧城市建设产业的近期举措主要有:编制智慧城市相关智慧建筑(园区)工程技术标准,扫除行业痛点;为智慧城市在建筑、园区的应用研发场景方案,实现智慧建筑产品平台化的生产方式;智慧城市与建筑研发机构和组织的建设。

  熊江:大家下午好,非常高兴能参加今天的中国国际建筑智能化峰会活动,我分享主题是《设计院在智慧城市建设中的“联”与“通”》,共四个部分内容。一个是什么是智慧城市,智慧城市建设的最新成果;二是建筑设计在智慧城市建设中的技术抓手;三是建筑设计院在智慧城市建设中的连通作用;四是建筑设计院在智慧城市建设产业的近期举措。

  智慧城市(SmartCity)是指利用各种信息技术或创新概念,将城市的系统和服务打通、集成,以提升资源运用的效率,优化城市管理和服务,以及改善市民生活质量。▲★-●智慧城市是把新一代信息技术充分运用在城市中各行各业基于知识社会的城市信息化高级形态,实现信息化、工业化与城镇化深度融合,有助于缓解“大城市病”,提高城镇化质量,实现精细化和动态管理,并提升城市管理成效和改善市民生活质量。智慧城市不仅仅是物联网、云计算等新一代信息技术的应用,更重要的是通过面向知识社会的创新2.0的方法论应用,构建用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的城市可持续创新生态。

  我国是从2012年开始智慧城市建设,首批有90个智慧城市试点,目前统计数据显示,全国100%的副省级城市、89%的地级以上城市、和49%的县级城市已经开展智慧城市建设,累计参与的地市级城市数量达到300余个。智慧城市已经成为一种城市发展理念,备受政府和社会各界的高度重视。随着云计算、物联网和数字信息技术的不断更新,出现了新型智慧城市的建设趋势和新的体系结构。智慧城市的市场也发展到县级市一级,市场相当大,全国一共有1636个县,19883个镇;17451个乡。

  ?阿里,阿里擅长商业运营,AIoT生态从合作运营角度•☆■▲切入。小到一件快递寄送,大到与高铁站的协同运行,被精确计算和调度,减少因运筹不到位造成时间和资源浪费。最近的一个消息,阿里云城市大脑创始人王坚新晋了中国工程院院士。阿里的城市大脑实现了城市治理模式突破、城市服务模式突破、城市产业发展突破。

  阿里城市大脑已经从萧山区市心路的一条街道开始辅助管理整个杭州。目前全球23个城市引入城市大脑,覆盖了交通、城管、文旅、卫健等11个领域,48个场景

  ●华为,华为是以ICT技术基础,从智慧园区发展到智慧城市,实现城市统筹管理,拥有智慧大脑(智慧城市智能运营中心(IOC))。智慧城市★-●△▪️▲□△▽智能运营中心(IOC)全面感知城市家底、全局决策辅◆▼助管理、城市立体运行联动、汇聚生态自我演进。

  华为智慧城市IOC是未来城市的核心基础设施,它作为智慧城市的“神经中枢”,高效汇聚海量数据,通过“神经中枢”整合不同行业割裂的数据和能力,展示出数据汇聚和融合的价值,并展示跨部门协调指挥的作用,驱动城市智能化管理,共包括6个中心。这六个中心就是城市管理展示中心、城市数据集成中心、城市运行监测中心、智能分析决策中心、平战结合指挥中心、数据服务运营中心。智慧城市IOC达到“可看,可用,会思考”的目标,帮助城市管理者提高城市运营管理水平、将驱动城市管理走向精细化,建设文明和环境美好城市、提高政府服务水平,进一步提升市民的幸福指数,为城市的可持续发展奠定基础。

