專利名稱：用于分析建筑物操作傳感器數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此披露的系統(tǒng)和方法一般涉及將建筑物傳感器信息分析和分解成更可管理的形式，從而隨后確定實(shí)際或虛構(gòu)的建筑物的行為屬性。
背景技術(shù)：
辦公樓消耗在美國(guó)使用的能源的40%，以及在美國(guó)使用的電力的70%。能源消耗，無(wú)論是電能、礦物燃料或其他能源使用都變成關(guān)心的話題，不僅涉及資源的有效使用，而且涉及能源消耗已呈現(xiàn)的全球影響。由于對(duì)高效使用能源的興趣高，因此已使用支持舒適、清潔且有效的建筑物設(shè)計(jì)的技術(shù)和工具多年。然而，這樣的技術(shù)和工具的固有時(shí)間和長(zhǎng)度規(guī)模一般相對(duì)長(zhǎng)(多個(gè)小時(shí)、多天、大的建筑物空間)，并且這些工具的性能預(yù)期隨時(shí)間推移和巨大空間域平均化。例如，只要房間中溫度保持在預(yù)定邊界內(nèi)，那么建筑物的占有者很少對(duì)溫度的詳情感興趣，同時(shí)建筑物的擁有者僅對(duì)將其每月總能量成本保持在最小感興趣。然而，當(dāng)近來(lái)能量成本增加并且考慮環(huán)境影響時(shí)，這個(gè)狀況急劇改變。許多現(xiàn)有效率提高方法尋求通過將個(gè)體建筑物能量系統(tǒng)部件或子系統(tǒng)最優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)全局建筑物效率。例如，更有效的壓縮機(jī)被用作空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)，定時(shí)恒溫器用來(lái)預(yù)期建筑物占用率，或如果在區(qū)域中的能量需求爆發(fā)的情況下公共設(shè)施公司可以關(guān)閉或最小化能量輸送，那么從公共設(shè)施公司給予系統(tǒng)優(yōu)先率。這樣的方法不對(duì)建筑物管理或設(shè)計(jì)采取系統(tǒng)方法，這將允許甚至比當(dāng)前使用的改進(jìn)和可變使用條件更大節(jié)省。因此，存在對(duì)更全面的建筑物能量分析系統(tǒng)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
披露用于分析建筑物傳感器信息并將其中的信息分解成更可管理或更易控制且更有用形式的系統(tǒng)和方法。某些實(shí)施例將基于能量的和基于頻譜的分析方法與參數(shù)采樣和不確定度/靈敏度分析整合，從而實(shí)現(xiàn)建筑物行為的更全面洞察。該分析的結(jié)果可以經(jīng)多種可視化向用戶呈現(xiàn)，和/或用來(lái)自動(dòng)調(diào)整某些建筑物操作。在某些實(shí)施例中，包括基于庫(kù)普曼(Koopman)的操作的先進(jìn)頻譜技術(shù)用來(lái)從已收集的建筑物傳感器數(shù)據(jù)分辨特征。


圖1圖解包括影響部件和建筑物傳感器的多個(gè)環(huán)境的建筑物的剖面透視圖。
圖2是用于包含多個(gè)建筑物傳感器的建筑物的平面布置圖。圖3是一般化的邏輯流程圖，其圖解某些實(shí)施例的建筑物傳感器數(shù)據(jù)分析怎樣可以用于向用戶呈現(xiàn)建筑物傳感器數(shù)據(jù)分析的可視化。圖4是一般化的邏輯流程圖，其圖解實(shí)施例中的某些的建筑物傳感器數(shù)據(jù)分析怎樣可以在建筑物控制反饋系統(tǒng)中使用。圖5是圖解GloBEMS軟件的某些實(shí)施例的模塊化裝置的系統(tǒng)圖示。圖6是各種建筑物傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)間序列曲線圖。圖7是一般化的邏輯流程圖，其圖解實(shí)施例中某些的建筑物傳感器數(shù)據(jù)分析怎樣可以用來(lái)執(zhí)行特征分類和數(shù)據(jù)可視化。圖8是一般化的流程圖，其圖解由實(shí)施例中的某些的各種數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)。圖9是頻率的曲線圖，并更一般地是針對(duì)使用第一可視化技術(shù)的一組特別傳感器數(shù)據(jù)的庫(kù)普曼頻譜的曲線圖。圖10包含頻率的曲線圖，并更一般地包含針對(duì)使用第二可視化技術(shù)的一組特別傳感器數(shù)據(jù)的庫(kù)普曼頻譜的曲線圖，該第二可視化技術(shù)幫助從值的排列在各個(gè)頻率選擇數(shù)據(jù)。圖11是為源自圖10的頻率或模式選擇的數(shù)據(jù)的平面布置圖上內(nèi)插覆蓋圖的圖解。圖12示出在從圖10的排列選擇的特別相位的平面布置圖上傳感器數(shù)據(jù)的內(nèi)插覆蓋圖。圖13示出用于執(zhí)行數(shù)據(jù)的基于庫(kù)普曼的分析的一般化流程圖。圖14包含用于將物理系統(tǒng)建模為一連串輸入和一連串輸出的一般化系統(tǒng)圖示。圖15包含確定性采樣技術(shù)和使用蒙特卡羅技術(shù)的傳統(tǒng)采樣的并列比較。圖16是示出在一個(gè)可能的靈敏度分析中的各種等級(jí)的分解變量的表格。圖17是如在某些實(shí)施例中以分解的靈敏度網(wǎng)的形式使用的分解操作的結(jié)果的可視化。圖18是概括描述如在某些實(shí)施例中使用的靈敏度分析的邏輯流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)代建筑物可以包括各種傳感器從而監(jiān)控建筑物的環(huán)境和能量使用。盡管這些傳感器提供過多信息，但以相干方式組織該巨量數(shù)據(jù)可以是使人畏縮的任務(wù)?，F(xiàn)有建筑物或仍有待建造的建筑物的計(jì)算機(jī)模擬可以相似包括巨量數(shù)據(jù)，該巨量數(shù)據(jù)的有用信息是難以提取的。在這些模擬結(jié)合源自現(xiàn)實(shí)世界和計(jì)算機(jī)模擬建筑物傳感器的數(shù)據(jù)的情況下，可能尤其難以從傳感器結(jié)果提取有意義信息。本實(shí)施例中的某些設(shè)想傳感器數(shù)據(jù)分析套件，其包含便于建筑物傳感器數(shù)據(jù)中相關(guān)特征的有效確定的多個(gè)數(shù)據(jù)分析工具。特別地，本實(shí)施例改善時(shí)間、計(jì)算能力，并減少確定影響能效的因素所必需的用戶參與水平。這個(gè)全局建筑物能量管理系統(tǒng)的某些實(shí)施例使得所討論的建筑物的全部參數(shù)和輸出的分析可行，供應(yīng)建筑物范圍的最優(yōu)化結(jié)果，其中甚至僅建筑物行為的一般理解可以是先前不可能的。圖1圖解包含多個(gè)環(huán)境和能量影響部件以及經(jīng)配置監(jiān)控建筑物行為的各種建筑物傳感器的建筑物101的剖面透視圖100。具體地，該建筑物可以包含電、煤氣和加熱部件102、冷卻塔104、照明103、供水系統(tǒng)109和其他設(shè)施。一些部件例如冷卻管105、風(fēng)扇106以及冷凍器和鍋爐107可以經(jīng)操作以調(diào)整建筑物101的各種房間的內(nèi)部溫度。傳感器例如恒溫器和恒濕器可以存在并在建筑物內(nèi)局部工作。一些傳感器可以向中心局或控制系統(tǒng)傳輸其數(shù)據(jù)，并從該中心局或控制系統(tǒng)激活。圖2圖解建筑物例如建筑物101的平面布置圖201。盡管在這里示作單層的二維自頂向下視圖，但人們認(rèn)識(shí)到包括多層架構(gòu)的三維描述的多個(gè)其他可能表示。在平面布置圖201上圖解的是數(shù)個(gè)傳感器202a-c的位置。