Original Title: AI-Driven Urban Energy Solutions—From Individuals to Society: A Review
Source: doi.org/10.3390/en16247988
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ដំណោះស្រាយថាមពលក្នុងទីក្រុងដែលជំរុញដោយ AI - ពីបុគ្គលទៅសង្គម៖ ការពិនិត្យឡើងវិញ

ចំណងជើងដើម៖ AI-Driven Urban Energy Solutions—From Individuals to Society: A Review

អ្នកនិពន្ធ៖ Kinga Stecuła (Silesian University of Technology), Radosław Wolniak (Silesian University of Technology), Wieslaw Wes Grebski (Penn State Hazleton)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2023 (Energies Journal)

វិស័យសិក្សា៖ Urban Energy Management / Artificial Intelligence

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ តំបន់ទីក្រុងកំពុងប្រឈមមុខនឹងការកើនឡើងនៃតម្រូវការថាមពល និងបញ្ហានិរន្តរភាព ដែលទាមទារឱ្យមានដំណោះស្រាយកម្រិតខ្ពស់ដើម្បីគ្រប់គ្រងការប្រើប្រាស់ថាមពលឱ្យមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ទាំងបុគ្គល និងហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធទីក្រុងទាំងមូល។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកនិពន្ធបានប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រពិនិត្យឡើងវិញលើឯកសារស្រាវជ្រាវ (Literature Review) ដោយធ្វើការវិភាគលើការបោះពុម្ពផ្សាយវិទ្យាសាស្ត្រចន្លោះឆ្នាំ ២០១៩ ដល់ ២០២៣។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
AI in Smart Homes (Residential)
ការប្រើប្រាស់ AI ក្នុងលំនៅដ្ឋានឆ្លាតវៃ (គ្រប់គ្រងម៉ាស៊ីនត្រជាក់ ពន្លឺ និងឧបករណ៍ប្រើប្រាស់)
បង្កើនផាសុកភាពដល់អ្នកស្នាក់នៅ និងកាត់បន្ថយការចំណាយលើអគ្គិសនីដោយស្វ័យប្រវត្តិ តាមរយៈការវិភាគទម្លាប់អ្នកប្រើប្រាស់។ មានហានិភ័យទាក់ទងនឹងឯកជនភាពទិន្នន័យ (Data Privacy) និងបញ្ហាអន្តរប្រតិបត្តិការរវាងឧបករណ៍មកពីក្រុមហ៊ុនផ្សេងគ្នា។ AI អាចកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលដោយមិនប៉ះពាល់ដល់ផាសុកភាព តាមរយៈប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថាមពលក្នុងផ្ទះ (HEMS)។
AI in Smart Grids (Infrastructure)
ការប្រើប្រាស់ AI ក្នុងបណ្តាញអគ្គិសនីឆ្លាតវៃ (ការព្យាករណ៍តម្រូវការ និងការរកឃើញកំហុស)
ជួយរក្សារេស្ថេរភាពបណ្តាញអគ្គិសនីនៅពេលបញ្ចូលថាមពលកកើតឡើងវិញ (ដូចជាសូឡា) និងកាត់បន្ថយការដាច់ភ្លើង។ ត្រូវការការវិនិយោគខ្ពស់លើហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធ និងប្រឈមមុខនឹងហានិភ័យនៃការវាយប្រហារតាមអ៊ីនធឺណិត (Cyberattacks)។ AI ជួយធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពបណ្តាញ ការពារការដាច់ភ្លើង និងសម្រួលដល់ការធ្វើពាណិជ្ជកម្មថាមពលរវាងអ្នកប្រើប្រាស់។
AI for Electric Vehicles (EVs)
AI សម្រាប់ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធសាករថយន្តអគ្គិសនី និងការកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័ន
អាចកំណត់ពេលវេលាសាកថ្មនៅម៉ោងដែលមានតម្រូវការទាប (Off-peak) ដើម្បីកាត់បន្ថយសម្ពាធលើបណ្តាញអគ្គិសនី។ ការពឹងផ្អែកខ្លាំងលើប្រព័ន្ធ AI អាចបង្កបញ្ហាប្រសិនបើប្រព័ន្ធមានកំហុស ឬជួបការរំខាន។ ការប្រើប្រាស់ Deep Learning (LSTM/GRU) ជួយព្យាករណ៍តម្រូវការសាកថ្ម និងគាំទ្រដល់បច្ចេកវិទ្យា V2G (Vehicle-to-Grid)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តដំណោះស្រាយទាំងនេះតម្រូវឱ្យមានការវិនិយោគខ្ពស់ជាដំបូងទាំងផ្នែករឹង និងផ្នែកទន់ រួមទាំងតម្រូវការធនធានគណនាខ្លាំង (Computational Resources)។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះប្រមូលឯកសារស្រាវជ្រាវពីឆ្នាំ ២០១៩-២០២៣ ដែលភាគច្រើនផ្តោតលើប្រទេសអភិវឌ្ឍន៍ដែលមានហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធ Smart Grid និង EV រឹងមាំស្រាប់។ សម្រាប់កម្ពុជា ទិន្នន័យមូលដ្ឋានអំពីគំរូនៃការប្រើប្រាស់ថាមពលក្នុងលំនៅដ្ឋាន និងបណ្តាញចែកចាយនៅមានកម្រិត ដែលអាចធ្វើឱ្យការអនុវត្តម៉ូដែល AI មួយចំនួនត្រូវការការកែតម្រូវ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ទោះបីជាបច្ចេកវិទ្យាមួយចំនួនមានតម្លៃខ្ពស់ក៏ដោយ គោលគំនិតនៃការគ្រប់គ្រងថាមពលដោយ AI មានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់អនាគតថាមពលរបស់កម្ពុជា។

