末端供热设备的调控系统、方法、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及集中供热，具体涉及末端供热设备的调控系统、方法、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、集中供热系统的末端供热设备例如：散热器、地暖分集水器、风机盘管等。调控末端供热设备的目标是在保障用户热舒适的前提下实现节能降耗，传统的末端供热设备调控方式主要依赖于室内空气温度，为温控阀门设定一个目标室温，当实测室温低于目标室温时增加供热量，反之则减少供热量或关闭温控阀门。然而，上述调控方式仅依据空气温度调节供热系统末端，忽略人体代谢产热的动态变化和个体间热舒适差异，难以满足人员真实的热舒适需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种末端供热设备的调控系统、方法、电子设备及存储介质，以解决调控末端供热设备时仅依据空气温度调节供热系统末端，忽略人体代谢产热的动态变化和个体间热舒适差异，难以满足人员真实的热舒适需求的问题。

2、第一方面，本技术提供了一种末端供热设备的调控系统，该系统包括：个体感知层、分析决策层以及末端执行层；

3、个体感知层与分析决策层相连，用于获取用户体感数据、用户活动数据以及室内环境数据，并将用户体感数据、用户活动数据以及室内环境数据发送至分析决策层；

4、分析决策层与末端执行层相连，用于根据用户活动数据和活动水平识别模型，得到用户的人体活动水平值，根据用户体感数据、室内环境数据、人体活动水平值以及热舒适模型，得到用户的预测热感觉值，根据预测热感觉值、预测热感觉值的目标值以及人体活动水平值，得到针对末端供热设备的温控调节比例，将温控调节比例发送至末端执行层；

5、末端执行层，用于根据温控调节比例调控末端供热设备的供热量。

6、本实施例提供的末端供热设备的调控系统，利用个体感知层采集用户体感数据和用户活动数据，结合室内环境数据依次确定人体活动水平值和预测热感觉值，最终确定针对末端供热设备的温控调节比例，为每个用户单独建立并持续在线更新热感觉预测模型，实现对不同用户的精准热感觉评估。该系统将末端调控的反馈信号从环境温度转移到人体热感觉本身，调控过程会精准匹配每个人实时变化的冷热需求。且数据采集由可穿戴设备自动完成，无需用户频繁手动输入，系统主动适应人体状态变化，交互负担降至最低。解决了调控末端供热设备时仅依据空气温度调节供热系统末端，忽略人体代谢产热的动态变化和个体间热舒适差异，难以满足人员真实的热舒适需求的问题。

7、在一种可选的实施方式中，个体感知层包括：可穿戴设备和室内环境传感器；

8、可穿戴设备包含多种人体传感器，可穿戴设备用于根据第一预设频率通过人体传感器获取用户的皮肤温度数据、心率数据以及三轴加速度数据，其中，皮肤温度数据和心率数据包含于用户体感数据，三轴加速度数据包含于用户活动数据；

9、室内环境传感器，用于获取环境温度数据和环境湿度数据，其中，环境温度数据和环境湿度数据包含于室内环境数据。

10、在本实施方式中，通过可穿戴设备自动、持续采集用户生理数据，无需手动操作；结合室内环境传感器数据，为分析决策层提供了判断用户实时冷热状态和活动强度的基础输入，从而支撑个性化、精准的供热调控。

11、在一种可选的实施方式中，个体感知层还包括：移动终端；

12、移动终端，用于在初次调控阶段，获取用户基础信息和热感觉校准数据，并将用户基础信息和热感觉校准数据发送至分析决策层；

13、分析决策层，用于根据用户基础信息在历史数据库中获取初始模型参数，并根据初始模型参数设置初始热舒适模型，得到中间热舒适模型；

14、可穿戴设备，用于在初次调控阶段，获取用户初始数据，并将用户初始数据发送至分析决策层；

15、室内环境传感器，用于在初次调控阶段，获取环境初始数据，并将环境初始数据发送至分析决策层；

16、分析决策层，还用于根据热感觉校准数据、用户初始数据以及环境初始数据，训练中间热舒适模型，得到热舒适模型。

17、在本实施方式中，通过移动终端采集个人基础信息与热感觉投票，帮助系统在首次使用时快速建立初始模型，再结合初次采集的生理与环境数据完成训练，使个性化热舒适模型在无历史数据的冷启动阶段即可具备基本准确性，从而支持后续精准调控。

18、在一种可选的实施方式中，分析决策层包括：数据预处理模块、活动水平识别模块以及模型调用模块；

19、数据预处理模块，用于对用户活动数据、用户体感数据以及室内环境数据进行预处理，并根据预处理后的数据，得到活动特征向量、体感特征向量以及环境特征向量；

20、活动水平识别模块，用于根据活动特征向量和活动水平识别模型，得到用户的当前活动状态，并为当前活动状态匹配人体活动水平值；

21、模型调用模块，用于调用用户对应的热舒适模型，将体感特征向量、环境特征向量以及人体活动水平值输入热舒适模型，得到用户的预测热感觉值和预测热感觉值的置信度；

22、模型调用模块，还用于在置信度小于第一预设阈值或接收到的用户热感觉反馈值与预测热感觉值相反的情况下，触发对热舒适模型的在线增量更新操作。

23、在本实施方式中，通过数据预处理、活动水平识别和模型调用的协同运作，系统能自动将原始生理与环境信号转化为个性化热感觉预测，并结合活动状态变化为调控提供前馈依据；同时，模型可根据置信度或用户反馈在线更新，使评估越来越贴合个人真实感受，保障调控的精准性和适应性。

