Original Title: IOT ENABLED SMART BUILDING OPERATION AND MAINTENANCE
Source: el.hkie.org.hk
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ប្រតិបត្តិការ និងការថែទាំអគារឆ្លាតវៃដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា IOT

ចំណងជើងដើម៖ IOT ENABLED SMART BUILDING OPERATION AND MAINTENANCE

អ្នកនិពន្ធ៖ Ir C.K. Lee, Ir Steve H.Y. Chan, Ir Grace K.M. Yip, Ir Francis P.H. Yuen, Mr T.C. Chan, Ms P.Y. Cheung

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2019 HKIE Electrical Division 37th Annual Symposium

វិស័យសិក្សា៖ Building Services Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ អត្ថបទនេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការធ្វើប្រតិបត្តិការ និងការថែទាំអគារ (O&M) ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ដោយស្វែងយល់ពីការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាអ៊ីនធឺណិតនៃវត្ថុ (IoT) ដើម្បីប្រែក្លាយហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធចាស់ៗទៅជាអគារឆ្លាតវៃ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះពាក់ព័ន្ធនឹងការធ្វើគម្រោងសាកល្បងដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាបណ្តាញតំបន់ធំទូលាយប្រើថាមពលទាប (LPWAN) នៅក្នុងទីស្នាក់ការកណ្តាលរបស់ EMSD និងទីតាំងរដ្ឋាភិបាលផ្សេងៗទៀត។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Conventional Wired/Cellular IoT
ប្រព័ន្ធ IoT ប្រើខ្សែ ឬបណ្តាញទូរស័ព្ទចល័តធម្មតា (2G/3G/4G)
អាចបញ្ជូនទិន្នន័យបានច្រើន និងមានល្បឿនលឿនសម្រាប់ការតាមដានទិន្នន័យធំៗ។ ទាមទារការចំណាយខ្ពស់ និងចំណាយពេលយូរក្នុងការតំឡើងខ្សែបណ្តាញ ព្រមទាំងប្រើប្រាស់ថាមពលអគ្គិសនីច្រើន។ មានតម្លៃថ្លៃក្នុងការតំឡើងសម្រាប់អគារចាស់ៗដែលគ្មានប្រព័ន្ធ BMS និងត្រូវការពេលវេលាយូរក្នុងការរៀបចំ។
LPWAN (LoRa, Sigfox, NB-IoT)
បណ្តាញតំបន់ធំទូលាយប្រើថាមពលទាប (LPWAN Technologies)
ប្រើប្រាស់ថាមពលថ្មបានយូរ (សន្សំសំចៃភ្លើង) អាចបញ្ជូនទិន្នន័យបានឆ្ងាយ (១-៤០ គីឡូម៉ែត្រ) និងមិនតម្រូវឲ្យមានការរៀបចំខ្សែបណ្តាញស្មុគស្មាញ។ កម្រិតនៃការបញ្ជូនទិន្នន័យ (Bandwidth) ទាប ដែលស័ក្តិសមសម្រាប់តែការបញ្ជូនទិន្នន័យទំហំតូចៗពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប៉ុណ្ណោះ។ កាត់បន្ថយការចំណាយ និងពេលវេលាក្នុងការតំឡើងរហូតដល់ ៩០% បើធៀបនឹងប្រព័ន្ធមានខ្សែ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការអគារឆ្លាតវៃនេះ ទាមទារនូវឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលប្រើប្រាស់ថាមពលថ្ម ឧបករណ៍ទទួលសញ្ញាឥតខ្សែ និងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងទិន្នន័យកណ្តាល។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងទីក្រុងហុងកុង ដោយផ្តោតជាចម្បងលើអគារទីស្នាក់ការកណ្តាលរបស់រដ្ឋាភិបាល (EMSD HQs) និងតំបន់ទីក្រុងដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ទិន្នន័យនេះមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ ព្រោះវាបង្ហាញពីលទ្ធភាពក្នុងការកែច្នៃអគារចាស់ៗនៅទីក្រុងកំពុងអភិវឌ្ឍន៍ (ដូចជារាជធានីភ្នំពេញ) ឱ្យក្លាយជាអគារឆ្លាតវៃ ដោយមិនចាំបាច់ចំណាយថវិកាធំលើការរុះរើ ឬរៀបចំប្រព័ន្ធខ្សែភ្លើងថ្មី។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យា LPWAN នេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ និងស័ក្តិសមបំផុតក្នុងការយកមកអនុវត្តនៅប្រទេសកម្ពុជា ដើម្បីធ្វើទំនើបកម្មការគ្រប់គ្រងហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធនានា។