這些傳感器中的每個(gè)可以在這里稱為“物理場(chǎng)”的其特別位置測(cè)量建筑物的多個(gè)屬性?！拔锢韴?chǎng)”可以包含環(huán)境方面例如溫度或濕度，但也可以包含系統(tǒng)方面例如功耗或電流。物理場(chǎng)傳感器讀數(shù)可以被轉(zhuǎn)換成適當(dāng)形式從而便于分析。例如，傳感器可以記錄溫度的改變，或濕度的改變，或可以替代記錄這些值在時(shí)期上的積分。替代地計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠執(zhí)行對(duì)原始傳感器數(shù)據(jù)的這個(gè)后處理。傳感器可以例如測(cè)量物理場(chǎng)如溫度、濕度、氣流、電力、占用率、光、煙霧，和/或個(gè)別或組合使用的任何其他傳感器。每個(gè)傳感器可以本地存儲(chǔ)信息，但也可以向中心系統(tǒng)傳輸信息。將其信息通信的這些傳感器可以是無(wú)線的或有線的。某些實(shí)施例設(shè)想包含便于讀數(shù)到中央系統(tǒng)的傳輸?shù)奶貏e基礎(chǔ)設(shè)施的傳感器。在包含無(wú)線傳感器的某些實(shí)施例中，路由器可以用來(lái)從本地傳感器收集數(shù)據(jù)，并將它們傳遞到中心系統(tǒng)。平面布置圖201和傳感器202a_c可以不反映實(shí)際的現(xiàn)實(shí)世界建筑物和傳感器布局，但可以代替地反映建筑物的虛構(gòu)模型，例如軟件模型。這樣的模型可以包含有待建造的建筑物，或已經(jīng)建造的建筑物。在虛構(gòu)的平面布置圖中，可以通過在不同模擬循環(huán)上從模型提取模擬值來(lái)模擬每個(gè)傳感器。在一些系統(tǒng)中，可以使用組合的實(shí)際與虛構(gòu)系統(tǒng)。例如，在圖2中，現(xiàn)實(shí)世界物理數(shù)據(jù)可以從現(xiàn)實(shí)世界傳感器202a和202b取得。然而，傳感器202c可以不在現(xiàn)實(shí)世界中存在，并可以用虛構(gòu)的軟件傳感器代替。相似地，傳感器202a-c可以全部實(shí)際存在，但可以獲取不同數(shù)據(jù)或經(jīng)不同標(biāo)準(zhǔn)獲取數(shù)據(jù)。軟件模擬可以然后用來(lái)補(bǔ)充在傳感器之間的數(shù)據(jù)從而實(shí)現(xiàn)均勻的傳感器讀數(shù)。一旦已從傳感器202a_c獲取數(shù)據(jù)，那么希望基于已測(cè)量的物理場(chǎng)推斷建筑物的行為方面。盡管用戶例如建筑師或建筑運(yùn)營(yíng)者可以直接分析數(shù)據(jù)，但在沒有執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的情況下分辨重要行為可以是非常困難的。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以包含具有處理器和存儲(chǔ)器的計(jì)算裝置。該系統(tǒng)可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)或集群計(jì)算機(jī)的形式，并可以涉及在計(jì)算云中的計(jì)算裝置，或可以實(shí)施為嵌入式系統(tǒng)，或以含有基本處理和存儲(chǔ)器單元的其他形式實(shí)施。某些實(shí)施例設(shè)想可以在數(shù)據(jù)處理硬件上運(yùn)行的數(shù)據(jù)處理軟件。該軟件可以包含如在下面更詳細(xì)描述的頻譜空間信息模塊、圖分解信息模塊和靈敏度分析模塊。使用該軟件的操作員可以能夠分辨否則通過傳感器數(shù)據(jù)的復(fù)雜性保持隱藏的建筑物行為。圖3示出一般化的邏輯流程圖，其圖解實(shí)施例中的某些的建筑物傳感器數(shù)據(jù)分析怎樣可以用于向用戶呈現(xiàn)建筑物傳感器數(shù)據(jù)分析的可視化。系統(tǒng)通過從建筑物獲取實(shí)際的或虛構(gòu)生成的傳感器數(shù)據(jù)302開始。系統(tǒng)然后分析傳感器數(shù)據(jù)303。分析傳感器數(shù)據(jù)303可以需要將數(shù)據(jù)變換成更服從分析的形式，如在下面更詳細(xì)描述的(使用正交分解、基于頻率的分析，等等)。系統(tǒng)可以然后基于分析產(chǎn)生視覺表示304，從而基于一個(gè)或更多已測(cè)量物理場(chǎng)向用戶提供建筑物行為的清晰概念。檢查該視覺表示304的用戶可以然后人工調(diào)整建筑物設(shè)計(jì)或建筑物操作，從而實(shí)現(xiàn)更可取的建筑物行為。圖4示出另一一般化的邏輯流程圖，此時(shí)圖解實(shí)施例中的某些的建筑物傳感器數(shù)據(jù)分析怎樣可以在反饋系統(tǒng)中使用。這里分析被用作反饋過程的部分從而自動(dòng)調(diào)整建筑物的行為。例如，當(dāng)使用虛構(gòu)的傳感器設(shè)計(jì)建筑物時(shí)，圖4的系統(tǒng)可以執(zhí)行建筑物行為的模擬，分析結(jié)果303，然后將建筑物配置作為監(jiān)督控制過程404的部分調(diào)整到更最優(yōu)設(shè)計(jì)。該過程可以迭代執(zhí)行直到達(dá)到希望的停止條件。在現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)中，取而代之的是過程可以使用可以包含一個(gè)或更多致動(dòng)器的建筑物控制系統(tǒng)調(diào)整建筑物控制系統(tǒng)參數(shù)。例如，在分析之后系統(tǒng)可以為特別房間中的空調(diào)建立新的激活模式。某些實(shí)施例設(shè)想僅執(zhí)行可視化(圖3)或自動(dòng)控制(圖4)中的任意一個(gè)，而其他實(shí)施例設(shè)想執(zhí)行兩者，可能重復(fù)使用相同的數(shù)據(jù)分析303。本實(shí)施例中的某些設(shè)想統(tǒng)一軟件套件，其便于在圖3和4中示出的觀察和操作中的某些。圖5示出稱為全局建筑物能量管理系統(tǒng)(GloBEMS)的該軟件系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。提到的能量可以包含和評(píng)估建筑物行為相關(guān)的熱量數(shù)據(jù)、電數(shù)據(jù)或由傳感器提供的任何其他物理場(chǎng)數(shù)據(jù)。此外，由系統(tǒng)考慮的一些數(shù)據(jù)可以得自傳感器之外的來(lái)源，例如日歷信息、建筑物會(huì)議安排以及天氣信息。GloBEMS系統(tǒng)可以包括用于有效分析、可視化并控制建筑物能量使用，以及用于設(shè)計(jì)允許更有效能量使用的建筑物的方法和設(shè)備。這樣的系統(tǒng)可以在軟件、固件或硬件中實(shí)施，如在下面更詳細(xì)描述的。圖5的軟件系統(tǒng)的圖形表示可以一般分成三個(gè)模塊。如在下面討論的，數(shù)據(jù)收集可以涉及從現(xiàn)實(shí)世界物理場(chǎng)傳感器511收集數(shù)據(jù)，或通過使用虛構(gòu)的建筑物能量模型510收集數(shù)據(jù)，或通過使用該兩者的組合收集數(shù)據(jù)?？梢允褂酶纳颇Ｐ托畔①|(zhì)量的數(shù)據(jù)同化技術(shù)整合傳感器數(shù)據(jù)和建筑物能量模型數(shù)據(jù)。第二模塊，數(shù)據(jù)處理模塊502可以然后將從數(shù)據(jù)收集模塊501獲取的數(shù)據(jù)變換成更可修正的形式以便分析?？梢匀缓笙蚩梢暬?