大数据技术在智慧建筑中的应用及经济价值分析

李涛龙 孝义市物业管理服务中心

引言

国家出台了一些智能建筑行业的发展政策，在2020 年7 月由住建部颁布的《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》中，提出要将建筑工业化发展作为载体，将数字化和智能化作为发展动力，对相关的核心技术进行突破，在建筑工程的各个环节中加强智能制造的应用，建设出能够将生产、加工、装配、设计、研发、运营等多个产业链融为一体的智能建造体系。国家对于大数据技术发展也出台了相关政策，其中包括《促进大数据发展行动纲要》《大数据产业发展规划(2016-2020)》和《关于推进公共信息资源开放的若干意见》等政策，并且表示要对数据资源以及数字基础设施进行建设和完善，对数据资源进行更加完善的整合和开放，推动创新大数据技术的发展和应用[1]。

一、智慧建筑发展中大数据技术的经济价值

(一)技术自身具有的经济价值

大数据技术自身在智慧建筑中具有的经济价值包括：第一，帮助降低建筑工程经济运行成本，通过大数据技术在智慧建筑发展中可以降低搜索成本、交通运输成本等经济活动较低的成本，帮助智慧建筑在发展中能够通过大数据技术快速发现符合自身发展的商品。第二，可以提高智慧建筑经济运行的效率，智慧建筑发展可以通过大数据技术合理地对自然资源进行利用，能够将各种信息通过技术转换成数据的形式进行传输和处理，在发展中能够有效地提高智慧建筑经济运行的效率。第三，技术也能推动智慧建筑产业的升级发展，将大数据技术与传统的技术进行深度的融合，帮助智慧建筑制定精准的规划，使智能建造能够得到进一步的发展创新，激发改革智慧建筑产业的生产、组织以及价值分配等内容，帮助智慧建筑产业链和价值链的升级。

(二)海量数据蕴含的经济价值

通过研究发现，如果全球能够对大量的数据进行分析挖掘，那么每年可以创造出的价值能够达到9.5—5.4 万亿美元，因此在发展智慧建筑的过程中，所涉及的海量数据也能为其创造出巨大的价值[2]。其中可以将现在存在的较为孤立和零散的数据进行连接整合，在不同的系统中融合多个数据源，进一步推动价值发展。将建筑物与数据相连接，能够提供出更多有价值的建筑物使用见解，能够帮助人们快速地了解智能建筑的各项性能，丰富的数据能够为智慧建筑发展提供更加准确的诊断数据。此外，通过数据的挖掘分析，能够更加准确地了解到用户对建筑的要求和期望，而且能够帮助智能建筑在发展过程中可再生能源的使用，改善建筑室内的空气质量，尽可能地实现零碳排放。

(三)算法决策创造的经济价值

在智慧建筑发展中，算法决策能够将建筑数据以及环境中的数据进行收集，并且对这些数据进行分析来找寻结果与特征之间的关联性，而且数据的使用和发展离不开算法技术的应用，算法决策能够更加有效地对智慧建筑所蕴含的数据进行挖掘。算法决策还能够预测智慧建筑发展中可能产生的风险，能够进行有效的防治。算法决策可以将现有的数据进行分析，并且算法决策数据分析能力具有确定性、可行性等优势，因此所得到的分析结构较为精准有效，智慧建筑发展中可以避免很多问题发生，大大降低成本的浪费。此外，智慧建筑发展过程中可以通过使用算法决策中自动化控制以及算法精确的计算降低耗能，节约资源。

(四)功能延展发挥的经济价值

智慧建筑的发展主要目的就是打造更加智能、节能、安全、环保、健康的建筑，因此其功能延展能够创造出更加舒适的建筑环境，能够更好地服务用户，能够准确地掌握用户的要求，打造更加舒适的生活环境。而且通过功能的延展，结合数据驱动，能够对建筑工程的环境、人员、设备等内容安装制动化的监控设备以及警报预警，保证建筑工程的安全，减少事故的产生，减少资源的浪费。而且工作人员能够根据智能建筑中的功能对工程进度进行及时的检查和控制，提高工程的进度和效率，管理和优化建筑设备，通过数据整合和3D 建模等技术对已经发生的故障进行准确的分析，找到问题点进行解决。智能建筑智能集中的平台能够将用电设备、电能消耗等数据进行监控，保证能源管理的现代化。

