Система оценки экономической эффективности внедрения автоматизированных комплексов инженерных систем в жилые объекты

">     На  основании всего вышеизложенного  будет создана организационная  структура информационной системы, представленная на рисунке 4.

     Данная  структура отражает составные компоненты информационной системы и их взаимодействие. Каждый блок структуры – это компоненты, реализовав которые, получится единая информационная система. Кроме того, структура информационной системы отражает использование программного продукта, который выбран для создания информационной системы при анализе технического задания. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 3.2 – Структура информационной системы 

      3.4 Построение модели данных ИС. Реализация «ядра» БД 

     Цель  моделирования данных состоит в  обеспечении разработчика ИС концептуальной схемой базы данных в форме одной  модели или нескольких локальных  моделей, которые относительно легко  могут быть сопоставлены любой системе  баз данных.

       Первый шаг моделирования –  извлечение информации из технического  задания и анализа технического  задания, из личных консультаций  с  заказчиком, и выделение 

объектов, подлежащих автоматизации (сущностей).

     Каждая  сущность должна обладать уникальным идентификатором. Каждый экземпляр сущности должен однозначно идентифицироваться и отличаться от всех других экземпляров данного типа сущности. Каждая сущность должна обладать некоторыми свойствами:

• каждая сущность должна иметь уникальное имя, и к одному и тому же имени должна всегда применяться одна и та же интерпретация. Одна и та же интерпретация не может применяться к различным именам, если только они не являются псевдонимами;
• сущность обладает одним или несколькими атрибутами, которые либо принадлежат сущности, либо наследуются через связь;
• сущность обладает одним или несколькими атрибутами, которые однозначно идентифицируют каждый экземпляр сущности;
• каждая сущность может обладать любым количеством связей с другими сущностями модели.

     Сущности  взаимодействуют друг с другом по средствам связей.

     Связь (Relationship) - поименованная ассоциация между двумя сущностями, значимая для рассматриваемой предметной области. Связь – это ассоциация между сущностями, при которой, как правило, каждый экземпляр одной сущности, называемой родительской сущностью, ассоциирован с произвольным (в том числе нулевым) количеством экземпляров второй сущности, называемой сущностью-потомком; а каждый экземпляр сущности-потомка ассоциирован в точности с одним экземпляром сущности-родителя.

     Атрибут – любая характеристика сущности, значимая для рассматриваемой предметной области и предназначенная для квалификации, идентификации, классификации, количественной характеристики или выражения состояния сущности.  

     

Атрибут представляет тип характеристик или свойств, ассоциированных с множеством реальных или абстрактных объектов (людей, мест, событий, состояний, идей, пар предметов и т.д.). Экземпляр атрибута - это определенная характеристика отдельного элемента множества. Экземпляр атрибута определяется типом характеристики и ее значением, называемым значением атрибута. В ER-модели атрибуты ассоциируются с конкретными сущностями. Таким образом, экземпляр сущности должен обладать единственным определенным значением для ассоциированного атрибута.

     Атрибут может быть либо обязательным, либо необязательным. Обязательность означает, что атрибут не может принимать  неопределенных значений (null values). Атрибут  может быть либо описательным (т.е. обычным  дескриптором сущности), либо входить  в состав уникального идентификатора (первичного ключа).

     Уникальный  идентификатор – это атрибут или совокупность атрибутов и связей, предназначенная для уникальной идентификации каждого экземпляра данного типа сущности. В случае полной идентификации каждый экземпляр данного типа сущности полностью идентифицируется своими собственными ключевыми атрибутами, в противном случае в его идентификации участвуют также атрибуты другой сущности-родителя.

     На  основании данных технического задания  и анализа технического задания  при моделировании базы данных были выделены основные сущности базы данных, определено взаимодействие между сущностями, и определены атрибуты каждой сущности. В результате была получена схема логического представления модели данных, фрагмент которой представлен в Приложении B. Данная схема составляет ядро базы данных, которое в целом определяет функционирование информационной системы.

     В системе описаны следующие сущности: инженерные системы, технические параметры  инженерных систем, датчики, место установок  датчиков. 

     Таблица «Инженерные системы» хранит  информацию о установленных  системах жизнеобеспечения жилого комплекса. В нашем случае это системы кондиционирования вентиляции, отопления, освещение, водоснабжение. Это полный комплекс данных  о каждой конкретной системе в отдельности: наименование системы, описание системы, ID параметры, производитель системы, дата установки системы, ответственный за установку, дата последней проверки, результаты проверки и комментарии. В данной таблице в качестве уникального идентификатора (ключа) используется поле «ID_Системы» для однозначной интерпретации и идентификации данных. Таблица  

     

связана связью «один- ко многим» с таблицей «Датчики».

     Таблица «Технические параметры» хранит информацию о режиме работы (полный, частичный), о состоянии активности (включено, выключено),  о наименование параметра, для системы отопления  это температура и давление, для вентиляции это температура  и влажности воздуха, скорость воздушного потока, для водоснабжения это также температура и давление воды, единицы измерения параметра   минимальное  и максимальное  значения,  и допустимый шаг значения..