  ●百度,百度是国家级的自动驾驶人工智能研究平台。现在区块链是个热门线日消息,百度发布区块链智慧城市规划。通过AI、大数据、云计算协同带来的技术势能驱动智能城市落地。百度区块链智慧城市规划涵盖智能医疗、智能司法、智能交通、智能政务四大试点已经落地。区块链医疗服务解决方案已上线,实现了对诊疗过程事前提醒、事中●监控、事后追溯的全方位监管。目前,百度已经与重庆市达成区块链智能医疗深度合作,率先推出电子处方区块链流转平台。用于智慧城市的区块链具备经济与就业、健康、身份认同与文化认同、教育、交通、智能服务、公共安全等这些管理功能。

  ●腾讯,腾讯是国家级医疗人工智能研究平台。腾讯云强化“连接一切”的优势,“互联网+智慧城市”整合、开放人工智能、大数据、云计算、LBS、支付基础技术能力,赋能政务、医疗、旅游、交通等诸多社会领域。

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  在智慧建筑领域,腾讯海滨大厦是个标志性项目,第一次研发了微领智慧建筑操作系统,探索物联网解决方案和人工智能的超级试验场。腾讯微瓴智慧建筑管理平台针对于建筑内的硬件、应用、服务等资源,提供物联、管理与数字服务,赋予建筑综合协同的智慧能力;为建筑管理运营者与建筑业主方提供安全、高效、便利的建筑综合管理运营系统;助力地产行业数字化和智能化转型,提升建筑的运营效率与服务品质,创造全新的服务模式及用户体验。

  对于智慧城市,腾讯推出了Wecity未来城市的概念,深耕城市智慧场景、推动智慧城市进化。聚焦在后城镇化时代,引入数字技术,让城市管理、资源利用、健康医疗、人口老龄化等城市难题有了全新的解法。它采取了1+3+4的整体的规划,1+3+4总体架构是一朵基础云、三大中台、支持四大领域。三中台是应用中台、数据中台、人工智能台;四领域是数字政务、城市治理、城市决策、产业互联。

  腾讯的智慧城市服务,以及WECITY及其服务已深入到全国各地,应用最多是在广东。最近腾讯就中标了一个智慧城市大单——长沙”城市超级大脑”。

  ●讯飞,讯飞是国家级的语音人工研究平台。未来,人工智能输入靠语音是个大趋势,脑电波的应用还停留在科幻片中。在智慧城市领域,科大讯飞基于人工智能+数据驱动的城市智慧化发展模型,以城市超脑为核心,打造集基础信息接入、城市大数据和信息模型、行业超脑应用为一体的智慧城市整体解决方案。

  城市超脑从建筑超脑起步,分为五个步骤实施:建立时空记忆,数据贯穿,发现问题,更新知识和持续成长。

  (1)建立时空记忆,就是把规划模型与实际的城市数据打通。比如,针对城市内涝问题,一座城市是否要重建地下排污水管道,除了根据建筑规范去建立模型,得出理论数据之外,还要结合实际数据,找到两者之间的差距以及差距背后的原因,才能做出更科学的决策。

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  (2)数据贯穿,比如交通、安防、小区的摄像头统一管理,保存车、人、物流动的信息;

  (3)发现问题,比如有的马路有调头空间,有的没有,这与交通无关,与市政有关;

  (4)更新知识,指很多决策往往由权威部门、主政者敲定,“城市超脑”将来可以用数据模型提醒,某些规划决策可能会带来堵车等问题;

  (5)人工智能是解决发展不平等、不充分问题的一个有效手段。比如,远程医疗,北京顶级专家可以连线到贵州的一个山区。但是,这些顶级专家一天只能工作12小时,无法满足大量需求。如果用人工智能医生学习顶尖专家的知识,以后的社区医生与人工智能医生合作,也将可以达到三甲医院医生的水平,降低误诊率,提高诊疗的效率和经济性。

  首先谈的是韩国的松岛新城“智能城市”建设,原计◇•■★▼划15年,但至今17年仍未完成,居民只达计划1/3。它当时是投资400亿美元,有600多公顷的地,计划实现全区域智能平台,数字化公寓、数字化公交站点等。它失败的原因有三:第一个是重主控、轻生态;第二个是重技术、轻应用;第三个是重建设、轻运营。