或致動(dòng)模塊503呈現(xiàn)已分析數(shù)據(jù)，該模塊503將數(shù)據(jù)531可視化或致動(dòng)某些建筑物系統(tǒng)532，如在上面關(guān)于圖3和4分別描述的。有效可視化或系統(tǒng)修改需要適當(dāng)分析數(shù)據(jù)。某些實(shí)施例設(shè)想使用圖分解模塊521、靈敏度分析模塊523、頻譜空間分解模塊522中的一個(gè)或更多，其包括庫(kù)普曼模式方法和基于能量的(在一些實(shí)施例中本征正交分解[P0D])方法，如在下面更詳細(xì)描述的。這些模塊的結(jié)果可以向可視化和致動(dòng)模塊503直接提供，或可以首先經(jīng)系統(tǒng)整合模塊524整合。特別地，可以使用系統(tǒng)整合模塊524整合并細(xì)化源自圖分解521、包括庫(kù)普曼模式方法和POD方法的頻譜空間方法522，或靈敏度分析與不確定度和靈敏度分析模塊523的信息。源自數(shù)據(jù)處理模塊的信息可以由可視化和/或致動(dòng)模塊用來(lái)分別地將數(shù)據(jù)分析的結(jié)果可視化或基于其采取行動(dòng)。某些實(shí)施例設(shè)想在圖分解模塊521、頻譜空間分解模塊522和靈敏度分析模塊523之間的進(jìn)一步交互。特別地，在系統(tǒng)或用戶已經(jīng)使用頻譜空間分解模塊522執(zhí)行分析之后，某些實(shí)施例設(shè)想使用該結(jié)果，從而用靈敏度分析模塊523執(zhí)行靈敏度分析，或使用圖分解模塊521執(zhí)行圖分解。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以通過跨多個(gè)參數(shù)值執(zhí)行頻譜空間分析來(lái)迭代執(zhí)行靈敏度分析或圖分解。即，在研究實(shí)際建筑物的情況下，例如在下午的窗口陰影長(zhǎng)度的參數(shù)可以被設(shè)定成多個(gè)值中的一個(gè)，并且頻譜空間分析隨后為每個(gè)值執(zhí)行。靈敏度分析可以然后在結(jié)果模式上執(zhí)行。相似過程可以為源自虛構(gòu)模型的模擬建筑物數(shù)據(jù)發(fā)生。系統(tǒng)或用戶也可以用相似方式使用頻譜空間分解模塊522和圖分解模塊521執(zhí)行迭代分析。如在圖中表明的，某些實(shí)施例也設(shè)想靈敏度分析模塊523通過與圖分解模塊521直接交互來(lái)執(zhí)行分析。人們?nèi)菀渍J(rèn)識(shí)到并非這些模塊中的全部都需要在單個(gè)系統(tǒng)中存在，并且某些實(shí)施可以省略或包括示出模塊之外的另外模塊。例如，處理軟件模塊也可以包括能量模型、流模型或計(jì)算建筑物中物理變量的未來(lái)狀態(tài)的任何其他物理模型。處理軟件可以含有互鏈接、組合并另外處理于此描述的軟件模塊中任何信息的模塊。某些實(shí)施例設(shè)想將系統(tǒng)500與包括可視化裝置例如計(jì)算機(jī)終端的用戶接口整合。這樣的計(jì)算機(jī)終端可以位于建筑物的公共區(qū)域例如大廳，建筑物的商務(wù)部分例如辦公室、商店，數(shù)據(jù)中心以及其他或建筑運(yùn)營(yíng)者辦公室。致動(dòng)系統(tǒng)可以包括至少一個(gè)致動(dòng)器，該致動(dòng)器能夠致動(dòng)系統(tǒng)中的物理改變，例如系統(tǒng)的質(zhì)量、能量或照明狀態(tài)的改變，或向占有者或運(yùn)營(yíng)者提供使得他們能夠在建筑物系統(tǒng)中施加物理改變的信息，例如顯示對(duì)建筑物中能量控制的重要性消息的可視化系統(tǒng)。傳感器數(shù)據(jù)分析一概述圖6圖解用于多個(gè)傳感器的例子數(shù)據(jù)集601。對(duì)于每個(gè)傳感器，可以生成數(shù)據(jù)廓線602a-c，其描述隨時(shí)間604推移的傳感器的值603。在該特別例子中，傳感器在周期性間隔記錄溫度值。人們將認(rèn)識(shí)到如果傳感器在不同周期或用相對(duì)相位偏移采樣，那么可以在傳感器數(shù)據(jù)之間內(nèi)插點(diǎn)從而促進(jìn)連續(xù)數(shù)據(jù)集。相似地，可以為其他原因例如傳感器何時(shí)提供稀疏數(shù)據(jù)集而內(nèi)插數(shù)據(jù)。盡管用戶可能通過視覺檢查示作603的原始傳感器數(shù)據(jù)來(lái)分析建筑物行為，但他們可能忽視某些重要特征。圖7圖解可以通過其將傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成更易控制以由用戶或由自動(dòng)化系統(tǒng)分析的形式的一般過程。初始，可以將原始傳感器數(shù)據(jù)702組織成用于數(shù)據(jù)操作的形式。在一些實(shí)施例中，在感興趣的時(shí)期上的各個(gè)傳感器值的記錄可以組織成矩陣，并且內(nèi)插在值之間按需執(zhí)行從而實(shí)現(xiàn)完整數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集可以然后變換703成所需的分析形式704。在一些實(shí)施例中該變換703可以包含傅里葉變換、庫(kù)普曼或其他基于頻譜的技術(shù)。一般說來(lái)，可以僅在需要庫(kù)普曼算子的本征值和本征向量的子集時(shí)使用例如傅里葉變換和阿諾爾迪(Arnoldi)法的方法。在想要更完整的本征值和本征向量集的情況下，可以使用例如梅茲克(Mezic)法的方法。在一些實(shí)施例中，變換703也可以包含POD (例如主分量分析)，或其他基于能量的分析技術(shù)(本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到Mor1-Zwanzig形式體系(formalism)、最優(yōu)預(yù)測(cè)和其他投影方法)。變換數(shù)據(jù)集704可以然后用來(lái)生成705傳感器數(shù)據(jù)結(jié)果的可視化706，如在上面關(guān)于圖3描述的?？梢暬?06的生成705可以與感興趣區(qū)域的用戶指定選擇一起發(fā)生。在一些實(shí)施例中，可視化可以包含如在圖7中示出的覆蓋圖。系統(tǒng)可以代替地分析修改的數(shù)據(jù)704并調(diào)整控制行為而不是產(chǎn)生可視化，如在上面關(guān)于圖4討論的。傳感器數(shù)據(jù)分析一方法概述本實(shí)施例中的某些提供用戶或控制系統(tǒng)可以從中選擇的一套數(shù)據(jù)分析技術(shù)。圖8示出用于按照?qǐng)D7的一般描述過程生成數(shù)據(jù)的方法中的某些。特別地，由圖8圖解的實(shí)施例包含基于能量的一套方法810，以及基于頻譜的一套方法820。基于能量的套件可以包含技術(shù)例如本征正交分解(POD)(人們將容易認(rèn)識(shí)到本領(lǐng)域中POD的各種表征，例如主分量分析(PCA)、Karhunen-Loeve變換(KLT)或霍特林(Hotelling)變換)?；陬l譜的分析可以包含傅里葉變換和可能使用阿諾爾迪或Mezic (空間場(chǎng)的調(diào)和平均)方法實(shí)施的庫(kù)普曼法，如在下面更詳細(xì)討論的。系統(tǒng)通過接收可能被預(yù)處理并排列成合適形式的原始傳感器數(shù)據(jù)802而開始801。在一些實(shí)施例中已接收數(shù)據(jù)可以組織為矩陣，其中在時(shí)間中特別瞬間的傳感器值置于每列或行中。如在上面討論的，可以執(zhí)行在傳感器值之間的內(nèi)插。較高階矩陣或張量可能用來(lái)組織更詳細(xì)的數(shù)據(jù)集，盡管以下描述為說明為目的是關(guān)于二維矩陣的。