为了促进跨学科研究,推动与世界知名学者合作,以及向持分者转移技术,理大最近成立了 “香港理工大学高等研究院” PAIR,该高等研究院由 11 个研究院和5 个研究中心组成,各自专注於一个独特的研究领域。

 

PAIR 的其中两个研究院——人工智能物联网研究院RIAIoT和潘乐陶慈善基金智慧能源研究院(RISE)相辅相成,透过利用大数据和人工智能来提高建筑物的能源效益。是项跨学科研究将有助特区政府达成其为香港订下於2050 年达到碳中和的目标。

 

在香港,建筑物所消耗的电力占整体 90%,在碳排放方面则占 60%。在世界各地,亦有超过40% 的碳排放源自建筑物。是项合作研究的重点,正正在於减少建筑环境中的能源消耗,这将通过优化建筑物的运作和能源管理系统来达成。

 

当人工智能遇上智慧能源

RISE 凭藉来自不同部门研究人员的实力,专注开发创新和可持续的能源技术和解决方案,例如智慧建筑和先进的储能技术。在过去十多年,它已把一个名为「智慧建筑管理系统」IBmanager的解决方案,应用在香港的环球贸易广场(ICC)和其他建筑设施。IBmanager 透过分析收集得到的资料,为 ICC 的空调系统和冷水机设备作更好的控制决策,从而使 ICC 每年节省超过 10GWh 的能源,约为总能源消耗量的 18%。至於与楼宇相关的其他项目,RISE 所提供的解决方案一般能够给它们节省总能源消耗量的 15% 至 40%。

 

潘乐陶慈善基金智慧能源研究院院长王盛卫教授 (上) 与人工智能物联网研究院院长曹建农教授

潘乐陶慈善基金智慧能源研究院院长王盛卫教授(上)与人工智能物联网研究院院长曹建农教授

而RIAIoT 则是一个跨学科平台,致力开发基於人工智能的下一代智慧物联网(IoT),其研究人员正在利用和整合不同技术,包括物联网、边缘计算、大数据和人工智能等,为智慧建筑开发创新的建筑物自动化和能源管理平台解决方案。

 

主导这个研究项目的是RISE 院长王盛卫教授,他是建筑环境及能源工程学系建筑能源与自动化讲座教授;而来自RISE 及RIAIoT 的三位教授则担任项目的共同首席研究员,他们为:RIAIoT 院长、电子计算学系分布式及移动计算讲座教授暨潘乐陶慈善基金数据科学教授曹建农教授;电子计算学系王丹教授;以及建筑环境及能源工程学系肖赋教授。

 

新一代的智慧建筑

RISE 和RIAIoT 正在合作开发的系统解决方案是一个用於提高建筑物能源效率的AIoT 平台。来自RIAIoT的研究人员正致力开发大数据分析框架,以收集数据和利用由数据驱动的分析方法,取得新知灼见,为建筑管理系统作实时控制和优化。

另一方面,来自RISE 的研究人员正著力将他们在建筑和能源管理领域的专业知识与利用数据驱动而得的资讯结合,设计跨系统的协调和实时优化控制策略。这AIoT 平台可与现有的建筑管理系统并用,从平台掌握到的分析可用来优化现有系统。

 

王教授深信只要将他们的专业知识与先进控制、资讯科技和数据科学等结合起来,能够产生新一代的智慧建筑物,它们可以回应和适应不断转变的运作情况,以及建筑用户不断变化的要求。这有助於以可持续的方式创造一个更加舒适、健康、高效和安全的环境。

 

由AIoT 赋能的智慧建筑和能源管理系统具有以下优势:

 

  • 不同类型的设备和子系统可以连接起来,作高效的互动和协作
  • 大量建筑数据可以收集在一个大数据分析框架内
  • 从建筑数据中取得的分析和知识,可用於跨系统协调和制定实时优化控制策略
  • 能够在复杂的建筑管理系统中让能源系统和不同组件的健康监测和诊断自动运行
  • 该系统将有助於大幅度节省能源、管理和维修成本。

 

获多方鼎力支持

RISE 和 RIAIoT 的合作研究得到了数个研究基金和业界的支持,包括研究资助局(RGC)的协作研究金(CRF)提供的 614 万港元资助。此外,环球贸易广场、地铁、医院和多家制药厂也拨款支持两院的合作研究。