[發明專利]基于群智能建筑平臺算法驗證的中央空調仿真系統及方法

在審

• 申請號: 201811158145.9
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109324522A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 于軍琪;錢薛艮;趙安軍;劉奇特;張瑞;王均峰
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種基于群智能建筑平臺算法驗證的中央空調仿真系統及方法，群智能建筑平臺包括m+n個完全相同的實物智能控制器；m+n個完全相同的實物智能控制器通過交換機組與仿真服務器連接，交換機組用于群智能建筑平臺中各智能節點與仿真服務器中各建筑空間與設備模塊的通信；由仿真服務器進行仿真處理，監控主機與仿真服務器連接，用于顯示仿真系統結果及控制仿真系統的運行狀況。本發明具有可擴展性強、使用簡單等特點，可直觀逼真地反應建筑設備的無中心控制系統的實際運行狀態。

技術領域

本發明屬于仿真系統技術領域，具體涉及一種基于群智能建筑平臺算法驗證的中央空調仿真系統及方法。

背景技術

群智能建筑系統是一種應用于建筑照明、空調、安全、消防、電梯等各子系統的，基于分布式、群智能的建筑自控平臺。該平臺具備分布式、自組織、即插即用的特性，通過群智能節點的本地計算及協同計算功能，為解決建筑中各復雜系統的優化控制問題提供新方法。

群智能建筑系統將建筑劃分為若干基本單元：建筑空間單元和機電設備單元。每個單元設置獨立智能節點CPN(Computing Process Node)，根據建筑空間鄰接關系或設備系統連接關系，連接各智能節點CPN形成群智能建筑系統，其中所有智能節點CPN相互平等，只與鄰居節點通信，能夠協同完成相關任務。智能節點中可以內置群智能控制算法賦予其本地控制及與鄰居節點協調控制的功能，故可根據不同子系統的控制需求，編寫各種控制算法以保證整個建筑自動化系統的節能高效運行。

但是，基于群智能建筑平臺的應用算法是一種自組織、自協調的并行算法，有別于傳統串行控制邏輯，算法開發難度較大，需要進行不斷的調試與完善。其次，采用真實物理設備進行應用算法的驗證，不僅成本高昂、實驗方法復雜，而且測試周期較長。最重要的是，在新的應用算法運用于實際工程之前，需保證其安全性、穩定性。因此，建立群智能建筑平臺的仿真控制對象及其環境，即建筑及機電設備仿真系統有著重要的意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于群智能建筑平臺算法驗證的中央空調仿真系統及方法，具有可擴展性強、使用簡單等特點，可直觀逼真地反應建筑設備的無中心控制系統的實際運行狀態。

本發明采用以下技術方案：

基于群智能建筑平臺算法驗證的中央空調仿真系統，包括群智能建筑平臺、交換機組、仿真服務器及監控主機；群智能建筑平臺包括m+n個完全相同的實物智能控制器；m+n個完全相同的實物智能控制器通過交換機組與仿真服務器連接，交換機組用于群智能建筑平臺中各智能節點與仿真服務器中各建筑空間與設備模塊的通信；由仿真服務器進行仿真處理，監控主機與仿真服務器連接，用于顯示仿真系統結果及控制仿真系統的運行狀況。

具體的，m+n個完全相同的實物智能控制器組成集合D如下：

D＝{N₁,N₂,…N_m,N_m+1,N_m+2,…N_m+n}

其中，m個CPN節點依據建筑的鄰接關系依次相連，第m個CPN節點N_m負責監控第m個建筑空間單元，n個CPN節點依據設備系統的連接關系依次相連，第n個CPN節點N_n負責監控第n個源設備；CPN節點N_n和CPN節點N_m按照實際位置就近原則相連。

具體的，仿真服務器包括仿真調度模塊、配置管理模塊、仿真數據庫以及中央空調仿真系統；群智能建筑平臺通過仿真調度模塊與仿真數據庫連接，配置管理模塊和中央空調仿真系統與仿真數據庫連接；仿真調度模塊能夠根據配置關系表將各模塊實例化模型、創建各模塊內存空間以及調度各模型穩定運行；配置管理模塊用于配置仿真系統的內存接口以及仿真模塊的拓撲關系；仿真數據庫用于存儲各模塊運行數據，為仿真調度模塊、監控主機與群智能建筑硬件平臺提供信息交互的通道。