Ученые НГУ получили патент на модель тепловой сети для ЖКХ
Сотрудники Центра искусственного интеллекта Новосибирского государственного университета (ЦИИ НГУ) получили свидетельство о государственной регистрации математической модели тепловой сети, предназначенной для анализа и оптимизации работы систем теплоснабжения. Новый инструмент позволит точнее прогнозировать возникновение нештатных ситуаций в работе инфраструктуры, снижать потери энергии и повышать эффективность управления коммунальными системами.
Разработка представляет собой так называемую модельную тепловую сеть — цифровой объект, на котором можно тестировать различные алгоритмы расчета и управления без риска для реальных объектов. Такая модель не привязана к конкретному городу, но воспроизводит ключевые характеристики реальных систем теплоснабжения.
— Это своего рода виртуальный полигон, на котором отрабатываются различные подходы к расчету и анализу тепловых сетей. Он позволяет изучать процессы, которые в реальных условиях сложно или дорого исследовать, а также проводить первоначальные испытания для тех решений, которые создают наши разработчики, — объяснил руководитель , старший научный сотрудник ЦИИ НГУ Александр Дектерев.
Кроме того, на основе такой модельной сети ученые формируют обширные базы данных, отражающие поведение системы при различных сценариях — от изменения погодных условий или нагрузки на сети до различных аварийных ситуаций. Потом эти данные используются для обучения нейросетей, которые в дальнейшем смогут быстро прогнозировать состояние теплосети и предлагать оптимальные решения для операторов.
— Как известно, перед тем, как использовать нейронную сеть на реальных объектах коммунальной инфраструктуры, где с ее помощью можно оперативно оценивать, как меняется ситуация в системе и каковы последствия таких изменений для поставщика и для потребителя тепла, ее надо обучить. И наша модельная сеть хорошо подходит для решения этой задачи, поскольку располагает достаточными базами данных как о штатном режиме работы, так и внештатных сценариях, — отметил Александр Дектерев.
Центр искусственного интеллекта НГУ совместно с ФГУП «Управление энергетики и водоснабжения» реализует проект по цифровизации системы теплоснабжения в Советском районе г. Новосибирска. В его рамках создается цифровая модель уже конкретного участка сети, которая позволит в режиме реального времени отслеживать параметры работы, выявлять утечки и прогнозировать возможные аварии. Подобные решения особенно востребованы в сфере ЖКХ, где высокая изношенность инфраструктуры сочетается с необходимостью бесперебойного снабжения потребителей. Использование цифровых моделей и алгоритмов искусственного интеллекта позволяет не только быстрее реагировать на нештатные ситуации, но и заранее предотвращать их, снижая затраты на ремонт и эксплуатацию.
Полученный патент закрепляет важный этап работы ЦИИ НГУ в этой области – создание универсальной модели, на которой можно отрабатывать методы анализа и управления коммунальной инфраструктурой. Следующим шагом станет развитие цифровых двойников уже для конкретных тепловых сетей с учетом их индивидуальных особенностей.
По словам разработчиков, в этом году, помимо совместного проекта с ФГУП «УЭВ» должен стартовать аналогичный – с участием мэрии Новосибирска, а в перспективе технология может быть масштабирована на другие города. Это позволит повысить надежность теплоснабжения, сократить потери энергии и сделать управление городской инфраструктурой более эффективным.