Крижанівський М. С , науковий керівник Місюра М.Д

Мета цього дослідження - створення комп'ютерної системи управління інженерними комунікаціями для приватного будинку, застосовуючи інтелектуальні алгоритми, а також у створенні моделі цієї схеми. У сучасному світі важливість цієї теми надзвичайно висока, оскільки інженерні комунікації відіграють ключову роль у забезпеченні інфраструктури для життя та бізнесу. Розробка та ефективне керування такими системами потребують інноваційних рішень. Також варто зазначити, що в Україні обмежена кількість компаній, які можуть надавати послуги, пов'язані з впровадженням таких систем.

Один з основних аспектів розробки системи управління інженерними комунікаціями полягає у використанні інтелектуальних алгоритмів. Застосування машинного навчання, штучного інтелекту та аналітики даних може допомогти уточнити прогнози та приймати оптимальні рішення на основі актуальних даних у режимі реального часу.

Ця дослідницька робота спрямована на створення комп'ютерної системи управління інженерними комунікаціями, яка гарантує високий рівень безпеки від різних загроз та забезпечить користувачеві зручний доступ до всіх систем будинку. У цьому дослідженні будуть використані різноманітні компоненти для створення системи управління інженерними комунікаціями. Серед них варто відзначити:

• Датчики: Призначені для виявлення руху, диму, газу та інших потенційно небезпечних факторів, а також для контролю температури приміщення та води. Підключені до головної системи для відслідковування змін внутрішнього середовища.
• Комп'ютерні мережі: Забезпечують зв'язок між усіма компонентами системи, дозволяють віддалено керувати нею та отримувати сповіщення про події в приміщенні.
• Бездротові технології: Забезпечують зручність використання системи та її мобільність.
• Мікроконтролери: Використовуються для управління датчиками та іншими компонентами системи.
• Програмне забезпечення: Використовується для обробки та аналізу даних, а також для керування системою.
• Відеокамери: Інтегровані в головну систему для нагляду за подіями в приміщенні та на прилеглій території, записують відеозаписи для подальшого аналізу.
• Хмарні технології: Забезпечують зберігання даних та доступ до них з будь-якої точки світу, що забезпечує безпечність, доступність та захист від втрати.

Для дослідження та створення комп'ютерної системи управління інженерними комунікаціями для приватного будинку з використанням інтелектуальних алгоритмів будуть використовуватись наступні методи:

Створення віртуальних моделей для системи управління, щоб провести тести з різними алгоритмами та налаштуваннями, з метою оцінки їх ефективності та продуктивності.

Аналіз існуючих даних про енергоспоживання, температурні та освітленні режими для виявлення патернів та потреб системи. Використання методів аналітики для отримання інсайтів, корисних для розробки системи управління.

Використання класичних методів машинного навчання, таких як дерева рішень, випадкові ліси, нейронні мережі тощо, для розробки управляючих алгоритмів на основі даних.

Використання програмних інструментів для моделювання та перевірки розроблених алгоритмів в різних умовах та сценаріях забезпечує безпечність експериментів без потенційного впливу на реальну інфраструктуру. Крім того, програмні інструменти для моделювання дозволяють проводити ефективне тестування алгоритмів на різноманітних входах і умовах, що сприяє виявленню помилок або недоліків ще до того, як алгоритми будуть впроваджені в реальній системі.

Проведення пілотних проектів на реальних об'єктах дозволить збирати живі дані та оцінювати ефективність системи в реальних умовах експлуатації.

У першому етапі дослідження буде проведено створення віртуальних моделей для системи управління, щоб перевірити різні алгоритми та налаштування з метою оцінки їх продуктивності та ефективності. Далі планується аналіз існуючих даних про енергоспоживання, температурні та освітленні режими для виявлення патернів та потреб системи. У цьому ж контексті будуть використані класичні методи машинного навчання, такі як дерева рішень, випадкові ліси, нейронні мережі тощо, для розробки управляючих алгоритмів на основі даних. Також планується використання програмних інструментів для моделювання та перевірки розроблених алгоритмів в різних умовах, що забезпечить безпечність експериментів без впливу на реальну інфраструктуру.

Результатом дослідження буде розробка прототипу системи та його подальше тестування для визначення ефективності та надійності. Паралельно з цим буде проведений аналіз результатів для вдосконалення системи та підвищення її ефективності.

Наразі активно проводяться дослідження для глибшого аналізу всіх аспектів, пов'язаних із системою охорони, а також ведуться пошукові роботи та аналіз схем-прикладів з метою отримання додаткової інформації. В рамках цих досліджень також розробляється перша концептуальна схема системи управління інженерними комунікаціями.

Під час реалізації проекту була створена функціональна схема, що включає в себе обладнання та програмне забезпечення для охоронної частини системи. Також була розроблена система моніторингу роботи, доступ до якої можна отримати як зі смартфона, так і з робочої станції, яка виступає сервером. Для цього використовувався домашній шлюз, розташований у центральній частині будинку, а також передбачено систему доступу через RFID-сканер та RFID-картку.

Ця схема повністю відповідає потребам системи безпеки, але наразі не враховує відповідних систем розумного будинку, які забезпечують комфорт користувачів. Планується додати такі системи до схеми на малюнку один.

При розробці комп'ютерної системи управління інженерними комунікаціями з використанням інтелектуальних алгоритмів ключовою складовою є інтеграція машинного навчання та аналітики даних. Це дозволяє підвищити ефективність та надійність інженерних систем, сприяючи сталому розвитку та забезпеченню високої якості життя.

На завершення можна сказати що розробка комп'ютерних систем управління інженерними комунікаціями для приватних будинків, з використанням інтелектуальних алгоритмів, має велике значення в сучасному світі. Інженерні комунікації грають ключову роль у забезпеченні інфраструктури для життя та бізнесу, і їх ефективне керування вимагає інноваційних підходів.

Дослідження вказує на важливість використання інтелектуальних алгоритмів, таких як машинне навчання, штучний інтелект та аналітика даних, для підвищення ефективності та надійності таких систем. Планується впровадження різноманітних компонентів, таких як відеокамери, датчики, мікроконтролери та хмарні технології, для створення повноцінної системи безпеки та комфорту для користувачів.

CПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Cisco IOT [Електронний ресурс] // Cisco Systems, Inc.. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/internet-of-things/overview.html#~for-partners.
2. Packet Tracer 7.x - Internet of Things tutorials [Електронний ресурс] // PacketTracerNetwork. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: https://www.packettracernetwork.com/internet-of-things/.