  隐私顾虑,谷歌智慧城市SidewalkLabs负责人认为现有智慧城市模型是对人的监视,是一个智能的监控城市,不能保护公众隐私。谷歌可以承诺通过设计来实现隐私原则,但不能保证信托机构在源头上将数据“去识别”。在尤为重视个人隐私的欧美,智慧城市项目将难以为继。

  数据泄露,新加坡“电子政府“、”智慧城市“已成为新加坡治国精髓,全球20大智慧城市当中曾排名第一2018年6月,新加坡SingHealth网络攻击事件引发关注,黑客窃取了150万患者的个人数据和16万人的门诊处方细节,其中包括新加坡总理李显龙。在智慧城市建设初期,公众普遍缺乏个人信息保护意识和安全防护实践,政府应急能力也存在不足,导致信息安全所面临的问题变得更为复杂。由于城市大数据安全是重中之重,及时发现和修补安全漏洞十分必要。

  还有就是外国公司做中国的智慧城市项目,我国曾与微软签订了战略合作备忘录,包括智慧城市项目合作,但在三年后对智慧城市项目方案评估所出具的报告,认为微软提供的智慧城市规划设计及配置方案的完整性、合理性、安全性、兼容性都存在较大问题,项目最后被否了。分析其原因:(1)投资不当,大量费用花在购买IT软件、IT集成和云服务上,对于业务规划、集成和运营方面的费用考虑不足;(2)政务功能不强,对现阶段蕴含浓厚中国特色的政府业务领域不够了解,做出的东西明显“水土不服”,最后只能沦为空中楼阁。

  总结起来,智慧城市发展主要存在六方面问题,第一是重复建设的严重;第二是与园区的、建筑、建设妥贴;第三个是专业技术的滞后;第四个是数据分析强,数据来源弱,第五个是社会的效益强,经济效益弱,第六个是缺乏统一的标准。

  第一个技术组合就是:BIM+TIM+CIM+GIS,这是世界智慧城市技术发展新模式。

  第二个技术就是物联网技术。建筑物联网是物联网技术在建筑领域的具体应用,建筑物联网技术将使未来智能城市规划与建设与建筑直接相连成为可能。运用物联网监测和控制城市交通、空气和人群等因素,将更有效地预测和干预城市、园区乃至建筑物内小环境的建设和运维。

  建筑物联网应用案例1—建筑空间管理。物联网技术对城市的管理,与物联网技术对建筑空间的管理,技术路径和实现手段是一样的,例如建筑空间管理中的一个具体应用,工位管理就像物联网技术管理交通和物流一样来管理工位。

  (1)建立工位台账。也就是将工位空间当做资产来管,资产就需采用成本和收益的标准来进行核算。

  (2)提高工位占用率。一个企业内部各个部门都在占用空间,却都没有百分之百的使用,办公室的工位占用率低。这个过程和智慧城市的物流管理、交通管理是一样的。两者的数据完全可以共享、互通。

  (3)提高工位的使用率。工位使用率低就是指没有物尽其用。将工位空间当做资产来管,可以提高工位占用率、工位使用率,通过大数据分析,对空间使用进行进一步的成本和收益的分析,以及预测和规划,平均可以为企业资产带来2~5倍的收益。

  建筑物联网应用案例2—电梯物联网管理。这和智慧城市的公共设施管理的原理和技术手段也是一样的,设施管理在建筑物内的应用已炉火纯青。电梯是建筑物内最主要的设施之一,建筑物设施管理也是建筑物运维管理的一个重要方面。相关数据显示,中国电梯保有量近400万部,全球电梯保有量近1600万部。

