سامانهٔ هشدار گردوغبار و کیفیت هوا (Nowcasting PM + HVAC API)

سامانهٔ حاضر با اکنون‌پیش‌بینی (Nowcasting) غلظت ذرات معلق (PM_2.5/PM₁₀) و ادغام با سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC) در ساختمان‌های آموزشی، درمانی و اداری استان، دو هدف را هم‌زمان دنبال می‌کند: ۱) کاهش مواجههٔ شهروندان با هوای ناسالم از طریق اعلان و توصیهٔ سلامت مبتنی بر مکان و ۲) بهینه‌سازی مصرف انرژی از مسیر زمان‌بندی هوشمند هواساز/هواکش و مدیریت تعویض فیلتر. خروجی عملیاتی: کاهش انرژی HVAC حدود ۵–۱۲٪، کاهش مواجههٔ گروه‌های حساس (دانش‌آموزان/سالمندان) و کاهش مراجعات ناشی از حملات تنفسی در رخدادهای گردوغبار.

رخدادهای گردوغبار و آلودگی هوای منطقه‌ای، به‌ویژه در پهنهٔ مرکزی/شرقی کشور، سبب افت کیفیت هوا می‌شود. اتکای صرف به «پیش‌بینی روزانه» یا «نمایش آنلاین ایستگاه‌ها» برای تصمیم‌گیری عملیاتی ساختمان‌ها کافی نیست؛ زیرا تغییرات ساعت‌به‌ساعت رخ می‌دهد. نیاز به یک اکوسیستم یکپارچهٔ داده→تصمیم→اقدام داریم که با هوشمندسازی HVAC و اعلان‌های فردمحور، تصمیم درست را در لحظه ممکن کند.

• کاهش میانگین مصرف انرژی HVAC ساختمان‌های هدف: ۵–۱۲٪.
• افزایش ساعات «کیفیت هوای قابل‌قبول داخل ساختمان» (IAQ) به بالای ۹۵٪ در ساعات کاری.
• کاهش مواجههٔ جمعیت حساس با PM: حداقل ۱۵٪ در رخدادهای گردوغبار.
• خودکارسازی اعلان‌های سلامت و تعطیل/تعلیق هوشمند فعالیت‌های فضای باز مدارس در ساعات اوج.

• فیوژن دادهٔ محیطی: ایستگاه‌های مرجع، حسگرهای کم‌هزینهٔ اختصاصی در نقاط کور، شاخص‌های ماهواره‌ای (AOD)، مدل‌های هواشناسی عددی.
• Nowcasting زمان-مکان: شبکهٔ عصبی گراف (GNN) + Kalman/EnKF برای هموارسازی و تصحیح بایاس حسگرهای ارزان.
• سیاست‌های کنترلی HVAC: API مبتنی بر BACnet/Modbus/IP؛ زمان‌بندی هواساز/فیلتر، کنترل سرعت فن، و استراتژی فشار مثبت/منفی بر مبنای آستانه‌های پویا.
• اعلان و تجربهٔ کاربر: داشبورد IAQ، اعلان موبایلی (وب/اپ)، پیام‌رسان سازمانی، و تابلوی کلاس/لابی با توصیهٔ سلامت.
• امنیت و محرمانگی: استقرار On-Prem/Private Cloud، ثبت رخداد، RBAC، و ناشناس‌سازی نقاط حساس.

داده‌های ایستگاهی (PM، دما، RH، باد)، حسگرهای نصب‌شده در مدارس/ادارات، AOD ماهواره‌ای و پیش‌بینی‌های کوتاه‌مدت هواشناسی در دریاچهٔ داده (Timescale/Influx) تجمیع می‌شوند. لایهٔ یکپارچگی با BMS/SCADA برای ارسال دستورات HVAC و دریافت تلِمتری (دبی/دما/فشار/DP فیلتر) فراهم است.

1. اکنون‌پیش‌بینی شبکه‌ای PM در بازهٔ ۱۵–۶۰ دقیقه‌ای با رزولوشن محلی.
2. برآورد نفوذپذیری پوستهٔ ساختمان و شاخص IAQ بر اساس وضعیت فعلی HVAC.
3. محاسبهٔ سیاست کنترلی: (i) ورود هوای تازه/چرخشی، (ii) سرعت فن/ساعت کار، (iii) راهبرد فیلتر.
4. ارسال اعلان سلامت (فضای باز/ورزش/تعطیلی کوتاه‌مدت) و اعمال خودکار سیاست از طریق API.

• هفته ۱–۲: جانمایی حسگرها، نصب در ۱۰–۱۵ ساختمان منتخب، اتصال به BMS.
• هفته ۳–۵: آموزش مدل‌های Nowcast، کالیبراسیون حسگرها، طراحی آستانه‌ها.
• هفته ۶–۸: Go-Live، پایش اثرگذاری، رگلاژ سیاست‌های کنترلی.
• هفته ۹–۱۲: توسعهٔ پوشش شهری/استانی، آموزش کاربران و مستندسازی.

نمونه: ساختمان اداری ۸۰۰۰ m² با بار HVAC سالانهٔ ۴۵۰ MWh. با بهینه‌سازی ۸٪ ⇒ ۳۶ MWh/سال صرفه‌جویی (~۳۶۰ میلیون ریال/سال با فرض ۱۰,۰۰۰ ریال/kWh). کاهش سایش فیلتر/فن و اعزام‌های بی‌مورد سرویس نیز ۱۰–۲۰٪ هزینهٔ نگهداشت را کم می‌کند. از منظر سلامت، اگر در رخدادهای گردوغبار میانگین درون‌ساختمانی PM_2.5 به‌جای ۴۵ µg/m³ به ۳۶ µg/m³ برسد، کاهش مواجههٔ گروه‌های حساس ~۲۰٪ حاصل می‌شود.

• بایاس حسگرهای ارزان → هم‌مدل‌سازی با ایستگاه مرجع + کالیبراسیون دوره‌ای.
• تعارض با برنامهٔ کاری ساختمان → پنجره‌های کنترل قابل‌پیکربندی و Override دستی.
• قطع ارتباط با BMS → خط‌مشی‌های محلی Fail-Safe و لاگ‌های آفلاین.

• داشبورد IAQ و نقشهٔ Nowcast شهر/استان.
• اتصال BMS/BACnet و سیاست‌های کنترلی از پیش‌تعریف‌شده.
• بستهٔ راهبری: مستندات، SOP رخداد، آموزش بهره‌بردار.

• Accountable: اداره کل محیط زیست/آموزش‌وپرورش/استانداری (بسته به مکان).
• Responsible: شبکه هوشمند ابتکار ویستا (مدل، یکپارچگی، داشبورد).
• Consulted: بهره‌برداران ساختمان، شرکت برق/گاز.
• Informed: مدیریت ارشد و HSE.

• Hero: خط افق شهری در مه غبارآلود، تابلو دیجیتال داخلی با «Air Quality: Moderate/Unhealthy»، نورپردازی مینیمال.
• Analytics: نمودار Nowcast PM و کارت سلامت برای مدارس.
• HVAC Rooftop: یونیت‌های هواساز روی بام هنگام غروب با حس صنعتی لوکس.