В обеспечивающие функции входят

• — функции резервного копирования;
• — функции администрирования;
• — функции обеспечения информационной безопасности;
• — мониторинг узлов сети, управления запросами и распределения нагрузки;
• — организация унифицированной распредел? нной файловой системы как единой среды взаимодействия всех программных компонент;
• — обработку нештатных ситуаций и восстановление после сбоев;
• — аутентификацию и управление иерархией прав доступа к функциям системы;
• — организация распределенной системы управления базами данных (СУБД);
• — организацию каналов связи с другими узлами сети.

Реализуя функции оперативного мониторинга и управления, ОДЦ кроме того, подготавливает данные для дальнейшего использования в ситуационном центре энергоэффективности ВУЗа.

Ситуационный центр (СЦ) — это следующий, аналитический, уровень обработки данных. Задачей СЦ является накопление данных за длительный период времени и проведение над этими данными различных видов анализа с использованием методов оперативной аналитической обработки (OLAP), методов математической статистики и интеллектуального анализа данных, построения прогнозов, проведения модельных математических экспериментов по принципу «что будет, если». Ситуационные центры, как системы поддержки принятия управленческих решений стратегического характера, используются как для управления государственными и муниципальными структурами, так и для управления коммерческими предприятиями, холдингами. Архитектура, способы реализации таких систем, а также возникающие при этом проблемы в настоящее время хорошо известны. Практический опыт показал, что одной из наиболее сложных проблем, возникающих при создании СЦ, является проблема организации получения первичных данных об объектах управления. В рассматриваемом случае указанная проблема решается естественным образом, так как первичные данные собираются автоматически системой датчиков и концентраторов. Проходя через ОДЦ, эти данные попадают в базу данных СЦ в виде, практически готовом для дальнейшей обработки.

Архитектура СЦ во многом похожа на архитектуру ОДЦ — также есть подсистема взаимодействия с внешними системами, подсистема хранения информации, подсистема отображения и т. д.

При этом есть существенные отличия в задачах и реализации подсистем. В ОДЦ подсистема взаимодействия с внешними системами принимает информацию небольшими порциями в режиме реального времени, в том темпе, в котором ее поставляют источники, и именно за счет этого достигается оперативность управления. СЦ получает данные в совершенно другом режиме — как правило, один раз в сутки и сразу большими блоками. Структура базы данных СЦ отличается от структуры БД ОДЦ. В оперативной базе данных ОДЦ оправдано применение нормализованной модели данных в третьей нормальной форме (3NF), реализованной методами реляционных систем управления базами данных (СУБД) или даже применение не реляционных СУБД, поддерживающих иерархические или сетевые модели данных.

Для нужд аналитической обработки применяют ненормализованные модели данных при реализации в реляционной СУБД — схема «звезда» (star join schema), а также многомерное представление (гиперкубы) данных, реализуемое специализированными программными средствами.

Преобразование данных из оперативного представления в аналитическое происходит при загрузке в БД ситуационного центра.

Специализированное программное обеспечение многомерного, статистического и углубленного анализа данных ситуационного центра позволяет решать разнообразные задачи, наиболее типичные из которых кратко описаны ниже:

• — Типизация — формирование исчерпывающего описания объектов, предварительная классификация, моделирование классификации по описанию, выявление несоответствий, уточнение и развитие классификации;
• — Выявление аномального поведения, основанное на генерации усредненной модели «нормы» — определение допустимых отклонений от модели нормального поведения, выявление случаев недопустимого отклонения факта от нормы (например, различие в энергопотреблении для похожих объектов);
• — Сравнительный анализ, например сравнение энергопотребления сходных объектов, сравнение энергопотребления одного и того же объекта в разные периоды времени и т. д.;
• — Определение неявных тенденций — вычисление трендов измеряемых показателей и аналитических оценок, трендов вычисляемых и синтезируемых показателей, трендов модельных оценок;
• — Оценка влияния факторов на целевой показатель — задание целевого показателя, перечисление влияющих факторов, моделирование зависимости целевого показателя от влияющих факторов, выявление степени влияния факторов на цель по модели;
• — Формирование обобщенных оценок ситуации — оценка и выбор ключевых измерений и показателей, формальное определение характерных симптомов ситуации, описание простых синдромов, агрегирование синдромов в обобщенные текстовые либо графические оценки;
• — Многомерное прогнозирование — определение влияющих показателей и измерений с выделением целевого показателя и измерения «время», вычисление оценки значения целевого показателя в заданный момент времени;
• — Распределение и планирование ресурсов — генерирование модели расходования ресурсов, актуализация влияющих показателей на момент распределения, использование модельного профиля в качестве начального приближения для интерактивного распределения.

Использование перечисленных методов анализа в применении к показателям потребления энергоресурсов различными объектами ВУЗа (корпуса, аудитории) поможет получить актуальное состояние, обнаружить источники неэффективного использования ресурсов, даст возможность принимать обоснованные решения по оптимизации энергозатрат и повышения энергоэффективности ВУЗа.

Наличие систем сбора и анализа данных по энергопотреблению в отдельных ВУЗах дает возможность организовать работу по анализу показателей энергоэффективности всей системы высшего образования. Данные от СЦ отдельных ВУЗов собираются в ситуационном центре энергоэффективности системы образования РФ. Такой ситуационный центр строится по той же архитектуре и решает те же задачи, что и СЦ ВУЗов, но в применении к системе в целом.

Описанная выше архитектура комплексной системы мониторинга и анализа энергоэффективности системы образования допускает реализацию различными способами, но из соображений минимизации расходов, минимизации времени и упрощения реализации, естественным представляется подход на основе типовых комплексов программно-технических средств (КПТС) и методик, предназначенных для построения территориально-распределенных систем мониторинга, управления и оптимизации энергосбережения и энергоэффективности.

Разработка таких типовых комплексов ведется в Зеленоградском инновационно-технологическом центре в рамках проектов, финансируемых Агентством по науке и инновациям Российской Федерации (Роснаука). Типовой КПТС состоит из компонентов, с помощью которых можно построить систему мониторинга инженерной инфраструктуры ВУЗа, оперативно-диспетчерский и ситуационный центры.

При этом нет необходимости заменять элементы систем мониторинга и управления, если они уже установлены и функционируют в конкретном ВУЗе — компоненты КПТС потенциально интегрируются с различными датчиками, контроллерами, управляющими устройствами разных производителей.

В данной статье были рассмотрены вопросы типовой архитектуры систем учета и управления энергосбережением и энергоэффективностью на примере ВУЗов и системы образования РФ.

Данный подход применим при построении аналогичных систем в других ведомственных структурах, а также и в ЖКХ муниципальных образований, городов, регионов. Наличие типовых КПТС, а также типовых проектов создания систем управления энергоэффективностью, позволяет перевести задачу в практическую плоскость c гарантированным результатом.