群智慧型建築理論基礎

《群智慧型建築理論基礎》是2023年9月1日清華大學出版社出版的圖書，作者：趙千川 主編 姜子炎 張吉禮 邢建春 方潛生 副主編。

基本介紹

• 中文名：群智慧型建築理論基礎
• 作者：趙千川 主編 姜子炎 張吉禮 邢建春 方潛生 副主編
• 出版時間：2023年9月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302616566
• 定價：159 元
• 印次：1-1
• 印刷日期：2023.09.19

內容簡介

基於新一代人工智慧關鍵技術--群智慧型的新型建築智慧型化系統，是在國家十三五重點研發項目支持下建立起來的我國原創的技術體系，打破了國外廠商長期壟斷的集中式分層架構的建築智慧型化技術體系。本書可為讀者理解群智慧型建築的基本概念，為廣大技術和管理人員使用和研發群智慧型設備或軟體提供必備的理論基礎。本書系統地介紹了基於群智慧型的建築智慧型化系統的理論基礎，涉及群智慧型建築的基本概念、建築基本單元的數學模型、約束最佳化問題的並行分散式算法、典型管理控制問題的套用等。

圖書目錄

第1篇體 系 架 構

第1章群智慧型建築自動化系統

1.0符號列表

1.1引言

1.2典型的建築自動化系統架構

1.2.1建築自動化的基本單元

1.2.2基本單元的協作方式

1.3群智慧型建築平台

1.3.1硬體組成

1.3.2面向並行計算的分散式作業系統

1.4典型套用案例

1.4.1變風量系統控制

1.4.2並聯冷機自動加減機控制

1.5本章小結

參考文獻

第2章智慧型建築無中心平台架構研究

2.1研究背景介紹

2.1.1當前原因分析

2.1.2現代建築運行管理的新需求

2.1.3建築群智慧型系統構想

2.2群智慧型建築平台介紹

2.2.1CPN的功能與結構

2.2.2CPN與標準信息集

2.2.3並行計算模式

2.3系統對象概念分析

2.3.1基本單元的概念

2.3.2系統的組合形態和網路化

2.4運行任務及案例分析

2.4.1建築運行任務

2.4.2群智慧型建築平台數學模型

2.4.3案例簡介與分析

2.5本章小結

參考文獻

第3章群智慧型建築智慧型化系統平台技術

3.0符號列表

3.1研究背景介紹

3.2新架構和關鍵功能特徵

3.3理論基礎

3.4案例研究

3.5本章小結

參考文獻

第4章群智慧型、扁平化建築自動化系統

4.0符號列表

4.1研究背景介紹

4.2樓控系統模型

4.2.1空間導向型和扁平化

4.2.2有限影響： 建築中物理過程的特殊性

4.3群智慧型建築自動化系統

4.3.1基本單元

4.3.2網路和互動

4.3.3群智慧型系統的計算和控制

4.4基於群智慧型系統的案例

4.4.1緊急情況下的撤離

4.4.2並聯水泵控制

4.5本章小結

參考文獻

第2篇分散式算法

第5章非線性問題的疊代方法

5.0符號列表

5.1壓縮映射理論

5.1.1一般性結論

5.1.2常用的壓縮映射

5.2無約束最佳化

5.2.1主要算法

5.2.2非線性算法

5.3約束最佳化

5.3.1最優條件和映射定理

5.3.2梯度投影算法

5.3.3比例梯度投影算法

5.3.4非線性算法

5.4本章小結

參考文獻

第6章多智慧型體最佳化的分散式次梯度方法

6.0符號列表

6.1研究背景概述

6.2多智慧型體次梯度最佳化算法

6.2.1信息交換模型

6.2.2最佳化算法

6.3分散式次梯度算法的性質

6.3.1基本性質

6.3.2Φ(s)的極限

6.4次梯度方法收斂性

6.5本章小結

參考文獻

第7章大規模網路化系統的分散式差分進化算法

7.0符號列表

7.1引言

7.2分散式最佳化問題的定義

7.3分散式差分進化算法

7.4DDE算法的仿真實驗設定

7.4.1仿真實驗所用的測試問題

7.4.2實驗中的參數設定

7.5實驗結果

7.6本章小結

參考文獻

第3篇標準信息集

第8章群智慧型建築基本單元信息模型標準

8.1群智慧型建築基本單元信息模型標準概述

8.2建築空間單元信息模型研究

8.2.1建築空間概述

8.2.2建築空間單元信息模型描述

8.2.3建築空間物理信息詞條研究

8.2.4末端從屬設備信息詞條研究

8.2.5人員信息詞條研究

8.3源類設備單元信息模型研究

8.3.1冷凍站基本單元信息模型

8.3.2空調風系統基本單元信息模型

8.4本章小結

參考文獻

第4篇拓 撲 識 別

第9章建築空間中的分散式圖匹配算法

9.0符號列表