二、大数据技术在智慧建筑中的应用现状

“Intstruction”智慧化施工是中釜(武汉)建设集团旗下的一项新技术，通过先进的大数据+互联网技术，将工程施工建造各项环节以及工程上游、下游各个业务场景智能化。通过智慧化施工，可以有效避免施工环节出现差错，极大的提高了各项施工环节的生产效率、加强环境保护、提升工程建筑品质、降低施工现场工作人员的操作风险，让施工过程更加高效、安全[3]。“Intstruction”智慧化施工运用大数据物联网技术，充分采集建筑施工场地中各类工程机械设备的使用数据，对建筑施工场地环境的实时监测，建筑施工过程中建筑材料的使用情况分析，对建筑施工场地工作人员登记管理等等，充分弥补传统建筑施工方法在技术、人员、材料监管上的不足，改善了建筑施工现场传统的管理方法，实现建筑施工场地全面覆盖实时监控，使中釜(武汉)建设集团迈入智慧化时代。

湖北恒信国通信息产业有限公司，在建筑领域扎根多年，随着时代的快速发展，紧跟国家政策，深度研发大数据技术智慧工地云服务平台。利用大数据技术，精准采集建筑施工现场中的各项数据：建筑施工机械噪音数据、建筑施工场地塔吊操作数据、建筑施工现场粉尘数据、RFID数据等等，通过数据采集建立全面的数据库，有利于在企业建筑施工过程中做出各项准确的决策，加强企业建筑施工现场的安全施工、文明施工管理，实现了企业在建筑施工场地的精细化管理和信息化管理。湖北恒信国通信息产业有限公司在工程项目建筑施工过程中以监管为核心，全面覆盖建筑施工场地，建立完善的数据库，并精准管理各项数据，做到数据信息快速传输、施工场地人员有效监管、建筑施工场地全面监控的共通共享。

美国纽约初创公司Enertiv，公司成立于2009 年，是一家专业房地产建筑工程技术公司，Enertiv 公司通过大数据技术设备实时监测建筑物中各个关键设施设备的运行情况，为每台机械设备搭建数字化孪生系统，数字化孪生系统实际上是对现实物理产品进行虚拟复制，对于复制的内容进行实时更新，尽可能与现实物理产品相匹配，数字化孪生系统可以帮助机械设备大幅度提高节能运行效率、精准预测机械设备可能要出现的故障及出现故障的概率，并提醒机械设备管理人员，从而简化建筑施工过程中对机械设备的维修维护流程。Enertiv 公司称这套大数据技术系统可以帮助建筑施工企业节省至少10%的工程成本，5 年内投资回报率平均为350%。

三、大数据技术经济价值难以发挥的原因

(一)技术有待升级

我国大数据技术能力亟待升级，国务院信息中心处处长李广乾在提到大数据技术时表示：“我国大数据技术在底层技术上与国外差距巨大，尽管在各类应用上与国外持平，但是所有的大数据技术都来源于国外的一些大公司，例如谷歌、微软等等”，在《大数据产业发展规划》中指出，我国对于大数据技术的处理、分析等方面仍难以赶超国外技术，主要表现在大数据技术在建筑领域中应用程度不深、不广泛，建筑领域对大数据技术认识不到位等等[4]。对此，我国电子信息产业发展研究院世界工业研究所所长潘文表示，国家要大力支持大数据技术的研究，鼓励大数据技术创新，加快大数据技术的升级。

(二)数据收集有限

大数据技术的最终目的就是用各类数据资源来形成智慧，这就需要做到广泛的数据收集整合，而当前我国大数据技术的数据孤岛问题极为严重，数据收集整合能力严重不足，在数据资源总数量上难以与发达国家比肩，正因为大数据技术数据资源收集有限，导致我国各企业之间、企业与政府部门之间、政府部门之间等等信息资源严重不对称，阻碍了各业务系统之间数据的顺利共享，数据资源的不完善也会直接造成数据分析不精准，难以发挥大数据技术的价值等问题。

(三)算法决策的可靠性有待提升

大数据技术的应用最原始的目的就是以大数据资源精准分析为基础，来给人们提出完美的算法决策方案，使人们做出更明确的决策。但是显而易见，局限于大数据技术的严重不足，一些个别行业数据的严重缺失，加之大数据技术的数据资源收集整合有限，导致时至今日，各个企业高管仍然凭借自身的经验和直觉来做出决策，而不是基于大数据技术。哈佛商业大亨曾提到大数据技术“大数据技术究其根本其实就是一场管理的革命”，大数据技术时代下，企业高管在做决策的时候不能仅仅凭借自身经验，要依靠大数据算法决策来选择出完美的决策方案。要加快大数据技术的提升，扩大大数据技术数据收集范围，并进行有效的整合分析，从而使大数据技术算法决策可靠性得到有效提升。

