Автоматизовані системи керування та інформаційної безпеки промисловості та експлуатації будівельних продуктів
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2026-29-12Ключові слова:
інтегрована структура інтелекту будівлі (IBIF), цифровий двійник, інтеграція BIM-IoT, прогнозне управління будівлею, кіберфізичні системи будівліАнотація
Мета. Дослідження спрямоване на розробку інтегрованого інформаційно-управлінського середовища для забезпечення безперебійної цифрової трансформації даних на всіх етапах життєвого циклу житлового об’єкта – від проєктування до експлуатації. Методика. Запропоновано концептуальну модель Інтегрованої структури інтелекту будівлі (IBIF) як кіберфізичну систему, що поєднує геометрично-семантичну кулю (BIM), сенсорно-аналітичну кулю (IoT, мобільні додатки, ERP) та кулю управління-керування (BMS, SCADA, CMMS). IBIF формалізовано у вигляді кортежу ⟨B, S, U, F⟩, де функція перетворення F забезпечить автоматичне оновлення управлінських рішень на основі аналізу даних. Модель була перевірена за допомогою моделювання за допомогою Autodesk Revit, Dynamo, Power BI та інтелектуальної BMS на базі Niagara Framework. Також інтегровано спеціалізовані підходи: оптимізація розміщення камер на основі 4D-графіки та аналіз ефективності повітряного потоку в центрах обробки даних на основі метрик SHI/RCI. Результати. Впровадження IBIF дозволило скоротити години реагування на аварійні ситуації на 81 % (з 4,2 до 0,8 на рік), зменшити споживання енергії на 23 % (зі 185 до 142 кВт рік/м²/рік) та витрати на технічне обслуговування на 34 %, а кількість переваг у комунікації між субпідрядниками – на 78 %. У центрі обробки даних PUE зменшився до 1,46, а в офісі покриття критичних зон камерами збільшилося до 94 %. Наукова новизна. IBIF впроваджує концепцію Digital Twin, перетворюючи BIM-модель на адаптивний інтелектуальний агент, заснований на прогнозному управлінні. Спочатку було запропоновано єдину архітектуру, яка інтегрує предметно-орієнтовані методи (візуальний моніторинг, аналіз повітряного потоку) в рамках принципу єдиного джерела істини. Практичне значення. Модель IBIF є масштабованою, міжгалузевою та комплексною зі значними галузевими платформами, що робить її придатною для широкого використання генеральними підрядниками, операторами центрів обробки даних та муніципальними службами.
Посилання
Chen, X., Zhu, Y., Chen, H., et al. (2021). BIM-based optimization of camera placement for indoor construction monitoring considering the construction schedule. Automation in Construction, 129, 103825. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103825 (in English)
Cho, J., Yang, J., & Park, W. (2013). Evaluation of air distribution system's airflow performance for cooling energy savings in high-density data centers. Energy and Buildings, 68, 270-279. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2013.09.013 (in English)
Grieves, M., & Vickers, J. (2017). Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems. In: Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems. Springer.
ISO 19650-1:2018 (2018). Organization and digitization of information about buildings and civil engineering works - Information management using building information modelling - Part 1: Concepts and principles. (in English)
Khajavi, S. H., Motlagh, N. H., Jaribion, A., Werner, L. C., & Holmström, J. (2019). Digital Twin: Vision, Benefits, Boundaries, and Creation for Buildings. IEEE Access, 7, 147406-147419. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2946515 (in English)
Lei, Y., Rao, Y., Wu, J., & Lin, C. H. (2020). BIM based cyber-physical systems for intelligent disaster prevention. Journal of Industrial Information Integration, 20, 100171. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jii.2020.100171 (in English)
Lin, C.-H., Ho, M.-C., Hsieh, P.-C., Shiau, Y.-C., & Yang, M.-L. (2022). Study of a BIM-Based Cyber-Physical System and Intelligent Disaster Prevention System in Taipei Main Station. Applied Sciences, 12(21), 10730. DOI: https://doi.org/10.3390/app122110730 (in English)
Mannino, A., Dejaco, M. C., & Re Cecconi, F. (2021). Building Information Modelling and Internet of Things Integration for Facility ManagementLiterature Review and Future Needs. Applied Sciences, 11(7), 3062. DOI: https://doi.org/10.3390/app11073062 (in English)
Mathews, M. E., Shaji, A. E., Anand, N., et al. (2023). IoT-based BIM integrated model for energy and water management in smart homes. In Intelligent Edge Computing for Cyber Physical Applications, 45-66. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99412-5.00009-5 (in English)
Pan, Y., Hu, Z., & Brilakis, I. (2023). Digital Twins and Their Roles in Building Deep Renovation Life Cycle. In Disrupting Buildings: Digital Twin, Artificial Intelligence and Data-Driven Design, 83-96. Springer, Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-32309-6_6 (in English)
Pan, Y., & Zhang, L. (2021). A BIM-data mining integrated digital twin framework for advanced project management. Automation in Construction, 124, 103564. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103564 (in English)
Wang, H., Yu, C., Zheng, J., Jia, Y., Liu, Z., & Yang, K. (2024). Digital-Twin-Based Operation and Maintenance Management Method for Large Underground Spaces. Buildings, 14(8), 2577. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings14082577 (in English)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 С. В. Пастухова, І. А. Арутюнян
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори зберігають авторські права на опубліковані статті та надають видавцеві невиключне право на публікацію статті, з посиланням на нього як на оригінального видавця у разі повторного використання, а також на розповсюдження статті у будь-якій формі та на будь-яких носіях. Статті будуть поширюватися за ліцензією Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
Автори можуть укладати окремі додаткові договори про невиключне поширення опублікованої статті (наприклад, розміщення її в інституційному репозитарії або публікація в книзі) із зазначенням її первинної публікації в цьому журналі.