ការដាក់បញ្ចូល AI ទៅក្នុងវិស័យថាមពលនៅកម្ពុជាគួរចាប់ផ្តើមពីការគ្រប់គ្រងអគារធំៗ និងការពង្រឹងស្ថេរភាពបណ្តាញជាតិ ជាជាងការរំពឹងទុកលើផ្ទះឆ្លាតវៃពេញលេញនៅដំណាក់កាលបច្ចុប្បន្ន។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ការសិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ IoT និង AI: និស្សិតគួរចាប់ផ្តើមសិក្សាពីរបៀបដែលឧបករណ៍ IoT (ដូចជា Arduino ឬ ESP32) បញ្ជូនទិន្នន័យ និងរៀនប្រើប្រាស់ Python (Libraries ដូចជា TensorFlow ឬ PyTorch) ដើម្បីវិភាគទិន្នន័យថាមពល។
  2. គម្រោងសាកល្បងខ្នាតតូច (Prototype): បង្កើតប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងពន្លឺ ឬកង្ហារឆ្លាតវៃដោយប្រើ Microcontroller ដែលអាចសម្របតាមវត្តមានមនុស្ស ឬពន្លឺធម្មជាតិ ដើម្បីសាកល្បងប្រសិទ្ធភាពសន្សំសំចៃ។
  3. ការស្រាវជ្រាវលើទិន្នន័យក្នុងស្រុក: ប្រមូលទិន្នន័យនៃការប្រើប្រាស់អគ្គិសនីពីគ្រួសារ ឬសាលារៀននៅកម្ពុជា ដើម្បីបង្កើតជា Dataset សម្រាប់បង្វឹកម៉ូដែល AI ឱ្យសមស្របនឹងបរិបទអាកាសធាតុនៅកម្ពុជា។
  4. ការសិក្សាក្លែងធ្វើប្រព័ន្ធ Smart Grid: ប្រើប្រាស់កម្មវិធីដូចជា MATLAB/Simulink ដើម្បីធ្វើការពិសោធន៍លើការបញ្ចូលថាមពលសូឡាទៅក្នុងបណ្តាញអគ្គិសនី ដោយប្រើ AI ដើម្បីទស្សន៍ទាយផលិតកម្មថាមពល។
  5. ការអភិវឌ្ឍគោលនយោបាយ: អ្នកស្រាវជ្រាវគួរពិនិត្យមើលបញ្ហាប្រឈមផ្នែកសន្តិសុខទិន្នន័យ និងស្នើឡើងនូវស្តង់ដារសម្រាប់ការការពារឯកជនភាពរបស់អ្នកប្រើប្រាស់នៅក្នុងប្រព័ន្ធ Smart Meter នៅកម្ពុជា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Internet of Things (IoT) បណ្តាញនៃឧបករណ៍រូបវន្ត (ដូចជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ ឬទូរទឹកកក) ដែលត្រូវបានបំពាក់ដោយបច្ចេកវិទ្យាដើម្បីភ្ជាប់ និងផ្លាស់ប្តូរទិន្នន័យជាមួយឧបករណ៍ផ្សេងទៀតតាមរយៈអ៊ីនធឺណិត ដោយមិនត្រូវការអន្តរាគមន៍ពីមនុស្ស។ ប្រៀបដូចជាការបំពាក់ "វិញ្ញាណ" និង "មាត់" ឱ្យវត្ថុគ្មានជីវិតនៅក្នុងផ្ទះ ដើម្បីឱ្យពួកវាអាចស្តាប់ និងនិយាយប្រាប់គ្នាទៅវិញទៅមកបាន។
Smart Grid បណ្តាញអគ្គិសនីដែលប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាឌីជីថលដើម្បីត្រួតពិនិត្យ និងគ្រប់គ្រងការដឹកជញ្ជូនអគ្គិសនីពីប្រភពផលិតទាំងអស់ ដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងតម្រូវការប្រើប្រាស់របស់អ្នកប្រើប្រាស់ផ្សេងៗគ្នាដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ ដូចជាការដំឡើងភ្លើងស្តុបឆ្លាតវៃនៅលើផ្លូវ ដែលអាចប្តូរពណ៌ដោយខ្លួនឯងភ្លាមៗនៅពេលឃើញឡានស្ទះ ដើម្បីឱ្យចរាចរណ៍ (លំហូរភ្លើង) ដំណើរការបានល្អ។
