一种基于群智能技术的能源物联综合管理系统的制作方法

1.本发明涉及建筑节能领域，特别针对大型、超大型公共建筑使用的能源物联综合管理系统。


背景技术：

2.近年来随着在新一代人工智能发展规划中明确提出群体智能的研究方向，对于推动新一代人工智能发展具有重要意义。当前，以互联网和移动通信为纽带，大数据、物联网已经实现了广泛而深入的互联互通，使群体智能在万物互联的信息环境中发挥着越来越重要的作用，从而深刻地改变了人工智能领域。人工智能进入了一个新的发展阶段，新的研究范式逐渐显现出来，从强调专家的个体智能到群体智能，智能的构建方法从逻辑和集中到开放和涌现，随着智能计算模式从“以机器为中心”模式向“群体并行计算”模式的转变，智能系统的开发方式也从封闭的、计划的向开放的、竞争的方向发展。因此，我们必须推动群体智能新生态的建立，高效率地重组现有资源，对整个信息社会的应用创新提供核心驱动力。
3.能源优化技术，已从单一的建筑能耗监测向兼具诊断分析、故障预警、运行优化及系统控制等功能的综合管控过渡。在发达国家，相比于能耗实时监测，能源系统的控制优化得到了更多的重视。当前研究范围已从早期的局部优化延伸至现今的全局优化，多种智能优化算法得到越来越多的应用，在目前可持续发展和低碳经济的社会背景下，物联网和建筑节能技术相结合已经列入国家重点发展并支持的专项计划。
4.本专利将群智能技术应用于大型公共建筑项目，实现了大型公共建筑的空调系统节能控制、冷冻水系统水力平衡自动调节、气流场动态识别和优化控制、特定区域热湿环境精准控制等创新应用。


