Что же это такое - "ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ ЗДАНИЕ"?
Одним из основных компонентов интеллектуального здания является система автоматизированного управления эксплуатацией здания (АСУ). АСУ эксплуатации здания - это комплекс программно - аппаратных средств, основной задачей которого является обеспечение надежного и гарантированного управления всеми системами, находящимися в эксплуатации здания, и исполнительными устройствами. Система способна за счет полной неразобщенной информации от всех эксплуатируемых подсистем принять правильное решение и выполнить соответствующее действие, проинформировать соответствующую службу о событии. Структурный подход, используемый сейчас большинством системных интеграторов, заключается в создании инфраструктуры ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ на базе структурированных кабельных сетей (СКС). При этом сначала проектируется и строится СКС - здание, а затем на структурированную кабельную систему замыкаются необходимые заказчику функциональные системы. Мне представляется более перспективным функциональный подход. Существует список потребностей или пожеланий заказчика и основной задачей разработчика в этом случае является интеграция этих систем в единый "организм" в соответствии с заданной заказчиком моделью. Попробуем проанализировать предпосылки внедрения в здание интеллекта. Главной объективной предпосылкой оказывается высокая плотность различных сервисов на квадратный метр площади здания. В любом здании набор служб и сервисов приблизительно один и тот же, поэтому мы сделаем некоторые необходимые уточнения. Во-первых, речь идет не о количестве служб, как таковых, а об интенсивности наполнения ими здания.
Если, к примеру, охранная система ограничивается пятью камерами на периферии здания и датчиками сигнализации в дверях и окнах первого этажа, то такое здание не является подходящим кандидатом на "интеллектуализацию". Во-вторых, службы и сервисы должны обеспечиваться подсистемами самого здания, а не быть внешними по отношению к нему. Если система отопления управляется исключительно из районной котельной, а лифты — из местного РЭУ, то в определенном смысле зданию они не принадлежат. Итак, ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЕ ЗДАНИЕ должно интегрировать достаточное количество сервисов, принадлежащих зданию. Вместе с тем ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЕ ЗДАНИЕ можно интерпретировать как "разумно построенное". Это означает, что здание должно быть спроектировано так, что все сервисы могли бы интегрироваться друг с другом с минимальными затратами (с точки зрения финансов, времени и трудоемкости), а их обслуживание было бы организовано оптимальным образом. Кроме того, процедура изменений подразумевает также добавление новых сервисов и служб по мере их возникновения.
Адекватным примером может быть следующая ситуация. 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 ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ стала продвигаться практически сразу, как только бизнес в области инсталляций СКС встал на ноги. Увлеченность ИНТЕЛЕКТУАЛЬНЫМ ЗДАНИЕМ привела к тому, что многие ведущие инсталляторы либо вывели свой бизнес на интеграторский уровень, либо кооперировались с организациями, профессионально занимающимися различными подсистемами здания (либо и то и другое сразу). Собственно говоря, и ведущие производители СКС поступают точно так же, заключая альянсы с производителями оборудования для различных подсистем здания. Не стоит также забывать, что ряд производителей СКС (Lucent, Siemens, Alcatel) активно занимаются и сетевым, и телекоммуникационным бизнесом, они являются крупнейшими системными интеграторами и могут своими силами реализовывать решения для ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ. Таким образом, заказчику не следует удивляться тому, что с предложением о построении ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ к нему могут придти "какие-то кабельщики". Как видим, технологии систем контроля, и управления автоматикой сегодня уже вышли на уровень единых стандартов, массового производства и, как следствие, доступных цен. Стандарты на "фундамент" ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЕ ЗДАНИЕ — СКС - давно существуют и реализуются на практике. Таким образом, идея ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ превратилась из теоретической в практическую. На пути концепции ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ остался только один барьер — ментальный. Как и все перспективные новшества, концепция ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО 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. Одна из причин такого положения дел, конечно, в нехватке средств у заказчика (или нежелании их тратить), но и без этого неготовность заказчиков к адекватному восприятию идеи оказывает резко негативное влияние на процесс внедрения концепции ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ в России.
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, ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЕ 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 ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ 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 ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЕ 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 ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО 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 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ЗДАНИЯ. Кроме того, само понятие ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ 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. Поэтому задуматься о том, что отрасль способна предложить, следует уже сегодня.
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;
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.
