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楼宇能源智能管理专家系统的设计与实现

作　者: 周荣圣
导　师: 黄林鹏; 邱焯
学　校: 上海交通大学
专　业: IT项目管理
关键词: 专家系统能源管理人工智能数据分析模糊化
分类号: TP182
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着世界范围内的能源匮乏问题的逐步凸现，越来越多的人们认识到了节能环保的重要性。建筑能耗，又在整个社会能耗中占据了很大的比重。近年来关于建筑节能的研究层出不穷，各种各样的节能设备也如雨后春笋一般出现。但是，如何合理利用好这些节能设备，或者从管理上高效地利用能源，达到节能节钱的目的，这成为一个新的课题。而现有的能源管理软件，往往只是针对能耗数据进行简单的堆砌，普通管理人员又没有相关的能源管理知识和经验,这使得大量珍贵的节能设备被浪费和空置。能源管理系统将建筑的所有能耗数据进行集成统一管理，然后再通过专家系统的分析，将各类节能设备的运行状态进行监测，再针对长时间运行的效果进行归纳，最终总结出一定的规律，结合能源专家的意见，形成运行时间上的建议。本文探讨了楼宇能源管理智能化的需求，研究了决策树推理技术在楼宇能源管理中的应用，给出了一个能源管理专家系统的原型，论证了知识推理技术在故障分析和节能计算方面的应用可行性。论文首先从专家系统近年来的发展，说明其强大的适用性。然后通过介绍多种多样的节能手段，来阐述能源管理系统的专业性和高知识性，以此来论证其非常需要专家系统来辅助进行决策。接着，系统阐述了专家系统在故障分析、节能设备启停决策方面的设计思想，并作了系统的总体架构设计。最后，系统以长江新成能源管理系统为例，介绍了有专家系统在能源管理系统的应用。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-14
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 研究现状  10-11
  1.3 研究内容  11-12
  1.4 论文的组织结构  12-14
2 专家系统  14-21
  2.1 人工智能  14
  2.2 专家系统概念  14-15
  2.3 专家系统发展简况  15-16
  2.4 专家系统类型与体系结构  16-19
    2.4.1 类型  16-17
    2.4.2 体系结构  17-19
  2.5 专家系统开发工具  19-20
    2.5.1 骨架型  19
    2.5.2 通用型  19
    2.5.3 工具箱型  19-20
  2.6 本章小结  20-21
3 楼宇能源管理系统  21-27
  3.1 节能方法介绍  21-22
    3.1.1 替代类节能  21
    3.1.2 分时节能  21-22
    3.1.3 加强节能效果  22
  3.2 节能设备介绍  22-24
    3.2.1 冷热电三联供  22
    3.2.2 冰蓄冷空调  22-24
    3.2.3 光伏发电  24
  3.3 楼宇能源系统智能化  24-26
    3.3.1 用电监测  25
    3.3.2 用水监测  25
    3.3.3 用气监测  25-26
  3.4 本章小结  26-27
4 楼宇能源智能管理专家系统设计与实现  27-48
  4.1 专家系统  27-32
    4.1.1 基本介绍  27
    4.1.2 故障树模型  27-28
    4.1.3 故障搜寻  28-29
    4.1.4 隶属函数确定方法  29-30
    4.1.5 算法库模块  30
    4.1.6 解模糊化  30-31
    4.1.7 知识获取模块  31
    4.1.8 模糊推理规则  31-32
  4.2 楼宇能源智能管理专家系统设备故障识别模块设计与实现  32-38
    4.2.1 故障识别决策树  32-34
    4.2.2 最小割计算法  34-35
    4.2.3 故障识别模块知识库的设计  35-37
    4.2.4 故障识别模块推理机的设计  37
    4.2.5 故障识别模块的实现  37-38
  4.3 楼宇能源智能管理专家系统节能设备启停决策分析模块设计与实现  38-46
    4.3.1 设计架构  38-40
    4.3.2 节能设备能耗参数的设计  40-42
    4.3.3 模糊推论引擎  42
    4.3.4 设计输出与输入变数隶属度  42-44
    4.3.5 模糊化  44
    4.3.6 解模糊化  44
    4.3.7 规则表  44-45
    4.3.8 节能设备启停决策分析模块的实现  45-46
  4.4 本章小结  46-48
5 测试方案与功能验证  48-55
  5.1 测试目标  48
  5.2 测试范围  48
  5.3 测试环境  48-49
  5.4 测试步骤  49-54
    5.4.1 故障识别模块测试  49-51
    5.4.2 节能设备启停模块测试  51-52
    5.4.3 测试系统对于知识库的依赖程度  52-54
  5.5 本章小结  54-55
6 楼宇能源智能管理系统  55-66
  6.1 楼宇能源智能管理系统概述  55-56
  6.2 系统功能介绍  56-64
    6.2.1 实时汇总大楼能耗数据  56-57
    6.2.2 历史数据查询分析  57-58
    6.2.3 能耗图形比较分析  58-60
    6.2.4 能源统计明细表  60-61
    6.2.5 基础参数设定  61
    6.2.6 实时巡检功能  61-62
    6.2.7 能耗考核账单生成  62-63
    6.2.8 限电背景下的能耗节电  63-64
  6.3 本章小结  64-66
7 结论  66-68
参考文献  68-70
附录  70-78
致谢  78-79
攻读学位期间发表的学术论文目录  79-82
上海交通大学硕士学位论文答辩决议书  82

楼宇能源智能管理专家系统的设计与实现

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