一种节能评价方法和装置与流程
本发明涉及工程设计评价技术领域，具体而言，涉及一种节能评价方法和装置。
背景技术
现有的节能评价中，主要借助于专家人士根据以往的行业经验进行评价规则设定和认为评价，导致评价结果具有较多主观性，且误差较大，无法满足现有的节能设计标准。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种节能评价方法和装置，以解决上述问题。
本发明较佳实施例提供一种节能评价方法，所述方法包括：
获取待评价样本对应的多个待评价指标的指标特征集；
将所述指标特征集中每个指标与预设评价等级以及预设评价指标数中对应的指标进行比对，以得到所述待评价样本所处的级别区间，并作为标准区间矩阵；
根据所述标准区间矩阵计算所述待评价样本的级别特征值，并根据所述级别特征值从预设评价星级评价表中选取对应的评价值作为所述待评价样本的评价值。
在本发明较佳实施例的选择中，根据所述标准区间矩阵计算所述待评价样本的级别特征值的步骤包括：
根据所述标准区间矩阵计算用于计算相对隶属度矩阵的相对差异函数模型的参数，并根据所述参数对所述相对差异函数模型进行更新；
基于参数更新后的相对差异函数模型和所述标准区间矩阵计算相对隶属度矩阵，并根据所述相对隶属度矩阵计算所述待评价样本的级别特征值。
在本发明较佳实施例的选择中，所述级别特征值h的计算步骤包括：
在本发明较佳实施例的选择中，所述方法还包括：
根据所述待评价样本的评价值判断该待评价样本是否满足节能标准，若不满足，则生成样本修改信息以展示给用户。
在本发明较佳实施例的选择中，所述方法还包括：
针对所述指标特征集中的每一个指标，根据指标等级、指标评价值计算节能空间值；
从多个不同指标对应的节能空间值中选取满足预设需求的节能空间值，作为目标修改值；
根据所述目标修改值对应的指标，从预设修改策略中选取对应的修改策略反馈给用户进行指标修改。
在本发明较佳实施例的选择中，所述节能空间值ri的计算步骤为：
本发明较佳实施例还提供一种节能评价装置，所述装置包括：
特征集获取模块，用于获取待评价样本对应的多个待评价指标的指标特征集；
指标比对模块，用于将所述指标特征集中每个指标与预设评价等级以及预设评价指标数中对应的指标进行比对，以得到所述待评价样本所处的级别区间，并作为标准区间矩阵；
评价值计算模块，用于根据所述标准区间矩阵计算所述待评价样本的级别特征值，并根据所述级别特征值从预设评价星级评价表中选取对应的评价值作为所述待评价样本的评价值。
在本发明较佳实施例的选择中，所述评价值计算模块包括：
参数计算单元，用于根据所述标准区间矩阵计算用于计算相对隶属度矩阵的相对差异函数模型的参数，并根据所述参数对所述相对差异函数模型进行更新；
级别特征值计算单元，用于基于参数更新后的相对差异函数模型和所述标准区间矩阵计算相对隶属度矩阵，并根据所述相对隶属度矩阵计算所述待评价样本的级别特征值。
在本发明较佳实施例的选择中，所述装置还包括：
信息判断模块，用于根据所述待评价样本的评价值判断该待评价样本是否满足节能标准，若不满足，则生成样本修改信息以展示给用户。
在本发明较佳实施例的选择中，所述装置还包括：
节能空间值计算模块，用于针对所述指标特征集中的每一个指标，根据指标等级、指标评价值计算节能空间值；
数值选取模块，用于从多个不同指标对应的节能空间值中选取满足预设需求的节能空间值，作为目标修改值；
修改策略调用模块，用于根据所述目标修改值对应的指标，从预设修改策略中选取对应的修改策略反馈给用户进行指标修改。
与现有技术相比，本发明实施例提供一种节能评价方法和装置，其中，本发明结合现有的节能设计标准，并从不同的节能指标上对如建筑等待评价样本的整体节能情况进行精确、快速、全面的评价，进而有效指导对如建筑等待评价样本的设计，避免了现有技术中出现的主观性评价标准，确保了评价精度。
另外，本发明还通过对节能空间值的计算和分析，快速反馈修改建议给用户，能够大幅提高样本设计效率，改善用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的节能评价方法和装置的应用场景示意图。
图2为本发明实施例提供的节能评价方法的流程示意图。
图3为图2中所示的步骤s130的子流程示意图。
图4为各点位置示意图。
图5为本发明实施例提供的节能评价方法的另一流程示意图。
图6为各个待评价指标的节能空间值排序图。
图7为各个专业节能空间值排序图。
图8为本发明实施例提供的节能评价装置的方框结构示意图。
图9为图8中所示的评价值计算模块的单元结构示意图。
图标：10-电子终端；100-节能评价装置；110-特征集获取模块；120-指标比对模块；130-评价值计算模块；131-参数计算单元；132-级别特征值计算单元；140-信息判断模块；150-节能空间值计算模块；160-数值选取模块；170-修改策略调用模块；200-存储器；300-存储控制器；400-处理器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
如图1所示，为本发明实施例提供的节能评价装置100的应用场景示意图。其中，电子终端10包括节能评价装置100、存储器200、存储控制器300以及处理器400。其中，所述电子终端10可以是，但不限于，电脑、移动上网设备(mobileinternetdevice，mid)等具有处理功能的电子设备，还可以是服务器等。
