Wie ich in meinem letzten Post bereits angekündigt habe, werde ich euch ein paar Details zur entwickelten Ontologie vorstellen, die dem Optimierer als Basis für seine Berechnungen dient. Ziel der Wissensbasis ist es, von technologie- oder domänenspezifischen Besonderheiten zu abstrahieren und eine allgemeine Modellierung des Gebäudes, der Geräte im Gebäude, der Funktionalität, aber auch der Dienste, die über das Internet bezogen werden, zu ermöglichen.

Wesentlich für die Optimierung ist es zu wissen, welche Daten zur Verfügung stehen, welche Aktionen gesetzt werden können und welche Energie dafür jeweils erforderlich ist. Das Ganze muss im Kontext der Gebäudestruktur gesehen werden, damit die Daten und Aktionen richtig zuordenbar sind. In Summe gibt es also drei Arten von Diensten (Services). Der Data-Service wird verwendet, um Zeitreihen von Messwerten zu beschreiben. Ebenso werden Preisverläufe, die von den Energielieferanten bekanntgegeben werden, oder Anfragen der Netzbetreiber zum Einsparen von Energie als Data-Service abgebildet. Auf der anderen Seite stehen die Control-Services, die Geräte-Funktionalität des Gebäudeautomationssystems widerspiegeln. Beispielsweise wird als Control-Service definiert, dass eine Jalousie und der zugehörige Aktuator die Helligkeit in einem bestimmten Raum verändern können. Ohne zu wissen, welcher Technologie dieser Aktuator angehört, kann der Optimierer auf höherer Ebene entscheiden, dass die Jalousie nach oben gefahren werden soll, damit die Helligkeit im Raum an die vom Benutzer geforderte Helligkeit angepasst wird. Die Energie, die ein Control-Service für seine Abarbeitung benötigt, wird im Energy-Service festgelegt. Die nachfolgende Abbildung visualisiert die Abhängigkeiten der Services.

Um den räumlichen Kontext, d.h. die Gebäudestruktur, mit den Diensten verknüpfen zu können, muss diese zunächst modelliert werden. Die Ontologie bietet hier das Konzept der Zone an, um ein Gebäude hierarchisch gliedern zu können. Zonen können ineinander verschachtelt sein, aber auch relativ zueinander über Zonen-Begrenzer (Zone-Delimiter) in Beziehung stehen (z.B. Raum A ist links von Raum B). Spezielle Zonen sind z.B. ein Stockwerk (Floor), ein Zweckbau (Commercial-Building) oder ein Raum (Room). Um eine absolute Ausrichtung der Außenwände eines Gebäudes in eine Himmelsrichtung zu erreichen, reicht es aus, einer dieser Außenwände eine Orientierung (z.B. südliche Ausrichtung) zu geben. Über Regeln werden dann die Ausrichtungen der anderen Wände abgeleitet, was dem Optimierer schlussendlich hilft, auch auf die Sonneneinstrahlung oder die Windrichtung Rücksicht zu nehmen.

Dieser Post soll euch helfen, die Ontologie zur Modellierung der Gegebenheiten im Gebäude und um das Gebäude besser verstehen zu können. Interessierten kann ich empfehlen, dass ihr euch am besten die OWL-Datei im Projekt Colibri auf GitHub näher anschaut.