Delist.ru

 Автоматизация проектирования информационных потоков внешних элементов систем управления зданиями и сооружениями (28.10.2007)

Автор: Савин Александр Никитич

Предмет исследования в диссертации: САПР информационных потоков внешних элементов систем управления инженерным оборудованием зданий и сооружений.

В основу методологии исследования в диссертации положены теория и практика разработки САПР, системный анализ, общая теория функциональных систем, системотехника строительства, теория и практика проектирования функциональных систем управления зданиями и сооружениями, математическое моделирование, тематические работы отечественных и зарубежных авторов, современный опыт инженерных решений и знания в области проектирования и эксплуатации “интеллектуальных зданий”.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

предложена общая иерархическая классификация предметно-ориентированных информационных потоков внешних элементов систем управления зданиями и сооружениями;

разработана структура и состав САПР информационных потоков внешних элементов систем управления зданиями и сооружениями;

проведен анализ средств и методов практической программной реализации подсистем САПР информационных потоков внешних элементов систем управления зданиями и сооружениями.

Практическая значимость диссертации заключается в разработке подхода к автоматизации проектирования информационных потоков внешних элементов систем управления зданиями и сооружениями, состава, структуры, алгоритмов и элементов программного обеспечения САПР информационных потоков внешних элементов систем управления строительными объектами и использовании полученных результатов в практике проектирования функциональных систем управления зданиями..

Предложенный подход позволяет:

строить общие и частные классификации предметно-ориентированных информационных потоков внешних элементов систем управления зданиями и сооружениями;

выбирать структуру и состав САПР информационных потоков внешних элементов систем управления зданиями и сооружениями;

осуществлять выбор протоколов обмена информацией уровня внешних элементов систем управления зданиями и сооружениями.

Практическая значимость диссертационного исследования подтверждается внедрением полученных результатов.

Внедрение результатов. Результаты диссертации (подход к автоматизации, структура и состав САПР информационных потоков внешних элементов систем управления зданиями и сооружениями, метод выбора протоколов обмена информацией уровня внешних элементов систем управления зданиями и сооружениями, а также ряд практических решений) внедрены в практику проектирования отдельных инженерных систем зданий и сооружений в рамках реализации проектов в организациях, входящих в “Ассоциацию по автоматизации зданий BIG-RU” и Ассоциацию KONNEX.

Отдельные части диссертации использованы в процессе подготовки и переподготовки специалистов на кафедрах систем автоматизации проектирования (САПР) в строительстве и системного анализа в строительстве (САС), а так же при реализации локального проекта “Качественное развитие созданного в МГСУ нового научного направления по проектированию, строительству и эксплуатации “интеллектуальных зданий” и “умного города”, отвечающих современным и перспективным требованиям безопасности, энергетической эффективности, экологии, эргономики и комфорта искусственной среды обитания человека на основе масштабно-инвариантной теории функционального управления зданиями, сооружениями и комплексами” Инновационной образовательной программы (ИОП) ГОУ ВПО Московский государственный строительный университет (МГСУ)

Использование результатов диссертации подтверждено соответствующими справками и актами о внедрении.

Апробация. Содержание и результаты диссертации неоднократно докладывались на российских и международных конференциях (Юбилейной Х международной научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и докторантов “Строительство – формирование среды жизнедеятельности”, Москва, МГСУ, 2007г. и др.), обсуждались и одобрены на заседаниях и семинарах кафедр системного анализа в строительстве (САС) и САПР в строительстве (2006–2007гг.) ГОУ ВПО Московский государственный строительный университет, секции “Строительство” Российской инженерной академии (2007г.), Научно-методическом совета по информационным системам и технологиям науки и образования в области строительства (НМС ИСТ) при Международной Ассоциации строительных вузов (АСВ) и Учебно-методическом объединении (УМО) вузов Российской Федерации в области строительства.

Публикации. Основные результаты представленной диссертации опубликованы в 7 научных работах, общим объемом 2,75 п.л., из них лично соискателем –

Одна работа опубликована в журнале, входящем в перечень ВАК России для публикации результатов научных исследований для кандидатов наук.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и предложений, библиографического списка из 115 наименований и приложений.

