Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета разработали интеллектуальный модуль для управления системами теплоснабжения.
Созданная ими нейронная сеть поможет точно и оперативно рассчитать необходимую температуру теплоносителя на выходе из котельной, учитывая погодные условия.
Разработчики объяснили, как новая технология сможет поддерживать температурный норматив у потребителей и при этом существенно сэкономить средства.
Почему коммунальщики «отапливают улицу»
Зимой многие сталкиваются с тем, что комнатные батареи слишком холодные или горячие. Вероятно, только в России существует понятие «отапливать улицу», когда невыносимая духота в квартирах заставляет людей настежь распахивать окна, чтобы хоть как-то понизить температуру в комнате.
На днях с этим столкнулись и жители Волгограда. Пришедшая оттепель прогрела уличный воздух до семи градусов. По словам руководителя региональной общественной инспекции «Народный контроль» Волгоградской области Сергея Септарова, коммунальщики устроили в квартирах настоящие тропики.
«Возникает тот самый пресловутый человеческий фактор, когда у нас в Волгограде сейчас на улице температура повысилась до +5 — +7, а в то же время у нас произошло увеличение коммунального ресурса с 22 градусов, в среднем, до 29-ти», — заявил ФАН Сергей Септаров.
Подобный парадокс не возник бы ни в Волгограде, ни в другом населенном пункте России, если бы системы теплоснабжения управлялись новым интеллектуальным модулем, разработанным учеными пермского политеха.
Созданная ими искусственная нейросеть позволяет точно и оперативно рассчитать необходимую температуру горячей воды в системе, учитывая прогноз погоды. Как считает разработчик модуля, доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики пермского политеха, кандидат технических наук Владимир Онискив, новшество поможет оперативно реагировать на погодный фактор.
«Возьмем очень распространенный случай, когда зимой на улице температура резко поднимается, а котельная или ТЭЦ не успевает среагировать на это. Пройдут часы, а то и больше, когда температура теплоносителя придет в норматив, а наша система позволит избежать этого», — объясняет доцент Онискив.
Нейросеть берет под контроль
Сейчас для поддержания заданной температуры теплоносителя теплогенерирующие компании в котельных и ТЭЦ используют блоки управления. Они автоматически контролируют эти параметры, но устанавливает их оператор в котельной, ориентируясь на термометр за окном.
Ученые предлагают передать управление искусственной нейросети, которая будет учитывать не только уличную температуру, утверждает Владимир Онискив.
«Наш интеллектуальный модуль предполагает управление с помощью таких нейросетей, которые используют в расчетах не только текущее значение температуры окружающей среды, но и прогноз погоды. Это позволяет заранее рассчитать температуру горячей воды в системе и поддерживать ее в норме у потребителей», — считает собеседник ФАН.
В пермском политехе посчитали, что нейронная сеть справится с поставленной задачей управления системой теплоснабжения. По мнению разработчиков, только ей по силам обработать и зафиксировать достаточно большой объем данных. В том числе, система способна запомнить температуру воды в разных точках системы, начиная от котельной и заканчивая рядовым потребителем. Также модуль может учитывать температуру окружающей среды в разные дни и месяцы.
Для создания нейросети разработчики использовали более двухсот нейронов, упорядочив их в три слоя. В созданный модуль ввели полученные данные, таким образом «обучив» систему поддерживать необходимую температуру котла, учитывая прогноз погоды и особенности движения теплоносителя. Благодаря этому обладатели интеллектуального модуля могут экономить на тепле значительные суммы, уверен Онискив.
«Можно говорить о сумме экономии от 5 до 15% на круг, потому что многое зависит от того, как меняется температура. Если она резко меняется и прогноз совпадает, то экономия топлива и ресурсов ТЭЦ или котельной существенно возрастает», — объясняет собеседник ФАН.
Время и деньги
Свои теоретические разработки пермские ученые уже апробировали в одной из региональных компаний. Полученные данные и доказанная экономия средств подтвердили на практике все расчеты. Нейросеть полностью готова для внедрения в систему ЖКХ. Правда, для этого мало одного желания, объясняет Владимир Онискив. Для установки интеллектуального модуля потребуется время и финансирование.
«Непосредственно для внедрения нашей системы потребуются затраты: надо будет приобрести датчики, собрать информацию, создать датасет, обучить нейросеть. По времени это займет, скорее всего, один отопительный сезон», — пояснил доцент.
По европейским меркам, любая инвестиция должна окупаться за семь лет. Нейросеть пермских ученых принесет прибыль уже через два-три года, уверен Сергей Септаров. Вот только контролировать работу модуля должно федеральное ведомство, заявил эксперт.
«В принципе, система хорошая. Подобный ресурс даст колоссальную экономию и средств, и ресурсов в системе ЖКХ. Единственное, что контролировать подобные системы должны представители федеральных ведомств, допустим того же «Ростехнадзора», так как зачастую местные органы, как у нас в Волгограде, бывают некомпетентны», — объяснил свою позицию Септаров.
Разработка пермских ученых признана уникальной для России. Подобных нейронных сетей для жилищно-коммунальной сферы у нас в стране еще никто не создавал, утверждают эксперты. Но представители ЖКХ пока не торопятся внедрять новый интеллектуальный модуль. По словам исследователей пермского политеха, до конкретных предложений дело пока так и не дошло. Тем не менее, они настроены оптимистично и уверены, что их нейросеть все-таки будет востребована.
Автор: Константин Хиц
