Введение 3
1 Аналитическая часть 5
1.1 Технология «Умного дома» и управление в ней 5
1.2 Специфика управления по профилям и его недостатки 16
1.3 Постановка задачи 19
1.4 Выводы 21
2 Методика синтеза компромиссного профиля 22
2.1 Выделение этапов работы системы «Умный дом» при конфликте целей 22
2.2 Модельное обеспечение 24
2.2.1 Факторное пространство воздействий на человека в системе «Умный дом» 24
2.2.2 Модель предпочтений пользователя в системе «Умный дом» 31
2.2.3 Модель дома 34
2.2.4 Модель ситуации 36
2.2.5 Дерево принятия решений 37
2.3 Методика синтеза 52
2.4 Методика оценки эффективности системы «Умный дом» 52
2.5 Выводы 56
3 Апробация системы 58
3.1 Иммитационная модель работы системы «Умный дом» 58
3.2 Эксперимент на модели 62
3.3 Обработка результатов 64
3.4 Выводы 66
Заключение 68
Список сокращений 69
Список использованных источников 70
ПРИЛОЖЕНИЕ А 75
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 80
Умный дом это жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность, комфорт и ресурсосбережение для всех пользователей.
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 диссертационного исследования является разработка методики динамического синтеза пользовательского профиля, обеспечивающая компромисс между комфортом и безопасностью пользователей в системе УД.
Для достижения указанной цели в работе будут решены следующие задачи:
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;
4 Проведена апробация методики на программном имитаторе.
Работа состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы.
В первой главе осуществляется анализ предметной области. Приведены общие сведения о технологии «Умный дом» и управление в ней. Более подробно рассмотрена специфика управления по профилям и его недостатки.
Во второй главе описываются компоненты базы знаний и методика синтеза компромиссного профиля.
В третьей главе описывается создание интеллектуальной системы управления, на основе разработанной методики для технологии «Умный дом».
На основе результатов, показана эффективность применения данной методики.
Результатом данной диссертационной работы стала разработка методики динамического синтеза пользовательских профилей в технологии «Умный дом».
В ходе работы были решены следующие задачи:
1 Выявлено, что недостатком существующей технологии управления «Умным домом» по профилям, является возможность непреднамеренного нанесения вреда определенным категориям людей.
2 Исследована предметная область и составлена база знаний, включающая: модель дома, модель человека, модель ситуации и дерево принятия решений.
3 Предложена методика синтеза динамического компромиссного профиля используя механизм интеллектуального принятия решений.
4 Проведен имитационный эксперимент, демонстрирующий повышение безопасности на 54 % для гостей и комфорта на 34 % для хозяев.
Научная новизна работы: предложена методика гибкого управления параметрами оборудования в системе УД с повышенной степенью комфорта и безопасности за счет динамического синтеза компромиссного пользовательского профиля.
Практическая значимость: повышена степень безопасности людей, присутствующих в помещениях управляемых системой УД.
По результатам диссертационного исследования опубликовано две научные статьи [48,49].
1 Аверилл, М. Л Имитационное моделирование/ М. Л. Аверилл, В. Д. Кельтон. - М.: Питер, 2004. - 848 с.
2 Бизнес журнал - Умный дом - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://b-mag.ru/themes/smart-house/.
3 Богданов, С.В. Умный дом / С.В. Богданов. - СПб.: Наука и техника 2005. - 208 с.
4 Большая советская энциклопедия - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://dic.academic.ru/ .
5 Большой юридический словарь - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://slovar.cc/pravo/slovar/2466296.html.
6 Большая советская энциклопедия - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/171190.
7 Вентиляция - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http: //www.ates.spb.ru/ventilation. html.
8 Викторова, Л.А. Обеспечение комфорта среды жизнедеятельности при проектировании промышленных предприятий: монография / Л.А. Викторова - М.: 2004. -117 с.
9 Гаврилова, Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем: учеб. пособие / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский. - СПб.: Питер, 2001. - 384 с.
10 Глушаков, С.В. Программирование в среде Delphi 7.0.: учебный курс / С.В. Глушаков, А. Клевцов.- Харьков: Фолио, 2003. - 528 с.
11 Гаскаров, Д.В. Интеллектуальные информационные системы/ Д.В. Гаскаров. - М.: Высшая школа, 2003. - 432с. - ISBN 5-06-004611-7.
12 Гололобов, В.Н. Умный дом своими руками / В.Н. Гололобов. - М.: НТ Пресс, 2007. - 416с.
13 Девятков, В.В. Имитационное моделирование: учебное пособие / Н.Б. Кобелев, В.А. Половников, В.В. Девятков. - М.: КУРС, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 368 c.
14 Девятков, В.В. Системы искусственного интеллекта: учебное пособие для вузов/ В.В. Девятков. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001. - 352 с.
15 Журнал Мир ПК - «Умнеющий дом» - [Электронный Ресурс] -
Режим доступа. - URL: www.pcworld.ru .
16 Заде, Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений: пер. с англ. Математика / Л. Заде - Выпуск3. - М.: Мир, 1976. - 168 с.
17 Захаров, В.Н. Искусственный интеллект: программные и аппаратные средства/ В.Н. Захаров, В.Ф. Хорошевский. - М.: Радио и связь, 1990. - 368 с.
18 Интернет дом - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://www.i-dom.ru.
19 Кудрявцев, Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем/ Е.М. Кудрявцев. - М.:ДМК Пресс, 2004.¬320 с.:ил. (Серия «Проектирование).
20 УМНЫЙ ДОМ - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://instalperm.narod.ru/files/post2.html.
21 Концепция системы «Умный Дом» — [Электронный Ресурс] —
Режим доступа. — URL: http://www.ascentis.ru/smart/smtheory/39-smtheorycon.
22 Круглов, В. В. Нечёткая логика и искусственные нейронные сети: учебное пособие для студентов вузов/ В. В. Круглов, М. И. Дли, Р. Ю. Голунов. - М.: Физматлит, 2001. - 224 с.
23 Марк, Э.С. Практические советы и решения по созданию «Умного дома»/ Э.С. Марк. - М.: НТ Пресс, 2007. - 432с.
24 Нильсон, Н. Искусственный интеллект. Методы поиска решений/ Н. Нильсон. - М.: Мир, 1973. - 354 с.
25 Новый взгляд на умный дом — [Электронный Ресурс] — Режим
доступа. — URL: http://izvestia.ru/news/556919/.
26 Рассел, С. Искусственный интеллект: пер. с англ., современный подход, 2-е изд./ С. Рассел, П. Норвиг.- М.: Вильямс, 2007. - 1408 с.
27 Светотехнические величины: световой поток, сила света,
освещенность, светимость, яркость - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://electricalschool.info/main/lighting/1154-svetotekhnicheskie-velichiny-
svetovojj.html.
28 Система домашней автоматизации - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://pro-smarthome.ru/multiroom.
29 Система «умный дом» - концепция умного дома - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://energorus.com/sistema-umnyj-dom- koncepciya-umnogo-doma/.
30 Сопер, М.Э. Практические советы и решения по созданию « Умного дома » / М. Э. Сопер. - М.: НТ Пресс, 2007. - 432 с.
31 Строительство ремонт отделка своими руками - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://magak.ru/vodosnabgenie (водоснабжение).
32 Тесля, Е.А. «Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире: учеб. пособие / Е.А.Тесля - СПб.: Питер, 2008. - 224с.
33 Трудовые споры и конфликты: порядок разрешения - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://dps.smrtlc.ru/Od_PM/Od_12_3.htm.
34 Углев, В.А. SmartHome: текущее состояние в РФ и перспективные направления исследований / В.А. Углев // Робототехника и искусственный интеллект: Материалы IV Международной научно-технической конференции - Железногорск: СФУ, 2012. - С. 88-91.
35 Углев, В.А. Автоматизация на базе концепции «Умный дом»: проблемы интеллектуализации / В.А. Углев // Робототехника и искусственный интеллект: Материалы III международной научной конференции- Красноярск: Центр информации, 2012. - С. 40-44.
36 Углев, В.А. К вопросу описания профилей работы оборудования при реализации концепции автоматизации «Умный дом» / В.А. Углев // Интеллект и наука: Материалы XII Международной научно-практической конференции- Красноярск: Центр информации, 2012. - С. 86-87.
37 Углев, В.А. Разработка экспертных систем с применением внешних модулей / В.А. Углев, Б.С. Добронец // Молодёжь и наука: начало XXI века: Материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. - С. 305-306.
38 Углев, В.А. Динамически подключаемая библиотека "FLM_Integrator" / В.А. Углев, В.А. Измайлов. - М.: Роспатент, 2012. - №2012613119 от 30.03.2012.
39 Углев, В. А. Имитационное моделирование : учеб. пособие / В. А. Углев, В. А. Устинов ; Сиб. федер. ун-т, ХТИ - филиал СФУ. - Абакан : РИО ХТИ - филиала СФУ, 2011. - 117 c.
40 «Умный дом»: идеология или технология» — [Электронный Ресурс] — Режим доступа. — URL: http://cyberleninka.ru/article/n/umnyy-dom- ideologiya-ili-tehnologiya.
41 Управление конфликтами и стрессами. Этика деловых отношений - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://studopedia.ru/2_50029_vopros--upravlenie-konfliktami-i-stressami-etika- delovih-otnosheniy.html.
42 Фаронов, В. Delphi/Программирование на языке высокого уровня: учебник для вузов/ В. Фаронов. - СПб.: Питер, 2003.-640с.
43 Философская энциклопедия - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_philosophy/3307 .
44 Хант, Э. Искусственный интеллект: академическое издание/ Э. Хант. - М.: Мир, 1978. - 558 с.
45 Харке, В. Умный дом. Объединение в сеть бытовой техники и систем коммуникаций в жилом помещении / В. Харке. - М.: Техносфера, 2006. - 288с.
46 Элсенпитер, Т. Р. Умный дом строим сами : пер. с англ. / Т. Р. Элсенпитер, Дж. Велт.- М.: КУДИЦ - ОБРАЗ,2005.-384 с.
47 Энциклопедии и словари - [Электронный Ресурс] - Режим доступа. - URL: http://enc-dic.Com/word/p/Prioritet-15397.html .
48 Яковлева, М.О. Динамический синтез профиля работы системы «Умный дом» / М.О. Яковлева // Перспективные методы и средства интеллектуальных систем // Материалы всероссийского научно-практического семинара и школы молодых ученых. - Новосибирск: НГТУ, 2015. - C. 48-49.
49 Яковлева, М.О. Методическое и алгоритмическое обеспечение интеллектуальной системы управления в технологии «умный дом» / М.О. Яковлева, В.А. Углев // Современные инновационные технологии подготовки инженерных кадров для горной промышленности и транспорта: Материалы Международной конференции. - Днепропетровск: НГУ, 2016 (в печати).