技术实现要素：

5.为了推动新一代人工智能发展，提升大型公共建筑的管理水平，本发明的目的是提供一种基于群智能技术的能源物联综合管理系统。它能提高建筑环境质量、提高服务水平、提高运营效率、改善用户舒适度体验，助力企业实现节能减排，提高企业竞争力的目的，促进传统产业从粗放型向集约型转变。
6.为了实现上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：一种基于群智能技术的能源物联综合管理系统，它包括相互连接的数据处理层和应用层。其结构特点是,所述数据处理层包括内含数据处理算法的数据处理模块，所述应用层包括基础群智能技术管理模块和平台管理模块以及首页模块、设备管理模块、能源管理模块、智能诊断模块、智能场景模块、数据管理模块、能源应急管理模块。
7.在上述能源物联综合管理系统中，所述数据处理模块将各业务系统中抽取的数据进行数据的存储和处理，然后将处理后数据提供给应用层各项模块应用。
8.在上述能源物联综合管理系统中，所述平台管理模块和数据管理模块中设置或录
入的能源相关的基础数据提供给首页模块、设备管理模块、能源管理模块、智能诊断模块、智能场景模块以及能源应急管理模块应用。
9.本发明系统由于采用了上述结构，以群智能技术为基础，承载大型公共建筑环境监测、空气处理设备和通排风设备、空调末端设备、冷冻站、供热站、照明设备到用户各个环节的设施、设备、运行和基础管理等信息，针对能源需求负荷变化实时进行有效能源调度，同时对各类信息进行可视化展示。
10.能源物联综合管理系统通过多种通讯协议将大型公共建筑各类设备和业务软件中数据存储到平台服务器数据库中，然后经过数据分析模型，实现数据汇聚、数据清洗，采用数据调度模型，实现各模块数据分发。同时平台采用全局计算包括加权求和求积等数学运算等、传输计算包括生成树、最大最小值等，迭代计算包括jacpbi、高斯赛德尔迭代等，神经元算法、遗传算法、矩阵计算等各类分布式计算函数，同时对空间数据进行空间建模、处理统计、能源诊断分析。最终实现系统数据、运行过程以及分析结果的综合展示并实现能源调度、能源诊断和优化，设备管理等各类应用。
11.本发明整个系统的数据集中存放在大型公共建筑信息中心。所有数据都存储在一个数据库中，不存在数据不同步问题。数据库存贮在中心服务器上，管理集中在中心服务器上，减少了故障点。信息中心设置双机集群系统保证数据的不间断性，配备磁带库备份设备，保证数据不丢失。当设备、数据库升级时，只需升级中心设备。保证数据库中的各种数据是全面的、完整一致的，在业务层与数据库层采取相应的一致性控制机制，能够满足系统各项功能的需要。
12.本发明能源物联综合管理系统是搭建在原有各类楼宇自动化控制系统软件之上，不影响原有系统的正常运行，系统具备良好的接口和方便的二次开发工具，方便系统不断地扩充、求精和完善；系统在输入、输出方面具有较强的兼容性，能进行各种不同数据格式的转换。本发明整个系统保证了数据的安全性、信息流转的安全性、调度过程的安全性、敏感信息的安全性等。
13.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
14.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
15.参见图1，本发明能源物联综合管理系统通过各类通讯协议从生产、收费、客服等业务系统提取数据，在数据处理模块1实现数据的存储和各项数据处理。然后，将处理后数据提供给应用层实现各项应用，系统应用层主要包括基础群智能管理模块2和平台管理模块3以及顶层七项应用模块。其中基础群智能管理模块2和平台管理模块3做为七项应用模块基础，穿插整个系统。七项应用模块分别为首页模块4、设备管理模块5、能源管理模块6、智能诊断模块7、智能场景模块8、数据管理模块9和应急管理模块10。
16.其中数据处理模块1以一种去中心化、自组织的方式，将建筑按照所见即所得的方式，划分为若干基本智能空间单元和智能机电设备单元，这些智能单元按照空间单元的位置关系和机电设备管网连接，所见即所得地构建出三维拓扑网络，自动辨识出建筑系统的
拓扑结构。实现各个空间单元及机电设备内部的节能控制，同时与相邻之智能单元自组织地相互协作，进而实现整个系统优化控制，能源调度管理需求。
17.基础群智能管理模块2实现对大型公共建筑各环节基础信息的承载和空间建模、处理统计、报警管理。
18.平台管理模块3作为整个平台的基础功能主要包括用户管理、角色管理、权限管理三个部分，主要实现用户管理和权限管理，并对系统用户的日志和问题反馈等信息进行管理。
19.首页模块4主要用于对大型公共建筑重要信息的可视化展示，展示关键子系统和设备的运行参数，包括设备启停统计、环境参数评价、故障报警统计、能耗数据统计、能源站运行能效等关键信息。
20.设备管理模块5包括能源站设备管理、暖通空调设备管理、给排水设备管理、智能照明设备管理、环境监测管理五个部分内容，该系统可以实现实时监控能源站站的运行状态，便于运行管理人员掌握整个能源系统的运行状况。同时该模块建立了基于负荷预测的能源调度功能，实现能源的按需分配；通过与环境数据结合，将能源数据进行可视化展示、更直观地呈现大型公共建筑运行状态及问题；帮助运行人员快速发现能源使用效果；运维人员可以及时下达调度指令并通过智能分析模块确定能源进行管理。
21.能源管理模块6包括能耗统计和分项计量、重点设备能耗监测和能效分析、历史数据查询三部分内容，主要是建立能耗监测体系和能耗考核体系。通过对各层级能耗考核评价及能耗实绩呈现大型公共建筑的能源图景。从而科学地指导系统运营调度，进而减少能源浪费，实现节能的目标，节省大型公共建筑的运营成本，提高经济效益。
22.智能诊断模块7包括设备运行状态和系统能耗诊断两个模块，对建筑的运行能耗水平进行评估，挖掘运行和节能的优化潜力；能源设备管理，主要实现对源、网、楼以及管网附属设施、设备的静态信息的管理和动态信息的监测统计以及相关设备的运行预警。
23.智能场景模块8包括区域分组设置和运行模式设置两个模块。实现场馆不同区域的各设备系统根据预设的场景模式分时分区自动协同运行，以满足大型公共建筑在不同的活动场景下时间、空间两个维度的灵活控制需求：1、日常办公场景/重大活动场景/公共卫生应急场景/节能运行等的一键设置和切换。
24.2、支持用户根据需求变化自定义编辑新的场景模式。
25.数据管理模块9主要实现了对生产实时数据、生产历史数据、能源系统的基础数据的集中存储、查询、制表等功能。
26.能源应急管理模块10包括能源应急事件管理、应急事件演练、预案管理、应急物资管理共四个部分组成，主要实现对应急事件的上报、事件审核、应急预案管理、应急事件的发布以及应急事件处置过程的追踪。同时支持应急事件演练和应急物资的管理。最终实现能源应急管理的信息化和透明化。
27.本发明通过上述结构，以群智能技术为基础打通了源、网、荷能源流转需求，实现了能源信息在大型公共建筑中可视化调度，解决了原有各分散的业务软件系统中数据分散不集中、能源数据不全面、能源调度不便捷的缺点。通过首页展示关键子系统和设备的运行参数，包括设备启停统计、环境参数评价、故障报警统计、能耗数据统计、能源站运行能效等
关键信息，解决了原有大型公共建筑能耗数据分类不合理、重要数据不体现的缺点。通过其他模块实现了能源的全流程监督、控制、分析、监督等功能。由系统统一下发调度指令实现了能源站以及用户需求的全流程监督，可以做到集中分配、统一下发，打破了原有系统能源供需信息壁垒，实现信息互通互联、成本可调可控、能源统一调度等功能。
28.本发明系统将群智能技术应用于大型公共建筑项目，实现了大型公共建筑的空调系统节能控制、冷冻水系统水力平衡自动调节、气流场动态识别和优化控制、特定区域热湿环境精准控制等创新应用。