Edge Computing for Smart Buildings

智慧建築的邊緣計算

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在過去的幾十年中，已經開發出數以百萬計的新的網路連接設備，這些設備通常統稱為物聯網 (IoT)。這些設備，包括感測器、執行器、智慧手機、Gateway 閘道器、集線器、邊緣節點、機器人等，透過邊緣網路連接到網際網路。這些網路現在正在透過增加整合處理能力來發展，以促進各個工業部門的智慧、自動化、安全和可持續的環境和工作流程。

國際上建築業正在成為這種向邊緣運算轉變的強大受益者。

施工過程非常複雜，可以從顯著的自動化中受益。該行業的智慧系統必須設計為具有高度的安全性和可靠性，才能被信任以改善安全性和關鍵業務營運。

系統可靠性的衡量標準，包括高服務品質 (QoS)、具有自愈和自組織能力的容錯、清晰且易於使用的管理介面、具有故障轉移機制的多 WAN 和 LAN 連接，以及高水準的可維護性 – 並且必須能夠完全適應各種惡劣的施工環境。

這就是邊緣發揮作用的地方。

可以在邊緣網絡上運行的智慧應用開啟了許多可能性。施工現場自動化、機器人輔助施工流程、安全監控、交通模式流優化、材料管理、設備跟踪和可用性管理，以及流程自動化都可以為施工現場帶來無數好處。

具有整合運算的邊緣網路，可以有效地處理建築工地可以生成和使用的大量數據，而無需依賴大型數據管道將所有數據移入和移出雲。可以在本地處理和利用的數據越多，做出決策的速度就越快，場景對網路和雲的高頻寬連接的依賴就越少，行動所有數據所需的資金就越少。如果該場景使用可以生成大量數據的基於攝影機的視覺系統，則尤其如此。

物聯網、工業物聯網 (IIoT)、自動化控制系統和支持它們的應用都需要高度的網路安全、微交易處理和其他創新，這些創新正在推動向補充雲端運算的巨大轉變，並在本地進行更本地化的處理邊緣網路。

更安全的建築工地

也許最重要的建築邊緣運算應用是現場安全改進。雖然建築工人在 2019 年僅占美國勞動力的 6%，但 20% 的工人死亡發生在建築行業。 [1]

改進的機會比比皆是，從確保遵守安全程序，到獲取有關事故根本原因的更多數據，再到利用支持 IP 的可穿戴設備（如智慧手錶），這些設備可以追踪並提供有關工作場所工人健康的持續資訊。當然，必須考慮和解決隱私問題，並且必須找到適當的平衡；但是，預測可能影響對重型設備或材料的適當控制的健康問題，並防止災難性後果的能力，提供了一個重要的機會。

正確的系統可以在工人接近危險/危險區域時觸發警報，通知他們周圍環境的任何突然變化，並在監控條件偏離「紅色區域」時警告管理人員。對於工人和僱用他們的建築公司來說，這是一個真正的雙贏。

作為場景本地網路的一部分，在邊緣平台上運行的監控和預警系統，能夠即時收集大量感官數據，並應用機器學習 (ML) 和人工智慧 (AI) 技術，來提取知識和支持快速決策，使施工現場團隊能夠始終掌握潛在的安全隱患和現場風險。透過收集到的數據，「智慧施工」工地的安全可以不斷改進，從而提高防止人身傷害、財產損失或其他災難的能力，更不用說降低成本了。

支持邊緣運算的建築工地支持，對建築資產和資源的即時監控，並且可以設計為自主運行，從而最大限度地降低由於失去與雲端服務的連接，而影響關鍵任務監控和營運的風險。他們可以透過支持對機器人系統，進行本地、自主、高度響應的控制，來執行特別高風險的任務，從而降低操作危險機械的風險。

更高的安全性和可擴展性

除了為工人帶來安全利益外，支持邊緣運算的網路，還可以更好地抵禦網路威脅，原因很簡單；當數據在本地收集和處理時，它永遠不會透過 Internet，從而消除了與 Internet 相關的數據暴露，和攻擊的可能性。只要邊緣平台的設計考慮到安全性 —— 從如何控制訪問到如何管理、加載和執行應用 —— 駭客可以利用的攻擊面和可用方法都會大大減少。

透過選擇適當的邊緣平台，可以根據站點需求的變化快速佈署、重新佈署和調整規模的高度靈活，和可擴展的解決方案。鑑於工地的動態環境，在需要接入點或新感測器的任何地方，都鋪設電纜是不可行的。先進的邊緣運算平台透過利用創新的無線網狀技術，和透過遠端工具對邊緣網路進行集中管理、配置和控制來避免佈線問題。無線網狀網路技術在這些應用中，真正改變了遊戲規則，節省了時間和金錢，並使彈性、高度可靠的解決方案成為可能。

邊緣運算驅動的數據收集和處理，還可以幫助建築公司簡化其監管合規活動。

組織正在採用邊緣運算技術，因為它可以增強系統應用的反應能力，降低與雲相關的頻寬和處理成本，提高安全性，並允許自主的、無網路的操作。借助專注於建築工地和管理它們的企業，獨特需求的正確邊緣平台和軟體應用，可以在安全、保全和成本管理方面獲得顯著改進。