Smart Building: новые вызовы интеграции

Smart Building: новые вызовы интеграции

Опубликовано в номере:
PDF версия
Современный многоквартирный дом наполнен множеством различных инженерных систем. От того, насколько грамотно и полно интегрированы эти компоненты в единую систему, зависят безопасность и комфорт жителей здания, а также стоимость его обслуживания.

Классическая инженерная школа придерживается правила, по которому нужно разделять и обособлять системы различного назначения: в таком случае одна система не только не оказывает влияния на другие системы, но даже «не знает» об их существовании. Это правило было «выстрадано» множеством реальных проектов, но в современном многоквартирном жилом комплексе предъявляются повышенные требования к степени интеграции всех инженерных систем и, более того, вводятся новые компоненты, которые раньше не рассматривались при автоматизации жилых зданий:

  • Интеграция индивидуальных «умных домов» в общую экосистему здания, что позволяет выстраивать совершенно новые сценарии их использования.
  • Проникновение «контент-систем» из коммерческого рынка в жилые комплексы. Аудиосопровождение, трансляция видеоконтента, голосовое управление — все это создает ощущение жилья высокого класса при небольших затратах, а значит, все чаще закладывается застройщиками.
  • Коммуникации между жильцом и управляющей компанией: начиная с заявок о неисправности и заканчивая бронированием доступа к общедомовым ресурсам (электрозарядная станция для автомобиля, летние беседки с мангалом и др.). Эта система требует связи с остальными инженерными системами, чтобы по заявке автоматически формировалось разрешение в систему контроля и управления доступом (СКУД), жилец получал оперативные данные о потреблении ресурсов напрямую от АСКУЭ и т. д.
Структура «умного» многоквартирного дома

Рис. 1. Структура «умного» многоквартирного дома

Общая тенденция развития технических решений — сделать жизнь человека комфортнее и безопаснее. Если управление инженерной системой и взаимодействие с ней будут сложными, то людям просто не захочется пользоваться этим решением. Кроме того, управляющие компании требуют снизить стоимость сопровождения (упростить систему, чтобы с ней мог работать не только инженер) и минимизировать возможные убытки от поломки/простоя (диагностика и оперативное восстановление). Таким образом, инженерные системы должны обладать следующими характеристиками:

  • сделаны надежно и профессионально, но не требуют ежедневного контроля от высококвалифицированного инженера;
  • управление и мониторинг доступны удаленно, но надежно защищены от несанкционированного доступа и могут работать полностью оффлайн;
  • максимально доступны для конечного пользователя, но не предъявляют каких-либо значимых требований к квалификации пользователя.

Какие вызовы для проектировщика и инженера несет в себе новый подход к интегрированности систем? Им необходимо создать такое решение, которое связывает различные инженерные, контент- и бизнес-системы, не уменьшая их надежность и безотказность, но при этом резко снижает порог требований к квалификации при монтаже и обслуживании и реализует сложные сценарии взаимодействия. Задача, как можно понять, сложная.

Статья основана на опыте компании iRidium mobile, которая обеспечивает самый верхний уровень логики и визуализации системы управления в многоквартирных домах.

Рассмотрим различные системы и возможные сценарии их использования в современном многоквартирном доме (рис. 1).

 

Микроклимат

Система обеспечения микроклимата (рис. 2) — одна из самых ресурсозатратных. При ее реализации идет постоянный поиск оптимального соотношения комфорта и затрат.

Обеспечение микроклимата в многоквартирном доме

Рис. 2. Обеспечение микроклимата в многоквартирном доме

Ограждающие конструкции здания

Такие конструкции защищают людей в здании от атмосферных осадков, ветра и воздействия прямых солнечных лучей.

Внешние ставни (жалюзи) позволяют снизить затраты на кондиционирование в солнечные дни, но при этом человек, находясь в помещении, не захочет оказаться в «скорлупе» без доступа дневного света. Значит, система управления ставнями должна учитывать сигналы от охранных датчиков движения и присутствия и не допускать закрытия ставен в помещениях с людьми. Для этого необходима интеграция контроллера ставен с охранной системой.

В тех домах, где размещение внешних ставен не предусмотрено архитектурой, уменьшить затраты на кондиционирование и степень инсоляции позволяют внутренние шторы (светонепроницаемые с отражающим покрытием). При этом индивидуальный «умный дом» должен получать данные с общедомовых датчиков освещенности фасада (установить их дешевле, чем оборудовать датчиками все помещения в здании).

