人工智能改變城市智能建築一體化

2024-09-27 18:00:51    編輯: robot
導讀 《可持續發展》雜志最近發表的一篇文章提出了一個基於人工智能 (AI) 的框架,該框架涉及 OpenAI ChatGPT-3 和 Google Bard 的大型語言模型 (LLM),以檢查代表五個智慧...


《可持續發展》雜志最近發表的一篇文章提出了一個基於人工智能 (AI) 的框架,該框架涉及 OpenAI ChatGPT-3 和 Google Bard 的大型語言模型 (LLM),以檢查代表五個智慧城市 (SC) 基礎設施領域(移動性、能源、水、廢物管理和安全)的智能建築 (SB) 服務的 26 項標准。

背景

SB 和 SC 非常復雜,有多種不同的技術和系統和諧運行。SB 評估採用了多種方法,包括智能就緒指標和 SPIRETM SB 評級計劃。這些框架幫助利益相關者使用社會福利、經濟效率和環境卓越等評估參數來理解和提高彈性和城市可持續性。

然而,現有框架存在諸如標准化困難、數據訪問、數據管理和數據正確性等局限性。此外,只有少數研究分析了 SB 和 SC 性能之間的相互聯系。克服這些挑战需要不斷改進數據基礎設施和評估流程。

基於深度學習方法的 LLM 提供有效的情感和上下文分析。這種復雜的人工智能工具可以更好地洞察 SB 對智慧城市性能的影響。因此,本研究开發並驗證了一種全面的方法來評估 SB 服務與更大的 SC 生態系統和基礎設施的整合。

方法

選擇了三個主要方面——效率、彈性和環境可持續性——來評估 SC 的表現。此外,還研究了 SB 和 SC 之間復雜的相互依賴關系,涉及五個領域:能源、移動性、水資源、廢物管理和安全。此外,還使用了這五個 SC 領域的 26 個智能服務變量來描述 SB 的智能特性。

兩個著名的LLM,谷歌的Bard和OpenAI ChatGPT-3,被考慮用於开發評估框架,該框架評估了選定的SB服務對SC性能的影響。因此,對一個領域中的每個因素進行了效率、彈性和環境可持續性評估。

每個 SB 因素的影響都按 0(無影響)到 2(顯著影響)的等級進行量化。或者,使用 5 點李克特量表爲每個 SC 基礎設施域分配從 1(不重要)到 5(非常重要)的權重。

爲了減輕偏見,每個 AI 模型在相同任務的五個會話中反復測試,每個會話有五次試驗。然後分析每個會話平均值的響應生成分布,以確定可能的影響分數。此外,通過德爾菲法對結果進行了驗證,驗證過程分爲兩輪(初步審查和重新評估)。

最後,通過對五個復雜的 SB 項目的案例研究證明了所开發的 AI 框架的適用性:阿姆斯特丹的 The Edge、曼徹斯特的 One Angel Square、新加坡國立大學 (NUS)、納米比亞的 Ongos Valley 和印度的 Reliance 現代經濟鄉鎮 (MET) 城市。

結果與討論

ChatGPT-3 始終爲 SC 基礎設施因素的效率和彈性分配 2 分。然而,環境可持續性的得分在這些 SC 領域中有所不同。相反,Google Bard 在所有三個 SC 性能參數中展示了更廣泛的得分範圍,這歸因於它通過 Google 搜索進行的實時訓練。

在第 1 輪結果驗證中,26 個屬性中的 17 個和兩個域中只有 17 個達成了 80% 的共識。相反,在第 2 輪之後,其余 9 個變量及其各自的重要性域達成了 80% 的共識水平。因此,Delphi 技術通過利用迭代專家共識改進了 AI 生成的評估框架。

SC 能源基礎設施領域的 SB 服務是該框架中最重要的,最大影響爲 32.67%。第二個最優先的領域是智能水管理服務,對 SB 融入 SC 的影響爲 23.96%,其次是安全領域,影響爲 19.96%。另外,智能移動服務對緩解南卡羅來納州交通擁堵至關重要,其影響爲 17.42%。最後,智能廢物管理服務對南卡羅來納州整體整合的影響至少爲 5.99%。

南卡羅來納州 SB 整合的選定案例研究顯示,阿姆斯特丹的 The Edge 得分最高,尤其是在能源、水和安全領域。另外,Ongos Valley 在廢物管理和安全領域表現優異。然而,盡管整合程度顯著,但 NUS、One Angel Square 和 Reliance MET City 與理想模型相比仍存在一些不足。

結論

總體而言,研究人員使用先進的 AI 工具全面評估了 SB 服務對 SC 性能的影響。除了確定不同 SB 服務影響的權重外,所提出的框架還通過五個案例研究成功應用於分析 SB 服務如何與 SC 的效率、彈性和環境可持續性目標相一致。

然而,這項研究僅關注將 SB 集成到 SC 的技術方面。人爲因素、長期可持續性、用戶接受度和 SB 解決方案的成本效益對於成功集成 SC 非常重要。因此,研究人員建議將該框架的應用擴展到更廣泛的 SB 計劃,以改善基礎設施开發、資源分配和可持續性措施的決策。

作者:Nidhi Dhull



標題:人工智能改變城市智能建築一體化

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