  在没有电梯物联网技术之前,电梯运维主要依靠人工,维护成本很高,且运维时业务必须中断。全球1600万部电梯需每年人工巡检3.8亿次、业务中断时间达到每年3200万天。这是一个巨大的市场。电梯物联网,是指通过传感、控制、通信、云平台等技术将多台电梯连接起来,实现信息交互、通信、智能识别、监控、自动化响应的网络架构。这种模式使电梯维保单位和使用单位能及时掌握电梯的故障信息,确保第一时间通知专业技术人员到现场排除故障、解救被困乘客;电梯维保单位可远程对现场维保人员进行监督和技术支持,以确保其及时准确地完成维保工作及应急救援;还能够为政府对企业的监管提供及时、可靠的信息来源。正因为物联网对电梯监管和安全有着革命性的革新,目前全国各地已经纷纷开展试点试验,重庆、杭州、南京、无锡等地区早在2015年已经制定相应标准,并强制要求电梯标配物联网系统。

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  通过TOD设计,将智慧建筑与、智慧交通、智慧城市在设计之初就结合起来的一种模式。TOD设计模式是智慧建筑与智慧城市结合的最佳方式;TOD以公共交通为导向的开发设计模式,在规划一个居民或者商业区时,使公共交通的使用最大化的一种非汽车化的规划设计方式。TOD不仅能缓解“城市病”,“轨道交通+物业”等模式还能提升沿线商业价值。

  TOD设计模式与过去“要致富、先修路”的“摊大饼”、泛交通先导模式不同,作为以公共交通为导向的发展方式,TOD模式对于城市发展的影响,还重点体现在其他三个方面:提高区域功能效率、转变产业功能结构以及提升不同区域生活水平。这些都是智慧城市建设盈利的重要方面。现在全国各大院都设置了TOD工程技术中心,中南建筑设计院也不例外,我们的核心专家是安藤良辅,日本丰田都市交通研究所研究部部长、主任研究员。

  日本在八九十年代就开始了TOD城市规划,日本于横滨市、丰田市、京阪奈与北九州市展开了“日本智能都市门户”(JapanSmartCityPortal,JSCP)项目,其中,安藤教授主导了日本丰田市的TOD城市规划,通过丰田市的TOD城市规划,在路网不变的前提下,使市民的平均通行时间减少1/3。

  要解决上述问题,必须充分发挥建筑设计师和建筑设计院在智慧城市(园区、建筑)产业的主导作用。这个产业不仅仅是在建筑物里利用物联网大数据、人工智能、物联网的技术,而是要建立智慧城市框架下的智能建筑物(园区)的整体概念。

  智慧城市在物理上是由智慧建筑、智慧园区、智慧交通、智慧市政等组成的。智慧城市在数据上是由建筑、园区、交通、市政等的数据组成的。在智慧城市的概念中,建筑设计院将起到“构建平台、融合技术、策划应用”这三大作用。这和建筑设计院在城市建设产业中将起到的“人相连、技互通、物共享”的角色分不开的。

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  设计院建筑及城市全生命周期管理:将工程建设过程中包括规划、设计、招投标、施工、竣工验收及运维等作为一个整体,形成衔接各环节的综合管理平台,通过相应信息平台,创建、管理及共享同一完整的工程信息,减少工程建设各阶段衔接及各参与方间的信息丢失,提高工程的建设效率。

  一个产业形成必须要有好的生态平台的支持。建筑设计院的天生职能就是“人相联”,通过一个个的建设项目全过程服务,紧密地联系政府职能部门、开发商、生产商、承包商、用户等,通过产业链让社会上分离的人群、团队在项目的全生命周期形▼▼▽●▽●成牢固的纽带。

  设计院全过程服务、1+N服务:大中型设计院向EPC、FEPC全功能工程公司转变,包括前期工程咨询、招商引资、工程勘察、工程设计、招标采购、造价咨询、工程监理、运营维护咨询和BIM咨询,以实现扩大服务领域、开拓发展空间、增加经济效益、增强竞争实力、与国际接轨的目标。

