К вопросу управления интеллектуальным зданием Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

(отказы) при сохранении большей части своих функциональных возможностей, и применять схемные решения, основанные на использовании методов информационного резервирования.

Работа выполнена при поддержке Гранта Президента РФ Ы5МК-7420.2006.8 и Гранта РФФИ N506-07-89013-а.

Библиографический список

1. В.И. Потапов, И.В. Потапов. Математические модели, методы и алгоритмы оптимизации надежности и технической диагностики искусственных нейронных сетей. - Омск: Изд-во ОГУП Омская областная типография, 2004. - 220 с.

2. В.И. Потапов, И.В. Потапов. Отказоустойчивые нейро-компьютерные системы на базе логически стабильных искусственных нейронных сетей//Омский научный вестник. — 2004. - Вып. 3 (28). - С. 119- 123.

3. В.И. Потапов, И В. Потапов. Теоретические основы диагностики и оптимизации надежности искусственных нейронных сетей. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2004. - 156 с.

4. И.В. Потапов. Вероятность безотказной работы и среднее время «жизни» восстанавливаемой после отказов ней-рокомпьютерной системы с мажоритарной логикой//Нейро-компьютеры: разработка, применение. — 2005. - №10—11. -С.100-104.

5. И.В. Потапов. Решение задачи оптимального дииами-ческого распределения резерва «стареющей» искусственной нейронной сети в конфликтной ситуации//Нейроком-пьютеры: разработка, применение. — 2006. — №3. — С.3 — 8.

и. И.В. Потапов. Резервирование «стареющей» искусственной нейронной сети в условиях игры с «природой»// Надежность. - 2006. - №4(19). - С.3-10.

7. И.В. Потапов. Две модели нейрокомпьютерных систем с временной избыточностью//Нейрокомпьютеры: разработка, применение. - 2006. - №10. - С.16-21.

8. И.В. Потапов. О надежности нейрокомпьютерных систем с временной избыточпостью//Информационные технологии и математическое моделирование: (ИТММ-2005): Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции (Анжеро-Судженск, 18-19 ноября 2005 г.) - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2005. - 4.1. - С.58-60.

9. И.В. Потапов. Отказоустойчивые нейрокомпьютерные системы с временной иэбыточностью//Нейроинформатика и ее приложения: Материалы XIV Всероссийского семинара (Красноярск, 6-8 октября 2006 г.) - Красноярск: ИВМ СО РАН, 2006. - С. 75-76.

10. Красовский A.A., Поспелов Г.С. Основы автоматики и технической кибернетики. - М.: Госэнергоиздат, 1962. -600 с.

11. Бриллюзн Л. Наука и теория информации: Пер. с англ. -М.: Физматгиз, 1960. - 392 с.

12. Мкртчян С.О. Нейроны и нейронные сети. - М.: Энергия, 1971. - 232 с.

ПОТАПОВ Илья Викторович, кандидат технических наук, доцент кафедры информатики и вычислительной техники.

Статья поступила в редакцию 27.11.06 г. © Потапов И. В.

удк 68i.5i О.З.ИСЬЯНОВ

Омский государственный технический университет

К ВОПРОСУ УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМ ЗДАНИЕМ_

Рассмотрена современная постановка проблемы автоматизации технических систем зданий и построения автоматизированных систем управления для таких зданий. Здания, оснащенные комплексом автоматизированных систем, управляемых от ЭВМ, получили общее название «интеллектуальных зданий», и разработка их концепции в настоящее время является актуальной проблемой.

В настоящее время широкое распространение получают автоматизированные системы непроизводственного назначения. Актуальной системой подобного рода является «интеллектуальное здание» (ИЗ). Интеллектуальное здание можно определить как комплекс автоматизированных инженерных систем здания, аппаратного и программного обеспечения, необходимого и достаточного для эффективного управления системами здания, рационального использования людских и энергетических ресурсов, имеющий конечной целью снижение эксплуатационных расходов при одновременном повышении уровня комфортности и безопасности.