     Таблица «Датчики»  включает в себя идентификационный  номер  датчика, себя идентификационный номер системы , название датчика , производителя , ID места

установки , дата  установки , срок службы, единицы  измерения параметров В данной таблице в качестве уникального идентификатора (ключа) используется поле  ID датчика . Таблица связана связью «Один к многим »  с  таблицей  «Места установки».

     Таблица  «Места установки» содержит идентификационный номер  места установки, наименование места установки,  расположение и краткое описание. В качестве уникального ключа является ID_МестоУстановки.

     Все таблицы, созданные в базе данных информационной системы, подвергались тщательному анализу и соответствию требованиям нормализации баз данных, представляющих собой процесс оптимизации хранения и использования информации в таблицах, что гарантирует сохранение целостности, однозначности, непротиворечивости и обновляемости данных, и использование содержащейся в таблицах информации наиболее эффективным образом.

     Логическое  представление фрагмента модели базы  данных представлено на в Приложении В. 

      3.5 Основные технические показатели инженерных  систем жилого комплекса 

Площадь объекта

Количество  элементов КИС систем -100 (устройства приема-передачи информации)

Виды  Инженерных Систем

- Система освещения

- Система водоснабжения

- Система кондиционирования

- Система вентиляции

  - Система отопления 

  

Типы  элементов Инженерных Систем

      Системные датчики:

              - датчики освещенности, электропотребления 

              - датчики давления, протечки воды

              -датчики температуры  и влажности

   Управляемые элементы (задвижки, краны, переключатели)

• устройства приема, передачи информации (передатчики)

• контроллеры взаимодействия с компьютерной системой, системам хранения данных .... 
  

  3.6 Алгоритмы расчета экономической эффективности 

      3.6.1 Синхронизация температурных установок систем водяного радиаторного отопления, воздушного кондиционирования и локальных кондиционеров  

      В современном здании предусматривается  как минимум две системы отопления  – водяная радиаторная и воздушная  приточная. Первая означает нагрев помещений  посредством батарей отопления, вторая – предварительный нагрев воздуха, подаваемого в помещения. При проектировании стараются рассчитывать производительность радиаторного отопления так, чтобы оно покрывало чуть больше половины теплопотребления здания. Остальное теплопотребление удовлетворяется за счет нагрева подаваемого воздуха в центральных приточных установках. Однако, невзирая на все расчетные ухищрения, периодически возникают ситуации как недостатка обогрева в части помещений, так и его избытка. В случае недостатка приходится включать электрообогреватели, что обходиться примерно в 2 раза дороже штатного режима. В случае избытка обогрева – люди открывают окна, чтобы сбросить избыток тепла на улицу. Дополнительно к перечисленным двум, в части помещений установлены системы локального кондиционирования (всевозможные SPLIT, VRV, и т.д.), которые начинают действовать по своему усмотрению, как только температурные параметры контролируемого помещения выходят за допустимые рамки. Кроме этого, в случае интеграции в единую систему локальных кондиционеров, ИЗ может использовать информацию о температуре в помещениях, которую измеряют средства автоматики

локальных кондиционеров. Таким образом, нет  необходимости ставить отдельные  датчики температуры воздуха  в этих помещениях. Особо следует  отметить ситуацию, когда в целях  экономии в ночное время и/или в праздничные дни (для офисных помещений) системы отопления переводятся в энергосберегающий режим с пониженными установками. Должного экономического эффекта в этом случае можно добиться только при синхронном изменении режимов работы всех трех перечисленных систем обогрева. По мнению большинства отечественных и западных специалистов, система синхронизации температурных установок и индивидуальной регулировки по помещениям дает экономический эффект до 30% среднегодового теплопотребления здания. 

      3.6.2 Своевременное отключение систем локального кондиционирования при открытии окон или отсутствии людей в охлаждаемом помещении 

      Благодаря интеграции систем охранной сигнализации и контроля доступа, ИЗ определяет факт наличия людей в охлаждаемом  помещении и своевременно выключает локальный кондиционер, позволяя тем самым избежать нецелевого расхода электроэнергии и ресурса кондиционера. Наиболее ярко экономическая эффективность такого решения проявляется в системах гостиничного сервиса. Оценим экономический эффект как 25% суммарного потребления электроэнергии локальными кондиционерами здания. 

     3.6.3 Перевод систем жизнеобеспечения ряда помещений в энергосберегающий режим на основании анализа информации от систем охранной сигнализации и контроля доступа 

      При постановке помещения на охрану можно сделать однозначный вывод об отсутствии в нем людей даже в дневное рабочее время. Аналогично можно вычислить отсутствие людей в тех или иных помещениях на основании анализа информации системы контроля доступа. Наоборот, при снятии помещения с охраны, необходимо переводить системы жизнеобеспечения в рабочий режим. Будем считать, что такая интеграция позволяет увеличить время «экономичного режима» до 12 часов в сутки. Снижение уставки на 4 градусов позволяет снизить теплопотребление в среднем на 18%. Итого  

имеем эффект около 9% среднегодового теплопотребления здания.

      Своевременное выключение освещения в помещениях и зонах на основании датчиков движения и/или анализа информации систем охраны и контроля доступа