Maîtrise de la consommation d`énergie en domotique par un
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1. habitat intelligent dot d un syst me domotique de ma trise de l nergie prend toute son importance tant du point de vue consommation que du point de vue tarifaire Les avanc es dans le domaine des syst mes multi agents bien adapt s la r solution de probl mes spatialement r partis et ouverts permettent d envisager un syst me domotique multi agents gt compos d agents embarqu s dans les diff rentes sources d nergie et charges quipements de l habitat coop rant pour r soudre ce probl me de ma trise de la consommation de l nergie L article pr sente les grandes lignes d un tel syst me domotique multi agents MAHAS Multi Agents Home Automation System puis il se focalise sur la d finition d un protocole de coop ration n gociation qui r git les diff rentes interactions entre les agents 2 Le syst me domotique MAHAS Multi A gents Home Automation System Dans l habitat un syst me de gestion de l nergie est un syst me qui a g n rale ment acc s l nergie produite par des producteurs distants via le r seau de trans port distribution lectrique national mais qui peut galement disposer de ses propres sources d nergie par exemple solaire olienne et pile combustible Les trois principales caract ristiques d un tel syst me est d tre distribu les sources et les charges sont r parties spatialement et leurs syst mes de commandes sont ind pend2. Ma trise de la consommation d nergie en domotique par un syst me multi agents Shadi Abras Sylvie Pesty St phane Ploix Mireille Jacomino Laboratoire Leibniz Institut IMAG CNRS UMR5552 46 Avenue F lix Viallet 38031 Grenoble France Phone 00 33 4 76 57 50 59 Fax 00 33 4 76 57 46 02 Laboratoire d Automatique de Grenoble CNRS UMRS5528 BP 46 38402 Saint Martin d H res France Phone 00 33 4 76 82 62 44 Fax 00 33 4 76 82 63 88 R SUM Cet article pr sente une application multi agents dans le domaine de la domotique plus pr cis ment dans le domaine de la ma trise de la consommation de l nergie dans l habitat individuel Les avanc es dans le domaine des syst mes multi agents bien adapt s la r solution de probl mes spatialement r partis et ouverts permettent d envisager un syst me domotique multi agents compos d agents embarqu s dans les diff rentes sources de pro duction d nergie et charges quipements domestiques Ces agents coop rent et prennent conjointement des d cisions pour r soudre le probl me de la ma trise de la consommation de l nergie dans l habitat tout en tenant compte des habitudes de l usager et des contraintes techniques L article pr sente les grandes lignes d un tel syst me domotique multi agents MA HAS Multi Agents Home Automation System Il se focalise sur la d finition d un protocole de coop ration n gociation r gissant l
3. ants les uns des autres flexible les sources d nergie sont redondantes et certaines charges peuvent accumuler de l nergie nergie thermique ou satisfaire avec retard des demandes de services diff rer un lavage une cuisson ouvert le nombre de sources et de charges doit pouvoir voluer sans que cela ne remette en cause le fonctionnement global du syst me Il s agit ici de doubler le r seau d nergie de l habitat par un syst me d informa tion capable d ajuster dynamiquement la consommation d nergie aux diff rentes contraintes Pour parvenir cet ajustement les charges consommatrices d nergie de l habitat tout comme les sources de production d nergie sont quip es d agents logi ciels dot s de capacit s de d cision et de communication et embarqu s sur des micro contr leurs Java Selon les conditions m t orologiques les informations en prove nance des autres agents les habitudes de l usager et les informations internes des charges ou des sources Un agent d une source d termine quelle est l nergie qu il est pr t fournir Un agent d une charge d termine quels seront ses propres besoins d nergie en tenant compte des contraintes de l usager Mode d emploi de article hermes cls 47 A partir de ces pr dictions locales un plan de consommation d nergie est conjoin tement construit par les diff rents agents Ce plan est en
