本發(fā)明涉及一種基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分析的智慧樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，屬于數(shù)據(jù)處理。

背景技術(shù)：

1、智能樓宇就是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，管理軟件和節(jié)能系統(tǒng)程序，使建筑物機(jī)電或建筑群內(nèi)的設(shè)備有條不紊、綜合協(xié)調(diào)、科學(xué)地運(yùn)行，從而達(dá)到有效地保證建筑物內(nèi)有舒適的工作環(huán)境、實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)省維護(hù)管理工作量和運(yùn)行費(fèi)用的目的的一種建筑。

2、隨著人們對生活品質(zhì)要求的提高，對樓宇內(nèi)部的舒適性要求也越來越高。智慧樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、光照等，提供更加舒適的居住和工作環(huán)境。

3、現(xiàn)有公開號(hào)為cn117351422a的發(fā)明專利公開了一種面向智能樓宇網(wǎng)聯(lián)設(shè)備的管理方法和系統(tǒng)，方法包括：為樓宇內(nèi)的智能網(wǎng)聯(lián)設(shè)備配置物模型并在設(shè)備管理組件中完成加載；接收所述智能網(wǎng)聯(lián)設(shè)備的注冊請求并完成注冊工作；針對單智能網(wǎng)聯(lián)設(shè)備聯(lián)動(dòng)進(jìn)行設(shè)備管理；以及針對多智能網(wǎng)聯(lián)設(shè)備聯(lián)動(dòng)進(jìn)行設(shè)備管理，其特征在于，所述方法在paas平臺(tái)架構(gòu)的基礎(chǔ)上建立所述設(shè)備管理組件，以實(shí)現(xiàn)對多個(gè)所述智能網(wǎng)聯(lián)設(shè)備的統(tǒng)一管理和遠(yuǎn)程操控。

4、盡管現(xiàn)有技術(shù)在完成設(shè)備管理的過程中匯聚不同品類樓宇設(shè)備的數(shù)據(jù)和使用偏好、用電量等指標(biāo)，更好地監(jiān)控管理樓宇設(shè)備用電、用水量，提高環(huán)保力度，但未考慮特定設(shè)備或設(shè)備組之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系是否影響能源配置，如空調(diào)溫度設(shè)定與照明亮度之間的關(guān)系。因此，本技術(shù)提供了一種基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分析的智慧樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，通過對樓宇內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，制定智能控制策略，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和節(jié)約。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分析的智慧樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，通過對智慧樓宇內(nèi)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，分析區(qū)域或設(shè)備組內(nèi)各個(gè)設(shè)備的關(guān)聯(lián)性，并通過構(gòu)建關(guān)聯(lián)模型分析人員流動(dòng)與環(huán)境參數(shù)與設(shè)備運(yùn)行的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)行能源分配，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用，提升樓宇的舒適度。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、一種基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分析的智慧樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，包括：樓宇監(jiān)控模塊、關(guān)聯(lián)分析模塊和智慧管理模塊；

4、所述樓宇監(jiān)控模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測智慧樓宇內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行狀況，并實(shí)時(shí)采集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，構(gòu)建所述智慧樓宇的三維結(jié)構(gòu)圖；

5、所述關(guān)聯(lián)分析模塊用于對所述智慧樓宇內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，分析特定區(qū)域之間、設(shè)備組之間以及整個(gè)樓宇內(nèi)部的關(guān)聯(lián)性；

6、智慧管理模塊用于關(guān)聯(lián)分析結(jié)果進(jìn)行深度解析，制定智能控制計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)智能樓宇的有效管理和優(yōu)化配置。

7、具體地，所述樓宇監(jiān)控模塊內(nèi)配置有用于構(gòu)建所述智慧樓宇三維結(jié)構(gòu)圖的建模策略；

8、所述建模策略包括：

9、獲取所述智慧樓宇的結(jié)構(gòu)圖，對所述結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行樓層的劃分以及樓層內(nèi)的區(qū)域劃分；

