[發明專利]一種基于BIM技術和人流量統計的建筑空調溫度控制系統

有效

• 申請號: 201911418970.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111219853B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 趙政燁;胥東;周為政;張文俊;陳偉浩;徐鋼;包勝;陳瑋炫
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F24F11/46
• 分類號: F24F11/46;F24F11/54;F24F11/62;F24F11/52;G06F30/13;G06F16/25;G01D21/02;F24F120/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種基于BIM技術和人流量統計的建筑空調溫度控制系統，其特征在于，該系統包括傳感器端，中央處理端和顯示端；

所述傳感器端，包括重力感應模塊和溫度感應模塊；

所述重力感應模塊包含若干個重力傳感器，用于采集建筑內自動扶梯、垂直電梯和樓道出入口以及建筑總出入口的重力感應信息，并將重力感應信息傳輸至中央處理端；

所述溫度感應模塊包含若干個溫度傳感器，用于采集室內外溫度信息，并將溫度信息傳輸至中央處理端；

所述中央處理端，包括信息接收模塊、信息處理模塊、控制模塊和數據庫模塊；

所述信息接收模塊，用于接收來自重力感應模塊和溫度感應模塊的信息，并發送至信息處理模塊，同時存儲到數據庫模塊；

所述信息處理模塊，用于處理來自信息接收模塊的信息，將重力傳感器采集到的信息在BIM模型對應的傳感器位置實時顯示，針對出入口采集到的重力信息對室內人數進行估算，得到人流量信息，并將人流量信息存儲至數據庫模塊，選擇合理的空調方案或建立新的方案；信息處理模塊對人流量進行估算具體為：在重力作用下，通過承載器將重力傳遞至重力傳感器，使重力傳感器彈性體產生變形，貼附于彈性體上的應變計橋路失去平衡，輸出與重力數值成正比例的電信號，經線性放大器將信號放大；再經A/D轉換為數字信號，由帶有儀表的微處理機對數字信號進行處理后直接顯示重力數據；

信息處理模塊會連續記錄重力傳感器的讀數，并繪制實時重力曲線；

多個人同時經過重力傳感器時，無法簡單用傳感器讀數變化曲線獲得人流量，傳感器讀數為多個人經過傳感器曲線的簡單疊加，此時需要將函數分離；一般來說同時踩在傳感器上的人不會同時超過3個人；

假定每個人經過重力傳感器時的重力變化函數為：

F_n＝fθ_n(x)，1≤n≤3，且為整數

式中，θ_n為函數中的待定參數矩陣；F_n分別為每個人經過傳感器時的傳感器讀數變化曲線；f為θ的函數；利用機器學習中的非監督學習算法可求出待定參數，提取出每個人的重力變化函數，用代價函數來反饋提取結果的準確性；某一個函數的待定參數θ_n0.05時，可忽略這個函數的影響，即該區間通過人數減少1；不斷計算區間內的有效函數數量，即為累加的人流量；系統會累加在T時間內穿過的人流量，并將數據傳到中央處理器，進行溫度調控；

所述控制模塊，用于將信息處理模塊選擇或建立的方案，傳遞給空調溫度控制系統，該系統控制建筑內各位置的空調進行溫度調整，并將調整后的溫度信息存儲至數據庫模塊中；

所述數據庫模塊，包括空調方案數據庫和實時信息數據庫，以及BIM模型存儲數據庫；

所述空調方案數據庫存儲信息處理模塊新建的空調方案；

所述實時信息數據庫，用于存儲來自信息接收模塊的信息、信息處理模塊得到的人流量信息以及控制模塊調整后的溫度信息，用于后續信息處理模塊對空調方案的調整和優化；

所述BIM模型存儲數據庫，用于儲存含有傳感器端信息的建筑三維模型；

所述顯示端，用于結合實時信息和BIM模型，顯示建筑內實時人流量的數量以及分布情況、室內溫度信息和空調的功率。

2.根據權利要求1所述的一種基于BIM技術和人流量統計的建筑空調溫度控制系統，其特征在于，所述空調方案數據庫還包括經相關軟件根據已有數據和相關資料模擬計算得到的人流量與溫度控制的相關性數據，以函數映射的形式存儲，形成若干個空調方案。

3.根據權利要求1所述的一種基于BIM技術和人流量統計的建筑空調溫度控制系統，其特征在于，信息處理模塊根據實時信息數據庫中的信息對空調方案進行調整和優化具體為：根據區域內人數變化引起的熱量變化，求得需要調整的空調功率；采用比例積分微分控制，將偏差按比例、積分和微分通過線性組合構成控制量；控制系統可根據實際輸出功率與計劃功率的偏差進行調整，在比例作用的基礎上加上微分作用能提高空調系統功率的穩定性，加上積分作用能消除余差，使空調功率達到最優。

4.根據權利要求1所述的一種基于BIM技術和人流量統計的建筑空調溫度控制系統，其特征在于，信息處理模塊每T分鐘計算生成一個人流量數據存儲于數據庫中，并在BIM模型上實時顯示。