Аналитика больших данных на основе искусственного интеллекта для систем автоматизации и управления зданиями: обзор, актуальные проблемы и перспективы развития

Теоретически системы автоматизации и управления зданиями (BAMS) могут обеспечивать все компоненты и функциональные возможности, необходимые для анализа и эксплуатации зданий. Однако на практике эти системы способны обеспечивать лишь управление системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Поэтому многие другие задачи остаются за оператором, включая оценку эффективности зданий, выявление аномального энергопотребления, определение изменений, необходимых для повышения эффективности, а также обеспечение безопасности и конфиденциальности конечных пользователей. Для решения этих задач разрабатываются инструменты аналитики больших данных на основе искусственного интеллекта (ИИ), поскольку они предлагают различные новые и адаптированные решения, исключительно подходящие для практического управления зданиями. Как правило, такие инструменты помогают оператору (i) анализировать огромные объемы данных от подключенного оборудования и (ii) принимать интеллектуальные, эффективные и своевременные решения для повышения эффективности зданий. В статье представлен всесторонний систематический обзор применения аналитики больших данных на основе ИИ в системах автоматизации и управления зданиями. Рассмотрены различные задачи на основе ИИ, включая прогнозирование нагрузки, управление водными ресурсами, мониторинг качества внутренней среды и выявление присутствия людей. В первой части статьи используется тщательно разработанная таксономия для обзора существующих платформ и архитектур. Проведен всесторонний анализ различных аспектов, включая процесс обучения, среду здания, вычислительные платформы и сценарии применения. Далее представлено критическое обсуждение, направленное на выявление актуальных проблем. Вторая часть посвящена представлению читателю сведений о практическом применении аналитики больших данных на основе ИИ. В связи с этим приведены три тематических исследования, демонстрирующих использование такой аналитики в системах автоматизации и управления зданиями; основное внимание уделено выявлению аномалий энергопотребления в жилых и офисных зданиях, а также оптимизации энергопотребления и эксплуатационных характеристик спортивных объектов. Наконец, определены перспективные направления и ценные рекомендации по повышению производительности и надежности систем автоматизации и управления зданиями в ...