(四)大数据技术功能单一

当下我国绝大多数企业对于大数据技术的理解仅仅维持在数据的收集，殊不知这仅仅是大数据技术应用的冰山一角，尽管我国大数据技术有待升级，数据资源收集有待加强，但是针对我国现有的大数据技术，可以轻松做到企业数据分析、为企业做决策等功能。在传统建筑领域中，监管建筑施工现场主要依靠人工监管，而处于大数据时代下，已经由传统的人工监管转变成大数据技术监管，但尽管如此，目前的大数据技术模型的生成和大数据技术模型的创新还是要依赖人工预设等传统方式，高质量的大数据技术模型生产速度慢，对数据资源分析不精准，加之传统建筑企业受到现实工作中生产效率和工作准确性的影响，大数据技术中的IT 系统在清除IOE 的速度相对迟缓，且清除IOE 数据也不彻底，基于大数据技术构建的Oracle 数据库基本没有被替代，数据库中数据的组成方式和大数据基础设备型号的异构性，导致了数据结构混搭的状况会持续存在，数据的混乱会造成大数据技术在分析数据过程中降低精准性，丧失大数据技术的各项功能，导致大数据技术功能略显单一，亟待拓展。

四、大数据技术在智慧建筑中的应用建议

(一)推动大数据技术升级

我国科技水平决定了建筑行业的发展，通过大数据技术使建筑行业得到智能化发展，随着大数据技术提升，我国智能建筑拥有清晰、明确的发展方向。截止到目前，我国智慧建筑行业通过智能化技术、信息化技术和机械化技术的完善发展，使智慧建筑在大数据技术中，在土木工程分析和建材选择有关于建设方面得到了显著的提升。同时大数据技术提升智慧建筑完善建筑布局、选址、风格，完善智慧建筑与各个行业之中的关系，通过大数据技术的合理利用减少建筑材料成本、优化建筑结构、合理选择建筑材料、高效完成建材运输、科学控制施工现场，准确、安全、快速地完成智慧建筑施工，较少施工成本。在大数据技术构建智慧建筑期间，通过系统调整、更新使大数据技术在智慧建筑行业得到不断完善，提升自身能力，使其更加有效地应用在智慧建筑行业之中，加快建筑效率，减少建筑成本，从根本提升建筑经济效益。

(二)提高数据信息的准确性

大数据技术在智慧建筑建设中，可以将建筑项目中所有数据进行分类整理、分析、计算，为智慧建筑提供优质的数据基础。同时在建设过程中，及时获取信息数据，使建筑人员可以准确、真实、有效掌握建设工程数据，减少数据和实际建设信息不一致、数据不精准所带来的建筑问题。通过大数据技术，准确完成智慧建筑信息采集、实时监管系统安全、及时进行信息处理，保障智能建筑的准确运行。在实施建筑期间，通过大数据技术等现代技术应用，对现场施工进行准确有效管理，使现场生产和现代技术完美融合，完成建筑施工数据实时获取以及数据共享，提升数据协同能力。在完成信息采集后，大数据技术会对现场数据进行预测分析，通过智慧化数据预测，起到决策辅助作用。

(三)优化决策算法与模型

在大数据技术在智慧建筑实际应用中，要结合智慧建筑要求标准，构建合理的建筑模型。在数据模型建设之中，对容易对建筑产生影响的变量数据做出标记，并结合建筑模型属性，调整变量数据，结合不同合适算法对建筑模型进行训练，保证模型参数的合理性。大数据技术通过数值预测、分类预测、产品定价、产品推荐等数据，为智慧建筑构建完整的建筑模型，减少在传统建筑模型中的片面性和不稳定性，稳定建筑基础、提升建筑效益。大数据技术为智慧建筑的决策算法提供准确可靠的数据，使其拥有良好的信息增益，优化判断条件，同时大数据技术可以提供建筑时间、人力、材料、检测、成本等建筑基础数据，使决策算法在完整的数据下完成准确运算，提供合理、有效的决策分析。

(四)丰富大数据应用功能

大数据技术可应用在智慧建筑的各个方面，对智慧建筑进行全方面的数据获取、数据整理和数据分析。在智慧建筑前期可以协助建筑模型建设、优化建筑算法、选择建筑地址、完善设计风格。同时大数据技术可以帮助智慧建筑完成结构搭建、建筑材料推荐、成本对比、效率分析等建筑问题，使智慧建筑拥有良好的材料选择。还可以在建筑过程中及时获取工程建设数据、对建设效率和建设进度进行分析、处理建筑书籍、对建筑行业网络完成垂直搜索，及时更新建筑材料价格信息、采集品牌数据。大数据技术可以应用到智慧建筑服务之中，优化建筑成本信息服务、提升建筑过程数据管理服务，帮助建筑企业完成成本分析，减少行业信息壁垒，对数据资产进行有效管理和利用。

五、结语

综上所述，大数据技术在智慧建筑中的应用和发展能够进一步地提升建筑行业的监管和服务水平，也能够促进建筑市场竞争中更加公开透明，促进市场公平竞争，能够实时地监管建筑工程项目以及各个关键岗位人员的动态。可以通过大数据技术对信息进行更加深入的挖掘，能够对于安全隐患、质量检查等内容进行及时的管理，保证智慧建筑更加安全可靠，加快智慧建筑的创新发展。