Разработка российских ученых может сократить расходы городского теплоснабжения на 12% в год
В России услугами централизованного отопления пользуются порядка 100 миллионов человек — 70% от общего числа населения. Работа теплосетей должна обеспечивать качественное и энергоэффективное теплоснабжение. При этом необходимо учитывать климатические условия и состояние оборудования. Ручное управление системой или применение автоматических датчиков с этим не всегда справляется. В совокупности с проблемами износа теплотрасс размер тепловых потерь может достигать 30%. Безусловно, это приводит к повышенным финансовым издержкам жильцов, а нередко и к возникновению аварийных ситуаций в доме. Ученые Пермского Политеха разработали интеллектуальную систему управления городским теплоснабжением на основе ИИ. Она учитывает прогноз погоды и техническое состояние оборудования, что позволяет в отопительный период сократить расходы ресурсов на 10-12%, минимизируя перегрев теплоносителя и обеспечив при этом комфортную температуру для потребителей.
Статья опубликована в сборнике «XIV Всероссийское совещание по проблемам управления». Исследование выполнено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Централизованное теплоснабжение используется в многоквартирных домах, подключенных к городским теплосетям (тепловым электростанциям или котельным). Оно обеспечивает жильцам отопление и горячее водоснабжение. От котельной теплоноситель поступает в дома по трубам через тепловой пункт, где его температура регулируется. После чего тепло распределяется по стоякам и передается в квартиры.
Звучит все просто, но на практике управлять системой теплоснабжения – это сложная задача. Многие котельные работают на старом оборудовании без автоматической регулировки, и операторам приходится вручную выставлять параметры оборудования. Разумеется, теплоснабжение зависит от погодных условий, состояния труб, скорости движения теплоносителя и соответствующего эффекта запаздывания. Для эффективного управления теплоснабжением необходимы точные данные о состоянии каждого участка сети.
В последнее время для решения подобных проблем активно используются методы ИИ. В частности, для управления инженерными системами, которые обеспечивают поддержание нужных параметров воздуха (температуры, влажности и химического состава) во внутренних помещениях зданий. Так, например, успешно была применена интеллектуальная система управления вентиляцией метрополитена. С помощью нейросети удалось повысить качество воздуха и при этом снизить энергопотребление. Для управления теплоснабжением подобные ИИ-решения еще не применялись.
Ученые Пермского Политеха разработали инновационную систему управления городскими теплосетями на основе нейросети, которая учитывает прогноз погоды и постоянно изменяющееся состояние технического оборудования.
– Разработка представляет собой нейросетевой алгоритм, который в режиме реального времени анализирует прогноз погоды по местным метеоданным, а текущее состояние теплосетей – по датчикам температуры и давления, установленным на выходе из котельной и на входах к потребителям. На основе полученной информации алгоритм подбирает такую температуру теплоносителя, поступающего в систему, которая полностью исключает как недостаточный нагрев, так и перегрев квартир, – рассказывает Владимир Онискив, доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ, кандидат технических наук.
Ученые обучали нейросеть на специально созданном виртуальном стенде, который случайным образом имитирует функционирование многообразных теплосетей с различными особенностями работы, теплопотерями и прогнозными погодными условиями. После предварительного обучения на больших данных с помощью стенда алгоритм дообучается в реальных условиях теплоснабжения. Такой подход позволяет легко адаптировать разработку для любых теплосетей, учитывая, что некоторый срок дообучения познакомит нейросеть с их спецификой.
– При тестировании алгоритма на тестовых показателях его точность составила 97,9%. Наша разработка точно предсказывает, какой должна быть температура теплоносителя на выходе из котельной, чтобы в домах было комфортно. Главное преимущество — система быстро подстраивается под изменения погоды и корректирует температуру, чтобы до потребителя она дошла близкой к нормативным значениям. Это исключает так называемый «перетоп» системы и приводит к экономии расходов ресурсов примерно на 10-12% в отопительный период, – поделился Владимир Онискив.
Применение алгоритма дает возможность точно, автоматически регулировать температуру теплоносителя, поступающего по трубам от котельной до квартир, на основе погодных условий. Так, если имеет место прогноз на потепление, то система заранее понижает температуру теплоносителя до нужных значений, синхронизируя изменение температуры внешней среды и теплоносителя.
Разработка ученых Пермского Политеха позволяет отказаться от сложных физических моделей теплосетей, заменяя их гибким ИИ-решением. Нейросетевой алгоритм для управления теплоснабжением может стать перспективным инструментом для устойчивого развития городской инфраструктуры, сокращая затраты и обеспечивая комфорт жителям.
Telegram 
Дзен 
VK Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Римская империя господствовала в Британии на протяжении приблизительно четырех веков. За это время римляне сильно повлияли на местное население: строили города, внедряли новые законы, развивали торговлю и меняли образ жизни. Однако авторы нового исследования выяснили, что вопреки распространенному мнению, генетический вклад как римлян, так и викингов в население Британских островов был на удивление слабым. Гораздо большее влияние на происхождение современных британцев оказали более поздние миграции англосаксов.
Вопрос формирования первых континентов на Земле до сих пор вызывает научные дискуссии. Исследование состава древнейших известных минералов, сохранившихся в архейских магматических горных породах Австралии, стало новым подтверждением того, что континенты появились в результате субдукции 3,5 миллиарда лет назад.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно