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【源风采】丨这支能源团队,用AI让建筑“聪慧”,让城市美丽

时间:2023-10-11 点击数:

人心凝聚而广,智慧凝聚而强

他们

专注科研,潜心攻关

承担大型科研项目十余项

他们

坚持创新,实现超越

研究成果多次获奖

他们

就是y66y6英亚体育院长

杨斌教授带领的

 建筑能源与环境智慧营造科研团队 

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 建筑能源与环境智慧营造科研团队 


  杨斌教授带领的建筑能源与环境智慧营造科研团队,成立于2021年,现有成员47人。团队成员承担国家自然科学基金、天津市自然科学基金等国家、省部级科研项目10余项,研究方向主要集中在通风与气流组织新技术、室内外热环境,人体热舒适与热生理学、室内空气品质与颗粒物动力学、太阳能建筑一体化节能技术、基于人工智能物联网的智能建筑传感控制技术等。团队研究成果获天津市高等学校优秀科研成果奖、天津市教学成果二等奖、天津市科学技术奖等。


#01 AI赋能,让建筑“耳聪目明”





  如何让空调更加“善解人意”,随着人的冷热感觉自动调节?怎样让设备更加“聪慧敏锐”,主动告诉运维人员自己“病了”?


  杨斌团队致力于加强人工智能与城市建设全过程全方位融合发展。通过摄像头、麦克风、红外线传感器、气味捕捉器等各类感知设备和智能化系统,给建筑装上“眼睛”和“耳朵”,结合微变放大技术、骨骼关键节点技术等新型人工智能算法,分析音视频资料,智能识别、立体感知建筑环境、运维状态等信息的全过程、全方位变化,实现建筑内部的“耳聪目明”,进而对感知数据进行融合、分析和处理,促进整个系统和谐高效地运行。同时,加强智能化系统全面、实时监测能源的供给和消耗情况,开展综合能效分析和多环节协调管控优化,从单体建筑的智能施工运维出发,发展到社区建筑群,进而到城市群,逐步实现建筑领域在空间尺度上的高效智慧运行。通过新型信息技术,使得建筑系统之间形成的物联网与互联网相联,实现人类社会与物理系统的整合,从而推动京津冀智慧建筑、智慧城市群建设协同发展。

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 杨斌教授为团队研究生讲授空调设备 

  “‘未来的建筑’会是什么样子?好的建筑,和人之间该建立起怎样的联系?这是我在学生时代就经常考虑的问题。”杨斌教授说:“我正在做的一些交叉学科,是把人工智能、计算机视觉、视频图像处理等AI技术应用在智能建筑中。”对杨斌教授而言,拥有多种传感器的建筑是个可以沟通的“好朋友”,不仅“耳聪目明”,还能结合先进算法,做到“察言观色”,真正造福于大众。“以后就不会再出现会议室空了,空调还开着的情况。建筑可以根据室内人员的多少,人体热量的总反。蛉硕斓氐鹘谑夷诘奈露、湿度。”杨斌教授如是说。

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 杨斌教授与研究团队成员探讨交流场景 

  谈及这项研究的立意之初,杨斌教授感触颇多:“现有的关于建筑环境监控方面的相关研究虽然较多,但传统监测方式在实际应用场景下仍然存在效率低、可操作性差、难以实时测量,以及过于依赖人员配合等诸多不足。”因此,这项研究将基于计算机视觉的视频图像处理技术应用在建筑环境监测领域,实现了设备故障自动诊断和人员占位识别。其成果能克服上述不足,提高暖通空调系统的稳定性,并能延伸至睡眠热舒适等多场景进行应用,不断推动施工和运维环境智能化发展,为“智能建筑”的实现提供技术支持。

  该技术乘着互联网、大数据、人工智能等新型技术革新的时代东风,建立了人与建筑之间的桥梁,引领传统暖通空调技术和控制技术向智能建筑、智慧建筑方向不断迈进。相关研究成果于2021年被新华社、中央广播电台报道。


                          #02 助力京津冀节能智慧城市发展





  杨斌团队还致力于用人工智能助力京津冀节能智慧城市发展研究。他们提出:

  一方面,要完善人工智能赋能节能智慧城市建设的技术体系。随着“智慧建筑”“智慧城市”等概念的提出,人工智能、物联网、大数据、深度学习、云计算、边缘计算、计算机视觉、区块链、元宇宙等先进技术与城市建设传统行业的联合成为行业关注焦点。中国作为建造大国,将先进人工智能技术应用到建筑行业,以“智慧建造”服务“智慧城市”成为城市绿色低碳转型的重要抓手。通过加快基于计算机视觉视频图像处理技术在城市建设的应用,提高工程管理信息化水平,实现智慧施工与智能运维,进而逐步实现智能建筑和节能减排,制定和完善城市智慧施工、智能运维规范,将人工智能技术应用于城市建设,赋能城市绿色低碳发展。

  另一方面,要开展人工智能在节能城市典型场景的应用示范。人工智能技术给社会带来的巨大变革正在不断深化、普及并加速,对城市节能建设的智能化发展所起到的推动作用与日俱增。人工智能技术为“智能建筑”的实现提供了技术支持,场景创新则为人工智能技术的升级、产业增长提供了新路径。以计算机视觉技术的创造性应用为导向,城市建设与运维的需求为路径,强化数字化新技术在不同类型场景中的推广和应用,聚焦多能互补系统优化、智能运维管控等领域,利用互联网、物联网、大数据技术采集、存储、处理能耗信息,并基于人工智能技术监测及优化能源消耗行为,支撑政府精准掌握区域、城市和建筑层面的能耗与排放情况。发挥京津冀地区丰富的应用场景优势,开展人工智能在城市节能减碳典型场景应用示范,以人工智能高水平应用促进经济绿色低碳高质量发展。



#03 为“城市伤疤地”疗伤



  随着城市的发展,人们的生活水平和生活质量不断提升,休闲娱乐方式也发生了较大变化,对于公园的需求变得更加多样化,不仅更注重观赏功能,也更侧重于休闲娱乐、体育健身等。2022年8月,住房和城乡建设部发布通知,将推动全国于2022年建设不少于1000个城市“口袋公园”,为群众提供更多方便可达、管理规范的公园绿化活动场地。

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 团队成员积极开展“口袋公园”项目实地调研 

  杨斌团队立足京津冀节能智慧城市发展需求,调研城市更新中“口袋公园”建设情况,他们表示“城市双修”并不仅仅是修复城市形象,而是充分考虑到城市居民需求,更好地为城市居民服务。从重视“口袋公园”建设、健全相关标准政策、鼓励多元管养模式、坚持因地制宜发展和注重功能性提升等方面提出了“口袋公园”发展的相关建议。



#04 为学校拓展国际“朋友圈”



  有效的沟通和合作是确保项目顺利进行的关键。团队先后与丹麦技术大学、美国加州大学伯克利分校、新加坡国立大学、瑞士苏黎世联邦理工学院、瑞典皇家理工学院及美国加州大学戴维斯分校建立跨学科研究合作关系。

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 杨斌教授主持“北极建筑研究国际研讨会” 

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 杨斌教授在“北极建筑研究国际研讨会”上作主旨报告 

  通过研讨会的形式,团队与其他高校开展深层次的科研交流,杨斌教授更是其中不可或缺的重要纽带。2023年2月,杨斌教授主持并参加“北极建筑研究国际研讨会”。会上,来自瑞典于默奥大学、挪威北极大学、芬兰瓦萨大学、丹麦技术大学、加拿大康考迪亚大学、青海民族大学的九位专家作主旨报告。报告主要围绕北极地区可持续建筑环境评估、节能住宅、智慧城市、混合可再生能源、建筑弹性建模、建筑节能改造、室内外热舒适等主题,详细探讨了极地建筑节能相关问题,参会人员进行了热烈交流互动。同年7月,美国科罗拉多大学翟志强教授来我院开展了关于“What can we learn from ASHRAE research projects?”的学术交流。并参观了y66y6英亚体育的洁净厂房、蒸发冷却、个性化通风等实验室,走访了我校工程实训中心,了解我校在室内空气品质、太阳能建筑一体化应用等方面的科研方向,为进一步深入合作寻求契机。此外,香港理工大学杨洪兴教授,新加坡国立大学严柯教授更是先后受杨斌教授邀约,来我校开展学术研讨,并表示后期应进一步加强交流合作。


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