На защиту выносятся положения, составляющие научную новизну диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Введение диссертации содержит обоснование актуальности темы исследования; новизны научно-технической гипотезы о возможности качественного повышения эффективности проектирования систем автоматизации зданий и сооружений на основе использования специализированных САПР информационных потоков внешних элементов систем управления инженерным оборудованием; формулировку цели, задач, решение которых определяет достижение поставленной цели на системотехническом уровне, объекта и предмета научного исследования. Сформулирована научная новизна и практическая значимость результатов диссертации.

Методологическая схема, отражающая взаимосвязь основных составляющих исследования, представлена на рис. 1.

Рис. 1. Методологическая схема исследования

В первой главе диссертации выполнен общий анализ процессов и результатов проектирования систем управления зданиями и сооружениями. Внимание уделяется собственно анализу современных систем управления зданиями и сооружениями, повышению эффективности проектирования систем управления зданиями и сооружениями на основе автоматизации процесса проектирования.

Современные системы управления зданиями и сооружениями рассматриваются в диссертации в контексте функционального управления инженерным оборудованием строительных объектов. При этом, под “управлением зданием (сооружением)” понимается управление процессами изменения действительных функциональных и/или технических характеристик здания (сооружения) и/или его элементов. Кроме прочего, в зависимости от характера ситуации и типа системы, управление в этом смысле подразделяется на два основных типа (А.А. Волков):

адаптивное;

оперативное.

Адаптивное управление строительным объектом – управление, инициированное объективной необходимостью выявленного несоответствия наблюдаемых функциональных и/или технических характеристик здания (сооружения) и/или его элементов области допустимых значений, и/или устойчивой динамике их изменения, могущей привести к такому несоответствию.

Оперативное управление строительным объектом – управление в режиме реального времени в условиях, когда его недостаток может существенно ограничить процессы изменения действительных функциональных и/или технических характеристик здания (сооружения) и/или его элементов, и/или сделать управление таковыми невозможным.

Таким образом, в целом, системы управления зданиями (сооружениями) эффективно решают сегодня задачи автоматизации систем и процессов, безопасности, управления информацией и коммуникациями, оптимизации использования ресурсов, функционального и технического соответствия и гибкости, экологии, эргономики и комфорта на уровне включения в проект технически и экономически обоснованного набора оригинальных систем автоматизации инженерного оборудования конкретного объекта.

Современная система управления инженерным оборудованием, например, дает возможность соблюсти энергетические и иные лимиты по расходам внешних ресурсов, установленные муниципальными службами города. Это особенно актуально для крупных объектов (общественных зданий торговых и/или офисных центров). Кроме прочего, такие системы позволяет полностью использовать функциональный потенциал оборудования за счет гибкой настройки взаимодействия между внешними и внутренними элементами

Снижение, т.н. “человеческого фактора” позволяет существенно сократить расходы на эксплуатацию и ремонт инженерного оборудования в течение всего жизненного цикла здания, а также исключить (минимизировать) его поломки (аварийные и проч. нештатные ситуации).

Проектирование систем управления зданиями и сооружениями – сложная проблема, относящаяся, в общем случае, как к задачам микро-, так и к задачам макропроектирования систем.

Практика показывает, что при разработке эффективных функциональных систем управления зданиями и сооружениями возникают проблемы, относящиеся не только к свойствам их составных частей (элементов, подсистем), но также и к закономерностям функционирования системы управления в целом – т.н. общесистемные проблемы.

Появляется широкий круг специфических задач макропроектирования, таких, как определение общей структуры системы управления, организация взаимодействия между подсистемами и элементами, учет влияния внешней, в том числе – информационной, среды, выбор оптимальных режимов функционирования, оптимальное управление системой и т. д.

Макропроектирование систем автоматизации зданий начинается с формализации проблемной области, которая включает в себя, по крайней мере, три основных раздела:

определение целей создания системы управления и круга, решаемых ею задач в контексте автоматизации систем и процессов, безопасности, управления информацией и коммуникациями, оптимизации использования ресурсов, функционального и технического соответствия и гибкости, экологии, эргономики и комфорта;

оценка действующих на систему факторов и определение их характеристик;

выбор и описание показателей эффективности функционирования системы.

загрузка...