某些實(shí)施例設(shè)想使用源自套件810、820等中的每個(gè)的不同方法執(zhí)行多個(gè)分析?？梢赃x擇并執(zhí)行基于能量的分析例如POD分析(如在下面更詳細(xì)一般地描述的)。POD將生成包含在特別能量水平與每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的值的多個(gè)向量。用戶或系統(tǒng)然后可以選擇感興趣的能量水平812。與已選擇能量水平關(guān)聯(lián)的向量可以然后用來(lái)在其各自傳感器中的每個(gè)生成與在下面更詳細(xì)描述的圖12的覆蓋圖相似的可視化830。如提到的，替代地，系統(tǒng)可以分析已選擇能量水平從而確定采取的適當(dāng)行動(dòng)。傳感器數(shù)據(jù)變換——本征lH交分解如提到的，在某些實(shí)施例中傳感器數(shù)據(jù)可以經(jīng)POD變換成更易控制用于分析的形式。由于POD包含多種分解技術(shù)，因此以下描述僅是用于描述目的的某些實(shí)施例的概括。在POD期間，系統(tǒng)可以首先從實(shí)際的、模擬的或部分實(shí)際和模擬的建筑物傳感器數(shù)據(jù)接收物理場(chǎng)數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，可以然后減去數(shù)據(jù)的平均值，并且計(jì)算已修改數(shù)據(jù)集的協(xié)方差矩陣?？梢匀缓笥?jì)算該協(xié)方差矩陣RR06的本征值和本征向量?？梢允褂糜糜诒菊髦档挠?jì)算或估計(jì)的已知技術(shù)，例如矩陣分解(支持向量分解)或雅可比本征值算法。帶有最高值的本征值可以稱為“主分量”，并且基于本征值的各自量值/大小執(zhí)行本征值的總排序。對(duì)應(yīng)于每個(gè)本征值的本征向量可以基于本征值大小相似地排序。這些本征向量中的每個(gè)都可以稱為模式(第一模式是“主分量”，等等)。取決于系統(tǒng)配置，可以選擇一些數(shù)目的最大本征向量從而形成“特征向量”。數(shù)據(jù)然后投影到這個(gè)特征空間上從而推導(dǎo)POD特征或模式。上面僅是POD過程的一般概述，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員容易認(rèn)識(shí)到眾多各種和省略的詳情。因此，POD生成多個(gè)實(shí)向量(即包含實(shí)分量的向量)和關(guān)聯(lián)能量值(本征值或奇異值)。這些向量或模式可以然后用來(lái)將傳感器數(shù)據(jù)的支配動(dòng)能的空間位置可視化。為清楚，傳感器數(shù)據(jù)的“動(dòng)能”或“頻譜能”在這里在信號(hào)處理意義上指代信號(hào)中的“能量”。該能量可以與建筑物中的熱能、電能或其他物理場(chǎng)能量相關(guān)或相同或可以與之不相關(guān)或相同。系統(tǒng)或用戶可以然后選擇能量水平和關(guān)聯(lián)本征向量，從而執(zhí)行外觀上相似于圖11的可視化。特別地，源自向量的每個(gè)值在平面布置圖上對(duì)應(yīng)傳感器的空間位置處的覆蓋圖中描繪，并且可以按需適當(dāng)縮放。可以然后執(zhí)行值之間的內(nèi)插從而描繪在覆蓋圖上傳感器位置之間的中間值。這可以使得更容易確定建筑物行為屬性，并將錯(cuò)誤操作從非錯(cuò)誤操作區(qū)分開，尤其是通過鑒別既不典型的(其中可以基于建筑物的操作的測(cè)量值或通過運(yùn)行能量模型來(lái)建立典型行為)也非用戶請(qǐng)求的本征正交模式中的動(dòng)能含量來(lái)區(qū)分。這樣的信息也可以用來(lái)設(shè)計(jì)監(jiān)督控制器。當(dāng)使用POD在空間位置鑒別錯(cuò)誤操作時(shí)，可以指示在該位置的致動(dòng)器執(zhí)行校正操作。遺憾地，盡管POD對(duì)確定數(shù)據(jù)的一些特征有用，但其不總是適合于建筑物行為的全面理解。具體地，上面POD分析的最大本征值表明已變換數(shù)據(jù)集的最高能量模式?；谧罡吣Ｊ浇M織數(shù)據(jù)不總是有用的。這些能量可以包含反之反映建筑物操作中的異常行為的許多不同頻率的信息。此外，POD的每個(gè)本征向量可以與其同位體正交。因此，在一些實(shí)例中，可以更優(yōu)選基于將數(shù)據(jù)變換成便于具體包括頻率內(nèi)容的數(shù)據(jù)內(nèi)容的更通用反映的形式之后的數(shù)據(jù)來(lái)觀察或采取行動(dòng)。在某些實(shí)施例中，頻譜變換例如傅里葉或更一般化的基于庫(kù)普曼的分析提供該通用性。傳感器數(shù)據(jù)變換一基于頻譜的途徑一傅里葉變換數(shù)據(jù)的頻譜和模態(tài)內(nèi)容可以揭露關(guān)于數(shù)據(jù)內(nèi)容的有用信息，尤其在該數(shù)據(jù)源于建筑物傳感器時(shí)?？梢詸z測(cè)到傳感器故障、不適當(dāng)安裝或委托的控制系統(tǒng)，以及老化或功能障礙的設(shè)備。盡管庫(kù)普曼和傅里葉法在該文檔中分開討論，但人們?nèi)菀渍J(rèn)識(shí)到傅里葉法包含在此提到的更一般的基于庫(kù)普曼的方法的具體實(shí)例。頻譜分析也對(duì)建筑物模型的校準(zhǔn)有用。頻譜分析提供確定建筑物性能的迅速方式，并可以因此用作確定與現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)中所見性能相比的模型性能的不同的度量。頻譜分析可以用來(lái)通過將模型的頻譜模式與數(shù)據(jù)比較來(lái)重校準(zhǔn)建筑物系統(tǒng)模型。例如，如果源自模型的相位響應(yīng)不同于在數(shù)據(jù)中所見的相位響應(yīng)，那么可以重校準(zhǔn)模型。在某些實(shí)施例中，快速傅里葉變換(FFT)可以用來(lái)確定傳感器數(shù)據(jù)的頻率特性。在這些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以迭代通過數(shù)據(jù)集821中的每個(gè)傳感器，并且在已選擇周期上為傳感器值計(jì)算FFT。人們將容易認(rèn)識(shí)到用于計(jì)算傅里葉變換的替換方法，例如通過執(zhí)行數(shù)據(jù)的多維FFT來(lái)計(jì)算。在任一情況下，在某些實(shí)施例中的傅里葉變換將產(chǎn)生包含復(fù)值項(xiàng)(表示對(duì)應(yīng)相位和幅度)的“模式”矩陣，在這些實(shí)施例中，矩陣的第一維可以對(duì)應(yīng)于傳感器值中的每個(gè)(M個(gè)傳感器的矩陣中的M行)。矩陣的第二維可以對(duì)應(yīng)于同樣由傅里葉變換產(chǎn)生的頻率的向量(N個(gè)頻率的矩陣的N列)。因此，對(duì)于包含M行和N列的矩陣(MXN矩陣)，該矩陣項(xiàng)表示與第N個(gè)頻率關(guān)聯(lián)的第M個(gè)傳感器的值。再次，這些項(xiàng)中的每個(gè)都是復(fù)合的從而表示相位和幅度。在這樣的排列中，N個(gè)列中的每個(gè)都可以稱為“模式”。同樣，M個(gè)行中的每個(gè)都可以從矩陣分離從而為傳感器創(chuàng)造“頻率向量”。模式可以從矩陣類似地分離。因此，矩陣的每個(gè)列都包含和頻率向量中第i個(gè)頻率相關(guān)的模式。人們認(rèn)識(shí)到該排列僅用于說明目的并且相同數(shù)據(jù)可以被不同地組織。一旦獲取傅里葉表示，那么用戶或系統(tǒng)可以然后選擇感興趣頻率或模式824(矩陣的第N列)，并且確定對(duì)應(yīng)向量或頻率值825 (該列的M個(gè)傳感器項(xiàng)中的每個(gè))。