XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Умный дом – это жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств [1]. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность, комфорт и ресурсосбережение для всех пользователей [2].

По первоначальной задумке «Умный дом» не предполагает реализацию интеллектуального управления окружением (даже исходное слово smart здесь понимается в смысле удобный). Система управляется по профилям с приоритетами или в ручном режиме (с пульта).

Но с развитием систем искусственного интеллекта и расширением функциональных возможностей оборудования, именно «интеллектуальное» управление окружением становится вполне реализуемым и даже желательным. При котором система «умный дом» — это «мыслящее здание», самостоятельно принимающее решения в изменяющихся обстоятельствах.

Целью работы является разработка методики динамического синтеза пользовательского профиля, обеспечивающая компромисс между комфортом и безопасностью пользователей в системе УД.

Для достижения указанной цели были решены следующие задачи [3,4]:

1 Исследована предметная область;

2 Составлена комплексная модель обстановки в «Умном доме» и сформирована база знаний;

3 Разработана методика управления профилями, включая динамический синтез компромиссного профиля.

Методическое обеспечение процесса управления настройками системы УД должна опираться на формирование динамического (ситуационного) профиля режимов работы активного оборудования.

Отметим основные этапы динамического синтеза профиля (настроек оборудования) интеллектуальным ядром системы управления «Умный дом» [5]:

Этап 1. Загрузка ситуационных данных и знаний из базы знаний.

Этап 2. Преобразования количественных показателей в качественные используя метод нечеткой логики (фазификация);

Этап 3. Принятие решений системой УД (набор продукционных правил из базы знаний) по значениям настроек каждого вида оборудования в помещении (приоритет - безопасность уязвимых категорий пользователей).;

Этап 4. Формирование и применение динамического компромиссного профиля на основании полученных решений. Заполнение всех параметров профиля данными, которые были определенны на предыдущем этапе и применение для настроек оборудования.

Методика оценки эффективности системы «Умный дом» содержит правила, как подходить к оценке уровня комфорта и безопасности, общие рекомендации, как вести расчет промежуточных показателей, как сформировать шкалу и подсчитать итоговый результат. Методика уровня оценки комфорта и безопасности:

Этап 1. Шкалирование настраиваемых аспектов с позиции безопасности и комфорта относительно текущих значений;

Этап 2. Оценка отклонений безопасности и предпочтительных настроек от предложенных методикой;

Этап 3. Усредненное значение по всем помещениям в одном эксперименте;

Этап 4. Обобщение оценок уровня комфорта и безопасности по серии экспериментов. Модель оценки зависит от настроек и от матрицы смежности

Моц=(Мпр,Мс) (1)

где Моц – модель оценки; Мпр – матрица принятия решений; Мc – матрица смежности.

Были проведены имитационные эксперименты с учетом ориентации на хозяина. Результаты приведены на рисинке 1.

Рисунок 1 – Показатель оценки уровня комфорта и безопасности до эксперимента с ориентацией на хозяина

Если система ориентируется только по профилю гостя, то ухудшается показатель комфорта у хозяина до 54% при построении рисунке 2.

Рисунок 2 – Показатель оценки уровня комфорта и безопасности до эксперимента с ориентацией на гостя

Если учитывать компромиссные требования, получаем значения, представленные на рисунке 3.

Рисунок 3 – Показатель оценки уровня комфорта и безопасности после эксперимента при интеллектуальном управлении системой УД

Вывод. Таким образом, на основе методики удалось повысить безопасность гостей на 53% и комфорт хозяев на 32%.

Список литературы:

1. Шарый И. А. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ WEB ПРИЛОЖЕНИЙ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ УМНЫМ ДОМОМ // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2022. №12-4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-sovremennyh-web-prilozheniy-sistem-upravleniya-umnym-domom

2. Т. В. Мельникова, А. П. Преображенский. Разработка интеллектуальной системы управления "умным домом" // Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций. 2020. № 3. С. 79.

3. Блинков Сергей Александрович, Сисенова Камила Асланбековна РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ "УМНЫМ ДОМОМ" // Научные исследования и инновации. 2021. №9. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-sistemy-upravleniya-umnym-domom

4. Тунг Занг Ву, А. В. Кизим. Методы автоматического управления умным домом. Текст : непосредственный // Молодой ученый. 2011. № 5 (28). Т. 1. С. 39-42. URL: https://moluch.ru/archive/28/3087/

5. Все виды управления Умным домом. URL: https://amperika.com/upravlenie-umnym-domom/