樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理與決策

周長

摘要：綠色節(jié)能理念下，進(jìn)行樓宇能耗監(jiān)測已經(jīng)成為建筑物使用管理的重要環(huán)節(jié)。本文在闡述樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)采集方式的基礎(chǔ)上，就數(shù)據(jù)處理和決策系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成展開分析，并指出樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與決策的要點(diǎn)。期望能進(jìn)一步提升樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與決策質(zhì)量，繼而為現(xiàn)代樓宇綠色化、節(jié)能化應(yīng)用提供有效支撐。

關(guān)鍵詞：樓宇;能耗監(jiān)測;數(shù)據(jù)處理;決策

可持續(xù)發(fā)展理念下，綠色化、節(jié)能化生產(chǎn)成為建筑工程行業(yè)建設(shè)施工的基本要求。然而在傳統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)模式下，建筑項(xiàng)目施工及使用過程存在較高的能量損耗，這對于樓宇的綠色化、節(jié)能化生產(chǎn)造成了嚴(yán)重阻礙。新時(shí)期，要進(jìn)一步提升綠色建筑施工及應(yīng)用質(zhì)量，需進(jìn)行樓宇能耗情況的有效監(jiān)測和處理。本文就樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理與決策要點(diǎn)展開分析。

1 樓宇能耗數(shù)據(jù)的采集方式

樓宇能耗數(shù)據(jù)采集是樓宇耗能監(jiān)測的基礎(chǔ)，同時(shí)也是樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)處理決策的前提。就目前而言，人工采集、自動定時(shí)采集是樓宇能耗數(shù)據(jù)采集的兩種基本方式。就人工采集而言，其能按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)劃分，實(shí)現(xiàn)特定時(shí)間段內(nèi)水、電、燃?xì)獾饶茉聪臓顩r的有效監(jiān)測，然而這種方式所需要的人力投入較大，同時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)間較長;當(dāng)能耗數(shù)據(jù)采集時(shí)間較短時(shí)，人工采集方式的適用性會有所降低。新時(shí)期，自動定時(shí)采集在樓宇能耗數(shù)據(jù)采集中得以廣泛應(yīng)用，其能通過自動定時(shí)、自動采集和自動上傳的方式，實(shí)現(xiàn)樓宇用能信息的實(shí)時(shí)記錄和分析，進(jìn)而為樓宇能耗監(jiān)測管理提供保證。

2 樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)及基本框架

2.1 樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

科學(xué)合理地設(shè)計(jì)樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)，能為能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和決策提供有效支撐。就目前而言，在樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)中，應(yīng)確保該系統(tǒng)的建設(shè)和監(jiān)測數(shù)據(jù)處理不影響或改變樓宇水、電線管的實(shí)際應(yīng)用?；谶@一管理要求，當(dāng)前樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)采用無線通信方式建設(shè)，其具體包含了能耗數(shù)據(jù)才基層、無線傳感網(wǎng)絡(luò)層、通行網(wǎng)和能耗數(shù)據(jù)存儲處理層四個(gè)層級[1]。

2.2 樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與決策系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

2.2.1 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)能在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳送系統(tǒng)的支撐下，實(shí)現(xiàn)樓宇能耗數(shù)據(jù)的有效監(jiān)測，同時(shí)對這些監(jiān)測后數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲管理。通常，所采集的能耗信息會根據(jù)采集時(shí)間、能耗類型等屬性信息，系統(tǒng)劃定存儲的語言格式和打包形式，最后將存儲的能耗數(shù)據(jù)交由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算處理?，F(xiàn)階段，在樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)采集中，人工命令采集和主動定時(shí)采集是兩種主要的數(shù)據(jù)采集方式，相對而言，定時(shí)采集的設(shè)置較為靈活，采集高效且數(shù)據(jù)完整程度高。

2.2.2 數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)

基于樓宇能耗監(jiān)測進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，需對所監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，然后結(jié)合原始數(shù)據(jù)分類、分項(xiàng)情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)的加減、乘法運(yùn)算，此外，其需要根據(jù)樓宇能耗使用的復(fù)雜情況，進(jìn)行多個(gè)支護(hù)能耗數(shù)據(jù)的匯總及百分比預(yù)估計(jì)算。就目前而言，數(shù)據(jù)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)包解析、歸一化預(yù)處理、拆分計(jì)算是能耗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的四個(gè)基本模塊。在數(shù)據(jù)校驗(yàn)過程中，其需要就數(shù)據(jù)包的格式、接收數(shù)據(jù)完整性 、數(shù)據(jù)儲存地址、采集時(shí)間是否正確等信息進(jìn)行校驗(yàn)。而通過數(shù)據(jù)包解析，恩給你將相關(guān)數(shù)據(jù)分解成系統(tǒng)可識別的數(shù)據(jù)格式。歸一化處理的目的主要是對數(shù)據(jù)采集時(shí)間、頻率和計(jì)量單位進(jìn)行統(tǒng)一，其能為后期拆分計(jì)算和決策提供有效支撐。在數(shù)據(jù)拆分階段，能結(jié)合所拆分的數(shù)據(jù)，構(gòu)建樓宇能耗使用模型，并通過遞歸法對分項(xiàng)能耗進(jìn)行計(jì)算，確保樓宇能耗使用情況計(jì)算的精準(zhǔn)性。

