rus eng tur
  • На главную
  • Карта сайта
  • Контакты

Интеллектуальное здание

Автоматизация и диспетчеризация / Интеллектуальное здание

Автоматизированная система управления эксплуатацией зданием (АСУ) является одним из основных компонентов интеллектуального здания.

АСУ – комплекс программно-аппаратных средств, основной задачей которого является обеспечение надежного и гарантированного управления всеми системами, составляющими инфраструктуру жизнеобеспечения здания и исполнительными устройствами. Система способна за счет полной неразобщенной информации от всех эксплуатированных подсистем принять правильное решение и выполнить соответствующее действие, проинформировать, соответствующую службу о событии.

Структурированный подход, используемый сейчас большинством системных интеграторов, заключается в создании инфраструктуры Интеллектуального здания на базе СКС. Сначала проектируется Структурированная Кабельная Система, затем на СКС замыкаются необходимые функциональные системы.

Нам кажется более перспективным функциональный подход: существует список потребностей и пожеланий к инфраструктуре; тогда основная задача разработчика – интеграция этих систем в единый «организм», в соответствии с заданной моделью.

Основной объективной предпосылкой внедрения в здание интеллекта является его насыщенность сервисами. В любом здание количество служб и сервисов приблизительно одинакова, объективным критерием здесь является интенсивность их применения, в расчете на условный квадратный метр.

Если, к примеру, охранная система здания ограничивается пятью камерами по его периметру и датчиками на окнах и дверях, то такое здание, не требует интеллектуализации. Кроме того, службы и сервисы должны обеспечиваться самим зданием, а не быть внешними по отношению к нему: когда система отопления управляется исключительно из районной котельной, а лифты — из местного РЭУ, то в определенном смысле зданию они не принадлежат. Итак, Интеллектуальное здание должно интегрировать достаточное количество сервисов, принадлежащих зданию.

Интеллектуальное здание можно интерпретировать как "разумно построенное".Это означает, что здание должно быть спроектировано и построено так, что все сервисы могут интегрироваться друг с другом с минимальными затратами (критериями служат: финансы, время, трудоемкость), тогда их обслуживание организовано оптимальным образом. Кроме того, процедура изменений системы Интеллектуального здания подразумевает добавление новых сервисов и служб по мере их возникновения.

В качестве примера, приведем такую ситуацию. Вечером сотрудники покидают здание. Кто-то еще может вернуться, засидеться допоздна, но рано или поздно из здания уходят все. Охранная система определяет, что в какой-то момент времени все сотрудники, работающие в некоторой зоне (этаж, секция), разошлись по домам. Реакцией на это может стать обесточивание системы освещения этажа, а также выключение настольных компьютеров по сети (подобная функция реализована во многих современных сетевых адаптерах).

Экономия электроэнергии в этом случае очевидна. Если добавить частичное отключение системы отопления (в зимнее время) или ее перевод на пониженные мощности в ночное время, то материальные выгоды окажутся вполне ощутимы. Определение наличия сотрудника в здании может также принести пользу с точки зрения защиты информации. Если сотрудник покинул здание, то его учетная запись в информационной системе блокируется, и никто, даже зная пароль, не сможет войти в сеть под его именем. Более того, при наличии информации о том, с какой рабочей станции злоумышленник пытался войти в сеть, и о том, кто именно находился в тот момент в помещении, уполномоченные лица могут принять соответствующие меры.

Исторически концепция интеллектуального здания продвигалась в первую очередь производителями СКС. Придя к концепции универсальной структурированной слаботочной кабельной системы здания, они вполне логично решили распространить этот подход с физической среды передачи данных и на другие системы. Прежде всего, предстояло избавиться от дополнительных проводников, связывающих между собой устройства автоматизации. Впервые эта задача была решена в 1978 году компаниями X-10 USA и Leviton, которые разработали технологию для управления бытовыми приборами по проводам бытовой электросети. Сегодня наиболее распространен стандарт X-10. Впрочем, X-10 уже считается медленным и устаревшим, поскольку создавался для управления электроосветительными устройствами. Внося усовершенствования, многие производители объединились в Ассоциацию электронной промышленности (EIA), которая занимается развитием стандарта шины бытовой электроники CEBus (Consumer Electronic Bus), утвержденного в 1992 году.

На нынешний день стандарт является открытым, и любая компания может производить оборудование, использующее коммуникационный протокол CEBus. Управляющий сигнал передается по проводам бытовой электросети, витой паре или коаксиальному кабелю, в радиочастотном или инфракрасном диапазоне. Для различных устройств можно выбрать наиболее удобный способ: например, осветительными приборами - по электропроводке, видеооборудованием - по коаксиальному кабелю, кондиционерами - по витой паре, ИК-лучи и радиосигналы вообще универсальны. Исполнительные устройства или узлы домашней сети взаимодействуют между собой через роутеры и мосты (data bridges), соединяющие различные носители сигналов и данных.

