本书首次较为完整地汇集了国家“十三五”项目“新型建筑智能化系统平台技术”的主要理论创新成果，阐述了新一代人工智能关键技术一群智能与建筑自动化技术的深度融合的理论基础。本书系统地介绍了基于群智能的建筑智能化系统的理论基础，分为体系架构篇、分布式算法篇、标准信息集篇、拓扑识别篇、仿真建模篇、物理场校核篇、人员分布篇、故障诊断篇、设备运行优化篇、路径引导篇和编程语言篇。建筑智能化涉及多学科交叉，本书注重知识的完整性，力图用广大机电工程师、设计人员、软件工程师都易于理解的语言，介绍群智能建筑的理论基础，通过剖析典型的管理控制问题介绍通用的求解算法，以展示群智能建筑的工作原理。
本书汇总了国家“十三五”重点研发项目“新型建筑智能化系统平台技术”所提出的群智能建筑系统的主要基础理论研究成果
为了理论体系的完整性，我们收录了项目立项之前群智能建筑系统的少量前期理论研究成果。本前沿内容部分发表于智能建筑杂志(2019，225： 2224)。。参与编写的有清华大学、大连理工大学、陆军工程大学、安徽建筑大学、西安建筑科技大学、中国建筑科学研究院有限公司等项目参研单位。
本书按照智能建筑系统的理论体系，从系统架构、算法基础、模型、状态估计、运行优化、算法开发等层次，将理论成果编辑整理为体系架构、分布式算法、标准信息集、拓扑识别、仿真建模、物理场校核、人员分布、故障诊断、设备运行优化、路径引导和编程语言共11篇。
以下对该项目基本情况及群智能建筑系统的技术特点进行概述，以帮助读者从整体上了解群智能建筑系统这一新技术
赵千川，清华大学自动化系教授，智能与网络化系统研究中心主任。主要研究方向为网络化动态系统性能优化与安全控制及其在电力、制造、通信、建筑等领域的应用。担任中国自动化学会控制理论专业委员会副主任、中国系统工程学会理事、IEEE RAS智能建筑专业委员会主任等。曾获国家自然科奖二等奖（排名第二）、教育部自然科学二等奖（排名第一）。2004年入选教育部新世纪优秀人才支持计划，2008年获清华大学学术新人奖，2014年获国家杰出青年科学基金资助。担任国家十三五重点研发项目“新型建筑智能化系统平台技术”负责人。
第1篇体 系 架 构
第1章群智能建筑自动化系统
1.0符号列表
1.1引言
1.2典型的建筑自动化系统架构
1.2.1建筑自动化的基本单元
1.2.2基本单元的协作方式
1.3群智能建筑平台
1.3.1硬件组成
1.3.2面向并行计算的分布式操作系统
1.4典型应用案例
1.4.1变风量系统控制
1.4.2并联冷机自动加减机控制
1.5本章小结
参考文献
第2章智能建筑无中心平台架构研究
2.1研究背景介绍
2.1.1当前原因分析
2.1.2现代建筑运行管理的新需求
2.1.3建筑群智能系统构想
2.2群智能建筑平台介绍
2.2.1CPN的功能与结构
2.2.2CPN与标准信息集
2.2.3并行计算模式
2.3系统对象概念分析
2.3.1基本单元的概念
2.3.2系统的组合形态和网络化
2.4运行任务及案例分析
2.4.1建筑运行任务
2.4.2群智能建筑平台数学模型
2.4.3案例简介与分析
2.5本章小结
参考文献
第3章群智能建筑智能化系统平台技术
3.0符号列表
3.1研究背景介绍
3.2新架构和关键功能特征
3.3理论基础
3.4案例研究
3.5本章小结
参考文献
第4章群智能、扁平化建筑自动化系统
4.0符号列表
4.1研究背景介绍
4.2楼控系统模型
4.2.1空间导向型和扁平化
4.2.2有限影响： 建筑中物理过程的特殊性
4.3群智能建筑自动化系统
4.3.1基本单元
4.3.2网络和交互
4.3.3群智能系统的计算和控制
4.4基于群智能系统的案例
4.4.1紧急情况下的撤离
4.4.2并联水泵控制
4.5本章小结
参考文献
第2篇分布式算法
第5章非线性问题的迭代方法
5.0符号列表
5.1压缩映射理论
5.1.1一般性结论
5.1.2常用的压缩映射
5.2无约束优化
5.2.1主要算法
5.2.2非线性算法
5.3约束优化
5.3.1最优条件和映射定理
5.3.2梯度投影算法
5.3.3比例梯度投影算法
5.3.4非线性算法
5.4本章小结
参考文献
第6章多智能体优化的分布式次梯度方法
6.0符号列表
6.1研究背景概述
6.2多智能体次梯度优化算法
6.2.1信息交换模型
6.2.2优化算法
6.3分布式次梯度算法的性质
6.3.1基本性质
6.3.2Φ(s)的极限
6.4次梯度方法收敛性
6.5本章小结
参考文献
第7章大规模网络化系统的分散式差分进化算法
7.0符号列表
7.1引言
7.2分散式优化问题的定义
7.3分散式差分进化算法
7.4DDE算法的仿真实验设定
7.4.1仿真实验所用的测试问题
7.4.2实验中的参数设定
7.5实验结果
7.6本章小结
参考文献
第3篇标准信息集
第8章群智能建筑基本单元信息模型标准
8.1群智能建筑基本单元信息模型标准概述
8.2建筑空间单元信息模型研究
8.2.1建筑空间概述
8.2.2建筑空间单元信息模型描述
8.2.3建筑空间物理信息词条研究
8.2.4末端从属设备信息词条研究
8.2.5人员信息词条研究
8.3源类设备单元信息模型研究
8.3.1冷冻站基本单元信息模型
8.3.2空调风系统基本单元信息模型
8.4本章小结
参考文献
第4篇拓 扑 识 别
第9章建筑空间中的分布式图匹配算法
9.0符号列表
9.1问题简介
9.2问题描述
9.2.1假设
9.2.2数学模型
9.3建筑空间图匹配算法
9.4收敛性分析
9.5实验验证
9.6本章小结
参考文献
第10章基于群智能技术的暖通空调系统拓扑描述方法及控制系统的自动集成
10.0符号列表
10.1引言
10.2暖通空调控制系统新型架构性能要求
10.3群智能概念介绍
10.4群智能控制系统的识别与集成
10.5建筑空间的拓扑描述方法
10.6暖通空调风系统的拓扑描述
10.7暖通空调水系统的拓扑描述
10.8暖通空调冷冻站的拓扑描述
10.9讨论
10.10本章小结
参考文献
第11章快速集中式拓扑匹配算法研究与实现
11.0符号列表
11.1拓扑匹配问题概述
11.2拓扑匹配问题解法综述
11.3快速集中式拓扑匹配方法
11.3.1VF2算法介绍
11.3.2基于度的匹配顺序优化
11.3.3邻域信息筛选策略优化
11.3.4非递归实现优化
11.3.5实验结果分析
11.4本章小结
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