10、利用三維建模軟件繪制所述智慧樓宇的三維結(jié)構(gòu)圖，并在所述結(jié)構(gòu)圖中標(biāo)注出各個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的業(yè)務(wù)屬性；

11、構(gòu)建定位坐標(biāo)系，并獲取所述智慧樓宇內(nèi)各個(gè)設(shè)備在所述定位坐標(biāo)系中的位置；

12、根據(jù)設(shè)備的位置信息，在所述三維結(jié)構(gòu)圖中繪制出設(shè)備模型；

13、在所述三維結(jié)構(gòu)圖的設(shè)備模型中構(gòu)建參數(shù)表格，保存設(shè)備的基礎(chǔ)信息和運(yùn)行數(shù)據(jù)。

14、具體地，所述關(guān)聯(lián)分析模塊包括局部單元和全局單元；

15、所述局部單元內(nèi)配置有局部關(guān)聯(lián)策略，所述局部關(guān)聯(lián)策略通過獲取所述三維結(jié)構(gòu)圖中特定區(qū)域或特定設(shè)備組內(nèi)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析；

16、所述全局單元內(nèi)配置有全局關(guān)聯(lián)策略，所述全局關(guān)聯(lián)策略通過整合不同區(qū)域內(nèi)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合所述智慧樓宇內(nèi)外的環(huán)境因素，對整個(gè)智慧樓宇進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析。

17、具體地，所述局部關(guān)聯(lián)策略包括：

18、基于所述三維結(jié)構(gòu)圖獲取特定區(qū)域或特定設(shè)備組內(nèi)各個(gè)設(shè)備的參數(shù)表格，并構(gòu)建數(shù)據(jù)序列x'＝(x'1,x'2,…,x'n)；

19、利用均值法對所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行無量綱化處理，得到無量綱化后的數(shù)據(jù)序列x＝(x1,x2,…,xn)；

20、定義參考序列為x1，比較序列為(x2,x3,…,xn)，并計(jì)算所述參考序列與各個(gè)比較序列相對元素之間的差值δj(k)，其中j＝2,3,…,n；

21、計(jì)算所述參考序列與各個(gè)比較序列相對元素之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)ζi(k)；

22、利用計(jì)算出的關(guān)聯(lián)系數(shù)，計(jì)算所述參考序列與各個(gè)比較序列的關(guān)聯(lián)度r1j，并構(gòu)建比較序列與參考序列j1的關(guān)聯(lián)序列

23、分別定義x2、x3、…、xn為參考序列，x中其他序列為對應(yīng)的比較序列，并計(jì)算對應(yīng)的關(guān)聯(lián)序列r2、r3、…、rn；

24、生成所述數(shù)據(jù)序列x'的關(guān)聯(lián)序列r＝(r1,r2,…,rn)。

25、具體地，全局關(guān)聯(lián)策略包括：

26、獲取所述智慧樓宇內(nèi)人員流動(dòng)數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；

27、利用回歸分析技術(shù)構(gòu)建關(guān)聯(lián)模型，并定義自變量和因變量，所述關(guān)聯(lián)模型的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式如下所示：

28、

29、式中，f為設(shè)備負(fù)荷，y1、y2、…、yz為自變量，λ0為截距項(xiàng)，λ1、λ2、…、λz為自變量對應(yīng)的回歸系數(shù)，為回歸模型的隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)；

30、構(gòu)建自變量矩陣y＝(y0,y1,y2,…,yz)和因變量矩陣f，其中y0為截距項(xiàng)的常數(shù)列，所有元素均為1；

31、利用最小二乘法構(gòu)建正規(guī)方程λ＝(yty)-1ytf，并求解所述正規(guī)方程；

32、利用得到的回歸系數(shù)，將所述自變量數(shù)值代入所述目標(biāo)函數(shù)，輸出設(shè)備負(fù)荷的預(yù)測值f；

33、獲取所述關(guān)聯(lián)模型的驗(yàn)證集，并計(jì)算所述驗(yàn)證集中實(shí)際設(shè)備負(fù)荷fmeas與所述關(guān)聯(lián)模型預(yù)測值f之間的殘差δf＝|fmeas-f|；

