一種基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、問題數(shù)據(jù)初步識別；S2、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立用能模式特征參數(shù)集；S3：問題數(shù)據(jù)精細識別；S4：問題數(shù)據(jù)智能補充。本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明的方法具有智能性、實時性和通用性；通過對歷史能耗數(shù)據(jù)按照不同用能模式分類，建立建筑用能耗模式特征參數(shù)集，實現(xiàn)了對能耗監(jiān)管平臺問題數(shù)據(jù)的分類識別、清洗、智能補充的一體化處理，克服了目前公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法智能性不足、問題數(shù)據(jù)補充方法缺乏合理性的問題；同時，運用本發(fā)明的方法能夠很好的實現(xiàn)能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)質(zhì)量評價、能耗預估、問題數(shù)據(jù)報警，以及提供可靠的故障排查建議。
【專利說明】一種基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理方法，具體涉及一種基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法，屬于數(shù)據(jù)處理【技術領域】。

【背景技術】
[0002]據(jù)統(tǒng)計，全球建筑能耗大約占能源總消耗量的三分之一。在我國的能源消費主體中，建筑能耗所占的比例已經(jīng)達到35 %，隨著社會的發(fā)展，我國建筑能耗總量和在能源總消費的比例還有持續(xù)上升的趨勢。其中，公共建筑能耗始終居高不下，雖然公共建筑數(shù)量僅占總建筑數(shù)量的5%左右，但能耗卻占建筑總能耗的22%。與此同時，我國正面臨著能源短缺和環(huán)境惡化的雙重壓力，建筑節(jié)能減排迫在眉睫。因此監(jiān)測、控制公共建筑能耗成為建筑節(jié)能的一項重要工作。
[0003]建立公共建筑能耗監(jiān)管平臺、進行能耗分項計量是公共建筑能源管理體系的一項重要內(nèi)容。它將信息技術與節(jié)能監(jiān)管體系相結(jié)合，實現(xiàn)對公共建筑能耗的實時監(jiān)測和管理。目前，許多公共建筑建立了能耗監(jiān)管平臺，并且在運營過程中積累了大量數(shù)據(jù)。然而大量數(shù)據(jù)也帶來了 “數(shù)據(jù)災難”，由于“技術”和“管理”等方面的原因，能耗監(jiān)管平臺運行過程中會產(chǎn)生大量存在問題的數(shù)據(jù)，管理人員難以有效的發(fā)現(xiàn)和處理這些問題數(shù)據(jù)，最終導致能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)與建筑真實能耗相差甚遠。數(shù)據(jù)質(zhì)量差的公共建筑能耗監(jiān)測平臺非但不能促進建筑節(jié)能工作的開展，還會干擾、誤導建筑節(jié)能工作的正常進行。因此，如何及時發(fā)現(xiàn)和處理這些問題數(shù)據(jù)，提高能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)質(zhì)量是一個亟待解決的問題。
[0004]目前的問題數(shù)據(jù)處理方法大致可以分為兩類:一類是單純的設定閥值處理法，另一種是相對智能的數(shù)據(jù)處理方法。設定閥值法閥值難以確定，閥值選取不當對數(shù)據(jù)處理結(jié)果影響極大，且缺乏智能性。目前常用的智能處理方法，對季節(jié)、區(qū)域環(huán)境等因素考慮不足，動態(tài)適應性不夠理想，而且缺少智能的問題數(shù)據(jù)補充方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對目前能耗數(shù)據(jù)處理方法缺乏智能性、數(shù)據(jù)補充手段不夠合理等問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效提高公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)質(zhì)量和能耗監(jiān)管水平的基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術方案:
[0007]—種基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]S1、問題數(shù)據(jù)初步識別:識別出能耗數(shù)據(jù)中由于計量、傳輸和記錄設備故障產(chǎn)生的數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)突變的問題數(shù)據(jù)；