Системы отопления

Обогрев здания осуществляется за счет дополнительного поступления тепла от нагревательных приборов (радиаторов центрального отопления, электрического теплого пола, ИК-излучателей и т. д.) или за счет подачи в помещения нагретого воздуха.

Установка игольчатых клапанов на радиаторы отопления позволяет снизить затраты на обогрев на десятки процентов при повышении комфортности температурного режима. Например, в спальне перед сном довольно тепло, в ночное время температура понижается для комфортного сна, а ближе к утру помещение снова нагревается. Когда все покидают квартиру, отопление переходит в экономичный режим, понижая температуру вплоть до +4…+6 °С (зависит от самообучаемой модели термостата).

Потребность в интеграции с общедомовым контроллером отопления возникает в случае, когда отсутствует водяное отопление, а электрический теплый пол спроектирован в общедомовую эксплуатационную тепловую модель конструкций.

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха

Подобные системы обеспечивают поддержание расчетных (не всегда оптимальных) параметров внутреннего воздуха: температуры, подвижности (скорости), относительной влажности, запыленности, содержания углекислого газа.

Для эффективного контроля температуры необходимо, чтобы общедомовая система учитывала наличие индивидуальных приборов нагрева и охлаждения. Это позволит избежать ситуации, когда фанкойл усиленно нагнетает +25 °С, а кондиционер в комнате трудится над понижением до +18 °С.

Кроме того, использование данных от охранных датчиков об открытии створок окон в каждом помещении даст возможность оперативно корректировать модель воздухообмена. А если ввести в модель значения индивидуальных датчиков СО2, то можно достичь комфортного микроклимата без резкого увеличения затрат (скорость потока и объем воздухообмена будут регулироваться заслонками локально, а не в пределах огромного сегмента).

 

Освещение и управление электрическими нагрузками

Грамотное планирование искусственного и естественного освещения позволяет создать световую среду, обеспечивающую комфортные и безопасные условия проживания, безопасное передвижение, эффективное функционирование систем видеонаблюдения, выращивание растений и т. д. Часто свет является неотъемлемой частью архитектурного решения (подсветка малых форм, общее цветовое решение).

Это тоже энергозатратная система, и ее автоматизация служит целям экономии ресурсов при повышении общего уровня комфорта (рис. 3).

Обеспечение света в многоквартирном доме

Рис. 3. Обеспечение света в многоквартирном доме

Искусственное освещение мест общего пользования

Интеграция освещения с системами видеонаблюдения позволяет реализовать комфортные режимы «сопровождающего света» без увеличения количества датчиков движения в системе, поскольку камеры достаточно хорошо распознают начало и направление движения. При этом возможно построение разных моделей для различных габаритов объектов, что затруднительно реализовать при использовании обычных датчиков движения. Например, доступны разные сценарии для автотранспорта и для пешеходов.

При интеграции со СКУД можно формировать «световые маршруты»: например, жилец заходит в лифт по карте доступа, и система уже знает, на каком этаже и в каком из направлений необходимо включить освещение.

Если же интегрировать СКУД и распознавание номеров автомобиля в видеонаблюдении с системой освещения на парковке, такие маршруты будут выстраиваться к месту стоянки вообще без видимого участия человека.

Все эти сценарии дают возможность повысить уровень комфорта жильцов, не увеличивая потребление электроэнергии.

Внутриквартирное освещение

Уже описанное выше управление шторами позволяет как полностью отгораживаться от внешнего света (например, при просмотре телевизора), так и создавать более сложные сценарии освещения (полупрозрачные шторы). При этом, если система управления освещением может получать данные об освещенности фасада от общедомовой системы, можно сэкономить затраты на установку индивидуальных датчиков.

Лифт

Интеграция лифтового контроллера с системой управления светом, как уже обозначалось выше, позволяет реализовать «световые маршруты», чтобы жилец выходил из лифта в освещенную зону.

При интеграции с контроллером СКУД можно также контролировать доступ на определенные этажи и максимально упростить опыт взаимодействия жильца с системой — по распознанной метке лифт сам определит необходимый этаж.

