本发明属于智能办公系统领域，涉及一种绿色建筑智能化监控及运行优化方法及系统。
背景技术：
随着社会和经济的发展，在城市公共建筑中，办公建筑占有很大比例。近十几年来，以大型办公建筑为代表的中国建筑业实现了持续的高速发展。与此同时，科技的不断进步、建筑市场的不断扩大、城镇建设的不断发展都为建筑智能化系统的发展提供了沃土，传统的办公模式也融入现代化信息技术，办公自动化已成为现代办公的必然要求。
智能办公系统具有特殊性，对信息传递的可达性、办公环境的安全性，使用的便利性等都提出更高的要求。在绿色建筑蓬勃发展的背景下，智能办公系统又被赋予节能性、舒适性，其绿色化发展也成为趋势。本发明将办公能耗监测、室内环境监测连同楼宇自控系统共同集成在智能办公系统中，在实现智能办公的同时，通过监测数据调节实现办公建筑资源能源节约、环境舒适健康，信息实时共享、使用功能高效等。
现阶段智能办公系统中，能耗监测系统与楼宇自控系统为两个独立的系统，能耗监测系统通过数据监测、储存及分析，生成建筑用能结果；楼宇自控系统通过运行状态阈值设置实现报警或人为手动控制，这种方式导致数据监测和自动控制两种功能分离、无法联动，从而不能针对建筑使用实时情况自动进行运行优化。本发明首次提出根据能耗及室内环境监测数据对建筑运行进行优化控制的系统，系统通过收集储存的数据利用基准线分析法、机器学习方法等方法进行分析计算，根据计算结果自动对不同的设备发出控制指令，从而实现数据与控制的联动，更好地实现对建筑进行运行优化。与此同时，本发明也能够满足管理平台PC端、APP或设备端直接发出控制指令，满足使用者的个性化需求。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提出一种绿色建筑智能化监控及运行优化方法及系统，创建一个资源能源节约、环境舒适健康，信息实时共享、使用功能高效的办公环境。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种绿色建筑智能化监控及运行优化方法，包括：
(1)采集能耗监测数据和室内环境监测数据，同时对楼宇控制系统中各设备的状态进行实时监控及反馈；
(2)中央处理系统将实际运行工况下的理想状态同实际运行状态进行分析对比并结合实时气候环境状况以及建筑实际使用情况，获得实现系统自动控制的设备最佳运行范围数据；
(3)当实时监控数据处于最佳数据控制范围内时，以用户手动调控控制系统为优先；
(4)当实时监控数据超出最佳数据控制范围时，控制系统对各设备进行自动智能调控。
进一步的，步骤(1)所述采集能耗监测数据和室内环境监测数据的方法为：
所述监测系统部分的能耗监测数据采集是通过计量表进行数据采集，所述计量表主要包括电计量表、冷热计量表；
所述室内环境监测数据采集是通过感应器进行数据采集，所述感应器主要包括温湿度感应器、PM2.5感应器、CO2感应器；所述采集数据汇集在通讯装置以发送至中央处理系统；
所述控制系统各设备的监控及反馈主要包括空调末端、电气设备以及新风系统，通过设备控制器采集状态，以数据形式汇集于控制系统主控器。
更进一步的，步骤(1)所述监测数据和设备状态数据通过现场总线控制系统，采用统一的总线协议，统一的串行数据传输方式，并支持多主控制器的数据传输。
进一步的，步骤(2)所述最佳数据控制范围采用对比分析法获得数据最佳阈值，获得的具体方法为：
(101)基于该建筑设计模拟能耗数值、历史数据的实际运行工况与当地气象资料三方面为数据基础，形成实际的总能耗及各设备分项能耗基准线；
(102)监测系统采集数据为项目实际运行监测到的建筑总能耗及分项能耗数据；
(103)将实际总能耗基准线与实际运行总能耗数据进行对比，得到相对水平，并根据项目实际情况对相对水平进行调整，得到总能耗的最佳阈值；
(104)将实际分项能耗基准线与实际运行分项能耗进行对比，得到相对水平，根据设备参数与运行状况对相对水平进行调整，得到设备运行能耗的最佳阈值。
更进一步的，所述最佳数据控制范围采用通过机器学习分析法获得的最佳运行曲线，具体方法为：
(111)利用设备设计运行信息和总能耗及设备能耗最佳阈值为基础形成设备运行曲线；
(112)采集实际状态下的运行信息，结合气象信息，完善设备运行曲线，形成最佳运行曲线；