សរុបមក ការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា IoT ឥតខ្សែដែលមានតម្លៃទាបនេះ គឺជាដំណោះស្រាយដ៏ឆ្លាតវៃ និងអាចអនុវត្តបានលឿន ដើម្បីជំរុញការអភិវឌ្ឍទីក្រុងឆ្លាតវៃនៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាពីមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃបច្ចេកវិទ្យា LPWAN និង IoT: ចាប់ផ្តើមស្វែងយល់ពីដំណើរការនៃបច្ចេកវិទ្យា LoRaWAN, NB-IoT និងពិធីការបញ្ជូនទិន្នន័យ MQTT ដោយចូលរួមវគ្គសិក្សាអនឡាញនៅលើវេទិកាដូចជា CourseraUdemy
  2. រៀបចំគម្រោងសាកល្បងតូចមួយ (Proof of Concept): ទិញឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា LoRa Sensors និង LoRa Gateway តម្លៃសមរម្យ រួចសាកល្បងដំឡើងប្រព័ន្ធតាមដានសីតុណ្ហភាពបន្ទប់នៅតាមសាកលវិទ្យាល័យ ដោយប្រើប្រាស់បណ្តាញឥតគិតថ្លៃ The Things Network (TTN)
  3. អភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងទិន្នន័យរួម (IoT Data Dashboard): ប្រើប្រាស់កម្មវិធីកូដបើកចំហរដូចជា Node-REDGrafana ដើម្បីបង្កើតផ្ទាំងបង្ហាញទិន្នន័យ (Dashboard) សម្រាប់តាមដានស្ថានភាពឧបករណ៍ និងហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធក្នុងពេលជាក់ស្តែង។
  4. អនុវត្តការវិភាគទិន្នន័យសម្រាប់ការថែទាំទុកជាមុន: ប្រមូលទិន្នន័យប្រតិបត្តិការដែលទទួលបាន រួចប្រើប្រាស់ភាសា Python និងបណ្ណាល័យវិភាគទិន្នន័យដូចជា Scikit-learnTensorFlow ដើម្បីទស្សន៍ទាយពីកំហុសឆ្គងដែលអាចកើតមានមុនពេលឧបករណ៍ជាក់ស្តែងខូចខាត។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
LPWAN (Low Power Wide Area Network) បណ្តាញទំនាក់ទំនងឥតខ្សែដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យឧបករណ៍បញ្ជូនទិន្នន័យក្នុងចម្ងាយឆ្ងាយ (គិតជាគីឡូម៉ែត្រ) ដោយប្រើប្រាស់ថាមពលអគ្គិសនីកម្រិតទាបបំផុត។ វាស័ក្តិសមសម្រាប់ភ្ជាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា (Sensors) ដែលប្រើថ្មបានយូរឆ្នាំដោយមិនបាច់សាកថ្មញឹកញាប់។ ប្រៀបដូចជាការស្រែកប្រាប់សារខ្លីៗពីចម្ងាយ ដោយប្រើសម្លេងខ្សឹបៗតាមបំពង់ឆ្លងកាត់ទីធ្លាធំ ដែលធ្វើឱ្យយើងអាចទាក់ទងគ្នាបានឆ្ងាយតែមិនងាយអស់កម្លាំង (សន្សំថាមពលថ្ម)។
LoRa បច្ចេកវិទ្យាបញ្ជូនសញ្ញាវិទ្យុឥតខ្សែមួយប្រភេទស្ថិតក្នុងក្រុម LPWAN ដែលអាចបញ្ជូនទិន្នន័យបានចម្ងាយឆ្ងាយ និងអាចឱ្យអ្នកប្រើប្រាស់បង្កើតបណ្តាញឯកជន (Private Network) ឬដាក់ដងអង់តែនខ្លួនឯងដោយមិនបាច់បង់ថ្លៃសេវាប្រចាំខែទៅឱ្យក្រុមហ៊ុនទូរស័ព្ទ។ ដូចជាការប្រើប្រាស់អាយកូម (Walkie-talkie) ផ្ទាល់ខ្លួន ដើម្បីទាក់ទងគ្នាពីចម្ងាយឆ្លងកាត់អគារ ដោយមិនបាច់ពឹងផ្អែកលើសេវាទូរស័ព្ទ។