Если же интегрировать управление лифтом с охранной системой, жилец по кнопке постановки на охрану в квартире сможет сразу вызывать лифт.

 

Автоматизированная система коммерческого учета энергоресурсов

Обязательный учет энергоресурсов (электроэнергии, холодной и горячей воды, тепловой энергии, газа) законодательно был определен еще в 2009 г. Федеральным законом № 261, и с тех пор требования к детализации и автоматизированной передаче показаний только возрастают. Качественный учет выгоден и управляющим компаниям, поскольку позволяет довольно быстро выявлять несанкционированное использование ресурсов.

В многоквартирных домах обычно развертываются системы коммерческого учета, данные которых используются для выставления счетов (рис. 4).

АСКУЭ для многоквартирного дома

Рис. 4. АСКУЭ для многоквартирного дома

Интеграция АСКУЭ с приложением жильца позволяет оперативно предоставлять информацию о потреблении в едином интерфейсе, а возможность оплаты прямо из приложения — добиться существенного улучшения финансовой дисциплины. Ведь жилец часто задерживает оплату не потому, что он неплатежеспособен или имеет злой умысел, а просто потому, что забывает об этом или ему некогда.

 

Пожарная сигнализация

Исторически данная система являлась частью объединенной пожарно-охранной сигнализации, но, исходя из требований по пожарной безопасности, имеет смысл выделять ее в отдельную систему и при этом обеспечивать интеграцию с системами оповещения, пожаро­тушения и дымоудаления.

 

Безопасность

Охранная сигнализация

Охранная сигнализация обычно идет «довеском» к пожарной, однако, если следовать вышеописанным сценариям, она может стать основным поставщиком данных от различных датчиков (рис. 5).

Обеспечение безопасности в многоквартирном доме

Рис. 5. Обеспечение безопасности в многоквартирном доме

Если же говорить о непосредственной функции оповещения о нарушениях периметра охраны, то наиболее логична интеграция этой системы с видеонаблюдением (детекция движения, визуальный контроль) и приложением жильца (оповещения, удаленный визуальный контроль, снятие и постановка на охрану, идентификация пользователя).

Защита от протечек

Зачастую в рамках АСКУЭ реализуется и система защиты от протечек воды. Ранее считалось, что защита от протечек — это забота самого жильца, но практика показала, что даже предустановленные датчики протечки спустя короткое время оказываются неработоспособными, поскольку не обслуживаются и не проверяются. В красивых и модных беспроводных датчиках часто просто забывают менять батарейку, и все обнаруживается только в момент аварии, когда безупречная работа этой системы так нужна.

Общедомовая система защиты от протечек с регулярным опросом состояния датчиков и периодическим контрольным запором подачи воды (во избежание закисания задвижек) значительно повышает надежность системы. Причем контрольные перекрытия воды могут проходить в безопасном и незаметном для пользователя режиме: тесты система будет запускать только тогда, когда АСКУЭ подтвердит, что в данный момент по счетчикам нет потребления воды.

Интегрируя эту систему с приложением жителя, мы получаем канал оповещения о ее срабатывании через PUSH-уведомление или SMS.

Видеонаблюдение

При интеграции с центральным контроллером СКУД система распознавания автомобильных номеров откроет ворота на парковку, а система распознавания лиц — дверь в подъезд.

Интеграция приложения жильца с видеосерверами позволит людям визуально контролировать ситуацию на детской площадке или на паркинге.

Домофония

Стандартом де-факто является IP-домофония, работающая по SIP. Применение IP-уровня дает преимущество в развертывании и сопровождении системы на базе стандартной LAN. Домофония является частью СКУД, и интеграция с контроллером дает ей возможность открывать замок двери (не только встроенным в домофон реле, но и с помощью внешних систем).

Интеграция домофона с приложением жильца позволяет реализовать сценарии перенаправления звонка в дверь на мобильный телефон (когда человек находится вне территории объекта).

Контроллер СКУД

Большая часть сценариев приведена в других разделах этой статьи, но хотелось бы отдельно отметить интеграцию контроллера с учетной системой управляющей компании. В этом случае данные жильца при регистрации в системе автоматически синхронизируются с базой данных СКУД без участия человека.

