远景智能打造“机器社交网络”，领风气之先的践行者

2023-01-21

你能想象生命的所有能量来源都发生了变化吗？ 风电、光伏、储能成为“新煤炭”，动力电池成为“新石油”，智能物联网成为“新电网”……为此，张江人工智能岛打造智能愿景15不是想象物联网智能化能耗管理系统，而是开拓实践。 在全球智能物联网中，连接和管理超过1亿台智能终端设备和200GW能源资产的“管理者”，就是这家来自上海张江的科技企业。

打造“机器社交网络”

远景智能是远景科技集团（集团）旗下从事低碳和AIoT技术的公司。 其研发的智能物联网操作系统EnOS已成为全球新能源领域最大的物联网平台。 、英国、日本、美国等国家和地区设立了12个办事处，服务全球300多家一流企业和机构，加速全球零碳和数字化转型。

从风力涡轮机、光伏、储能到电气设备，技术创新加深了其对机器世界的理解。 基于远景科技集团多年在可再生能源领域的深耕，2017年成立的远景智能试图打造“机器社交网络”，EnOS应运而生。 热衷于“智慧城市”的新加坡，正在构建基于 EnOS智能物联网操作系统的智慧国家物联网开发平台（设备管理控制和数据采集系统），正在加速实施新加坡“智慧国家2025” “ 战略计划。

一个冷酷而生硬的机器能社交吗？ 城市管理中的许多系统都是独立的。 比如路灯是一个系统，噪音传感器是另一个系统，摄像头也有自己的一套……设备和相关数据就像一个个烟囱。 数据存储在不同级别。 不同部门形成数据孤岛。 打破壁垒，让数据自由社交，需要成熟的数字化基础，可以无缝接入和适配各种硬件。 EnOS扮演着这个角色，提供统一的数据模型服务、分析洞察服务和应用服务，支撑各类软件的开发和运营。

打造“未来智慧城市中心”

如今，EnOS汇集了来自不同领域的数千名专家和科学家，建立了一套涉及中央空调、电机、风力发电机、储能电池、动力电池等各个领域的复杂领域模型。 、预测和应用程序帮助客户优化资产管理并提高投资组合回报。 基于EnOS，远景智能正在为智慧新能源、智慧工厂、综合能源管理、智慧出行、智慧城市等领域提供解决方案和智能产品，助力政府和企业实现低碳和数字化转型。

上海正在加速成为“国际数字之都”。 2019年，远景智能作为首批入驻张江人工智能岛的创新企业，将在张江物联网创新中心围绕人工智能、大数据、物联网、智慧城市、智慧能源等领域开展创新。研究与开发。 远景智能在张江科学新城“未来园区”人工智能示范区建设“未来智慧城市”中心，展示涵盖智慧城市操作系统、能源、交通、楼宇社区、产业园区等场景的智能化应用。

“我们将继续深耕张江，将EnOS打造成智能物联网领域最大的跨行业平台。” 远景智能全球执行董事丁敏成表示，远景智能选择张江的最重要原因是这里的创新生态。 同时，张江为远景提供了智慧城市和碳中和的应用场景，这正是科技型企业所需要的。 特别是，“人工智能岛就像一个真实的实验室场景，让我们能够更好地聚集高端技术研发能力，并向外界辐射。”

新民晚报记者 马亚宁

群体智能技术是模仿鸟类、鱼类等智能群落工作机制的新一代人工智能技术。

群智能楼宇系统将楼宇物理模型与分布式计算深度融合，以一体化、智能化的楼宇空间和源设备为智能化的基本单元，采用分散自组织的计算架构，实现楼宇自动化运行机电设备系统、节能优化控制、能耗管理与诊断、故障自诊断、智能物业管理等功能。

01—楼宇自动化技术应用现状

事实上，楼宇自动化并不是一项新技术。 早在20世纪90年代，我国就在大型公共建筑中普遍设计安装了这一系统。

随着信息技术的发展，楼宇自动化技术也在不断迭代更新。 如今，物联网、云计算、人工智能、大数据等热门技术也被应用到旭联德的建筑节能优化控制项目中。

智能能源管理系统

现代大型公共建筑中存在数以万计的被控设备信息，信息背后的设备系统结构复杂，分布在数万平方米的工程中。

对于如此庞大复杂的系统，传统系统架构的弊端导致需要跨学科的工程师针对每个项目进行定制化开发。 自动控制功能的实际工程实施通常需要巨大的工作量，导致系统建设成本高，周期长。 .