NB-IoT (Narrowband-IoT) ស្តង់ដារបច្ចេកវិទ្យា LPWAN មួយប្រភេទទៀតដែលប្រើប្រាស់ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញទូរស័ព្ទចល័ត (Cellular Network) មានស្រាប់របស់ក្រុមហ៊ុនទូរគមនាគមន៍ (ដូចជា 4G/5G) ដើម្បីភ្ជាប់ឧបករណ៍ IoT ទៅកាន់អ៊ីនធឺណិត ដែលទាមទារការបង់ថ្លៃសេវា។ ប្រៀបដូចជាការទិញស៊ីមកាតពិសេសមួយដាក់ក្នុងម៉ាស៊ីន ដើម្បីឱ្យវាអាចផ្ញើសាររាយការណ៍ប្រាប់យើងពីចម្ងាយតាមរយៈបង្គោលអង់តែនទូរស័ព្ទធម្មតា។
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) ពិធីការ (Protocol) សម្រាប់បញ្ជូនទិន្នន័យនៅលើអ៊ីនធឺណិតដែលមានទំហំស្រាលបំផុត ត្រូវបានប្រើជាទូទៅដើម្បីភ្ជាប់ឧបករណ៍ IoT ទៅកាន់ម៉ាស៊ីនមេ (Server) ដើម្បីធានាការបញ្ជូនសារបានលឿន និងមិនស៊ីទំហំអ៊ីនធឺណិត (Bandwidth) ច្រើន។ ដូចជាក្រុមហ៊ុនអ្នករត់សំបុត្រដ៏រហ័សមួយ ដែលជំនាញខាងដឹកជញ្ជូនកញ្ចប់អីវ៉ាន់តូចៗរាប់លានកញ្ចប់ (ទិន្នន័យ) ក្នុងពេលតែមួយដោយមិនធ្វើឱ្យផ្លូវកកស្ទះ។
Predictive Maintenance ការប្រមូលនិងវិភាគទិន្នន័យពីម៉ាស៊ីនក្នុងពេលជាក់ស្តែង (ឧទាហរណ៍៖ កម្រិតសីតុណ្ហភាព រំញ័រ) ដើម្បីទស្សន៍ទាយទុកជាមុនថាតើម៉ាស៊ីននោះនឹងខូចនៅពេលណា រួចធ្វើការចុះជួសជុលមុនពេលវាខូចខាតឈប់ដំណើរការទាំងស្រុង។ ដូចជាការស្តាប់សំឡេងក្អក និងវាស់កម្តៅខ្លួនរបស់អ្នកជំងឺ ដើម្បីឱ្យថ្នាំទប់ស្កាត់ព្យាបាលជាមុន មុនពេលឈឺធ្ងន់ដេកពេទ្យ។
Digital Twin ការបង្កើតទម្រង់ចម្លងបែបឌីជីថល (3D Model) នៃអគារ ទីក្រុង ឬម៉ាស៊ីនពិតប្រាកដណាមួយ ដោយភ្ជាប់ទិន្នន័យជាក់ស្តែងពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា IoT ដើម្បីតាមដាន ធ្វើត្រាប់តាម និងសាកល្បងដំណើរការនានានៅក្នុងកុំព្យូទ័រមុននឹងអនុវត្តផ្ទាល់។ ដូចជាការលេងហ្គេម The Sims ដែលអគារ និងមនុស្សក្នុងហ្គេមនោះ មានការផ្លាស់ទី និងប្រែប្រួលស្ថានភាពដូចគ្នាទៅនឹងរូបរាងពិតនៅពិភពខាងក្រៅបេះបិទ។
Retro-commissioning ដំណើរការនៃការត្រួតពិនិត្យ វិភាគ និងកែតម្រូវប្រព័ន្ធបរិក្ខារក្នុងអគារចាស់ៗ (ដូចជាប្រព័ន្ធម៉ាស៊ីនត្រជាក់ កុងតាក់ភ្លើង) ឱ្យដំណើរការបានប្រសើរឡើងវិញ និងស៊ីភ្លើងតិចជាងមុន ដោយមិនចាំបាច់ចំណាយលុយផ្លាស់ប្តូរឧបករណ៍ថ្មីទាំងអស់។ ដូចជាការយកឡានចាស់ទៅឱ្យជាងចាក់ប្រេងរំអិល លាងម៉ាស៊ីន និងរឹតខ្ចៅឡើងវិញ ដើម្បីឱ្យវាស៊ីសាំងតិចនិងស្ទុះដូចកាលទិញថ្មី ដោយមិនបាច់ទិញឡានថ្មី។
Machine Learning ការប្រើប្រាស់ក្បួនដោះស្រាយគណិតវិទ្យា (Algorithms) ដើម្បីបង្រៀនកុំព្យូទ័រឱ្យចេះវិភាគរៀនសូត្រពីទិន្នន័យចាស់ៗ និងអាចធ្វើការទស្សន៍ទាយឬសម្រេចចិត្តដោយខ្លួនឯង (ដូចជាការទាយទុកពីកម្រិតប្រើប្រាស់អគ្គិសនី) ដោយមិនបាច់សរសេរកូដបញ្ជាគ្រប់ជំហាន។ ដូចជាការបង្ហាត់សត្វសុនខឱ្យចេះចាំក្លិន ដោយឱ្យវាហិតក្លិនដដែលៗជារឿយៗ រហូតដល់ថ្ងៃមួយវាអាចរកឃើញវត្ថុនោះដោយខ្លួនឯងដោយគ្រាន់តែធុំក្លិនភ្លាម។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