Современное здание имеет комплекс технических систем разного назначения. Эти системы неиз-

бежно в той или иной степени автоматизированы, и уровень их автоматизации постоянно растет. По мере совершенствования такие системы неизбежно начинают взаимодействовать между собой — происходит их интеграция. Интеграция технических систем здания приводит к появлению единой автоматизированной системы управления зданием (АСУЗ).

На рис. 1 показана структура автоматизированной системы управления зданием. Системы жизнеобеспечения здания (электроснабжение, водоснабжение, теплоснабжение, вентиляция) и охранно-пожарная система объединены с помощью структурированной кабельной сети (СКС) и связаны с автоматизированной системой управления зданием. АСУЗ используют корпоративную локально-вычислитель-

Рис. 1. Структура системы управления зданием

ную сеть (ЛВС) для связи с внешними системами и сетями с мультимедийной системой, Интернет и телефонной сетью.

Функциональность автоматизации здания можно оценить по трем составляющим: безопасность, комфортабельность и экономическая выгода. К системам безопасности можно отнести такие инженерные системы, как охранная сигнализация, противопожарная сигнализация, контроль доступа, видеонаблюдение. К комфортабельности относят: систему вентиляции и кондиционирования, теплоснабжения, электроснабжения, теплоснабжения, локальную вычислительную сеть (ЛВС), мультимедийные системы (домашний кинотеатр, музыкальная трансляция, сеть кабельного телевиденья, аудио- и видеозапись, домофония). Из всех этих грамотно спроектированных и интегрированных в единую инфраструктуру систем вытекает третья и самая важная составляющая — экономическая выгода и рентабельность вложений.

Каждый элемент ИЗ должен являться интеллектуальным элементом и иметь способность выбора оптимального решения в эксплуатации с учетом его связей с другими элементами. Следствием этого является возможность создания интеллектуальных элементов ИЗ по разным направлениям, а затем их объединение на основе системного подхода.

Автоматизация здания требует дополнительных капиталовложений и удорожает строительство. По зарубежным данным, стоимость строительства и проектирования здания составляет лишь 11% от всех затрат. Оставшиеся 89% — это расходы по эксплуатации:

— платежи за энергоресурсы — 14%;

— затраты на ремонт и модернизацию оборудования — 25%;

— оплата труда инженеров службы эксплуатации — 50%.

Экономическая эффективность автоматизации обусловливается снижением эксплуатационных расходов за счет следующих факторов:

— энергосберегающих алгоритмов работы оборудования, оптимизации режимов работы по расписанию и других мер — можно на 20 — 30% снизить платежи за энергоресурсы;

— автоматический контроль состояния оборудования позволяет заранее планировать профилакти-

ческие работы, предупреждая аварийные остановки оборудования и дорогостоящий ремонт. Среднее снижение затрат по этой статье составит 40 — 60%;

— для управления автоматизированной системой требуется меньшее количество сотрудников службы эксплуатации — сокращение затрат может составить более 60%.

Система автоматизации лишь незначительно увеличивает общую смету на строительство и в большинстве случаев окупается уже через 2 — 3 года. Применяя комплексную систему автоматизации, можно сократить совокупную стоимость владения зданием практически наполовину.

С точки зрения актуальности задачи автоматизации здания и используемых технологических решений все строительные сооружения можно разделить на три категории:

1) гостиничные комплексы и развлекательные центры;

2) административно-бытовые корпуса;

3) частные помещения, квартиры и коттеджи;

4) помещения и сооружения производственного назначения.

Наибольший интерес автоматизация представляет для торгово-развлекательных комплексов и административно-бытовых корпусов. Для таких зданий некоторые инженерные системы являются обязательными, и их применение регламентируются законами РФ: ФЗ от21.12.1994 г. №69-ФЗ «О пожарной безопасности».

Для зданий частного сектора главным критерием является обеспечение комфортабельности и теплоснабжения. Часто используются двойные системы автономного и центрального теплоснабжения, а также дополнительные системы теплового комфорта (например подогрев полов). Всеми этими системами необходимо управлять.

