Binolarda energiya

ACM mos yozuvlar formati:
A. De Paola, M. Ortolani, G. Lo Re, G. Anastasi, SK Das, 2013. Binolarda energiya tejamkorligi uchun aqlli boshqaruv tizimlari: tadqiqot ACM hisoblash. Surv. V, N, A moddasi (YYYY yanvar), 35 bet. DOI:http://dx.doi.org/10.1145/0000000.0000000


1.KIRISH
Texnologik taraqqiyot yangi mahsulotlar va xizmatlarni rag'batlantiradi, ammo bu muqarrar ravishda intensiv resurslar (masalan, energiya) iste'moliga olib keladi. Shu bilan birga, atrof-muhitni muhofaza qilish uchun energiya izi nuqtai nazaridan ularning xarajatlari haqida global xabardorlik paydo bo'ladi. Darhaqiqat, butun dunyo bo'ylab energiyadan foydalanishning hozirgi sur'atlari endi maqbul emas va shuning uchun tobora ko'proq hukumatlar barqaror rivojlanish va global energiya resurslaridan oqilona foydalanish siyosatini ilgari surmoqda. Ularning yakuniy maqsadi umumiy ifloslantiruvchi chiqindilarni sezilarli darajada kamaytirish va keraksiz energiya chiqindilarini kamaytirish uchun tegishli strategiyalarni qabul qilishdir. Faqatgina yangi xizmatlardan foydalanishni cheklash oxirgi foydalanuvchi uchun qabul qilib bo'lmaydigan yuk bo'ladi. Demak, energiya tejamkorligi sohasidagi izlanishlar xizmatlarni qisqartirishdan ko'ra, resurslardan foydalanishni optimallashtirishga, shu bilan birga foydalanuvchilar uchun qulaylik darajasini ta'minlashga qaratilishi kerak.
Chiqindilarning asosiy sabablarini aniqlash uchun atrof-muhitdagi energiya sarfini to'g'ri tavsiflash kerak. Butun dunyo bo'ylab energiya iste'molining tegishli qismi turar-joy, savdo, jamoat va sanoat binolari uchun ichki tizimlar bilan chambarchas bog'liq; turar-joy va tijorat binolari bugungi kunda dunyodagi jami energiya iste'molining taxminan 20% ni tashkil etishi taxmin qilingan. Ushbu sohada atrof-muhitni nazorat qilish, jumladan isitish, shamollatish va havoni tozalash (HVAC) tufayli energiya to'lovi, ayniqsa rivojlangan mamlakatlarda hukmronlik qilmoqda [AQSh Energetika ma'lumotlari boshqarmasi 2010]. Uy jihozlari umumiy elektr energiyasining taxminan 30% ni iste'mol qiladi va
ACM Computing Surveys, jild. V, ÿ N, A maqola, nashr etilgan sana: YYYY yanvar.
Machine Translated by Google
A: 2 A. De Paola va boshqalar.

energiya bilan bog'liq barcha CO2 chiqindilarining 12% ni ishlab chiqaradi; Masalan, AQSh turar-joy binolarida energiya iste'molining taxminan 54% HVAC tizimlariga va taxminan 6% sun'iy yoritishga to'g'ri keladi, tijorat binolarida HVAC va sun'iy yoritish tizimlari mos ravishda energiya iste'molining 40% va 15% ni tashkil qiladi. Perez-Lombard va boshqalar. 2008].

Shunday qilib, adabiyotda turar-joy va tijorat binolarida energiya sarfini kamaytirish masalasini hal qilish uchun turli xil tizimlar va metodologiyalar taklif qilingan.
Ushbu takliflar turli, ammo bir-birini to'ldiruvchi istiqbollarga asoslanadi va ko'pincha intizomlararo yondashuvni qabul qiladi, bu esa binolarning energiya boshqaruvidagi san'atning har tomonlama ko'rinishini olishni qiyinlashtiradi.
Energiyadan xabardor bo'lgan bunday tizimlarni loyihalashda qabul qilinishi kerak bo'lgan mavjud yondashuvlar va metodologiyalar bo'yicha tuzilgan va birlashtiruvchi nuqtai nazarning yo'qligi ushbu
so'rov asosidagi tadqiqotni o'tkazish uchun asosiy sabab bo'ldi. Biz asosiy arxitektura va metodologiyalarga, shuningdek, Ambient Intelligence (AmI) qarashlariga muvofiq, aqlli uy paradigmasidan tashqariga chiqadigan zarur texnikalarga e'tibor qaratdik va shu tariqa Qurilishni boshqarishning intellektual