2.2.3 數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)

表報(bào)和圖形是數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)進(jìn)行能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)的兩種基本形式。通過這兩種形式應(yīng)用，不僅可以顯示能耗的時(shí)間變化情況，而且能展示每日能耗監(jiān)測的最大值、最小值和均值，這為樓宇管理中心掌握樓宇能耗使用情況和后期能耗管理決策體用了直觀有效地?cái)?shù)據(jù)支撐。

2.2.4 數(shù)據(jù)維護(hù)及監(jiān)測報(bào)警子系統(tǒng)

在樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用中，為確保系統(tǒng)應(yīng)用的規(guī)范性、合理性，防治能耗無規(guī)則適應(yīng)，還需注重?cái)?shù)據(jù)維護(hù)及監(jiān)測報(bào)警子系統(tǒng)的有效管理。就數(shù)據(jù)維護(hù)子系統(tǒng)而言，主要是針對基礎(chǔ)信息、專業(yè)配置信息等內(nèi)容進(jìn)行輸入和維護(hù)，在實(shí)際維護(hù)中，應(yīng)注重維護(hù)系統(tǒng)用戶管理權(quán)限的系統(tǒng)設(shè)計(jì)定，確保系統(tǒng)分級授權(quán)的合理性。在樓宇能耗監(jiān)測報(bào)警子系統(tǒng)管理中，應(yīng)確保計(jì)量儀表、控制芯片的精確性，然后系統(tǒng)化地對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行動作進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)設(shè)備異常狀況的有效處理。

2.2.5 用能決策系統(tǒng)

用能決策的目的在于判定當(dāng)前樓宇用能狀況是否存在超限或浪費(fèi)現(xiàn)象，進(jìn)而為樓宇節(jié)能控制提供指導(dǎo)[2]。就用能決策而言，應(yīng)注重多因素的考慮，即在能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮環(huán)境、溫度、濕度、用能系統(tǒng)、用能時(shí)間等信息，從多個(gè)角度監(jiān)管能耗使用狀況，推動樓宇技能工程的不斷發(fā)展。

3 樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理與決策過程

3.1 樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理過程

現(xiàn)階段，樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理多是基于實(shí)驗(yàn)室虛擬模擬器工作平臺（LabVIEW）開展的。該模擬器平臺包含了程序前面板、流程圖和圖表/連接端口三個(gè)部分。在能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)出中，重點(diǎn)關(guān)注LabVIEW的數(shù)據(jù)庫訪問、連接和操作管理。就LabVIEW數(shù)據(jù)庫訪問而言，需合理建設(shè)LabVIEW與數(shù)據(jù)庫之間的連接渠道，同時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)其輔助訪問方法，確保授權(quán)訪問的即時(shí)性、有效性。在數(shù)據(jù)庫連接中，DSN、UDL是對Access數(shù)據(jù)進(jìn)行連接的兩種基本形式;通過這兩種方式完成數(shù)據(jù)庫連接后，可系統(tǒng)的進(jìn)行數(shù)操作管理，實(shí)際操作中，應(yīng)實(shí)現(xiàn)LabVIEW數(shù)據(jù)類型和Access數(shù)據(jù)類型的一一對應(yīng)。

3.2 樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的決策過程

為確保樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)決策的科學(xué)性、合理性，首先需要系統(tǒng)建立樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，在該模型下，應(yīng)按照辦公室、實(shí)驗(yàn)室、教室、住宅區(qū)等房屋屬性功能，對能耗使用狀況進(jìn)行分區(qū)管理，然后以此為基礎(chǔ)，統(tǒng)籌當(dāng)前能耗、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、歷史記錄等信息，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取和信息融合，進(jìn)而得到相應(yīng)的能耗數(shù)據(jù)函數(shù)關(guān)系和曲線模型，為后期的決策提供支撐。在整個(gè)決策過程中，數(shù)據(jù)特征的提取極為關(guān)鍵，該環(huán)節(jié)中，不僅要對數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識和分類，而且需根據(jù)提取數(shù)據(jù)，合理劃分?jǐn)?shù)字、狀態(tài)標(biāo)志和數(shù)值，進(jìn)而在加權(quán)平均、系統(tǒng)模型濾波、極值決策、邏輯推理等融合技術(shù)下，實(shí)現(xiàn)信息融合，并形成最終的決策方案。需注意的是，針對樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的決策應(yīng)做到使用高效、避免浪費(fèi)的管理要求，最終實(shí)現(xiàn)樓宇能耗控制綠色化，節(jié)能化。

4 結(jié)論

樓宇能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)處理和決策對于現(xiàn)代樓宇節(jié)能應(yīng)用具有較大影響。樓宇建設(shè)管理中，人們只有系統(tǒng)布局樓宇能耗數(shù)據(jù)處理和決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和決策過程的全方位把控管理，才能有效確保能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)處理和決策的科學(xué)性、合理性，推動建筑節(jié)能建設(shè)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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