9.1問題簡介

9.2問題描述

9.2.1假設

9.2.2數學模型

9.3建築空間圖匹配算法

9.4收斂性分析

9.5實驗驗證

9.6本章小結

參考文獻

第10章基於群智慧型技術的暖通空調系統拓撲描述方法及控制系統的自動集成

10.0符號列表

10.1引言

10.2暖通空調控制系統新型架構性能要求

10.3群智慧型概念介紹

10.4群智慧型控制系統的識別與集成

10.5建築空間的拓撲描述方法

10.6暖通空調風系統的拓撲描述

10.7暖通空調水系統的拓撲描述

10.8暖通空調冷凍站的拓撲描述

10.9討論

10.10本章小結

參考文獻

第11章快速集中式拓撲匹配算法研究與實現

11.0符號列表

11.1拓撲匹配問題概述

11.2拓撲匹配問題解法綜述

11.3快速集中式拓撲匹配方法

11.3.1VF2算法介紹

11.3.2基於度的匹配順序最佳化

11.3.3鄰域信息篩選策略最佳化

11.3.4非遞歸實現最佳化

11.3.5實驗結果分析

11.4本章小結

參考文獻

第5篇仿 真 建 模

第12章消防系統在群智慧型建築平台下的仿真實驗研究

12.1引言

12.2仿真平台的搭建

12.3消防系統的仿真

12.3.1仿真條件

12.3.2設備建模

12.3.3應用程式開發

12.4仿真結果分析

12.5本章小結

參考文獻

第6篇物理場校核

第13章基於群智慧型的暖通空調輸配管網流量和壓力辨識

13.0符號列表

13.1引言

13.2群智慧型概念介紹

13.3輸配管網中的流量和壓力辨識

13.3.1暖通空調系統輸配管網描述

13.3.2辨識過程

13.4結果與討論

13.5本章小結

參考文獻

第14章基於群智慧型平台的多感測器分散式卡爾曼濾波算法

14.0符號列表

14.1引言

14.2基本原理

14.2.1問題描述

14.2.2傳統卡爾曼濾波

14.2.3含等式約束的分散式卡爾曼濾波

14.2.4仿真結果

14.3硬體測試與工程實踐

14.3.1硬體測試

14.3.2工程實例

14.4本章小結

參考文獻

第7篇人 員 分 布

第15章基於WiFi的群智慧型建築系統人員估計算法

15.0符號列表

15.1引言

15.2WiFi信號具有非加密性、突發性及間歇性

15.3人員分布估計系統模型

15.4基於分類的群智慧型建築人員分布樸素估計方法

15.4.1問題分析及系統模型

15.4.2基於分類的室內人員計數方法

15.4.3實驗驗證及性能分析

15.5基於關聯規則分析的室內人員計數修正算法

15.5.1問題分析及系統模型

15.5.2高頻項目集k擴展特性討論

15.5.3基於p堅持1擴展的室內人員計數修正方法設計

15.5.4實驗驗證及性能分析

15.6本章小結

參考文獻

第16章基於紅外的群智慧型建築系統人員估計算法

16.0符號列表

16.1引言

16.2單向通行場景下的人員計數方法研究

16.2.1基於PCCS的室內人員進出辨識模型

16.2.2基於PCCS的室內人員計數方法

16.2.3實驗驗證及性能分析

16.3雙向通行場景下的人員計數方法研究

16.3.1基於LSTM的室內人員分布估計方法

16.3.2實驗驗證及性能分析

16.4本章小結

參考文獻

第17章室內人員分布的估計與套用

17.0符號列表

17.1建築內人員運動的分層模型

17.1.1室內人員運動模型綜述

17.1.2室內人員運動的分層模型

17.1.3室內人員檢測常用感測器的誤差模型

17.1.4案例研究

17.2室內人員分布的信息融合方法

17.2.1基於蒙特卡羅方法的雙紅外貝葉斯估計近似算法

17.2.2單感測器最優估計特性

17.2.3基於熱釋電紅外感測器檢測特性的雙紅外信息融合算法

17.3基於群智慧型的室內人員分布估計方法

17.3.1基於進出事件修正的人員分布信息協同感知

17.3.2基於異質信息融合的人員分布信息協同感知

17.4本章小結

參考文獻

第8篇故 障 診 斷

第18章中央空調系統群智慧型感測器故障診斷方法研究

18.0符號列表

18.1變數關聯方程的建立

18.2群智慧型感測器故障診斷模型的建立

18.2.1群智慧型感測器故障診斷模型統一描述

18.2.2群智慧型感測器故障診斷模型特點分析

18.3群智慧型感測器故障診斷方法研究

18.3.1群智慧型感測器故障診斷網路搭建

18.3.2群智慧型感測器故障診斷算法研究

18.4群智慧型感測器故障診斷仿真實驗