Для частных владений актуально обеспечение безопасности и, в частности, применение автоматизированной системы охраны и видеонаблюдения. Также перечисленные системы должны использоваться интегрированно (поскольку владелец, он же оператор системы, — один) и иметь общую систему управления, которая требовала бы минимального вмешательства человека.

Система управления интеллектуальным зданием в целом базируется на средствах и технических

решениях, успешно применяемых для автоматизации управления объектами другого назначения, в первую очередь промышленными объектами. Например, фирма Siemens производит средства управления и представляет технические решения автоматизированных систем управления, которые в состоянии решить все задачи, возникающим при управлении интеллектуальным зданием.

Основную проблему при управлении интеллектуальным зданием представляет настройка системы на конкретные задачи управления, то есть задачи разработки алгоритмов управления и соответствующего программного обеспечения для компьютерных средств управления.

При управлении системами здания задачи автоматического регулирования технологических параметров систем и логико-программного управления рабочими циклами оборудования и систем не исчерпывают всего множества решаемых в реальном времени задач управления. При обеспечении комфорта и взаимодействия с человеком возникает необходимость учета его индивидуальных пожеланий и личного опыта.

Алгоритмизация управления в таких условиях только с использованием классических методов теории автоматического управления становится невозможной.

Выходом из положения является использование методов фази-управления и искусственного интел-

лекта. Первые позволяют алгоритмизировать нечеткие представления человека о комфорте и управление системами обеспечения комфорта, а вторые — создать самообучающиеся системы, накапливающие опыт управления и совершенствующие алгоритмы управления в процессе функционирования.

Библиографический список

1. Табунщиков Ю.А., Бородач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. - 194 с.

2. Вроблевский Р.В. Экономическое обоснование автоматизации здания // Автоматизация зданий, №1, 2006г., С. 9.

3. Богуславский Л.Д., Ливчак В.И., Титов В.П. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ, пособие. Под ред.: Л. Д. Богуславского, В. И. Ливчака. — М.: Стройиздат, 2003. - 621 с.

4. Ковалев В.З., Татевосян A.C., Татевосян A.A., Интеллектуальные информационные системы. — Омск: Иэд-во ОмГТУ, 2005. -100 с.

ИСЬЯНОВ Олег Захарович, аспирант кафедры «Автоматизация и робототехника».

Статья поступила в редакцию 01.11.06 г. © Исьянов О. 3.

УДК 681.3 06 А. Н. НОСЫРЕВ

Новоуральский государственный технологический институт

КОНТРОЛЬ ОБЪЕКТОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОВЕДЕНЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

Предложена общая схема СЗИ, использующая принцип внешнего наблюдения за состоянием ИС на основе интегральной оценки опасности получаемой экспертным анализом поведенческой модели объекта контроля.

В настоящее время происходит переход к системам защиты информации (СЗИ) в информационных системах (ИС) на основе контроля работы программного обеспечения ИС и последующей оценки правильности работы программного обеспечения (ПО) И С, В рамках данной концепции для достижения поставленной цели защиты СЗИ должна содержать средства контроля за поведением субъектов ИС и средства оценки их деятельности. По результатам деятельности И С принимаются решения о корректности реализации целей ИС. На нижнем уровне решение задач безопасности ИС будет выполняться с использованием традиционных методов, интегрируемых в ИС, а верхний уровень СЗИ, обеспечивающий наблюдение и контроль должен находиться вне информационной системы.

В процессе функционирования ИС система контроля правильности работы ПО формирует текущие интегральные оценки опасности состояния ИС.

Корректная реализация цели любой ИС состоит в изменении содержащихся в ней информационных объектов (ИО). Любому детерминированному изменению Duo, какого-либо информационного объекта ио{ системы может быть поставлено в однозначное соответствие подмножество {ио;} других информационных объектов, связанных с этим изменением, процесс Pt, реализующий это изменение и затрачиваемый на это изменение ресурс Ri внешней среды системы.

Под детерминированностью системы понимается детерминированность ее заявляемой цели (целевой функции). Это означает, что цель системы дли-