典型的传统楼宇自控系统架构

因此，在很多实际项目中，出于对项目成本和周期时间的考虑，往往会牺牲质量，放弃自控优化功能，只实现“只监控不控制”的初步功能。

在人工成本和能源成本不断增加，国家提出“双碳”战略的今天，楼宇自控领域急需一种能够真正解决项目实施难题，实现自动化和节能的新系统手术。

02—换个角度看楼宇自动化

传统楼宇自控系统工程应用问题的根源在于层次化的中央控制结构。 解决这一问题的思路是尝试颠覆传统结构，采用鸟、鱼等智能群落的工作机制，通过简单的智能个体实现大系统。 并发症。

如何利用“群体智能”的思想实现楼宇自控？ 需要回答以下两个问题：

一、自控建设的基本单位是什么？

从建筑物的组成单元及其机电设备系统出发，可以认为建筑物的自控功能是由若干个“空间”和“源设备”组成的。

与空间相对应的智能控制系统可以看作是楼宇自控系统的基本单元，即智能空间单元。

空间单元按位置相互连接，形成网格状的控制网络，覆盖了建筑的大部分区域，也涵盖了建筑大部分机电设备的控制和管理需求。

按位置关系按基本单元拼接的楼宇控制系统示意图

这种智能空间单元可以标准化。 在不同的建筑中，具体到同一类型的空间单元（如办公室、会议室、酒店客房、商场等），空间内部的信息内容和控制管理功能并无太大区别，区别主要在于由于各种标准化单元的类型和数量不同。

因此，可根据各类典型空间的功能、维度和机电设备数量扬州酒店能耗管理系统有哪些，标准化空间单元描述的设备运维信息的种类和数量，形成各类空间单元的标准信息集。被定义。

结合机电一体化的发展趋势，可以认为智能机电设备，或者说控制箱+传统机电设备的标准组合，也是楼宇自控系统的基本单元，即源设备单元。

对于同一类型的源设备，虽然制造商和内部工艺机制可能不同，但从楼宇控制和运维角度关注的外部特性参数是相同的。 通过提取外部参数的共性，还可以标准化各种源设备的信息模型。

以下标准单元组合已初步验证完全覆盖大部分项目的楼宇自控系统，否则也可补充相应的标准单元定义。

基本建筑单位清单

二是基层单位如何配合？

智能建筑的基本单元可以分别完成各自内部的自动控制和优化调整。 但是，公共建筑通常有统一的物业管理； 具有同一套能源系统、空调系统、给排水系统、消防系统； 共享相同的逃生路线等。因此，通常需要实现整体联动控制。

仍从建筑及机电设备系统的特点分析设计组智能建筑下各基层单位的协同方式。 例如冷水机组、风机、水泵等机电设备的调整，本质上是建筑物内冷热传递、气流传递、供水网络、人群流动、光声传递等物理场的调整。

从物理场的特点出发，模仿物理场的特点设计了构建基础单元的协同方式：基础单元只需要按照空间位置与相邻单元连接并进行协同计算，所有节点连接起来，形成一个覆盖建筑空间的计算网络。

在某个触发事件下，整个系统可以有一个触发点发起计算，计算出建筑物理的整体变化，进而找出整个系统采用哪种控制方案可以满足用户需求，同时实现最佳能效。

类似于有限元算法，可以将上述关于物理场计算的机制或“算子”标准化，植入到各个基本单元中； 由基本单元构成的计算网络随着建筑物理场规模的变化而变化，物理规则不变，上述分布式计算网络中的算法可以自组织适应各种建筑及其机电设备系统结构，从而实现楼宇自控系统自组织、免配置、即插即用、灵活适配的既定目标。

群体智能楼宇系统架构示意图

03—关键硬件设备

计算节点（Node，CPN）是集群智能楼宇自控系统的关键设备。 CPN嵌入到每个架构空间或源设备中，使它们成为“智能”的基本单元。

所谓“智能”包括以下功能： 1）实现基本单元内部的数据采集、安全保护、控制调节、故障诊断与报警、能耗计量等功能； 2）具有自动识别和联网功能； 3) 具有通信能力 相邻节点协同计算的能力。

目前，冰箱、水泵、空气处理设备等源设备产品已经或正在逐步向智能机电设备转型。 许多设备已经在设备内部完成了自动控制和调整。 与此同时，智能传感器和智能执行器也在不断完善。

