[發明專利]一種基于卷積-自編碼神經網絡的供暖管控閥門智能調控系統

在審

• 申請號: 202110657417.5
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113418229A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 徐思迪;姜興宇;譚清澤;王旭;劉新昊;于沈宏;李家振;劉同明
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: F24D19/10
• 分類號: F24D19/10;G06F16/2458;G06N3/04
• 代理公司: 北京展翅星辰知識產權代理有限公司 11693
• 代理人: 王文生

本發明構建了一種基于卷積?自編碼神經網絡的供暖管控閥門智能調控系統，包括：數據采集模塊，用于實時采集流經控制閥門的流體運行狀態數據；數據庫模塊，用于接收實時狀態運行數據并存儲歷史運行狀態數據，狀態識別模型包含于智能決策模塊；智能決策模塊，用于專家知識庫基于當前供暖系統狀態識別結果選擇匹配度最高的調控決策方案，并將調控決策方案上傳至信息管控平臺；信息管控平臺，用于顯示當前運行狀態并將智能決策結果提供給管控人員，由管控人員確認調控決策執行，從而實時、智能遠程精準調控閥門開度大小，降低滯后性，保證供暖調節平衡。

技術領域

本發明涉及機器學習技術領域，特別是一種基于卷積-自編碼神經網絡的供暖管控閥門智能調控系統，屬于自動化調控技術領域。

背景技術

目前，我國城市集中供暖多采用二級管網式的供暖系統，熱源通過換熱站將一次網內熱量供給二次網，二次網通過控制閥門開度大小傳輸熱量給用戶。控制閥門作為二次網中的關鍵供暖調控設備，僅用于調節小區單元樓內溫度，并未入戶，大多集中安裝于小區地下停車場，且由于用戶單元樓至換熱站距離、房屋面積存在差異，用戶供暖效果不同。

現有技術中，二級供暖管網中控制閥門開度大小調節完全依賴于定期供暖區域溫度巡檢和用戶反饋，消耗大量人力物力，且人工調節閥門開度精度低，滯后性強，導致同一區域內供暖調節失衡，溫度差異大，用戶滿意度低。因此，解決城市集中供暖過程中控制閥門智能調控難度大的問題，對于我國傳統供暖行業的發展、智慧城市的構建具有重要意義。

發明內容

針對以上問題，本發明旨在提供一種基于卷積-自編碼神經網絡的供暖管控閥門智能調控系統。

本發明的目的采用以下技術方案來實現：

一種基于卷積-自編碼神經網絡的供暖管控閥門智能調控系統，包括：

數據采集模塊，用于采集流經控制閥門的流體實時運行狀態數據，該運行狀態數據包括進回水溫度、流量數據以及壓力數據；將采集到的實時運行狀態數據通過遠程通信模塊上傳至數據庫模塊；

數據庫模塊，用于接收實時狀態運行數據及存儲歷史狀態運行數據(實時狀態數據可轉化為歷史狀態數據)，并將實時狀態運行數據代入至利用歷史狀態數據訓練好的神經網絡智能決策模塊；

智能決策模塊，用于根據實時運行狀態數據識別供暖管網實時運行狀態，并基于狀態識別結果利用專家知識庫選擇匹配度最高的閥門調控決策方案，將決策結果上傳至信息管控平臺；

信息管控平臺，用于將智能決策結果呈現給管控人員，由管控人員確認閥門調控決策的執行，從而實時、智能的調控閥門開度。

在一種實施方式中，數據采集模塊包括控制閥門內部的溫度傳感器、壓力傳感器及流量傳感器，分別用于采集管道內部的進回水溫度、管道內壓力數據及進回水流量數據；

數據采集模塊還包括控制閥門頂部的通信模塊，該模塊采用GPRS通信技術，傳輸距離可達1200米，通信模塊與上述三個傳感器相連，將采集到的實時運行狀態數據上傳至數據庫模塊。

在一種實施方式中，數據庫模塊包括實時狀態數據集和歷史狀態數據庫，實時狀態數據集在下一組運行狀態數據接收后即存儲至歷史運行狀態數據庫，歷史狀態數據庫內數據用于訓練、驗證、更新狀態識別模型，并將實時狀態數據集代入至利用歷史狀態數據訓練完成的狀態識別模型中識別供暖系統實時運行狀態。

在一種實施方式中，智能決策模塊包括運行狀態識別模型和專家知識庫決策模型，運行狀態識別模型用于根據實時運行狀態數據識別供暖系統當前狀態，專家知識庫決策模型用于根據所識別的狀態選取匹配度最高的閥門調控決策。

在一種實施方式中，信息管控平臺包括顯示模塊和調控決策執行模塊，顯示模塊用于顯示智能決策結果，并由管控人員確定調控決策的執行。