Основным преимуществом CEBus по сравнению с X-10 является скорость обмена данными, достигающая 10000 бит в секунду, независимо от типа носителя. Она обеспечивает необходимую быстроту реакции системы и непродолжительное время активного состояния узлов. В нашей стране концепция Интеллектуального здания стала продвигаться практически сразу, как только бизнес в области инсталляций СКС встал на ноги. Признание перспектив Интеллектуального здания привела к тому, что ведущие инсталляторы или вывели свой бизнес на уровень интегратора, или скооперировались с организациями, профессионально занимающимися различными подсистемами здания (или и то и другое сразу). Ведущие производители СКС поступают точно так же, заключая альянсы с производителями оборудования для различных подсистем здания. Технологии систем контроля, и управления автоматикой сегодня уже вышли на уровень единых стандартов, массового производства и, как следствие, доступных цен.

Стандарты на "фундамент" Интеллектуальное здание — СКС — давно существуют и реализуются на практике. Таким образом, идея Интеллектуального здания превратилась из теоретической в практическую. На пути концепции Интеллектуального здания остался только один барьер — ментальный. Как и все перспективные новшества, концепция Интеллектуального здания сталкивается при внедрении в нашей стране с особенностями национального менталитета. Специалисты признают, что при реализации проектов Интеллектуального здания им пока удается достичь "уровня интеллектуализации" приблизительно процентов в 40—60% от реально возможного. Причин такого положения дел, можно найти много: от стереотипов, сформировавшихся в среде, развивающегося российского бизнеса до банальной нехватки средств у заказчика.

Одной из самых трудноразрешимых проблем является сепаратизм отдельных служб, особенно в регионах. Сепаратизм вызывается как персональными, так и профессиональными интересами, а также противоречиями в требованиях различных нормативных актов. Основное проявление сепаратизма — нежелание иметь что-либо общее с другими службами. Обычная аргументация в этом случае — каждый должен быть полным хозяином в своей подсистеме, делать там что угодно без оглядки на других и сам за все отвечать. Любое вторжение на территорию, которую начальник подразделения считает своей, воспринимается не иначе как личное оскорбление. В свою очередь, ряд нормативных документов предписывает то, как должны организовываться пожарные и охранные системы. Составлялись они давно, без учета развития технологий, но руководители соответствующих отделов часто предпочитают придерживаться именно их, даже если "по правилам" все работает на порядок хуже.

В государственных учреждениях переубедить таких почитателей буквы официального документа практически невозможно. Впрочем, Интеллектуальное здание не укладывается ни в какие ГОСТы, поскольку в них взаимодействие подсистем на таком уровне не описывается вообще. Аргументы об экономии средств за счет оптимального использования людских ресурсов при эксплуатации здания мало кого убеждают. Человеческий труд в нашей стране до сих пор считается самым дешевым ресурсом.

Сокращение расходов на персонал может, кроме того, не порадовать руководителей подразделений, которые мыслят категориями бюджетов отдела и лимитами штатных расписаний. Наконец, проблемы могут возникнуть и при взаимодействии со строительными организациями. Строители всячески препятствуют тому, чтобы немалая часть подряда была отдана на сторону. Кроме того, заказчик получает, как правило, немало предложений от других организаций сделать каждую отдельную подсистему быстрее и дешевле. Эти проблемы, в общем, вполне решаемы, но отнимают много времени и нервов у всех участников процесса.

Еще один источник проблем — плохое понимание заказчиком того, что, собственно, представляет собой Интеллектуальное здание, мы рассматривать отдельно не будем, потому что сам материал ставит одной из своих задач его устранение. Работа над любым сложным проектом подразумевает активное участие в нем всех заинтересованных сторон. Построение Интеллектуальное здание требует определенных решений и от его будущего хозяина. Прежде всего, он должен понять, зачем именно оно нужно.

Заметим, кстати, что при одинаковой функциональности затраты на централизованную систему управления зданием будут приблизительно одинаковы для зданий различных масштабов. Таким образом, удельная стоимость "квадратного метра интеллекта" находится в обратной зависимости от размеров проекта, в то время как стоимость управления им "вручную" — в прямой. Соответственно, строить Интеллектуальное здание имеет смысл в том случае, когда ожидаемая разница этих совокупных расходов вас устраивает. Кроме того, уровень интеллекта здания должен соответствовать ценности содержимого.