 

Контент-системы

Музыкальное сопровождение, системы аудио- и видеообъявлений (рекламы) — все это предполагает интеграцию для определения присутствия человека. В базовом варианте необходима интеграция хотя бы с охранной системой. Если также добавить интеграцию со СКУД и распознаванием лиц от системы видеонаблюдения, то можно персонифицировать сообщения аудиосистемы.

Управление контент-системой, производящееся из единого приложения консьержа или диспетчера управляющей компании, упрощает взаимодействие и уменьшает количество ошибок.

 

Сервисы управляющей компании

Консьерж

Рабочее место консьержа предполагает единый интерфейс управления инженерными системами здания и видеодомофонией с интеграцией в CRM-систему управляющей компании (рис. 6). Также у консьержа должен быть доступ к управлению освещением и микроклиматом в местах общего пользования, приему звонков, видеонаблюдению и СКУД.

Сервисы управляющей компании для многоквартирного дома

Рис. 6. Сервисы управляющей компании для многоквартирного дома

Ситуационный центр

Ситуационный центр обеспечивает визуализацию верхнего уровня управления для диспетчера управляющей компании. Учитывая требования к снижению уровня квалификации обслуживающего персонала, необходим блок сценариев, находящийся над SCADA-уровнем, который интерпретирует показатели системы в понятные нотификации и сценарии действий для персонала.

Такое решение предполагает интеграцию со всеми системами здания, от климата до видеонаблюдения.

CRM-система

В данную систему поступают заявки и бронирования от жильцов здания. Интеграция со СКУД и домофонией дает управляющей компании возможность «заселять жильцов в одном окне» и управлять доступом к забронированным ресурсам.

В свою очередь, интеграция приложения жильца с CRM позволяет не только «выставлять» счета жильцу за услуги, но и оперативно осуществлять взаиморасчеты.

Техническое обслуживание

Управляющая компания обслуживает здание, проводя технические регламентные и заказные работы силами своих технических специалистов. Автоматизация контроля исполнения работ в данном случае окупается довольно быстро. Никого уже не удивит сантехник, который с телефона делает фотоотчет к выполненной заявке по подключению гибкой подводки у абонента. Интеграция подобного приложения со СКУД и CRM-системой позволяет системе связывать все события между собой и формирует единое информационное пространство для всех сотрудников управляющей компании.

Интерфейс управления

Требование по уровню квалификации предполагает интуитивно понятный интерфейс взаимодействия пользователя с системой (рис. 7). Таким образом, необходим переход от общего экрана с таблицей текущих значений и уставок к более интеллектуальному представлению нотификаций для сотрудника управляющей компании или жильца с понятным сценарием «что делать и кому звонить (в идеале даже не звонить)». И все это должно осуществляться в рамках одного приложения (интерфейса), без лишних переключений контекста или запуска дополнительных приложений. Жильцу удобнее иметь одно приложение для всех функций «умного здания», будь это управление лампочкой в спальне, или принятие звонка от домофона, или подача заявки в управляющую компанию. Это дает уникальный эффект синергии — единый визуальный и сценарный код упрощает взаимодействие с системой и делает ее более доступной.

Интерфейс управления

Рис. 7. Интерфейс управления

Компания iRidium mobile разработала собственное приложение для этого уровня, основные функции которого показаны на рис. 8. Оно уже было внедрено в различных проектах визуализации и логического уровня на таких объектах, как комплекс апартаментов в здании Бурдж Халифа в Дубаи, здание Европарламента в Брюсселе, Ельцин-центр в Екатеринбурге, перинатальный центр в Дубаи, жилые кварталы в Сколково, несколько многоквартирных комплексов по России и др.

Решение для современного жилого комплекса от компании iRidium mobile

Рис. 8. Решение для современного жилого комплекса от компании iRidium mobile

Приложение жильца

Это мультиплатформенное приложение, предоставляющее интерфейс для доступа ко всем системам и сервисам многоквартирного дома (рис. 9).

Интерфейс решения iRidium mobile

Рис. 9. Интерфейс решения iRidium mobile

Интеграция в одно приложение разных сервисов и управления индивидуальным «умным домом» дает хороший эффект: намного больше шансов, что жилец будет использовать сервисы управляющей компании в приложении, которым он пользуется каждый день для управления своим «умным домом», чем если бы это было отдельное приложение, которое бы «пошло под нож» одним из первых при очистке памяти телефона.

