[發(fā)明專利]基于面向對象貝葉斯網(wǎng)絡的中央空調(diào)系統(tǒng)故障診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911283963.6
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111207484B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 李婷婷;趙陽;張學軍;王姝婷;章超波
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F24F11/38
• 分類號: F24F11/38;F24F11/89;F24F11/58;F24F11/64;G06K9/62
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發(fā)明提供了一種基于面向對象貝葉斯網(wǎng)絡的中央空調(diào)系統(tǒng)故障診斷方法，用于解決系統(tǒng)級別故障診斷模型構建難度高、工作量大、成本昂貴的問題。技術方案是首先基于中央空調(diào)系統(tǒng)所包含的設備類型，為每類設備構建故障診斷貝葉斯網(wǎng)絡類和附加信息貝葉斯網(wǎng)絡類；其次，通過類的實例化，為每個設備生成相應的故障診斷貝葉斯網(wǎng)絡片段和附加信息貝葉斯網(wǎng)絡片段；然后，分析設備之間的關聯(lián)關系，建立相應貝葉斯網(wǎng)絡片段之間的連通關系，并進行貝葉斯網(wǎng)絡結構的修改和參數(shù)的調(diào)整，形成完整的貝葉斯診斷網(wǎng)絡；最后，以中央空調(diào)系統(tǒng)的診斷信息為驅動，通過貝葉斯網(wǎng)絡的概率推理過程實現(xiàn)故障診斷。該方法以面向對象和貝葉斯網(wǎng)絡為基礎，能夠實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)故障診斷模型的快速構建、更新和維護，具有較強的實用性。

技術領域

本發(fā)明屬于建筑節(jié)能、建筑中央空調(diào)系統(tǒng)故障診斷和人工智能領域，涉及涉及信息不確定、不全面情況下復雜系統(tǒng)的知識推理，特別是涉及一種基于面向對象貝葉斯網(wǎng)絡的中央空調(diào)系統(tǒng)故障診斷方法與技術。

背景技術

中央空調(diào)系統(tǒng)廣泛應用于建筑、數(shù)據(jù)機房和工業(yè)生產(chǎn)等領域，其通常消耗大量能源。由于中央空調(diào)系統(tǒng)設備多且系統(tǒng)復雜，容易產(chǎn)生各類故障，種類可達上百種之多。故障會導致空調(diào)系統(tǒng)難以滿足溫濕度控制要求、浪費大量能源、縮短設備壽命，甚至引發(fā)安全事故。因此，為中央空調(diào)系統(tǒng)開發(fā)自動故障診斷方法研究具有重要科學價值和工程意義。

中央空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模大、拓撲復雜、設備種類多，構建系統(tǒng)級別的故障診斷工具難度高、工作量大、成本昂貴。貝葉斯網(wǎng)絡是目前中央空調(diào)系統(tǒng)典型設備故障診斷領域最有效的理論模型之一。但在傳統(tǒng)的貝葉斯網(wǎng)絡中，節(jié)點集和網(wǎng)絡結構都事先確定，因此只能應用于相應的設備上，難以移植應用，無法適應大規(guī)模、復雜系統(tǒng)的故障診斷建模需要。如何實現(xiàn)復雜中央空調(diào)系統(tǒng)貝葉斯診斷網(wǎng)絡的快速構建，目前仍缺少一種有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明能夠克服現(xiàn)有技術的不足，為大規(guī)模、拓撲復雜、設備繁多的中央空調(diào)系統(tǒng)提供一種故障診斷模型構建和實時故障診斷流程。該方法基于面向對象思想和貝葉斯網(wǎng)絡算法，旨在克服系統(tǒng)級別貝葉斯診斷網(wǎng)絡設計的困難，實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的自動故障診斷。

有鑒于此，本發(fā)明一種基于面向對象貝葉斯網(wǎng)絡的中央空調(diào)系統(tǒng)故障診斷方法，包括以下基本操作步驟：

S1：針對中央空調(diào)系統(tǒng)所包含的可能出現(xiàn)故障的設備類型，為每種類型設備構建故障診斷貝葉斯網(wǎng)絡類；

S2：針對中央空調(diào)系統(tǒng)中會對設備故障發(fā)生造成影響的信息類型，構建附加信息貝葉斯網(wǎng)絡類；

S3：分析中央空調(diào)系統(tǒng)的設備組成，通過故障診斷貝葉斯網(wǎng)絡類的實例化，為每個設備生成相應的故障診斷貝葉斯網(wǎng)絡片段；

S4：分析中央空調(diào)系統(tǒng)中的可獲取信息，通過附加信息貝葉斯網(wǎng)絡類的實例化，為每個設備生成相應的附加信息貝葉斯網(wǎng)絡片段；

S5：基于中央空調(diào)系統(tǒng)的拓撲結構，分析不同設備之間的關聯(lián)關系，建立設備故障診斷貝葉斯網(wǎng)絡片段以及附加信息貝葉斯網(wǎng)絡片段之間的連通關系，形成中央空調(diào)系統(tǒng)貝葉斯診斷網(wǎng)絡；

S6：根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)級別的特征，對上一步獲得的中央空調(diào)系統(tǒng)貝葉斯診斷網(wǎng)絡進行網(wǎng)絡結構的修改和網(wǎng)絡參數(shù)的更新，形成完整的貝葉斯診斷網(wǎng)絡；

S7：獲取中央空調(diào)系統(tǒng)的診斷信息，輸入到貝葉斯診斷網(wǎng)絡中，更新所有故障節(jié)點的后驗概率；若某故障節(jié)點后驗概率超過第一閾值，則對該故障進行報警；若某故障節(jié)點后驗概率超過第二閾值，但未超過第一閾值，則對該故障進行預警。

進一步地，所述步驟S1中，可能出現(xiàn)故障的設備類型包括冷機、冷卻塔、冷卻水泵和冷凍水泵，各類型設備的故障診斷貝葉斯網(wǎng)絡類構建方法具體包括以下步驟：