為了促進跨學科研究,推動與世界知名學者合作,以及向持分者轉移技術,理大最近成立了「香港理工大學高等研究院」(PAIR),該高等研究院由 11 個研究院和5 個研究中心組成,各自專注於一個獨特的研究領域。

 

PAIR 的其中兩個研究院——人工智能物聯網研究院(RIAIoT)和潘樂陶慈善基金智慧能源研究院(RISE)相輔相成,透過利用大數據和人工智能來提高建築物的能源效益。是項跨學科研究將有助特區政府達成其為香港訂下於2050 年達到碳中和的目標。

 

在香港,建築物所消耗的電力佔整體 90%,在碳排放方面則佔 60%。在世界各地,亦有超過40% 的碳排放源自建築物。是項合作研究的重點,正正在於減少建築環境中的能源消耗,這將通過優化建築物的運作和能源管理系統來達成。

 

當人工智能遇上智慧能源

RISE 憑藉來自不同部門研究人員的實力,專注開發創新和可持續的能源技術和解決方案,例如智慧建築和先進的儲能技術。在過去十多年,它已把一個名為「智慧建築管理系統」(IBmanager)的解決方案,應用在香港的環球貿易廣場(ICC)和其他建築設施。IBmanager 透過分析收集得到的資料,為 ICC 的空調系統和冷水機設備作更好的控制決策,從而使 ICC 每年節省超過 10GWh 的能源,約為總能源消耗量的 18%。至於與樓宇相關的其他項目,RISE 所提供的解決方案一般能夠給它們節省總能源消耗量的 15% 至 40%。

 

潘樂陶慈善基金智慧能源研究院院長王盛衛教授 (上) 與人工智能物聯網研究院院長曹建農教授

潘樂陶慈善基金智慧能源研究院院長王盛衛教授 (上) 與人工智能物聯網研究院院長曹建農教授

而RIAIoT 則是一個跨學科平台,致力開發基於人工智能的下一代智慧物聯網(IoT),其研究人員正在利用和整合不同技術,包括物聯網、邊緣計算、大數據和人工智能等,為智慧建築開發創新的建築物自動化和能源管理平台解決方案。

 

主導這個研究項目的是RISE 院長王盛衛教授,他是建築環境及能源工程學系建築能源與自動化講座教授;而來自RISE 及RIAIoT 的三位教授則擔任項目的共同首席研究員,他們為:RIAIoT 院長、電子計算學系分佈式及移動計算講座教授暨潘樂陶慈善基金數據科學教授曹建農教授;電子計算學系王丹教授;以及建築環境及能源工程學系肖賦教授。

 

新一代的智慧建築

RISE 和RIAIoT 正在合作開發的系統解決方案是一個用於提高建築物能源效率的AIoT 平台。來自RIAIoT的研究人員正致力開發大數據分析框架,以收集數據和利用由數據驅動的分析方法,取得新知灼見,為建築管理系統作實時控制和優化。

另一方面,來自RISE 的研究人員正著力將他們在建築和能源管理領域的專業知識與利用數據驅動而得的資訊結合,設計跨系統的協調和實時優化控制策略。這AIoT 平台可與現有的建築管理系統並用,從平台掌握到的分析可用來優化現有系統。

 

王教授深信只要將他們的專業知識與先進控制、資訊科技和數據科學等結合起來,能夠產生新一代的智慧建築物,它們可以回應和適應不斷轉變的運作情況,以及建築用戶不斷變化的要求。這有助於以可持續的方式創造一個更加舒適、健康、高效和安全的環境。

 

由AIoT 賦能的智慧建築和能源管理系統具有以下優勢:

 

  • 不同類型的設備和子系統可以連接起來,作高效的互動和協作
  • 大量建築數據可以收集在一個大數據分析框架內
  • 從建築數據中取得的分析和知識,可用於跨系統協調和制定實時優化控制策略
  • 能夠在複雜的建築管理系統中讓能源系統和不同組件的健康監測和診斷自動運行
  • 該系統將有助於大幅度節省能源、管理和維修成本。

 

獲多方鼎力支持

RISE 和 RIAIoT 的合作研究得到了數個研究基金和業界的支持,包括研究資助局(RGC)的協作研究金(CRF)提供的 614 萬港元資助。此外,環球貿易廣場、地鐵、醫院和多家製藥廠也撥款支持兩院的合作研究。