Голосовое управление

Тренд голосового управления, который пришел из индивидуальных премиум-инсталляций, набирает обороты. С появлением голосового ассистента Алисы от «Яндекс», где реализована поддержка русского языка, решение стало доступным по цене и уже не таким сложным в настройке. Логичная интеграция — лифтовое оборудование.

Но если интегрировать все выше­обозначенные системы с приложением жильца и при этом в системе будут заложены индивидуальные контроллеры под «умную квартиру», то для голосового управления открывается огромный пласт задач: от голосовой подачи заявки в управляющую компанию до управления температурными уставками в комнатах. Голосовое управление предполагает участие облачного сервиса, а значит, предъявляет еще более высокие требования к степени доступности внутренних систем извне с соблюдением высокого уровня безопасности.

Интерфейс консьержа

Данный интерфейс позволяет консьержу получать вызовы от жильцов. При этом, если реализовать интеграцию с CRM-системой управляющей компании, консьерж в своем приложении получит не только номер звонящего абонента, но и дополнительную информацию обо всех заявках и предпочтениях, карточку клиента.

Интерфейс консьержа также дает возможность управлять общедомовой инфраструктурой, контролировать внутреннюю территорию через видеопотоки с камер.

Интерфейс диспетчера управляющей компании

Этот интерфейс связывает CRM-систему с инженерными системами. Является интерфейсом ситуационного центра объекта.

Приложение обслуживающего персонала управляющей компании

Данное приложение позволяет дополнять систему контроля выполненных работ новыми «маркерами»: фотоотчет, геопозиционирование по NFC-метке, универсальный пропуск для СКУД.

 

Манифест проектирования

Специалисты компании iRidium mobile собрали основные принципы построения систем управления современными многоквартирными домами в своеобразный манифест проектирования:

  • Независимость. Каждая система продолжает выполнять базовые функции при выходе из строя любой другой системы.
  • Реакция на события. Каждая система сообщает другим системам обо всех важных событиях. Следует понимать, что цели привести все системы к одному протоколу взаимодействия при этом нет: такая затея провалилась на уровне систем с узкой специализацией, которым нет дела до более высоких уровней обмена сообщениями. Изначально слабая взаимосвязь разных систем предполагает, что любые события и ошибки обязательно доступны другим участникам интеграции, которые, в зависимости от своего иерархического уровня, могут принимать решения о действиях или игнорировать их. Для реализации этого принципа формируются общая шина обмена сообщениями и общий арбитр событий (SCADA), который может управлять «недостаточно интеллектуальными» системами, которые нельзя подсоединить к общей шине событий.
  • Отказоустойчивость. Каждая система должна проектироваться с возможностью самодиагностики и восстановления, т. е. продолжать коммуницировать с внешними системами даже в условиях сбоя. Если система не отвечает прочим участникам дольше определенного промежутка времени, то, по факту, она более недоступна и не может считаться отказоустойчивой. Другие системы должны иметь однозначные триггеры: если нет ответа на запрос доступности, то данные сторонней системы не могут использоваться дальше и системам необходимо переходить в режим работы с ограничениями.
  • Безопасность. Никакие внешние сообщения (уставки) не должны приводить к критическим режимам работы. Вся верификация границ уставок должна происходить внутри системы.
  • Защита от несанкционированного доступа. Система должна быть в состоянии верифицировать источник данных. Если для данной системы это невозможно, то обязательно применение внешнего арбитра, который будет выполнять функции верификации. При интеграции должно соблюдаться важное правило: ни один участник системы не является доверенным по умолчанию. Запрещается объединение разных систем в одну LAN без применения дополнительных аппаратно-программных средств для разграничения прав доступа на уровне сети.
  • Регламентированное обслуживание. Каждая система должна иметь жестко определенную норму и периодичность обслуживания. О данных событиях оповещаются другие системы, они запрограммированы в службе арбитража (SCADA).
  • Защита персональных данных. Интеграция систем несет в себе реальную угрозу для приватности. Система собирает и хранит огромное количество данных о пользователях. Необходимо еще на этапе проектирования заботиться об уровнях доступа к данным, хранении и способах обезличивания.

Общий принцип: чем раньше прорабатывается концепция «умного» многоквартирного здания и чем больше вовлечены производители в общий процесс согласования, тем успешнее и ценнее результат.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *