將智慧建築資料轉換成重要 KPI

September 25, 2020

Brandon Lewis

智慧建築物, 建立自動化

請想像一座智慧建築。假設是一間台北市的百貨公司。設施經理注意到今年冬天的電力消耗比平均高出了 17%。

一般人或許乍看之下會將這不合理的高電力花費，歸咎於當月特別寒冷。但進一步分析建築物的營運資料後，該設施經理得知頂樓的暖通空調機內的節能器風門故障且需要維修。在立即修復後，電力費用恢復正常。

雖然這故事聽起來很簡單，但事實並非如此。的確，若將暖通空調機、照明、電力以及其他系統連接到一個智慧、中央控制的智慧平台，建築自動化系統確實有助於最大化效能並降低成本（圖 1）。然而，若想善用此基礎架構，意味著需要從不同子系統中提取資料、將資料彙總，然後建立有用的相關性。

將 HVCA、照明、能源和其他系統連線至集中控制的平台，建築物的效率隨之提升。 — 圖 1. 智慧建築內建相互依存的子系統，且唯有採用一套全面的分析策略才能真正達到最佳化。（來源：西科國際有限公司）

上述的情境只有在克服某些複雜的技術障礙後才可行：

資料提取：智慧建築內的不同端點和裝置，大多採用不同的通訊協定進行溝通。然而，它們都必須與單一且統一的智慧建築分析平台做整合。
資料彙總：資料擷取後必須標準化；但每套智慧建築系統在產生資料時，可能會使用不同格式、結構式或非結構式、連續時間序列或關聯式，甚至是使用不同單位的資料（例如 kWh 和 ºF/ºC）。
資料分析：標準化後的資料必須要經過分析，才能轉化成有用的資訊。遺憾的是，大多數的分析平台都專為特定領域或目的打造，且對於一般用途的使用案例（如智慧建築）來說過於侷限。

而要進行這一切還必須要考量到關鍵利益攸關方。物聯網資料分析的基礎架構通常更著重於資料擷取，卻不夠重視可能使用該資料的人士以及資料用途。

「若能將分析演算法套用到您的資料上，便能讓您偵測可能導致退步的趨勢，或是可能被視為退步的效能損失，」 SkyFoundry 的共同創辦人 John Petze 解釋道。「但假設您辦公室內的室溫為 30 度，您根本不會在乎空調有沒有在吹。嚴格來講，機器並沒有完全壞掉，但對您來說已經算壞掉了。」

資料分析：從擷取轉換成 KPI

SkyFoundry 這家物聯網軟體開發工具供應商，針對智慧型建築設計了 SkySpark 分析平台，有助於業主和作業人員實作有效的資料分析策略，如虎添翼。該解決方案採用「邊緣到雲端」的基礎架構：在邊緣裝置上，該平台提供一套低耗能軟體疊層，可以部署到以 Intel^® 處理器為基礎的物聯網閘道，以及到可執行 Java 虛擬機器 (JVM) 的端點上。這個疊層能從各個現場總線協定（如 BACnet IP、Modbus-TCP、MQTT 以及 OPC UA）擷取資料，並封裝在 Arcbeam（一種叫 WebSocket 型的點對點協定）中。

在雲端中，Arcbeam 會將這些封包傳輸到 SkySpark 多結構化、連續時間序列的 Folio 資料庫中（類似融合記憶體資料庫和如同 SQL 關聯式資料庫的成品）。該技術採用 Project Haystack，這是一項開源語義資料模型標準，提供多種來源的延伸標籤方式，以便在單一資料庫實例中進行標準化。

這些元件能解決在智慧建築這種使用案例中，從多個子系統擷取資料並將其標準化所遇到的技術難題。接下來，要如何運用這些資料呢？這正是最困擾 IT 及作業團隊（尤其是沒有資料科學家或分析人員的團隊）的問題。

SkySpark 利用內建分析功能的資料庫來解決這個問題，該資料庫可用於針對擷取資料執行規則或演算法。專為各行各業以及終端使用案例設計，缺乏或甚至沒有專業知識的使用者也能利用這些內建功能，將原始資料轉化為有用的分析資料。

「分析功能庫」可以執行應用層級的資料分析，省去大樓營運人員在茫茫資料中尋找指標的麻煩。事實上，甚至設定平台，讓指標主動送到營運人員面前。

SkySpark 平台會根據 Folio 資料庫內的資料和搜尋結果，自動產生視覺化圖片、通知以及報告（位於可自訂的控制面板中）。控制面板支援幾乎所有形式下類型的資料，而且使用者透過「View Builder」工具（圖 2）輕鬆點擊進行更動。