[0009]S2、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立用能模式特征參數(shù)集:按照影響因素將建筑和/或設備能耗數(shù)據(jù)精細分為若干用能模式，計算出每類用能模式能耗數(shù)據(jù)集的數(shù)學期望和方差，以數(shù)學期望和方差作為用能模式的特征參數(shù)，建立起包含所有用能模式特征參數(shù)的數(shù)據(jù)集，其中，前述影響因素包括:能耗數(shù)據(jù)發(fā)生時刻、發(fā)生時刻所在天是否是休息日、氣象參數(shù)；
[0010]S3:問題數(shù)據(jù)精細識別:根據(jù)S2所述用能模式特征參數(shù)數(shù)據(jù)集將能耗數(shù)據(jù)與所屬的用能模式匹配，根據(jù)用能模式特征參數(shù)集判斷能耗數(shù)據(jù)是否離群，如果離群則該能耗點為由于使用者異常用能行為導致的用能異常數(shù)據(jù)點；
[0011]S4:問題數(shù)據(jù)智能補充:將問題數(shù)據(jù)與用能模式匹配，根據(jù)用能模式特征參數(shù)集，采用拉格朗日算法對問題數(shù)據(jù)進行智能補充。
[0012]前述的基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，前述
51、問題數(shù)據(jù)初步識別，包括以下步驟:
[0013]Sll:對問題數(shù)據(jù)進行分類，包括缺失數(shù)據(jù)和突變數(shù)據(jù)；
[0014]S12:根據(jù)聚類算法得到缺失數(shù)據(jù)、突變數(shù)據(jù)單位時間內(nèi)能耗最大值，即閥值F ；
[0015]S13:對計量表累計示數(shù)數(shù)據(jù)進行圖形識別，建立起針對缺失數(shù)據(jù)和突變數(shù)據(jù)的識別公式:
[0016]缺失數(shù)據(jù)識別公式:
[0017]Ai = 0*Ai 為空式(I)
[0018]突變數(shù)據(jù)識別公式:
[0019]A1-AiYO 或 A1-AiJF 式(2)
[0020]其中Ai為第i時刻計量表累計示數(shù)，Ap1為第1-Ι時刻計量表累計示數(shù)，F(xiàn)為閥值；
[0021]S14:根據(jù)式(I)和式(2)識別缺失數(shù)據(jù)、突變數(shù)據(jù)，記錄能耗數(shù)據(jù)中缺失數(shù)據(jù)數(shù)目、突變數(shù)據(jù)的數(shù)目；
[0022]S15:將識別出的突變數(shù)據(jù)的計量表累積值賦為O。
[0023]前述的基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，前述
52、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立用能模式特征參數(shù)集，包括以下步驟:
[0024]S21:為能耗數(shù)據(jù)添加是否是工作日標簽、氣象參數(shù)標簽；
[0025]S22:根據(jù)能耗數(shù)據(jù)發(fā)生時刻、發(fā)生時刻所在天是否是休息日、氣象參數(shù)將建筑和/或設備的用能模式精細的分為若干類；
[0026]S23:計算出每類用能模式對應能耗數(shù)據(jù)集的數(shù)學期望和方差，該數(shù)學期望和方差作為用能模式的特征參數(shù)；
[0027]S24:建立起包含所有用能模式特征參數(shù)的數(shù)據(jù)集。
[0028]前述的基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，前述
S4:問題數(shù)據(jù)智能補充，包括以下步驟:
[0029]S41:統(tǒng)計需要補充數(shù)據(jù)段內(nèi)包含的問題數(shù)據(jù)點數(shù)目、問題數(shù)據(jù)對應的用能模式、問題數(shù)據(jù)發(fā)生前、后時刻計量表累積示數(shù)；
[0030]S42:根據(jù)用能模式特征參數(shù)集，采用拉格朗日算法對問題數(shù)據(jù)進行補充，補充值通過以下公式計算:

【權利要求】