(113)根据形成的设备最佳运行曲线，对设备进行自动调控，并将调控结果反馈，进行最佳运行曲线的不断优化。
进一步的，所述方法还包括：通过PC端软件和手机端APP连接中央处理系统，将分析储存的数据进行展示，实时生成能耗及舒适度分析图表、文字说明，同时实现手机端及PC端对控制系统模块中的相应设备的开闭及运行状态手动调节。
本发明还提出了一种绿色建筑智能化监控及运行优化系统，包括监测系统、控制系统、中央处理系统、展示系统；
所述监测系统包括能耗监测数据采集器、室内环境监测数据采集器、监测系统通讯器；所述能耗监测数据采集器、室内环境监测数据采集器分别连接所述监测系统通讯器并通过监测系统通讯器将汇集的采集数据发送至中央处理系统；
所述控制系统包括设备控制器及控制系统主控器，所述设备控制器采集设备状态，以数据形式汇集于控制系统主控器并发送至中央处理系统；
所述中央处理系统部分为具有存储模块、分析模块、控制模块的服务器，所述服务器具有数据传输及发送装置；
所述展示系统对应展现存储模块的储存功能、分析模块的分析功能以及控制模块的控制功能，对系统生成的数据、舒适度分析及能耗分析进行展示，同时实现手动调节。
进一步的，所述监测系统、控制系统、中央处理系统之间通过统一的总线协议，使用串行数据传输方式，将监测系统数据及控制系统数据按照统一的格式及规则信息进行传输。
进一步的，所述服务器的分析模块设有阈值分析单元，用于通过基准线分析法将监测系统采集到的统计数据与系统理想状态下运行数据进行对比分析计算，根据计算结果分析出当前状态下设备运行所消耗的最佳阈值；还设有运行曲线单元，用于通过机器学习方法将控制系统采集到的动态数据与预运行状态下得出的合理运行曲线进行自行对比分析计算，根据计算结果分析出当前状态下设备运行所消耗的设备最佳运行曲线；
所述阈值分析单元和运行曲线单元连接所述控制模块以实现对设备进行自动调控。
进一步的，所述展示系统设有PC端和/或手机端，所述PC端的软件管理平台和手机端APP移动终端与所述的中央处理系统的服务器通过无线网络相连，将服务器展示模块的内容进行展示，实时生成能耗及舒适度分析图表、文字说明，同时实现手机端及PC端的对控制系统中的相应设备的开闭及运行状态手动调节。
相对于现有技术，本发明所述的一种绿色建筑智能化监控及运行优化方法及系统，主要有以下优势：
1，本发明将智能化办公、能耗监测及室内环境监测进行集成开发，可在任何条件下满足了企业绿色办公空间对节能、健康、智能化的需求。
2，本发明数据传输采用无线信号传输方式，对于新建或改造的办公空间，操作简单快捷。
3，本发明通过软件开发，综合实现数据展示、能耗分析、舒适度分析及智能控制与人工控制兼容的功能，使数据更加透明化，办公环境更加健康。
4，本发明展示及控制界面多样化，可实现PC端控制及手机APP控制两种模式。
5，本发明实现数据传输控制信号格式及规则的统一编码协议，其特点为使用串行数据传输方式，可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行，也可以使用光缆连接，而且支持多主控制器的数据传输，使传输更加便捷。
6，本发明通过基准线分析法将监测系统采集到的统计数据与系统理想状态下运行基准线进行对比分析计算，通过机器学习方法将控制系统采集到的动态数据与预运行状态下得出的合理运行曲线进行自行对比分析计算，根据计算结果分析出当前状态下设备运行所消耗的最佳阈值以及设备运行的最佳曲线，所述控制系统主控器根据机器学习所得出的最佳阈值或运行曲线对设备进行智能调控，不断优化设备运行状况，实现建筑的绿色、节能目标。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例以及附图来详细说明本发明。
如图1所示，本发明实施例根据本发明所阐述的方法设计一种绿色建筑智能化监控及运行优化系统，由监测系统、控制系统、总线协议、中央处理系统以及PC端的软件管理平台和手机端APP移动终端构成的展示系统，所述监测系统部分包括能耗监测数据采集器(如电表、冷热计量表等,采集器安装需根据采集要求确定)、室内环境监测数据采集器(如温湿度采集器、PM2.5浓度采集器,采集器安装需根据采集要求确定)以及监测系统通讯器；所述控制系统部分包括空调末端、电气设备以及新风系统等设备控制器及控制系统主控器；所述总线协议为以统一协议的方式将监测系统数据及控制系统数据的格式及规则信息进行统一传输；所述中央处理系统部分为具有存储、分析及控制功能的服务器，同时服务器具有数据传输及发送功能；所述PC端的软件管理平台和手机端APP移动终端具有数据展示、能耗分析与舒适度分析展示、手动控制以及运行优化功能。
