基于BIM的建筑能耗系统低碳运行方法及设备与流程

本发明涉及一种基于bim的建筑能耗系统低碳运行方法及设备。

背景技术：

1、传统楼宇自控系统以远程监控、集中控制建筑内部的各种机电设备和系统为目标，主要面向建筑管理人员提高监管效率和整体低碳性，而在面向建筑内使用人员的舒适性和各区域的差异化控制的需求一般较难满足。

2、公共建筑的空间布局通常较为复杂，包含多种功能区域，每个区域的机电系统运行需求和管理方式可能存在差异。这些末端的需求差异性使得控制逻辑关系复杂化，而传统楼宇自控系统在处理这种复杂性方面的能力有限，在追求系统能效最大化的过程中，往往会牺牲用户的舒适度，导致很多区域出现既浪费能源又不舒适的情况。

3、此外，楼宇自控系统在遇到故障时，往往会影响整个建筑的运营效率。现有的自控系统多数仅能提供基本的设备故障报警服务，缺乏对系统本身运行异常数据的深入分析和处理能力。这种有限的故障识别与处理机制，无法有效预防或快速响应系统性故障，可能导致建筑能效降低，进而影响其低碳运行目标的实现。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于bim的建筑能耗系统低碳运行方法及设备。

2、为解决上述问题，本发明提供一种基于bim的建筑能耗系统低碳运行方法，包括：

3、根据建筑的空间环境模型e、设备运行模型d、人员活动模型p，构建空间物模型m＝{e,d,p}；

4、基于空间物模型m＝{e,d,p}、建筑bim模型，生成空间物模型实例，接入建筑实时数据和静态数据，生成孪生空间实例；

5、搭建建筑低碳运行规则库，根据建筑管理需求建立低碳运行规则和异常碳排放识别规则，并存放至低碳运行规则库中；

6、根据建筑内各空间需求，从低碳运行规则库中选择低碳运行规则和异常碳排放识别规则，分别与空间物模型实例进行匹配，启动规则引擎；

7、规则引擎根据空间物模型实例配套的规则，择优运行规则实时调整孪生空间实例内的设备运行参数，满足建筑管理需求。

8、进一步的，上述方法中，根据建筑的空间环境模型e、设备运行模型d、人员活动模型p，构建空间物模型m＝{e,d,p}，包括：

9、根据建筑空间的物理几何信息、空间布局、空间用途、内部环境参数、外部环境因素，建立空间环境模型e＝{ei}；然后根据建筑机电设备的设备参数、运行状态、运行机理、运行能耗，建立设备运行模型d＝{di}；其次根据建筑空间中的人员数量、用户喜好、用户舒适度，建立建筑空间的人员活动模型p＝{pi}。

10、进一步的，上述方法中，基于空间物模型m＝{e,d,p}、建筑bim模型、实时数据和静态数据，生成空间物模型实例，包括：

11、从建筑的bim模型中提取出每个建筑空间的唯一识别码m_id＝{m_id1、m_id2、m_id3…}；

12、从建筑的bim模型中提取每个机电设备的唯一识别码e_id＝{e_id1、e_id2、e_id3…}；

13、其次提取每个机电设备的底面中心点坐标，计算该坐标与建筑空间所形成的空间包围合的距离关系，将建筑空间与内部包含的机电设备绑定，并基于空间物模型m＝{e,d,p}，形成空间物模型实例。

14、进一步的，上述方法中，基于空间物模型m＝{e,d,p}、建筑bim模型、实时数据和静态数据，生成空间物模型实例，包括：

15、按照每个空间环境物模型唯一识别码e_idi，依次从建筑的bim模型中提取出空间环境物模型的属性中对应的房间尺寸、楼层分布、房间类别等物理几何信息；

16、按照每个设备物模型唯一识别码d_idi，依次从建筑机电系统bim模型提取出设备物模型的属性对应的机电设备基本信息、运行参数等设备基础信息；

17、采集现场多源异构动态数据，包括建筑内各空间环境状态、机电设备的实时运行状态以及空间内人员活动数据；

18、将提取的静态数据和采集的动态数据与空间实例绑定，形成孪生空间实例。

19、进一步的，上述方法中，基于bim的建筑能耗系统低碳运行方法，其特征在于，对动态数据进行预处理，得到时序数据库，包括：

20、采集现场多源异构动态数据并进行数据清洗和数据映射，去除掉多源异构动态数据中的冗余数据，并将多源异构动态数据融合转换为目标数据动态数据作为各条时序数据流，然后将各条时序数据流，按固定时间间隔和时间顺序进行排序，并写入至时序数据库中。