4. es diff rentes interactions entre les agents ABSTRACT This paper presents a multi agent application in the Home Automation domain more precisely in the domain of power consumption management in buildings The developments in the Multi agents system domain well suited to solve spatially distributed and opened problems permit to imagine an Home Automation Multi Agent System which is composed of agents em bedded into power resources or equipments These agents cooperate and make some decisions jointly to solve power consumption management problem in taking into account the user habits and technical constraints The paper presents the outlines of a Multi Agent Home Automation System It focuses on the definition of a cooperation negotiation protocol that governs the different interactions between agents MOTS CL S Domotique Multi Agents N gociation et Coop ration Ma trise d nergie KEYWORDS Home Automation Multi Agent Negotiation and Cooperation Power Management L objet 8 2002 LMO 2002 pages 45 57 46 L objet 8 2002 LMO 2002 1 Introduction En mati re d nergie de nouvelles sources d nergie telles que l olien le solaire ou la pile combustible arrivent dans l habitat et l usager sera confront de plus en plus des tarifs de l nergie variables suivant le fournisseur le jour et l heure C est dans ce contexte vari et dynamique de production et de consommation d nergie qu un
5. r Le m canisme d anticipation au m canisme d urgence est associ un m ca nisme d anticipation qui pr calcule un plan global de consommation de l nergie en fonction des pr dictions de consommation des diff rentes charges et des pr dic tions de disponibilit des sources d nergie Le m canisme d anticipation s appuie sur le fait qu il y a d une part des quipements lectriques capables d emmagasiner de l nergie sous forme thermique un cumulus par exemple et d autre part des qui pements qui peuvent tre d cal dans le temps un lave linge par exemple Le m canisme d anticipation ainsi que le m canisme d urgence reposent sur un proto cole de n gociation pr sent ci apr s La diff rence essentielle est que le m canisme d anticipation fonctionne sur une p riode p riode d anticipation plus longue que celle du m canisme d urgence p riode de scrutation et il travaille sur des valeurs d nergie moyennes alors que le m canisme d urgence travaille sur des valeurs ins tantan es 4 Protocole de n gociation Le protocole de n gociation figure 1 a t d fini sur la base du Contract Net Protocol CNP Ce protocole se compose de trois phases une phase de demande d nergie 48 L objet 8 2002 LMO 2002 une phase de proposition et une phase de decision finale Les agents ont deux princi paux objectifs Pour les agents sources viter le d pa
6. ssement du seuil maximal d nergie dis ponible au del duquel le service ne peut plus du tout tre rendu Pour les agent charges conserver au mieux les plages de satisfaction de chaque quipement Fa j I Energy demand phase Proposition phase Decision phase Figure 1 Protocole de n gociation entre agents La n gociation se construit en fonction de la satisfaction des charges repr sentant les crit res de confort de l usager et de la satisfaction de sources repr sentant la production d nergie id ale 5 Conclusions et Perspectives Le syst me MAHAS actuellement d velopp simule un habitat limit quelques qui pements de type thermique air des radiateurs lectriques et quelques sources de production d nergie Les premiers r sultats valident l approche multi agents retenue Ce simulateur sera ensuite test sur une maquette d un appartement chelle r duite en cours de r alisation par les partenaires du projet Intelligence r partie pour l op timisation des flux nerg tiques dans un habitat projet du cluster Energie de la r gion Rh ne Alpes 6 Bibliographie SIM 01 SIMONIN O Le mod le satisfaction altruisme coop ration et r solution de conflits entre agent situ s r actifs application la robotique PhD thesis Universit Montpellier II 2001
7. suite soit appliqu tel quel soit modifi dynamiquement en cas de perturbations impr vues par exemple un pic de consommation En domotique le confort de l usager est un aspect important prendre en consid ration Dans le syst me MAHAS une notion de pr f rences de l usager est repr sent e par une fonction de satisfaction associ e chaque agent comparable celle pr sent e dans SIM 01 Par exemple un agent embarqu dans un radiateur lectrique aura une fonction de satisfaction modilisant la plage de temp ra tures acceptable par l usager 3 M canismes du syst me MAHAS Le m canisme d urgence et le m canisme d anticipation sont les deux principes fon damentaux du syst me MAHAS Le m canisme d urgence c est le m canisme qui permet de r agir aux v nements non pr vus et d viter l interruption totale du service l quivalent de la dis jonction comme le fait un disjoncteur lectrique classique en cas de surcharge Ce m canisme r alise ce que l on peut appeler un d lestage intelligent puisque certains quipements peuvent tre coup s temporairement Toutefois contrairement un d lesteur classique pour lequel les quipements non prioritaires sont d finis a priori l installation ici les quipements n gocient lesquels seront d lest s Ce m canisme est d clench quand le niveau de satisfaction d un agent tombe en des sous d une certaine valeu
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