18.5群智慧型感測器故障診斷硬體實驗平台測試

18.6本章小結

參考文獻

第19章感測器故障檢測的分散式算法

19.0符號列表

19.1感測器故障檢測概述

19.2問題建模

19.3檢測算法

19.3.1集中式算法

19.3.2分散式算法

19.3.3複雜度分析

19.4數值結果

19.4.1仿真案例

19.4.2效率對比

19.5本章小結

參考文獻

第20章樹狀能量網路故障檢測

20.0符號列表

20.1研究背景介紹

20.2相關定義

20.3主要定理及其證明

20.4數值仿真

20.5本章小結

參考文獻

第21章基於網路演算的網路故障檢測方法

21.0符號列表

21.1網路故障檢測概述

21.2問題描述

21.3主要結果

21.3.1故障檢測原理

21.3.2檢測原理假設的可滿足性討論

21.3.3故障檢測算法

21.4仿真算例與對比

21.4.1仿真算例

21.4.2效果對比

21.5本章小結

參考文獻

第22章面向群智慧型系統架構的防護工程配電網故障診斷方法研究

22.0符號列表

22.1引言

22.2BP神經網路

22.3群智慧型系統架構下故障診斷模型

22.3.1CPN自組網過程

22.3.2BP神經網路樣本訓練集的構建

22.3.3群智慧型算法定位故障點

22.4仿真實驗與分析

22.5本章小結

參考文獻

第23章群智慧型系統在某商業建築的工程套用

23.1群智慧型建築平台

23.2工程背景及群智慧型方案

23.3群智慧型系統的工程實施

23.3.1智慧型單元的“開機自檢”，在施工現場實現“出廠預製化”的嚴格質檢過程

23.3.2智慧型單元運行數據的智慧型化分析，試運行階段協助發現隱藏問題

23.3.3智慧型單元之間網路連線拓撲的自辨識

23.3.4小結

23.4群智慧型系統的實際運行

23.5本章小結

參考文獻

第9篇設備運行最佳化

第24章HVAC冷站分散式節能最佳化

24.0符號列表

24.1暖通空調系統研究背景概述

24.2最佳化問題建模

24.2.1冷機

24.2.2冷卻塔

24.2.3冷卻塔風機

24.2.4質量平衡與能量平衡

24.3分散式最佳化算法

24.4案例分析

24.5本章小結

參考文獻

第25章採暖通風與空調系統分散式節能最佳化研究

25.0符號列表

25.1引言

25.2最佳化問題建模

25.2.1冷卻塔子系統的建模

25.2.2冷機子系統的建模

25.2.3AHU子系統的建模

25.3分散式CMDSAES

25.4算例分析

25.5本章小結

參考文獻

第26章不依賴模型的中央空調最佳化運行方法

26.0符號列表

26.1不依賴模型的最佳化運行方法概述

26.1.1模型不確定性分析

26.1.2不依賴模型的最佳化運行方法介紹

26.2不依賴模型的群智慧型設備最佳化決策方法研究

26.2.1不依賴模型的群智慧型設備最佳化決策方法總體設計

26.2.2不依賴模型的群智慧型設備最佳化決策算法研究

26.2.3不依賴模型的群智慧型設備最佳化決策理論證明

26.3不依賴模型的群智慧型設備最佳化決策實驗測試

26.3.1半物理實驗平台

26.3.2群智慧型設備最佳化決策硬體平台測試

26.4本章小結

參考文獻

第27章基於群智慧型平台的微電網經濟調度算法研究

27.0符號列表

27.1微電網經濟調度問題概述

27.2用於本章研究的微電網經濟調度模型

27.2.1微電網拓撲結構

27.2.2微電源模型

27.3基於局部信息互動粒子群的調度算法

27.3.1勢能博弈

27.3.2分散式粒子群算法

27.4仿真實驗

27.4.1實驗結果

27.4.2參數影響分析

27.5本章小結

參考文獻

第28章並聯變頻水泵轉速最佳化控制研究

28.0符號列表

28.1引言

28.2並聯變頻水泵模型

28.3並聯變頻水泵轉速最佳化控制問題分析

28.3.1相似工作點不變的條件

28.3.2並聯水泵工作點的最優分配

28.3.3並聯水泵最優轉速比值

28.4準則實例套用與驗證

28.4.1準則套用

28.4.2準則驗證

28.5本章小結

參考文獻

第29章基於群智慧型技術的高層建築集中供暖系統控制與最佳化研究

29.0符號列表

29.1集中供暖系統群智慧型控制

29.1.1集中供暖系統控制現狀

29.1.2集中供暖系統群智慧型控制方法

29.1.3建築模型建立

29.1.4模型驗證

29.1.5換熱站並聯水泵模型

29.2集中供暖系統群智慧型控制算法設計