Vehicle-to-Grid (V2G) បច្ចេកវិទ្យាដែលអនុញ្ញាតឱ្យរថយន្តអគ្គិសនី (EV) មិនត្រឹមតែសាកភ្លើងចូលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងអាចបញ្ជូនថាមពលអគ្គិសនីពីអាគុយរបស់វា ត្រឡប់ទៅក្នុងបណ្តាញអគ្គិសនីសាធារណៈវិញ នៅពេលដែលបណ្តាញត្រូវការភ្លើងបន្ទាន់។ ប្រៀបដូចជាការប្រើរថយន្តរបស់អ្នកជា Power Bank ដ៏ធំមួយ ដែលអាចសាកទូរស័ព្ទ (ឬផ្ទះទាំងមូល) បាននៅពេលដាច់ភ្លើង។
Demand Response យន្តការនៃការគ្រប់គ្រងថាមពល ដែលអ្នកប្រើប្រាស់កែប្រែទម្លាប់នៃការប្រើប្រាស់ភ្លើងរបស់ពួកគេ (កាត់បន្ថយ ឬពន្យារពេល) ដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងតម្លៃភ្លើងឡើងថ្លៃ ឬនៅពេលដែលបណ្តាញអគ្គិសនីកំពុងមានសម្ពាធខ្លាំង។ ដូចជាការដែលយើងសម្រេចចិត្តមិនបោកខោអាវនៅម៉ោង ៦ ល្ងាច (ពេលមនុស្សគ្រប់គ្នាកំពុងប្រើភ្លើង) ប៉ុន្តែរង់ចាំដល់ម៉ោង ១០ យប់វិញ ដើម្បីជៀសវាងការដាច់ភ្លើង ឬចំណាយលុយច្រើន។
Reinforcement Learning (RL) ប្រភេទមួយនៃបញ្ញាសិប្បនិម្មិត (AI) ដែលរៀនធ្វើការសម្រេចចិត្តដោយការសាកល្បងធ្វើសកម្មភាពនៅក្នុងបរិស្ថានជាក់ស្តែង ហើយរៀនពីកំហុស ឬភាពត្រឹមត្រូវតាមរយៈ "រង្វាន់" ឬ "ការពិន័យ" ដែលទទួលបាន។ ប្រៀបដូចជាការបង្ហាត់សត្វឆ្កែអញ្ចឹង បើវាធ្វើត្រូវយើងឱ្យចំណី (រង្វាន់) បើវាធ្វើខុសយើងមិនឱ្យ វាសត្វនោះនឹងរៀនធ្វើតែរឿងណាដែលបានរង្វាន់។
Prosumers ពាក្យបច្ចេកទេសផ្សំរវាង Producer (អ្នកផលិត) និង Consumer (អ្នកប្រើប្រាស់) សំដៅលើបុគ្គលដែលប្រើប្រាស់អគ្គិសនីផង និងផលិតអគ្គិសនីដោយខ្លួនឯងផង (ឧទាហរណ៍៖ តាមរយៈផ្ទាំងសូឡាលើដំបូលផ្ទះ)។ ដូចជាកសិករដែលដាំបន្លែហូបខ្លួនឯង ហើយនៅពេលសល់គឺយកទៅលក់នៅទីផ្សារ។
Model Predictive Control (MPC) វិធីសាស្ត្រគ្រប់គ្រងកម្រិតខ្ពស់ដែលប្រើម៉ូដែលគណិតវិទ្យាដើម្បីទស្សន៍ទាយអាកប្បកិរិយានាពេលអនាគតនៃប្រព័ន្ធមួយ (ដូចជាសីតុណ្ហភាពក្នុងអគារ) ដើម្បីធ្វើការសម្រេចចិត្តគ្រប់គ្រងបច្ចុប្បន្នឱ្យមានប្រសិទ្ធភាពបំផុត។ ដូចជាអ្នកលេងអុកដ៏ពូកែ ដែលគិតទុក ៥ ជំហានទៅមុខ មុននឹងសម្រេចចិត្តដើរមួយគ្រាប់នៅពេលនេះ។
Fog Computing ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធគណនាដែលមិនបញ្ជូនទិន្នន័យទៅ Cloud ឆ្ងាយៗនោះទេ ប៉ុន្តែធ្វើការកែច្នៃទិន្នន័យនៅកន្លែងដែលនៅជិតឧបករណ៍បំផុត ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពយឺតយ៉ាវ (Latency)។ ដូចជាការគិតលេខក្នុងក្បាលខ្លួនឯងភ្លាមៗ (លឿន) ជាជាងការសរសេរសំបុត្រទៅសួរគ្រូនៅសាលា ហើយរង់ចាំចម្លើយត្រឡប់មកវិញ (យឺត)។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