[發(fā)明專利]一種自動構(gòu)建智能化模型與算法的分布式工業(yè)能源運(yùn)行優(yōu)化平臺

有效

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• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113128781B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙珺;金鋒;陳龍;周帆;韓中洋;劉洋;王偉
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N20/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

1.一種自動構(gòu)建智能化模型與算法的分布式工業(yè)能源運(yùn)行優(yōu)化平臺，其特征在于，

該分布式工業(yè)能源運(yùn)行優(yōu)化平臺，分為建模端、服務(wù)端與運(yùn)行端三部分；

建模端從業(yè)務(wù)場景出發(fā)，是整個平臺的核心部分，將數(shù)學(xué)模型以可視化模塊的形式集成；考慮到工業(yè)生產(chǎn)過程中異質(zhì)能源流特征差異明顯，提供面向多種生產(chǎn)場景、多種響應(yīng)尺度、多種展示模態(tài)、多種工況切換的通用智能化模塊；以拖拽的方式，按照業(yè)務(wù)進(jìn)行邏輯拼接，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜模型的搭建和訓(xùn)練；同時，每個模塊內(nèi)嵌自適應(yīng)算法對參數(shù)進(jìn)行動態(tài)尋優(yōu)，保證模型的自適應(yīng)與自泛化能力；進(jìn)而將建好的模型保存為獨(dú)立的“*.iail”文件，以便于重復(fù)調(diào)用；建模端分為數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、能源產(chǎn)-消-儲趨勢預(yù)測模塊、優(yōu)化調(diào)度決策模塊、參數(shù)優(yōu)化配置模塊、結(jié)果展示模塊，每個模塊下包含多個面向不同工況場景的模型；所述的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊：包含濾波、缺失值填補(bǔ)及異常值檢測模型；

建模端支持以下兩種交互方式：

(1)模型在線計(jì)算：此交互方式實(shí)現(xiàn)模型訓(xùn)練與計(jì)算過程一體化；在此交互方式下，用戶通過接口連接原始數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)搭建的邏輯自動完成模型的訓(xùn)練和參數(shù)優(yōu)化，并通過圖表模塊進(jìn)行結(jié)果展示；模型不進(jìn)行保存，下次計(jì)算時仍會重新訓(xùn)練；

(2)模型離線計(jì)算：此交互方式中將模型訓(xùn)練與計(jì)算分為獨(dú)立的兩個過程；在實(shí)時計(jì)算過程中調(diào)用通過歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練獲得離線模型，模型參數(shù)固定，計(jì)算過程不更新；

服務(wù)端分別部署于云端與邊緣側(cè)；邊緣側(cè)服務(wù)通過讀取工業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計(jì)劃/信號信息，并對其進(jìn)行序列化處理，進(jìn)而按照標(biāo)準(zhǔn)化格式構(gòu)建訓(xùn)練樣本并調(diào)用保存好的“*.iail”格式模型文件接口進(jìn)行實(shí)時計(jì)算，將結(jié)果保存到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中；云端服務(wù)則負(fù)責(zé)接收前臺觸發(fā)信息以及邊緣側(cè)分析得到的工況切換信號，從而觸發(fā)邊緣側(cè)模型進(jìn)行自更新，實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整；

運(yùn)行端則實(shí)現(xiàn)模型計(jì)算結(jié)果的友好界面展示；界面每分鐘刷新一次，及時更新計(jì)算結(jié)果；在工況臨時調(diào)整的情況下，通過人機(jī)交互，將信息反饋回云端，云端服務(wù)將觸發(fā)邊緣側(cè)模型的參數(shù)自適應(yīng)尋優(yōu)，從而保證更好地滿足實(shí)際需求；

步驟如下：

(1)基于平臺的建模端，通過可視化拖拽的方式搭建所需的濾波、填補(bǔ)、預(yù)測、調(diào)度模型，并保存為智能模型文件；

(2)服務(wù)端部署于云端和各邊緣側(cè)；邊緣側(cè)服務(wù)負(fù)責(zé)讀取工業(yè)實(shí)際數(shù)據(jù)，按照標(biāo)準(zhǔn)化格式構(gòu)建訓(xùn)練樣本并調(diào)用模型文件接口，基于實(shí)時數(shù)據(jù)與生產(chǎn)計(jì)劃/信號信息進(jìn)行實(shí)時計(jì)算，并將結(jié)果保存到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中；云端服務(wù)負(fù)責(zé)接收前臺觸發(fā)信息以及邊緣側(cè)分析得到的工況切換信號，從而觸發(fā)邊緣側(cè)模型進(jìn)行自更新；

(3)運(yùn)行端部署于各邊緣側(cè)，實(shí)現(xiàn)模型計(jì)算結(jié)果的友好界面展示；在工況臨時變更的情況下，通過人機(jī)交互的方式反饋給云端服務(wù)，觸發(fā)該模型參數(shù)的自更新。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動構(gòu)建智能化模型與算法的分布式工業(yè)能源運(yùn)行優(yōu)化平臺，其特征在于，所述的濾波模型的處理方法如下：

針對不同工況場景的實(shí)時數(shù)據(jù)，將不同的智能化方法集成到濾波模塊中；

(1)針對生產(chǎn)過程具有類方波特征的工況場景，其數(shù)據(jù)特征較為明顯，采用滑動平均濾波方法；

(2)面向具有連續(xù)生產(chǎn)特征的工況場景，其數(shù)據(jù)通常含有白噪聲，采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法來對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。