赵千川：建筑智能化的探索者

时代在改变，建筑也发生了变化，楼宇自动化技术，成为引领时代发展的建筑名片，然而，部署困难，系统稳定性差，能耗高等问题，严重制约了建筑智能化的发展。作为清华大学自动化系教授，赵千川以科技为导向，以建筑智能化为目标，通过广泛联合国内优势单位一起开拓创新，走出了一条符合中国城市化发展的建筑智能化道路。

赵千川以负责的十三五重点研发项目为依托，展示了其团队建立的基于群智能的扁平化新型建筑智能化系统群智能架构和相应的系统平台技术，与之相关的科技成果为中国的建筑智能化，提供了可行性的技术支撑。

 

 

以需求为研发目标

随着中国城市化进程的推进，人们对城市有了更高的要求，更多的期待。如何更好的利用智能化系统，成为赵千川团队攻关的重点所在。

 在开展具体的研究工作之前，赵千川团队进行了深度调查。比如：多数系统暖通空调系统仅实现对设备的远程开关机；智能化系统对设备的自动加减机控制，对设备状态的自动调节功能未发挥出来；建筑智能化系统整体构架繁复，控制设备和现场设备连线过多，带来建设周期长，调试周期长，维护门槛高，调试过程需要专业技术人员来完成该项工作；系统或者设备出现问题或故障后，建设方需要重新布线、调试。时间成本和人员成本投入较高；由于传统系统集中式整体构架原因，现阶段智能化系统对人员自身技术水平的依赖过多等问题极为突出。

“如果我是用户，我希望这个系统，是怎样的？”这是赵千川团队提出的问题。于是，提高智能化性能，降低使用门槛，简化使用流程，建筑运维人员及使用者能够简单融入到对建筑的运维和优化管理；实现系统功能的个性化配置，如同智能手机随意实现系统的各项功能；手机端参与建筑运维管理；智能化发现最近技术能够简单融入到建筑智能化系统中；将建筑全生命周期的管理理念融入建筑智能化发展中等技术，不仅是用户的期待，也是赵千川团队研发的目标。

赵千川团队在新架构当中引入一些边缘计算的节点。据介绍，这些边缘计算节点实际上是一堆的小盒子，可以把它想象成手机，但是他们之间是互相通气的，类似于蜜蜂之间的协作，实现相邻物体之间互相通信，然后保持对整个楼层的几大系统进行协作控制。其中的创新点在于：致力于让建筑真正实现以人为中心。而这就是他们对群智能概念的借鉴与运用。

该团队把这个系统想象为房间，房间里所有的感知、执行设备集成在这个小蜜蜂的控制之下，这就是智能节点，学术名词叫CPN（计算节点），每一个小蜜蜂管控着一个区域，不同区域间完成交互、协作，解决了一个纵向集成和分层控制中产生的复杂通信问题，这样就解决了当前制约建筑智能化进程中的核心问题。

在这样的背景下，为了进一步构建面向全球的群智能建筑生态，近期，该团队提出了一个将分布式技术与智能建筑相结合的开源的系统，名为“Honeycomb（蜂巢）”。系统将智能建筑的运行管理任务从云端下放到了本地的边缘设备网络中，并采用基于群体智能的分布式架构实现对建筑的管控。首先，Honeycomb面向的对象不再只是具体的某个传感设备，而是部署于同一建筑区域内，协同完成区域控制的设备集合（称为“区域块”），这种控制单元的选择更加契合实际的建筑需求和控制特点。每个区域块由一个边缘硬件设备进行综合管理，相比于传统的边缘计算，Honeycomb的方案中的边缘设备不再只是收集和上传数据，也通过本地网络进行组网形成 分布式智能建筑网络（DSBN），并通过分布式运行环境 （DAOE）中的各类分布式应用完成全部的建筑运行任 务。系统不再需要一个远程的“中心”，通过本地局域网 通讯即可自组织地运行。经过实践的检验后，Honeycomb系统解决了传统智能系统的诸多运行不变，让使用者有了更好的使用体验，进一步推动了建筑智能化的发展。

以孕育桃李为己任

在做好科研工作的同时，将知识和技术传承下去，成为赵千川的另一个探索方向。

在教学中，他因材施教，精益求精，并结合自己的科学研究，让学生在学习过程中，培养科研的思维和意识。当然，“科研是一种选择，但不是唯一。”赵千川始终以学生为中心，鼓励学生结合自身的特点进行发展。在学生的眼中，他是良师益友。对于生活或学业上有困难的同学，他都主动关心，并给与鼓励和支持。

据了解，未来，赵千川将继续在建筑智能化科研及人才培养方面，深耕探索，开拓前行，继续书写关于智能建筑的故事......（清华大学自动化系供稿）

（责编：张若涵）