1.一種基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、問題數(shù)據(jù)初步識別:識別出能耗數(shù)據(jù)中由于計量、傳輸和記錄設備故障產(chǎn)生的數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)突變的問題數(shù)據(jù)； 52、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立用能模式特征參數(shù)集:按照影響因素將建筑和/或設備能耗數(shù)據(jù)精細分為若干用能模式，計算出每類用能模式能耗數(shù)據(jù)集的數(shù)學期望和方差，以數(shù)學期望和方差作為用能模式的特征參數(shù)，建立起包含所有用能模式特征參數(shù)的數(shù)據(jù)集，其中，所述影響因素包括:能耗數(shù)據(jù)發(fā)生時刻、發(fā)生時刻所在天是否是休息日、氣象參數(shù)； 53:問題數(shù)據(jù)精細識別:根據(jù)S2所述用能模式特征參數(shù)數(shù)據(jù)集將能耗數(shù)據(jù)與所屬的用能模式匹配，根據(jù)用能模式特征參數(shù)集判斷能耗數(shù)據(jù)是否離群，如果離群則該能耗點為由于使用者異常用能行為導致的用能異常數(shù)據(jù)點； 54:問題數(shù)據(jù)智能補充:將問題數(shù)據(jù)與用能模式匹配，根據(jù)用能模式特征參數(shù)集，采用拉格朗日算法對問題數(shù)據(jù)進行智能補充。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述S1、問題數(shù)據(jù)初步識別，包括以下步驟: 511:對問題數(shù)據(jù)進行分類，包括缺失數(shù)據(jù)和突變數(shù)據(jù)； 512:根據(jù)聚類算法得到缺失數(shù)據(jù)、突變數(shù)據(jù)單位時間內(nèi)能耗最大值，即閥值F ; 513:對計量表累計示數(shù)數(shù)據(jù)進行圖形識別，建立起針對缺失數(shù)據(jù)和突變數(shù)據(jù)的識別公式: 缺失數(shù)據(jù)識別公式: Ai = O或Ai為空 式(I) 突變數(shù)據(jù)識別公式: Α「Αη〈0 或 A1-AiJF 式(2) 其中Ai為第i時刻計量表累計示數(shù)，Ag為第1-Ι時刻計量表累計示數(shù)，F(xiàn)為閥值； S14:根據(jù)式(I)和式(2)識別缺失數(shù)據(jù)、突變數(shù)據(jù)，記錄能耗數(shù)據(jù)中缺失數(shù)據(jù)數(shù)目、突變數(shù)據(jù)的數(shù)目； S15:將識別出的突變數(shù)據(jù)的計量表累積值賦為O。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述S2、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立用能模式特征參數(shù)集，包括以下步驟: 521:為能耗數(shù)據(jù)添加是否是工作日標簽、氣象參數(shù)標簽； 522:根據(jù)能耗數(shù)據(jù)發(fā)生時刻、發(fā)生時刻所在天是否是休息日、氣象參數(shù)將建筑和/或設備的用能模式精細的分為若干類； 523:計算出每類用能模式對應能耗數(shù)據(jù)集的數(shù)學期望和方差，該數(shù)學期望和方差作為用能模式的特征參數(shù)； 524:建立起包含所有用能模式特征參數(shù)的數(shù)據(jù)集。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于數(shù)據(jù)挖掘的公共建筑能耗監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述S4:問題數(shù)據(jù)智能補充，包括以下步驟: S41:統(tǒng)計需要補充數(shù)據(jù)段內(nèi)包含的問題數(shù)據(jù)點數(shù)目、問題數(shù)據(jù)對應的用能模式、問題數(shù)據(jù)發(fā)生前、后時刻計量表累積示數(shù)； S42:根據(jù)用能模式特征參數(shù)集，采用拉格朗日算法對問題數(shù)據(jù)進行補充，補充值通過以下公式計算:
Δ 2 Ei = A.+ ^ (Β~Α~Σ?=ι) 式(3)
Σ,=Α- 其中，Ei為第i個問題數(shù)據(jù)的補充值，μ i為第i個問題數(shù)據(jù)匹配的用能模式數(shù)據(jù)的數(shù)學期望值，Λ i為第i個問題數(shù)據(jù)匹配的用能模式數(shù)據(jù)的方差，η為問題數(shù)據(jù)段內(nèi)問題數(shù)據(jù)的個數(shù)，A為問題數(shù)據(jù)發(fā)生前一時刻的計量表累積示數(shù)，B為問題數(shù)據(jù)發(fā)生后一時刻的計量表累積示數(shù)。
【文檔編號】G06Q50/08GK104199961SQ201410482593
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】楊石, 顧中煊, 羅淑湘 申請人:北京建筑技術發(fā)展有限責任公司