系統(tǒng)可以然后基于已選擇矩陣行的復(fù)合項(xiàng)為每個(gè)傳感器確定幅度和相位826。這將生成可以與每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的一對(duì)值。系統(tǒng)可以生成幅度的第一曲線圖830和相位的第二曲線圖830。幅度曲線圖的討論參考圖11做出，并且相位曲線圖的討論參考圖12做出。如先前討論的，取而代之地，該系統(tǒng)可以對(duì)分析采取行動(dòng)。圖9示出如通過方法例如傅里葉變換確定的傳感器數(shù)據(jù)集頻譜特性的一個(gè)可能可視化900。這里，周期901而不是頻率已經(jīng)被用來(lái)組織每個(gè)傳感器值。值的大小由縱軸904示出。每個(gè)圈902a-c代表對(duì)應(yīng)于特別周期/頻率的傳感器值，在此情況下是42小時(shí)/循環(huán)903。盡管圖9的表述900是準(zhǔn)確的，但人類運(yùn)營(yíng)者或自動(dòng)化系統(tǒng)可能難以從這樣的可視化確定建筑物的行為。圖10示出使用例如傅里葉變換或基于庫(kù)普曼的途徑確定的數(shù)據(jù)集的頻譜特性的另一可能可視化。這里傳感器值沿縱軸組織，對(duì)應(yīng)于已生成矩陣的M個(gè)行。頻率/周期沿橫軸表示，對(duì)應(yīng)于已生成矩陣的N個(gè)列。一般地，頻率分辨率可以由可用數(shù)據(jù)約束。然而，算法例如FFT可以提供參數(shù)以便指定有待對(duì)其執(zhí)行計(jì)算的頻率網(wǎng)格(frequency grid)。用于在可用數(shù)據(jù)點(diǎn)之間內(nèi)插的另外方法也是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易已知的。對(duì)于每個(gè)項(xiàng)1010，傳感器值的對(duì)應(yīng)幅度由強(qiáng)度示出。在一些實(shí)例中，強(qiáng)度可以用項(xiàng)的色彩或亮度反映，或如果可視化在3D視圖中呈現(xiàn)那么可以由高度反映。這個(gè)三維表述(傳感器、周期和幅度)便于在特別頻率的與傳感器關(guān)聯(lián)的值的用戶選擇。例如，在某些軟件實(shí)施中，用戶可以在范圍1060中沿頻率1050A-C移動(dòng)滑塊，并在已選擇頻率1050A-C中的每個(gè)為全部傳感器生成對(duì)應(yīng)可視化1051A-C。通過可視化的檢查1020，用戶可以鑒別異常頻譜行為，例如在項(xiàng)1010表示的異常頻譜行為。用戶可以選擇對(duì)應(yīng)頻率1050A并生成對(duì)應(yīng)的可視化1051A。一個(gè)這樣的可視化1110在圖11中示出。已選擇所需頻率,系統(tǒng)可以在對(duì)應(yīng)向量的每個(gè)傳感器值之間迭代。這些值可以被分配到建筑物平面布置圖上覆蓋圖中的每個(gè)傳感器1120A-D。盡管在這里圖解為二維平面布置圖，但人們認(rèn)識(shí)到也可以提供三維表示。系統(tǒng)可以然后通過將附近傳感器內(nèi)插或平均化在傳感器1120A-D值的每個(gè)之間生成值，例如在像素位置1140。在該例子中，對(duì)應(yīng)于傳感器1120C和1120D的值非常高，而鄰近值低得多。如果不意圖使在這些傳感器位置的物理場(chǎng)在已選擇頻率是活躍的，那么這可以表示異常行為屬性。人們將認(rèn)識(shí)到已鑒別行為屬性是與建筑物的物理場(chǎng)相關(guān)的任何屬性，例如溫度波動(dòng)、能量使用波動(dòng)、電活動(dòng)波動(dòng)等。確定這樣的行為屬性可以涉及從上面處理的數(shù)據(jù)識(shí)別行為屬性的自動(dòng)化系統(tǒng)或作為可視化的部分向用戶呈現(xiàn)的屬性。在一些實(shí)施例中，傳感器影響可以由從像素位置1140到傳感器的距離加權(quán)。人們將容易認(rèn)識(shí)到相似的內(nèi)插覆蓋圖可以為任何基于傳感器的值集例如POD分析的結(jié)果生成。任何物理場(chǎng)可以用該方式繪圖。例如，溫度、濕度、氣流、壓力、人員占用率、插塞載荷密度、光強(qiáng)度等可以全部在建筑物的平面布置圖上覆蓋。如提到的，矩陣的每個(gè)復(fù)合項(xiàng)將幫助傳感器的幅度和相位信息兩者。對(duì)于這些基于頻譜的技術(shù)，可以為傳感器的相位信息生成類似1110的可視化。圖12描述在平面布置圖1200上再次覆蓋的相位可視化。這里，與傳感器關(guān)聯(lián)的每個(gè)值表示傳感器數(shù)據(jù)和在已選擇頻率1050A的參考頻率之間的相位差。某些頻譜技術(shù)例如傅里葉變換一般生成關(guān)于零參考的相位，或無(wú)相位。在一些實(shí)施例中，取而代之的是，傳感器數(shù)據(jù)1230的相位相對(duì)于環(huán)境室外氣溫1220的頻率校準(zhǔn)。即，如果傳感器數(shù)據(jù)具有30個(gè)循環(huán)的相對(duì)于零相位的相位，并且室外氣溫具有20個(gè)循環(huán)的相對(duì)于零的相位，那么用于生成可視化1200的傳感器相位值可以是10個(gè)循環(huán)。用戶或系統(tǒng)可以選擇環(huán)境氣溫之外的替換參考，例如與建筑物的工作小時(shí)關(guān)聯(lián)的相位。這樣，可視化1200基于興趣示出傳感器。盡管傅里葉分析提供關(guān)于建筑物傳感器數(shù)據(jù)的頻譜特性的重要信息，但系統(tǒng)或用戶受約束從而根據(jù)該變換固有的原理分析頻譜特性。如果系統(tǒng)或用戶具有對(duì)已生成頻譜內(nèi)容的特性的更大靈活性和控制，那么系統(tǒng)或用戶可以更好能夠鑒別異常建筑物行為或感興趣區(qū)域。某些實(shí)施例設(shè)想應(yīng)用比傅里葉變換更復(fù)雜的技術(shù)，例如基于庫(kù)普曼的頻譜技術(shù)。一般地，庫(kù)普曼分析為評(píng)估一組傳感器數(shù)據(jù)的頻譜特性提供較少約束的工具集合。在一些實(shí)施例中通過應(yīng)用阿諾爾迪、Mezic或相似方法來(lái)確定數(shù)據(jù)的庫(kù)普曼特性。
傳感器數(shù)據(jù)變換一基于頻譜的途徑一基于庫(kù)普曼算子的頻譜方法庫(kù)普曼算子是與完全非線性系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的無(wú)限維線性算子。特別地，考慮在流形M上演變的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，以使對(duì)于xk〈M，xk+1=f (xk)(I)其中f是從M到其自身的映射，并且k是整數(shù)系數(shù)。作為例子，流形M可以包含傳感器集合的可能傳感器值的整個(gè)域。系統(tǒng)整體上可以在時(shí)間k擁有狀態(tài)xk，并隨后在時(shí)間k+Ι擁有狀態(tài)xk+1。映射或函數(shù)f然后表示系統(tǒng)通過其從每個(gè)連續(xù)狀態(tài)即在每組傳感器值之間轉(zhuǎn)換的手段。庫(kù)普曼算子是用以下方式在M上作用于標(biāo)量值函數(shù)的線性算子U:對(duì)于任何標(biāo)量值的函數(shù)g:M - >R, U將g映射到由以下方程給出的新函數(shù)UgUg (X) =g (f (X))(2)依靠算子以此方式將這些函數(shù)相關(guān)的能力，算子擁有關(guān)于函數(shù)f的本性的重要信息。