CPN结构示意图

04—计算网络

代表各个建筑空间单元或源设备单元的CPN按照空间位置关系相互连接，构成集群智能建筑系统的计算网络。

一组典型的智能建筑系统示意图及基本单元、建筑平面图和机电设备系统的对应关系

将冰箱、水泵、冷却塔、配电柜等源设备对应的CPN按照设备网络的拓扑结构连接到相邻设备的CPN，最终连接到相关设备所在空间的对应CPN。专业的终端设备所在。 与专业设备网络相同或相似的计算网络。

虽然没有一个单元掌握全局网络结构，但每个单元对局部模型都有清晰的把握，并有辅助相邻单元的工作机制，从而通过各个单元的互联互通，间接反映整个系统的状态。

05—Ad hoc网络识别机制

组网配置是常规系统架构在工程实施过程中的瓶颈。 蜂群智能系统通过在CPN中植入建筑物基本单元对应的标准信息集，以及CPN对相邻节点的自动识别能力，完成网络配置工作，实现建筑物自动控制的自动识别系统。

办公空间信息表摘要

办公用房单位标准信息集（节选）

源设备单元的标准信息集类似于空间单元，但总体控制和运维一般不涉及机电设备内部各部件的运行。 因此，信源设备单元的标准信息集一般将信源设备视为一个整体，只描述其外部的参数。

标准信息集嵌入在 CPN 中。 由于标准信息集对应于建筑物及其机电设备系统的组成单元，因此由它们组成的楼宇自控系统的数据结构自然与被控系统保持一致。

随着CPN拼接到楼宇自控系统中，同时生成结构化数据系统。 留给现场工程的只是真实的物理参数与相应标准信息集中的变量之间的联系。

在群体智能系统框架下，识别整体系统结构的问题转化为每个CPN只识别局部系统结构的问题。 随着网络的建立，系统模型在每个CPN上生成，并在相邻的CPN上相互备份。 这样，群体智能系统就可以自动识别整个系统，作为进一步控制和管理的依据。

06—分布式操作系统

群体智能系统通过分布式操作系统完成建筑物内各个物理领域的控制和管理任务。 它主要有以下功能：

1) 使CPN具有自识别和本地系统识别能力；

2) 在每个CPN中均等植入标准信息集和分布式计算函数库；

3）响应应用程序的要求，执行分布式计算任务的顺序，按照时间顺序触发特定的计算任务，完成应用程序；

4) 调度CPN响应不同的申请时机，尽可能充分利用CPN算力，缩短申请完成时间，提高计算效率；

5) 实现系统安全保护、用户和项目权限管理、在线升级等功能。

07—应用软件

在集团智能楼宇自控系统中，用户可以像手机用户一样，从云应用商店下载应用软件，随时根据自己的需要定制楼宇的“智能”。

这些应用软件是分布式计算任务序列，提供基于分布式操作系统的API编辑。 API接口开放，应用算法和策略可在操作系统上灵活编辑。

编程工作内容从基于专业计算机语言“基础代码”的工作转变为计算任务程序的设计，降低了暖通等专业工程师的门槛，帮助他们在楼宇自动化领域应用专业领域知识控制。

传统中心站需要同时实现全局优化控制和人机交互两大功能，这对中心站的系统时延和处理能力提出了极高的要求。 Swarm智能楼宇自控系统将这两个功能解耦：利用CPN计算网络完成实时性要求高的优化控制和数据诊断工作，利用PC和移动端领域成熟的解决方案解决人-电脑交互功能。

整个CPN网络就像一台并行计算机，每个CPN都可以提供WiFi等对外接口，可以使用PC或移动终端接入集团智能系统，触发系统内的数据查询和统计应用，获取楼宇运行数据以及统计报表来完成人机交互功能，既可以充分利用相关领域的成果，又可以提升用户体验。

08—总结

蜂群智能控制楼宇技术是一种模仿昆虫群体工作机制，能够自组织、自识别、自协作的新型楼宇自动化系统。 它是根据建筑和机电控制的需要重新设计的新系统。

群体智能楼宇系统与传统楼宇智能系统对比

群体智能是楼宇自动化领域的一项技术创新尝试。 集团智能楼宇系统将建筑专业知识与信息化、分布式计算技术深度融合，不仅实现了楼宇运行的智能化，也实现了楼宇自控系统施工和调试的智能化，从而降低了施工成本。建筑与机电IT专业 专业设立的技术门槛，让更懂建筑运行与控制的专业人士在更开放的技术框架下发挥专业特长，提高建筑节能运行的自动化水平，促进建筑节能运行。深入开展我国建筑节能事业。

（文章整理自《中国建筑节能年度发展研究报告2022》，仅供学习交流，完整内容请购买正版书籍。）