LOSHA
tizimlariga (BMS) o'tdik. . AmI uchun ideal dastur stsenariysi foydalanuvchini sensorlar va aktuatorlar bilan to'ldirilgan keng tarqalgan muhitning markazi sifatida ko'rib chiqadi, bu erda aqlli tizim atrof-muhit sharoitlarini kuzatib boradi va foydalanuvchi talablarini qondirish uchun tegishli choralarni ko'radi [Remagnino va Foresti 2005]. AMI tizimlari past intruzivlik, foydalanuvchilarning xatti-harakatlariga moslashish va ularning talablarini oldindan bilish qobiliyati bilan ajralib turadi. Energiyani tejash bo'yicha BMS ning o'ziga xos kontekstida ushbu istiqbolli maqsad qarama-qarshi maqsadlar mavjudligi, ya'ni foydalanuvchi talablarini qondirish va energiya sarfini minimallashtirish tufayli yanada murakkablashadi.

Ushbu so'rov davomida biz BMSni tashkil etuvchi asosiy komponentlarni aniqlaymiz; ya'ni energiya iste'moli va atrof-muhit xususiyatlarini kuzatish uchun sensorli infratuzilma, sensorli ma'lumotlarni qayta ishlash va energiya tejash strategiyalarini amalga oshirish uchun ma'lumotlarni qayta ishlash mexanizmi, foydalanuvchi o'zaro interfeysi quyi tizimi va atrof-muhit holatini o'zgartirish uchun ishga tushirish infratuzilmasi. Har bir komponent uchun biz adabiyotda keltirilgan turli xil echimlarni tahlil qilamiz. Iloji bo'lsa, biz har xil yondashuvlarni ularning o'ziga xos xususiyatlariga nisbatan sifat jihatidan taqqoslashni taqdim etamiz. Shuningdek, biz bitta dizayn tanlovi tizimning qolgan qismiga ta'sir qilishi mumkinligini ta'kidlaymiz. Turli BMSni sifat jihatidan baholash uchun biz tegishli xususiyatlar to'plamini aniqlaymiz.

Ushbu baholashda oxirgi foydalanuvchilar tegishli rolga ega; Juda qattiq energiya tejash siyosatiga ta'sir qilishdan tashqari, foydalanuvchilar invaziv qurilmalar to'plami kabi boshqa strukturaviy xususiyatlar yoki ularni uzluksiz o'zaro ta'sir o'tkazishga majbur qiladigan o'rganish usullari kabi algoritmik xususiyatlar bilan qiynalishi mumkin.
Umuman olganda, biz ushbu jihatlarni "foydalanuvchi qulayligi" deb ataymiz va biz taklif etilayotgan arxitekturaning miqyosi va murakkabligi, o'rnatilgan sensorli va harakatlantiruvchi qurilmalarning intruzivligi va natijada yuzaga keladigan ta'sir nuqtai nazaridan turli xil echimlarning xususiyatlarini ta'kidlaymiz. foydalanuvchi qulayligi bo'yicha texnologiya.
Garchi bu domenda ba'zi eÿortlar allaqachon qilingan bo'lsa ham [Kuk va Das 2007; Froehlich va boshqalar. 2011; Lu va boshqalar. 2010], hali ham muhim tadqiqot muammolari mavjud. Foydalanuvchilarga e'tibor o'rnatilgan uskunaning tajovuzkorligini kamaytirish bo'yicha katta majburiyatlarni yuklaydi va
foydalanuvchi tomonidan boshqariladigan treningni talab qilmaydigan aqlli algoritmlarni ishlab chiqishga undaydi. Bu stallerlar tomonidan taqdim etilishi kerak bo'lgan apriori ma'lumotlar miqdorini kamaytirishni,
shuningdek, dastlabki oÿ-line o'qitishni cheklashni va foydalanuvchilar bilan aniq o'zaro aloqalarni minimallashtirishni talab qiladi. Ushbu yo'nalishdagi yutuqlar qo'lda konfiguratsiyaga ehtiyoj yo'qligi tufayli minimal o'rnatishni talab qiladigan tizimlarga imkon beradi, asosiy tarkibiy tuzilmalar bundan mustasno. O'z-o'zini sozlash imkoniyati mavjud bo'lganda, ilgari ko'rilmagan stsenariylarga o'zini moslashtira oladigan BMSlarni ishlab chiqish mumkin bo'ladi; Atrof-muhitning oldindan aytib bo'lmaydiganligi aktuatorlarning ishlashidagi o'zgarishlar, foydalanuvchilarning odatlari yoki afzalliklaridagi o'zgarishlar yoki iqlim o'zgarishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Vizyonli nuqtai nazardan, bu
ACM Computing Surveys, jild. V, ÿ N, A maqola, nashr etilgan sana: YYYY yanvar.