  设计院产业化的“产品”升级意识:由卖方市场狭义的产品观念,逐步升到买方市场的广义产品的观念,全产业链产品、客户导向型产品等产业化、信息化时代新产品概念逐步兴起。客户共性、产品内容、市场地域,客户细化方法、客户接近渠道、客户有效影响等因素更受到重视。

  要实现一个产业商业化的成功,必须满足其技术平台易复制、推广成本低、场景适用性强这三个特点。而这正是物联网技术在建筑产业的推广的突破点。建筑设计院是推广建筑领域新技术的首选推手。“建筑师负责制”使建筑师、◇▲=○▼=△▲建筑设计院对物联网等新技术推广的成本和效果终身负责。而建筑设计院现在已经具备的BIM技术平台正是物联网技术在建筑领域推广的最佳载体。

  新技术必须首先落脚到具体的对象上,通过大量的虚拟的应用、实际的使用,完成技术迭代和产品迭代,新技术才会有生命力。物联网技术在建筑领域迭代的快速性和经济性,是物联网建筑产业发展是否有前途的——必要条件。建筑设计院、建筑设计师统领着建筑行业所有项目的策划和应用。以中南院为例,今年一年就新签合同830个,合计建筑面积数百万平方米,这将是一个巨大的物联网技术应用共享市场。

  建筑设计院已在单个项目全生命周期广泛采用了“投标、方案设计、初步设计、施工图设计、施工指导、运维”多个阶段内的全生命周期多阶段的PDCA循环模式。PDCA循环,就是计划、执行、检查、处理和修正的循环。物联网技术植入建筑后,这种PDCA循环就可方便地由单个项目内的循环,在一个平台上,例如大A网,升级到多个项目之间的循环。这种多项目间的循环能使建筑物联网的技术和产品迭代达到更加快速、更加经济的目标。

  1、选择,智慧城市相关技术及商业模式应用的突破方向,分析现状、找出问题。

  2、确定,○▲智慧城市相关技术在建筑领域的应用目标,分析产生现有困境的原因。

  4、制定,智慧城市相关技术和商业模式在全过程、产业链推广的对策、制定实施计划,包括资金计划。

  第一项工作重点就是标准的编制,通过标准编制将聚焦智慧城市在建筑产业应用的四大痛点。

  (1)全生命周期。通过工程全生命周期服务,解决当前智慧城市应用进入工程项目,大多是在项目初步建成,介入太晚成功率太低的痛点。

  (2)建筑师负责的建筑工程全专业。解决当前智慧城市技术进入工程项目,大多是智能化单专业,,介入层次不高、话语权不够的痛点。

  (3)以建筑功能需求代替具体技术应用。突出建筑功能的需求,而不是单纯的智慧城市技术在建筑里有哪些具体应用,就像“绿色建筑”的提出一样,有绿建功能和绿建星级的要求,就自然而然带来了建筑、结构、给排水、暖通空调、电气智能等专业绿色技术的应用。解决物联网技术在建筑总应用没有源头的痛点。

  (4)以标准驱动代替个别项目驱动。通过标准来驱动智慧城市技术在建筑产业的应用,解决现有智慧建筑技术进入工程项目大多是项目驱动,一个项目一个项目来谈,介入成本高、积累性差的痛点。

  2019年11月8日,《智慧建筑设计标准》研编稿审查会在上海成功举行,《智慧建筑检测标准》、《智慧建筑评价标准》的编制也列上议程。2019年8月1日,新编《智能建筑工程设计通则》颁布执行,标准围绕智能化工程的设计工作,确立了建筑智能化的设计流程和规定,明确了智能化系统设计要点和思路,旨在引导建筑智能化工程技术进步和人工智能等新科技的应用。

  第二项工作重点是为智慧城市在建筑、园区的应用研发场景方案。建筑设计院、智慧建筑技术供应商共同研发产品针对不同的应用场景,实现智慧建筑产品平台化的生产方式。

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