Если происходящие в здании процессы приносят хороший доход, а время сотрудников и информация являются ценным капиталом, то затраты, например на развитую систему контроля за перемещениями и доступом в помещения, оказываются вполне оправданными. Если же жесткая трудовая дисциплина не имеет особого значения, а большинство данных открыто для всех служащих, то вкладывать большие средства именно в это направление нерационально. Функциональность Интеллектуального здания должна окупать затраты на его построение, иначе в ней нет никакого смысла.

Наконец, уже почти традиционная рекомендация — не стоит экономить на затратах на масштабируемость. Ни один не выходящий за рамки разумного запас наращиваемости системы не отнимет средств больше, чем ее последующие доделки и переделки, стоимость которых может перекрыть стоимость резерва за год эксплуатации системы.

Разумеется, никакой обзор не может дать исчерпывающей картины того, как именно строятся, и могут строиться Интеллектуальое здание. Кроме того, само понятие Интеллектуальное здание является многомерным и допускает большое количество вариаций в зависимости от того, какие задачи оно призвано решать. И, наконец, при грамотном проектировании степень интеллектуальности можно наращивать постепенно, распределяя инвестиции во времени. Уже в ближайшем будущем Интеллектуальное здание может стать тиражируемым решением, вполне доступным по стоимости не только для сверхбогатых заказчиков.

Главное, чего ждут многие компании от «интеллектуализации» зданий — снижение расходов на энергопотребление. Подключенные к Сети интеллектуальные здания позволяют извлекать информацию о потреблении энергии различными устройствами для принятия обоснованных решений об энергетической политике предприятия. Согласно подсчетам ARC Advisory Group, таким образом удается сократить энергопотребление до 20%. В числе других преимуществ интеллектуальных зданий, можно назвать сокращение трудозатрат на мониторинг разного рода подсистем, установленных в различных строениях, из общего центра. Важным источником экономии является и повышение производительности труда сотрудников благодаря обеспечению более комфортных условий их работы.

Повышение гибкости 28,1%
Обеспечение более безопасных и комфортных условий труда 34,4%
Улучшение защиты 43,8%
Интеграция операций 46,9%
Снижение энергопотребления 68,8%

Концепция построения «интеллектуальных» зданий

Если отвлечься от рекламных лозунгов, то интеллектуальным следует называть здание, оснащенное средствами автоматического контроля над всеми системами жизнеобеспечения. Комплекс жизнеобеспечения интеллектуального здания образуют следующие системы:

  • защиты от проникновения с подсистемами: а) защиты периметра, б) контроля доступа в здание или отдельные помещения (кодовые замки, домофоны) и в) обнаружения незаконного проникновения внутрь и перемещения по зданию (различного рода сенсоры);
  • внешнего и внутреннего видеонаблюдения (видеокамеры, видеосерверы);
  • противопожарная (пожарные датчики, автоматические разбрызгиватели и т. д.);
  • контроля за расходом воды и электроэнергии (управляемые счетчики, предназначенные не только для визуального контроля, но и для передачи измеренных параметров на вышестоящий уровень АСУ; их перекалибровка, подстройка коэффициентов, активация-деактивация и т. п. может осуществляться дистанционно по цифровому интерфейсу);
  • информационная (обеспечивает доступ к внутренним и внешним сетевым ресурсам);
  • управления силовым оборудованием и освещением (освещение внутри здания, внешняя подсветка, лифты);
  • климатического контроля и вентиляции;
  • телефонная, с выходом в городскую телефонную сеть;

и прочее специфическое оборудование, не влияющее на безопасность и функционирование здания (например, электронные табло курсов валют и световая реклама).

Контроль над работой систем может быть распределенным или централизованным. Так, вахтер или местная охрана могут управлять системами видеонаблюдения, контроля доступа и защиты от проникновения; ответственный за пожарную безопасность - противопожарной системой, а администратор локальной сети - доступом пользователей сети здания к внешним и внутренним информационным ресурсам, например файловым серверам или публичным сетям (Интернету).

"Интеллектуальное" здание от автоматизированного отличается, главным образом, возможностью программировать управляющие системы таким образом, чтобы реакция на события внутри периметра здания происходила по заранее определенному сценарию. Любая из подсистем такого здания либо функционирует полностью автономно, фиксируя свои действия в журнале событий, либо оперативно взаимодействует с оператором, запрашивая у него подтверждение действий. Например, при возникновении возгорания в здании, в зависимости от конфигурации, система может автоматически инициировать вызов пожарной команды или выдать сообщение о пожаре на пульт ответственного оператора. Решение о вызове пожарных во втором случае будет принято оператором.

Все системы жизнеобеспечения могут охватываться единой кабельной структурой, либо каждая из них будет построена на своих кабелях. Общей средой передачи информации может служить, например, коммутируемая сеть Ethernet. Однако надежность системы в целом в этом случае будет ниже, так как при повреждении кабельной проводки нарушается функционирование всех систем, подключенных к данному сегменту кабеля.