若為與建筑物關(guān)聯(lián)的函數(shù)確定算子，那么其產(chǎn)生關(guān)于該建筑物的質(zhì)量的重要信息。遺憾地，盡管動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是非線性的并且在有限維流形M上演化，但庫(kù)普曼算子U自身是無(wú)限維的。因此，精確計(jì)算庫(kù)普曼算子自身一般是棘手的。此外，建筑物系統(tǒng)通常包含大組的傳感器數(shù)據(jù)xk、xk+1>xk+2等，并且描述該關(guān)系的函數(shù)f通常極復(fù)雜且未知。因此，希望分析在庫(kù)普曼算子中含有的系統(tǒng)信息，但僅使用可用的通過數(shù)值方法或經(jīng)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)并且不必須明確計(jì)算算子。本實(shí)施例中的某些反而設(shè)想計(jì)算庫(kù)普曼算子U的本征函數(shù)和本征值，并使用這些作為系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。此外，這些實(shí)施例采用僅從一組有限已知數(shù)據(jù)推導(dǎo)本征函數(shù)和本征值的方法。令奶表示庫(kù)普曼算子的本征向量或本征函數(shù)
(在此稱為庫(kù)普曼本征函數(shù))，并令λ ^表示本征值(在此稱為庫(kù)普曼本征值)，那么:
權(quán)利要求
1.一種用于分析建筑物傳感器數(shù)據(jù)的方法，所述方法包含: 接收建筑物的建筑物傳感器數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包含多個(gè)傳感器的隨時(shí)間推移的多個(gè)值； 確定以下中的至少一個(gè): 基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的頻譜分析技術(shù)，確定與所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的相位值和幅度值，以及 基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的基于能量的技術(shù)，確定與所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的能量值； 執(zhí)行以下任務(wù)中的至少一個(gè): 基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)生成可視化，所述可視化包含在建筑物平面布置圖上的覆蓋圖，所述覆蓋圖示出與多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)，以及 基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)，確定激活或關(guān)閉致動(dòng)器的時(shí)間， 所述方法由包含一個(gè)或更多計(jì)算裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法包含基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的頻譜分析技術(shù)，確定與所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的相位值和幅度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法包含基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的基于能量的技術(shù)，確定與每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的能量值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法包含執(zhí)行基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)生成可視化的任務(wù)，所述可視化包含在建筑物平面布置圖上的覆蓋圖，所述覆蓋圖示出與多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法包含執(zhí)行基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)，確定激活或關(guān)閉致動(dòng)器的時(shí)間的任務(wù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述頻譜分析技術(shù)包含基于庫(kù)普曼的技術(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述基于能量的技術(shù)包含本征正交分解。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)包含源自現(xiàn)實(shí)世界建筑物的數(shù)據(jù)和源自所述建筑物的模擬模型的數(shù)據(jù)，所述方法進(jìn)一步包含將從現(xiàn)實(shí)世界傳感器數(shù)據(jù)獲得的至少一個(gè)庫(kù)普曼模式振幅或相位與從模擬模型傳感器數(shù)據(jù)獲得的至少一個(gè)庫(kù)普曼模式振幅或相位比較。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中隨時(shí)間推移的所述多個(gè)值包含溫度值、濕度值、氣流值、壓力值、人員占用率值、插塞載荷密度值和光強(qiáng)度值中的一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含: 基于所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)鑒別感興趣的最終輸出； 基于所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)鑒別影響感興趣的所述最終輸出的多個(gè)輸入；以及 將所述最終輸出和影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入表示為圖，所述圖包含在源自影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入的第一輸入和所述最終輸出之間的邊緣，其中所述邊緣的厚度對(duì)應(yīng)于所述第一輸入對(duì)感興趣的所述最終輸出的影響。