29.2.1室內溫度模型預測群智慧型控制

29.2.2換熱站並聯水泵群智慧型最佳化控制

29.3集中供暖系統群智慧型控制研究結果及分析

29.3.1室內溫度模型預測群智慧型控制結果

29.3.2換熱站循環水泵群智慧型控制結果分析

29.4本章小結

參考文獻

第30章基於分散式人工魚群的並聯水泵運行最佳化方法

30.0符號列表

30.1並聯水泵分散式運行最佳化概述

30.1.1研究背景

30.1.2分散式控制系統架構

30.1.3分散式人工魚群最佳化算法的提出

30.2基於DAFSA的並聯水泵供水量分配最佳化方法

30.2.1智慧型水泵建模與適應度函式的建立

30.2.2人工魚群算法簡介

30.2.3分散式人工魚群算法

30.3並聯水泵供水量分散式分配最佳化控制仿真

30.3.1仿真案例

30.3.2案例仿真結果與討論

30.4本章小結

參考文獻

第31章並聯水泵系統的一種分散式節能控制方法

31.0符號列表

31.1研究背景概述

31.2問題建模

31.3群智慧型最佳化算法

31.4理論分析

31.5並聯水泵系統分散式最佳化實驗驗證

31.6本章小結

參考文獻

第32章一種新型的基於群智慧型架構的冷水機組負荷最佳化分配算法

32.0符號列表

32.1冷水機組負荷最佳化分配群智慧型算法

32.1.1冷水機組負荷分配算法現狀

32.1.2問題描述

32.2冷水機組負荷最佳化分配群智慧型算法設計

32.2.1種群初始化

32.2.2適應度函式

32.2.3混沌變異運算元

32.2.4建立高斯分布模型

32.2.5產生下一代種群

32.2.6疊代終止條件

32.3基於群智慧型的並聯冷機負荷最佳化分配研究結果及分析

32.3.1案例研究

32.3.2參數分析

32.3.3結果分析

32.4本章小結

參考文獻

第33章中央空調系統並聯水泵節能最佳化群智慧型控制算法研究

33.0符號列表

33.1引言

33.2中央空調系統並聯水泵群智慧型控制系統

33.3中央空調系統並聯水泵最佳化控制問題

33.4分散式機率估計算法

33.5案例研究與節能仿真分析

33.5.1同型號水泵系統仿真驗證結果與分析

33.5.2不同型號水泵系統仿真驗證結果與分析

33.6本章小結

參考文獻

第34章機電設備群控的分散式快速最佳化方法

34.0符號列表

34.1引言

34.2設備組群控一般性問題建模

34.2.1群控問題的一般模型

34.2.2群控問題分解子問題

34.3分散式快速最佳化算法

34.3.1DFOA介紹

34.3.2算法的分散式實現

34.4水泵組群控案例分析

34.4.1算法有效性對照試驗

34.4.2全時段模擬分析

34.5本章小結

參考文獻

第35章群智慧型系統並聯冷機最佳化控制

35.0符號列表

35.1研究背景介紹

35.2集中式架構和群智慧型控制架構

35.3去中心化的算法描述

35.4典型案例分析

35.5硬體套用

35.6本章小結

參考文獻

第10篇路 徑 引 導

第36章基於分散式建築控制策略的人員疏散系統研究

36.1研究背景概述

36.2分散式建築控制策略

36.2.1分散式建築控制策略的結構設計

36.2.2分散式建築控制策略的優劣勢分析

36.3建築分區和信息傳輸網路拓撲結構

36.3.1建築分區的構建

36.3.2信息傳輸網路拓撲結構設計

36.4基於分散式建築控制策略的人員疏散系統

36.4.1分散式疏散系統及算法

36.4.2分散式系統的疏散實驗與模擬

36.5本章小結

參考文獻

第37章基於群智慧型算法的倉庫揀選路徑最佳化

37.0符號列表

37.1倉庫作業群智慧型算法概述

37.2倉庫管理控制系統架構

37.2.1倉庫管理集散式控制系統

37.2.2倉庫管理群智慧型控制系統

37.3倉庫揀選路徑群智慧型算法設計

37.3.1算法結構

37.3.2採用並行蟻群算法求解最優路徑

37.3.3算法描述

37.4仿真實驗與分析

37.5本章小結

參考文獻

第11篇編 程 語 言

第38章INR： 一種用於群智慧型建築App開發的編程模型

38.0符號列表

38.1緒論

38.2相關工作

38.3INR編程模型概述

38.3.1INR的一般架構

38.3.2INR的關鍵機制

38.4INR的實現

38.4.1定義個體

38.4.2定義鄰域

38.4.3定義域

38.5案例研究

38.5.1案例描述

38.5.2編程需求分析

38.5.3開發模式設計

38.6本章小結

參考文獻