21、进一步的，基于建筑bim模型、空间物模型m＝{e,d,p}、静态数据和时序数据库中的动态数据，生成空间物模型实例，包括：

22、根据空间唯一标识码m_idi和设备唯一识别码d_idi，将空间环境静态数据、设备静态数据和人员活动静态数据，匹配至相应的空间物模型实例中；

23、获取到每个空间物模型单元的唯一标识码m_idi,然后根据每个空间物模型单元的唯一标识码m_idi，将每条时序数据流分别与空间环境物模型实例、设备物模型实例和人员活动物模型实例进行匹配，完成空间物模型实例与时序数据流的绑定。

24、进一步的，上述方法中，基于bim的建筑能耗系统低碳运行方法，其特征在于，建立低碳运行规则和异常碳排放识别规则，包括：

25、针对建筑空间建筑低碳管理需求和人员舒适度，建立低碳运行规则；针对建筑楼宇机电系统常见的系统异常运行导致能耗浪费的问题，建立异常碳排放识别规则。

26、进一步的，上述方法中，基于bim的建筑能耗系统低碳运行方法，其特征在于，根据建筑内各空间需求，将低碳运行规则库中的低碳运行规则和异常碳排放识别规则分别与空间物模型实例进行匹配，启动规则引擎，根据当前孪生空间状态选择当前最优低碳运行规则，包括：

27、规则引擎根据低碳运行规则库中的规则和孪生空间实例，根据现有机电设备运行状态和机电设备能耗，实时分析每个空间物模型实例匹配的时序数据流，同时可确定当前最优运行规则；

28、规则引擎持续监测孪生空间实例，匹配规则并触发规则调整孪生空间实例内设备运行参数。当多个规则同时触发且冲突的情况下，规则引擎评估当前空间的能耗值、环境舒适度值,通过综合评分机制，选择综合评分最高的规则触发，保证孪生空间节能性与舒适性综合最优。

29、进一步的，上述方法中，基于bim的建筑能耗系统低碳运行方法，其特征在于，根据建筑内各空间需求，将低碳运行规则库中的低碳运行规则和异常碳排放识别规则分别与空间物模型实例进行匹配，启动规则引擎，根据当前孪生空间状态选择当前最优低碳运行规则，包括：

30、规则引擎读取当前运行规则下每个机电设备的预期状态opj与实际运行状态opi，若存在预期状态opj与实际运行状态opi不相符的机电设备，自动识别出该状态问题，并发送告警信息；同时检索当前机电设备所属的设备物模型单元，获取当前异常运行的机电设备控制指令，然后发送控制指令给到当前异常运行的机电设备，调整异常运行设备的运行状态至正常，并记录问题至异常日志中，为后续维护提供数据支持。

31、根据本发明的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，其中，该计算机可执行指令被处理器执行时使得该处理器：执行上述任一项所述的方法。

32、根据本发明的另一方面，还提供一种计算器设备，其中，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器：执行上述任一项所述的方法。

33、与现有技术相比，针对楼宇自控系统注重全局集中控制，末端的需求差异化控制效果差的问题。本发明提供了一种基于bim的能耗系统低碳运行方法及系统。基于bim构建空间物模型，抽象化描述空间信息、人员活动状态与设备运行状态。将复杂庞大的建筑机电系统独立成个体空间实例；结合低碳管理规则库，对空间实例进行低碳策略控制和异常碳排放状态识别，实现“一房一策”的公共建筑机电系统的精细化低碳管理。

34、基于bim的能耗系统低碳运行监管系统通过空间物模型的搭建，能够详细地模拟和呈现建筑的物理和功能特性，包括空间布局、设备配置和使用模式等。空间物模型使得能源管理系统能够识别和响应建筑内部各个区域的特定需求，实现针对每个房间或区域的个性化环境调控。

35、通过规则引擎，系统能够根据预设的规则和实时数据来自动调整控制策略，例如，根据室内外温度、光照条件和建筑使用情况自动调节供暖、空调和照明系统。这种自动化控制不仅优化了能源使用效率，还减少了能源浪费。精细化的控制使得系统能够更好地适应用户的实际需求，如根据人员活动或房间使用情况调整室内环境，从而提高用户的舒适度。

36、此外结合bim模型的空间物模型和规则引擎，系统能够更有效地识别和响应异常运行设备或系统异常。通过及时检测和解决问题，系统的可靠性和稳定性得到提升，减少了因异常运行引起的能源浪费。