在本发明方案中，所述监测系统部分的能耗监测数据采集是通过计量表(电计量表、冷热计量表等)进行数据采集，室内环境监测数据采集是通过感应器(温湿度感应器、PM2.5感应器、CO2感应器等)进行数据采集，采集数据汇集于监测系统通讯器。
在本发明方案中，所述控制系统部分通过空调末端、电气设备以及新风系统等设备控制器采集系统状态，以数据形式汇集于控制系统主控器。
在本发明方案中，所述总线协议是将监测系统通讯器及控制系统主控器中的数据格式及规则信息以统一形式进行传输，其特点为使用串行数据传输方式，可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行，也可以使用光缆连接，而且支持多主控制器的数据传输，上述功能是通过现场总线控制系统实现的，所述现场总线控制系统采用开放式系统结构与标准的通信协议，使产品设备实现交互操作和交互使用，是一种通过现场总线构成现场设备或仪表互连的现场通信网络。
在本发明方案中，所述中央处理系统部分的服务器具有储存、分析及控制、展示功能，储存分析监测系统所采集的能耗及室内环境质量数据；同时对控制系统模块中的风盘、灯具以及新风系统设备的状态进行实时监控及反馈；当实时监控数据超出阈值范围时对控制系统模块下的控制系统主控器发出指令，控制系统主控器根据指令对设备的开闭及运行状态进行自动调控，并通过展示模块可对应体现系统的储存功能、分析功能以及控制功能，对系统生成的数据、舒适度分析及能耗分析进行展示，同时实现手动调节。。
在本发明方案中，所述两种调控方式优先顺序调控如下：当实时监控数据处于设定阈值范围内时，以用户手动调控控制程序为优先，当实时监控数据超出设定阈值范围内时，以系统自动调控为优先。
在本发明方案中，所述中央处理系统部分的服务器的分析功能即通过基准线分析法将监测系统采集到的统计数据与系统理想状态下运行数据进行对比分析计算，根据计算结果分析出当前状态下设备运行所消耗的最佳阈值；通过机器学习方法将控制系统采集到的动态数据与预运行状态下得出的合理运行曲线进行自行对比分析计算，根据计算结果分析出当前状态下设备运行所消耗的设备最佳运行曲线；所述控制系统主控器根据服务器分析所得出的最佳阈值或运行曲线对设备进行智能调控。
所述基准线分析法内容如下：
1、基于建筑项目设计模拟能耗数值、历史数据的实际运行工况与当地气象资料三方面为基础，形成项目实际的总能耗及各设备分项能耗基准线。
2、监测系统采集数据为项目实际运行监测到的建筑能耗数据。
3、将实际总能耗基准线与实际运行总能耗数据进行对比，得到相对水平。根据项目实际情况对相对水平进行调整，得到项目总能耗的最佳阈值。
4、将实际分项能耗基准线与实际运行设备能耗进行对比，得到相对水平，根据设备参数与运行状况等因素对相对水平进行调整，得到项目设备运行能耗的最佳阈值。
5、项目总能耗基准线及分项能耗基准线作为系统进行设备调节的依据。
所述机器学习方法内容如下：
1、由控制系统采集项目实际状态下的运行信息，结合气象信息为系统提供数据。
2、系统利用设备设计运行信息和总能耗及设备能耗最佳阈值为基础形成项目设备运行曲线，同时利用控制系统所提供信息完善项目设备的运行曲线，形成最佳运行曲线。
3、根据形成的设备最佳运行曲线，对设备进行自动调控，并将调控结果反馈于系统，进行最佳运行曲线的不断优化。
在本发明方案中，所述控制系统主控器，除具有汇集设备数据的功能，同时可根据服务器指令对设备的开闭及运行状态进行自动调节的功能
在本发明方案中，所述PC端的软件管理平台和手机端APP移动终端与权利要求1所述的中央处理器部分的服务器通过无线网络相连，将服务器分析储存的数据进行展示，实时生成能耗及舒适度分析图表、文字说明等，同时实现手机端及PC端的对控制系统模块中的相应设备的开闭及运行状态手动调节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。