24、在一种可选的实施方式中，分析决策层还包括：逻辑控制器；

25、逻辑控制器，用于获取历史热感觉值和第一历史活动水平值；

26、逻辑控制器，还用于根据预测热感觉值和目标值，确定热感觉偏差，根据预测热感觉值和历史热感觉值得到第一偏差，根据人体活动水平值和第一历史活动水平值得到第二偏差，其中，第一偏差用于确定热感觉变化趋势，第二偏差用于确定活动水平变化趋势；

27、逻辑控制器，还用于获取温控阀门的当前开度，在热感觉偏差大于第二预设阈值且第一偏差大于第三预设阈值的情况下，在第一数值范围内确定开度变化量，并根据开度变化量和当前开度，得到温控阀门的目标开度，其中，第二预设阈值大于零，第三预设阈值大于零，目标开度包含于温控调节比例；

28、逻辑控制器，还用于在热感觉偏差小于第四预设阈值且第二偏差大于第五预设阈值，在第二数值范围内确定开度变化量，并根据开度变化量和当前开度，得到目标开度，其中，第四预设阈值小于零，第五预设阈值大于零；

29、逻辑控制器，还用于在热感觉偏差的绝对值小于第六预设阈值且第一偏差的绝对值小于第七预设阈值的情况下，将预设数值作为开度变化量，并根据开度变化量和当前开度，得到目标开度。

30、在本实施方式中，通过模糊逻辑控制器，以热感觉偏差及其变化趋势为核心反馈，并融合活动水平变化趋势进行前馈预判，系统能智能决策阀门开度调整方向与幅度。该方法实现了供热量随人体真实冷热感受和代谢变化的动态、平滑调节，避免了过冲和震荡，维持舒适的稳定状态。

31、在一种可选的实施方式中，分析决策层包括：模型更新模块；

32、模型更新模块，用于在接收到移动终端的热感觉投票请求的情况下，确定投票时刻和用户投票选定的投票热感觉值，根据投票时刻确定第一时间范围；

33、模型更新模块，还用于获取第一时间范围内的第一历史体感特征向量、第一历史环境特征向量以及第二历史活动水平值，根据投票热感觉值、第一历史体感特征向量、第一历史环境特征向量以及第二历史活动水平值，得到投票样本；

34、模型更新模块，还用于在接收到用户的阀门开度设置指令的情况下，确定阀门开度设置指令对应的动作时刻，根据动作时刻确定第二时间范围；

35、模型更新模块，还用于确定阀门开度设置指令对应的开度设置值，根据开度设置值与零的比较结果确定热感觉标签；

36、模型更新模块，还用于获取第二时间范围内的第二历史体感特征向量、第二历史环境特征向量以及第三历史活动水平值，根据热感觉标签、第二历史体感特征向量、第二历史环境特征向量以及第三历史活动水平值，得到干预样本；

37、模型更新模块，还用于根据投票样本和干预样本对热舒适模型进行在线重训练。

38、在本实施方式中，通过捕捉用户主动投票和手动阀门干预行为，系统能自动生成高置信度标签样本，并触发个性化热舒适模型的在线重训练。该方法使模型能持续学习用户真实偏好与耐受边界。

39、在一种可选的实施方式中，分析决策层包括：开度变化量融合模块；

40、开度变化量融合模块，用于判断在同一供热区间内，是否存在多个用户共享同一末端执行器；

41、开度变化量融合模块，还用于存在多个用户共享同一末端执行器的情况下，确定用户对应的预测热感觉值和开度变化量；

42、开度变化量融合模块，还用于判断预测热感觉值中是否存在小于或等于第八预设阈值的预测热感觉值，将小于或等于第八预设阈值的预测热感觉值对应的开度变化量作为目标开度变化量；

43、开度变化量融合模块，还用于将预测热感觉值中绝对值最大的预测热感觉值作为参考热感觉值，如果参考热感觉值的绝对值大于或等于第九预设阈值，将参考热感觉值对应的开度变化量作为目标开度变化量；

44、开度变化量融合模块，还用于如果参考热感觉值的绝对值小于第十预设阈值，根据预设权重确定开度变化量对应的加权平均值，将加权平均值作为目标开度变化量；

45、开度变化量融合模块，还用于根据目标开度变化量和当前开度，得到目标开度。

46、在本实施方式中，通过多用户协同仲裁策略，系统能在多人共享同一末端执行器时，根据各用户的预测热感觉和控制需求进行智能融合决策：优先响应感觉冷的用户以保证基本舒适，其次按不舒适程度或置信度加权折中。该方案有效解决了共享空间内的调控冲突，实现公平与舒适的平衡。

47、第二方面，本技术提供了一种末端供热设备的调控方法，该方法包括：

48、获取用户体感数据、用户活动数据以及室内环境数据；

49、根据用户活动数据和活动水平识别模型，得到用户的人体活动水平值，根据用户体感数据、室内环境数据、人体活动水平值以及热舒适模型，得到用户的预测热感觉值，根据预测热感觉值、预测热感觉值的目标值以及人体活动水平值，得到针对末端供热设备的温控调节比例；

50、根据温控调节比例调控末端供热设备的供热量。

51、第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的末端供热设备的调控方法。

52、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的末端供热设备的调控方法。