11.一種用于評(píng)估建筑物屬性的電子設(shè)備，包含: 存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器經(jīng)配置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)集，所述數(shù)據(jù)集包含建筑物傳感器數(shù)據(jù)，所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)包含多個(gè)傳感器的隨時(shí)間推移的多個(gè)值； 一個(gè)或更多處理器；以及 軟件，所述軟件存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，經(jīng)配置導(dǎo)致所述一個(gè)或更多處理器基于所述數(shù)據(jù)集確定以下中的至少一個(gè): 基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的頻譜分析技術(shù)，確定與所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的相位值和幅度值，以及 基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的基于能量的技術(shù)，確定與所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的能量值； 所述軟件另外經(jīng)配置導(dǎo)致所述一個(gè)或更多處理器執(zhí)行以下任務(wù)中的至少一個(gè): 基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)生成可視化，所述可視化包含在建筑物平面布置圖上的覆蓋圖，所述覆蓋圖示出與多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位、幅度值或能量值中的至少一個(gè)，以及 基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)，確定激活或關(guān)閉致動(dòng)器的時(shí)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中所述一個(gè)或更多處理器基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的頻譜分析技術(shù)，確定與所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值和幅度值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中所述一個(gè)或更多處理器基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的基于能量的技術(shù)，確定與每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的能量值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中所述一個(gè)或更多處理器執(zhí)行基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)生成可視化的任務(wù)，所述可視化包含在建筑物平面布置圖上的覆蓋圖，所述覆蓋圖示出與多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中所述一個(gè)或更多處理器執(zhí)行基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)，確定激活或關(guān)閉致動(dòng)器的時(shí)間的任務(wù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子設(shè)備，其中所述頻譜分析技術(shù)包含基于庫(kù)普曼的技術(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中所述基于能量的技術(shù)包含本征正交分解。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子設(shè)備，其中所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)包含源自現(xiàn)實(shí)世界建筑物的數(shù)據(jù)和源自所述建筑物的模擬模型的數(shù)據(jù)，所述方法進(jìn)一步包含將從現(xiàn)實(shí)世界傳感器數(shù)據(jù)獲得的至少一個(gè)庫(kù)普曼模式振幅或相位與從模擬模型傳感器數(shù)據(jù)獲得的至少一個(gè)庫(kù)普曼模式振幅或相位比較。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中隨時(shí)間推移的所述多個(gè)值包含溫度值、濕度值、氣流值、壓力值、人員占用率值、插塞載荷密度值和光強(qiáng)度值中的一個(gè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，所述軟件另外經(jīng)配置導(dǎo)致所述一個(gè)或更多處理器:基于所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)鑒別感興趣的最終輸出； 基于所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)鑒別影響感興趣的所述最終輸出的多個(gè)輸入；以及 將所述最終輸出和影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入表示為圖，所述圖包含在源自影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入的第一輸入和所述最終輸出之間的邊緣，其中所述邊緣的厚度對(duì)應(yīng)于所述第一輸入對(duì)感興趣的所述最終輸出的影響。
21.一種包含引導(dǎo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行過程的指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器，所述過程包含: 接收建筑物的傳感器數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包含多個(gè)傳感器的隨時(shí)間推移的多個(gè)值； 確定以下中的至少一個(gè): 基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的頻譜分析技術(shù)，確定與所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的相位值和幅度值，以及 基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的基于能量的技術(shù)，確定與所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的能量值； 執(zhí)行以下任務(wù)中的至少一個(gè): 基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)生成可視化，所述可視化包含在建筑物平面布置圖上的覆蓋圖，所述覆蓋圖示出與多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)，以及 基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)，確定激活或關(guān)閉致動(dòng)器的時(shí)間， 所述方法由包含一個(gè)或更多計(jì)算裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行。