34、設(shè)定殘差閾值為δf'，判斷所述關(guān)聯(lián)模型的準(zhǔn)確性；若δf'≥δf，所述關(guān)聯(lián)模型準(zhǔn)確性較好，利用所述關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行全局關(guān)聯(lián)分析；若δf'<δf，所述關(guān)聯(lián)模型準(zhǔn)確性較差，添加新的自變量，并更新關(guān)聯(lián)模型的目標(biāo)函數(shù)。

35、具體地，所述智慧管理單元包括能源配置單元、智能調(diào)控單元和故障預(yù)警單元；

36、所述能源配置單元用于根據(jù)局部關(guān)聯(lián)分析結(jié)果識(shí)別出特定區(qū)域內(nèi)各個(gè)設(shè)備運(yùn)行的潛在模式，并根據(jù)潛在模式進(jìn)行初步能源分配；

37、所述智能調(diào)控單元用于監(jiān)測能源的分配狀況，通過不同的需求和時(shí)間段智能調(diào)整各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，降低能源消耗和成本，提升樓宇的安全性和舒適度；

38、所述故障預(yù)警單元用于實(shí)時(shí)監(jiān)測樓宇內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過設(shè)備組內(nèi)的關(guān)聯(lián)分析，檢測設(shè)備的潛在故障或異常情況。

39、具體地，所述能源配置單元內(nèi)配置有能源分配策略，所述能源分配策略通過獲取特定區(qū)域內(nèi)的關(guān)聯(lián)序列r，定義設(shè)備1的能源分配比例為定義設(shè)備2的能源分配比例為以此類推，并對能源分配比例進(jìn)行處理，得到分配表并根據(jù)分配表對區(qū)域內(nèi)的設(shè)備能源進(jìn)行分配。

40、具體地，所述智能調(diào)控單元內(nèi)配置有需求響應(yīng)策略，所述需求響應(yīng)策略內(nèi)設(shè)置了采樣時(shí)間間隔δt，實(shí)時(shí)采集當(dāng)前狀態(tài)下的人員流動(dòng)和環(huán)境參數(shù)，并利用所述關(guān)聯(lián)模型計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下的設(shè)備負(fù)荷預(yù)測值，根據(jù)所述預(yù)測值動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

41、具體地，所述故障預(yù)警單元內(nèi)配置有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并判斷是否存在異常的故障識(shí)別策略；

42、所述故障識(shí)別策略包括：

43、獲取所述局部關(guān)聯(lián)策略中待檢測設(shè)備的關(guān)聯(lián)系數(shù)ζj(k)；

44、計(jì)算所述待檢測設(shè)備和設(shè)備組中其他設(shè)備之間關(guān)聯(lián)系數(shù)的變化程度

45、繪制所述待檢測設(shè)備的變化程度圖，識(shí)別所述變化程度圖中是否存在突變點(diǎn)；若不存在突變點(diǎn)，所述待檢測設(shè)備無故障；若存在突變點(diǎn)，所述待檢測設(shè)備存在潛在故障，生成并發(fā)送故障預(yù)警指令。

46、本發(fā)明的有益效果：

47、1.智慧樓宇中各種類型的設(shè)備或傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)往往獨(dú)立存儲(chǔ)和管理，形成數(shù)據(jù)孤島，通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分析，提高數(shù)據(jù)的互通性和可利用性，為樓宇的智能化管理和運(yùn)營提供有力的決策支持。

48、2.根據(jù)局部關(guān)聯(lián)分析的結(jié)果，通過對特定區(qū)域內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，有利于發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的潛在模式，有效避免能源的浪費(fèi)；對特定設(shè)備組內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，通過觀察關(guān)聯(lián)系數(shù)的突變情況，有利于發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障模式，避免故障擴(kuò)大導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行異常。

49、3.結(jié)合智慧樓宇內(nèi)人員流動(dòng)以及環(huán)境變化情況，構(gòu)建關(guān)聯(lián)模型，了解人員流動(dòng)以及環(huán)境變化對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的影響，有助于制定較全面的樓宇管理策略。