Управление энергией, энергосбережение и сокращение влияния на окружающую среду – тема, актуальность которой постоянно растет. В статье рассматривается, как современные технологии – искусственный интеллект и цифровые двойники способствуют повышению энергоэффективности умных зданий и сооружений.
По данным Европейского департамента энергетики, потребление энергии в зданиях сегодня составляет около 40% всего ее потребления, а выбросы СО2 – около 36%. При этом оптимизация потребления тепла в существующих зданиях может сократить общее потребление энергии и выбросы CO2 в ЕС примерно на 5% [1]. Ряд технических решений, предлагаемых на рынке, реализуют эту задачу. Так, датчик 3 в 1, измеряющий температуру, влажность и уровень CO2 в составе системы c использованием технологии LoRaWAN, позволяет извещать жильцов о превышении уровня СО2 с помощью световой и звуковой индикации, что обеспечивает принятие надлежащих мер и, соответственно, комфортную среду обитания [2].
Большое внимание в последнее время стало уделяться применению технологии "цифровой двойник". Как правило, для обеспечения эффективного управления активами и оборудованием здания могут использоваться независимые программные платформы. Это усложняет понимание того, какие экологические характеристики имеет объект и как он используется. Цифровой двойник является виртуальным представлением реального объекта, которое постоянно получает данные в реальном времени и информацию из его реального аналога.
Все данные об объекте, начиная со строительного проекта и кончая постоянным потоком данных от оборудования и датчиков, стекаются в облако и могут в реальном времени анализироваться и обеспечивать оптимизацию производительности здания. При этом использование ИИ (искусственного интеллекта) позволяет быстро получать информацию, находить в ней закономерности и способы оптимизации работы объекта [3].
Рис. 1. Данные, составляющие цифровой двойник
Поскольку тема цифровых двойников является в последнее время крайне популярной, рассмотрим ее более подробно. Согласно [4] составляющими цифрового двойника (рис. 1) являются:
Среди положительных результатов использования цифрового двойника можно выделить:
Рассмотрим использование ИИ на конкретном примере.
Описанные возможности цифрового двойника успешно реализуются с использованием искусственного интеллекта. Применение ИИ открывает широкие просторы наиболее эффективной работе со всем комплексом информации, имеющейся в распоряжении владельца объекта. Согласно [5] оптимизация на основе ИИ может быть представлена следующим образом – см. рис. 2.
Рис. 2. Оптимизация на основе ИИ
Здесь можно отметить агент программного обеспечения IOT EDGE, не зависящий от оборудования, который обеспечивает, в частности, двунаправленную связь и поддержку нескольких контроллеров. Системы ОВК/ВК, освещение, газовые хранилища и насосы, охлаждение, измерение, а также дополнительные процессы и объекты связаны с FACILIO IoT EDGE. Платформа обеспечивает систему правил (ИИ), порталы услуг и интеграцию. Облачная платформа FACILIO CLOUD PLATFORM включает в себя бюро действий, отвечающее за сигнализацию, централизованные сигналы тревоги, систему правил, сортировку данных, реактивные, соответствующие, предписывающие и прогностические правила, а также целый ряд других сервисов.
Над этой платформой расположены данные телеметрии, данные об утилитах/интервалах, данные об энергии, сигналы тревоги, расписания, последовательности, заданные значения, нормализация сигналов тревоги, подавление, интеллектуальная корреляция и сортировка, настраиваемые рабочие процессы, анализ первопричин и детализация. В нижней части расположена отдельная платформа Facilio – единая платформа, тесно интегрированная для управления жизненным циклом розничных операций и технического обслуживания. В нее входят расширенная cMMS (система компьютерного управления), удаленный мониторинг, управление энергией и оптимизация, утечка хладагента и соответствие техническим требованиям. Платформа должна проверить/перепроверить телеметрию, заблокировать исполнение, если это необходимо для оптимизации производительности оборудования.
Это решение, реализованное на крупном объекте розничной торговли, принимает данные об оборудовании и авариях, содержит руководства по устранению неполадок и рабочие процедуры. Система постоянно обучается, учитывая регулярно поступающую по разным каналам информацию. Реализован интерфейс на русском языке, позволяющий запрашивать любые идеи и дающий возможность ИИ найти их для соответствующих сотрудников.
Решение обеспечивает реагирование на инциденты, объяснение сигналов тревоги для неопытного персонала, ситуационную осведомленность по сигналам тревоги, диспетчеризацию и оценку первопричин для будущей оптимизации.
Интеллектуальное здание, как и все технические решения, развивается и претерпевает изменения. В данном контексте мы говорим об энергоэффективном интеллектуальном здании. Такое здание использует передовые технологии и аналитику данных для оптимизации потребления энергии и повышения эффективности.
Интеллектуальное здание – это здание, обеспечивающее продуктивную и экономически эффективную среду на основе трех основных элементов:
Как ИИ может помочь сделать здание более энергоэффективным? Он может следующее:
Помощь искусственного интеллекта способна сделать устойчивое развитие более доступным.
Джейми Финнан, управляющий директор компании ecoDriver ltd, заявил в 2024 г., что рынок искусственного интеллекта для интеллектуальных зданий будет расти до 2028 г. на 25,5% caGR, до 6,48 млрд долларов, поскольку этот сектор начнет внедрять новые технологии и закроет разрыв с большим количеством отраслей, ориентированных на искусственный интеллект [7].
На российском рынке близкий подход прозвучал в докладе ведущего научного сотрудника группы "Обучаемый интеллект" aiRi Петра Анохина на сессии "Умный дом от Сбера" в рамках выставки interlight | intelligent Building Russia 2024 [8]. В докладе также предлагалось общение при помощи естественного языка, интерпретация различных команд, вплоть до некоего персонального ассистента.
Интересный подход к комплексному решению освещенных задач в рамках цифровой платформы был предложен в докладе представителей консорциума цифрового развития управления недвижимостью на профессиональном саммите 2024 г. "Умные дома и здания в России" (организатор ООО "Иридиум") [9]. Помимо владения применяемыми за рубежом современными технологиями, докладчики предложили использовать коллаборацию поставщиков и заказчиков под эгидой консорциума propteclab для решения проблем с реализацией проектов умных домов.
Список литературы
Иллюстрации предоставлены автором.
Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 1/2025
Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>