22.一種用于評(píng)估建筑物屬性的電子設(shè)備，包含: 用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)集的工具，所述數(shù)據(jù)集包含建筑物傳感器數(shù)據(jù)，所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)包含多個(gè)傳感器的隨時(shí)間推移的多個(gè)值； 處理工具，所述處理工具經(jīng)配置基于所述數(shù)據(jù)集確定以下中的至少一個(gè): 基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的頻譜分析技術(shù)，確定與所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的相位值和幅度值，以及 基于應(yīng)用到所述建筑物傳感器數(shù)據(jù)的基于能量的技術(shù)，確定與所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的能量值； 所述處理工具另外經(jīng)配置執(zhí)行以下任務(wù)中的至少一個(gè): 基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)生成可視化，所述可視化包含在建筑物平面布置圖上的覆蓋圖，所述覆蓋圖示出與多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)，以及 基于和多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的所述相位值、幅度值或能量值中的至少一個(gè)，確定激活或關(guān)閉致動(dòng)器的時(shí)間。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電子設(shè)備，其中所述處理工具包含一個(gè)或更多處理器。
24.一種表示建筑物中的影響因素的方法，包含: 鑒別感興趣的最終輸出； 鑒別影響感興趣的所述最終輸出的多個(gè)輸入；以及將所述最終輸出和影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入表示為圖，所述圖包含在源自影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入的第一輸入和所述最終輸出之間的邊緣，其中所述邊緣的厚度對(duì)應(yīng)于所述第一輸入對(duì)感興趣的所述最終輸出的影響， 所述方法由包含一個(gè)或更多計(jì)算裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入中的至少一個(gè)的所述表示包含圓環(huán)，所述圓環(huán)圖解所述多個(gè)輸入中的至少一個(gè)的不確定度。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中鑒別影響感興趣的所述最終輸出的多個(gè)輸入包含為所述第一輸入確定多個(gè)值，并且在所述第一輸入設(shè)定到所述多個(gè)值中的每個(gè)時(shí)對(duì)所述輸出上的效果建模。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中使用準(zhǔn)蒙特卡羅法確定所述第一輸入對(duì)感興趣的所述最終輸出的所述影響。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中感興趣的所述最終輸出包含家用熱水能量、空調(diào)使用、特殊房間的電力使用、泵、風(fēng)扇使用、照明系統(tǒng)使用、冷凍器使用和冷卻系統(tǒng)使用等中的至少一個(gè)。
29.—種用于表不建筑物中的影響因素的電子設(shè)備,包含: 一個(gè)或更多個(gè)處理器，所述處理器經(jīng)配置: 鑒別感興趣的最終輸出； 鑒別影響感興趣的所述最終輸出的多個(gè)輸入；以及 將所述最終輸出和影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入表示為圖，所述圖包含在源自影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入的第一輸入和所述最終輸出之間的邊緣，其中所述邊緣的厚度對(duì)應(yīng)于所述第一輸入對(duì)感興趣的所述最終輸出的影響。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電子設(shè)備，其中影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入中的至少一個(gè)的所述表示包含圓環(huán)，所述圓環(huán)圖解所述多個(gè)輸入中的至少一個(gè)的不確定度。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電子設(shè)備，其中鑒別影響感興趣的所述最終輸出的多個(gè)輸入包含為所述第一輸入確定多個(gè)值，并且在所述第一輸入設(shè)定到所述多個(gè)值中的每個(gè)時(shí)對(duì)所述輸出上的效果建模。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的電子設(shè)備，其中使用準(zhǔn)蒙特卡羅法確定所述第一輸入對(duì)感興趣的所述最終輸出的影響。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電子設(shè)備，其中感興趣的所述最終輸出包含家用熱水能量、空調(diào)使用，特殊房間的電力使用、泵、風(fēng)扇使用、照明系統(tǒng)使用、冷凍器使用和冷卻系統(tǒng)使用等中的至少一個(gè)。
34.一種包含引導(dǎo)計(jì)算系統(tǒng)執(zhí)行過程的指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器，所述過程包含: 鑒別感興趣的最終輸出； 鑒別影響感興趣的所述最終輸出的多個(gè)輸入；以及 將所述最終輸出和影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入表示為圖，所述圖包含在源自影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入的第一輸入和所述最終輸出之間的邊緣，其中所述邊緣的厚度對(duì)應(yīng)于所述第一輸入對(duì)感興趣的所述最終輸出的影響， 所述方法由包含一個(gè)或更多計(jì)算裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行。
35.一種用于表不建筑物中的影響因素的電子設(shè)備,包含: 用于處理的工具，所述工具經(jīng)配置: 鑒別感興趣的最終輸出； 鑒別影響感興趣的所述最終輸出的多個(gè)輸入；以及 將所述最終輸出和影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入表示為圖，所述圖包含在源自影響所述最終輸出的所述多個(gè)輸入的第一輸入和所述最終輸出之間的邊緣，其中所述邊緣的厚度對(duì)應(yīng)于所述第一輸入對(duì)感興趣的所述最終輸出的影響。
36.根據(jù)權(quán)利要 求35所述的電子設(shè)備，其中所述處理工具包含處理器。
全文摘要
本發(fā)明披露用于分析建筑物傳感器信息并將其中的信息分解成更易控制且更有用形式的系統(tǒng)和方法。某些實(shí)施例將基于能量的和基于頻譜的分析方法與參數(shù)采樣和不確定度/靈敏度分析整合，從而實(shí)現(xiàn)建筑物行為的更全面的透視。這個(gè)分析的結(jié)果可以經(jīng)多種可視化向用戶呈現(xiàn)，和/或用來(lái)自動(dòng)調(diào)整某些建筑物操作。在某些實(shí)施例中，包括基于庫(kù)普曼的操作的先進(jìn)頻譜技術(shù)被用來(lái)從已收集的建筑物傳感器數(shù)據(jù)分辨特征。
文檔編號(hào)G05B23/02GK103168278SQ201180048538
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者I·梅茲克, B·A·艾森豪威爾 申請(qǐng)人:加利福尼亞大學(xué)董事會(huì)