可选地，所述存储器200、存储控制器300、处理器400各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件之间通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述节能评价装置100包括至少一个可以软件或固件的形式存储于所述存储器200中或固化在所述电子终端10的操作系统中的软件功能模块。所述处理器400在所述存储控制器300的控制下访问所述存储器200，以用于执行所述存储器200中存储的可执行模块，例如所述节能评价装置100所包括的软件功能模块及计算机程序等。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，所述电子终端10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
进一步地，请结合参阅图2，本发明实施例还提供一种可应用于所述节能评价装置100的节能评价方法。所应说明的是，本发明所述的节能评价方法并不以图2以及以下所述的具体顺序为限制。应当理解，本发明所述的节能评价方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。
步骤s11，获取待评价样本对应的多个待评价指标的指标特征集；
步骤s12，将所述指标特征集中每个指标与预设评价等级以及预设评价指标数中对应的指标进行比对，以得到所述待评价样本所处的级别区间，并作为标准区间矩阵；
步骤s13，根据所述标准区间矩阵计算所述待评价样本的级别特征值，并根据所述级别特征值从预设评价星级评价表中选取对应的评价值作为所述待评价样本的评价值。
通过上述步骤s11-步骤s13，能够实现对所述待评价样本的节能评价，且评价精度高。其中，上述的待评价样本可以是但不限于房屋、空调系统等。
详细地，上述步骤s11中，假设待评价样本的m个指标的指标特征集向量为x，即可表示为：x＝(x1,x2,x3,…xm)。
在步骤s12中，所述预设评价等级以及所述预设评价指标数是根据标准工程设计数据进行定量或者定性分析得到。作为一种实施方式，当所述待评价样本的各待评价指标均为定性指标，在此以空调系统为例，那么需要对空调系统中的各用电设备进行节能评分。
具体为：首先，由于涉及到对空调系统整体的评价，那么可采用专家投票打分的方式，最后将分数累加取平均即可。系统综合指标按照专家意见和方便性原则，分为“差、一般、中等、良好、优秀”5个档次，依次对应的分数为“1、2、3、4、5”。能耗计量也可按这种方法进行评价，其等级按照专家的意见分为“无计量、简单仪表记录、单机监控系统、远程监控系统、区域监控系统”五个等级，依次对应的分数为“1、2、3、4、5”。
其次，对于用电设备中各设备的综合能效可先确定具体产品的能效等级，目前国家用电设备的能效一般分为五级“5级、4级、3级、2级、1级”。由于能效比是基于功率的，故需结合设备的功率和数量，然后进行平均。例如：某栋建筑采用了a盏功率为i瓦，等效为u级的a灯，b盏功率为j瓦，等效为v级的b灯，c盏功率为k瓦，等效为w级的c灯，则灯的综合能效为(a·i·u+b·j·v+c·k·w)/(a·i+b·j+c·k)级。
作为另一种实施方式，当所述待评价样本的各待评价指标均为定量指标，在此以建筑设计各个专业的节能评价为例，可基于国家绿色建筑标准，并经过和专业人士进行讨论等进行划分的。其中，目前我国的节能设计等级是按节能百分比进行划分的。以建筑特性为例，具体为：
建筑形体系数：通常居住建筑体形系数控制在0.3。若体形系数大于0.3，则屋顶和外墙应加强保温，其传热系数应满足规定。对于4～5层的建筑，需小于0.45，对于6～8层的建筑需小于0.4。
窗墙比：建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)墙面积比均不应大于0.70。当窗(包括透明幕墙)墙面积比小于0.40时，玻璃(或其他透明材料)的可见光透射比不应小于0.4。在公共建筑节能设计中，各朝向的最佳平均窗墙比为0.4，平均窗墙比若果超过0.6，要满足节能要求，成本就高了。
绿化率：国家要求的指标是绿地率，绿地率对于不同性质的地块有着不同的标准，且要求严格。一般讲，新建小区的绿地率不低于35％，旧区改建绿地率不低于25％，行政办公用地不少于35％，商业不低于20％。
针对围护结构：外墙热阻，行业准入为0.7，按65％节能为1.25，数值越大，保温隔热效果越好。
光伏发电比例：为了推广新能源，国家推荐光伏发电比例为1％，两星为3％，依据《绿色建筑评价标准》。光导和led照明覆盖面积比例：为了推广新技术，行业推荐比例为2％，两星比例为10％，依据《绿色建筑评价标准》。地源热泵提供冷热源比例：行业推荐为30％，达到二星级别为70％，依据《绿色建筑评价标准》。
进一步地，基于上述对预设评价等级和预设评价指数的描述，在本实施例中，步骤s12中的所述标准区间矩阵可以表示为如下：
其中，i＝1,2,…,m，h＝1,2,…,c，m为评价指标数，c为评价等级数。
进一步地，步骤s13在实际实施时，可通过图3中所示的步骤s130-步骤s131实现。
步骤s130，根据所述标准区间矩阵计算用于计算相对隶属度矩阵的相对差异函数模型的参数，并根据所述参数对所述相对差异函数模型进行更新；
步骤s131，基于参数更新后的相对差异函数模型和所述标准区间矩阵计算相对隶属度矩阵，以及根据所述相对隶属度矩阵计算所述待评价样本的级别特征值。
具体地，上述所述参数m可如式(2)所示，可基于标准区间矩阵iab、待评价指标i的特性和实际情况得到，如需确定第i个指标，判断级别为h的m矩阵，如公式(2)所示，m点的取值范围比较广，通常取中点，也可以取别的，但需要根据实际情况进行，不同的待评价指标，m点的选取也不尽相同。
式(2)中，i＝1,2,…,m，h＝1,2,…,c，m为评价指标数，c为评价等级数。在计算得到所述参数m矩阵后，基于该参数m矩阵对所述相对差异函数模型进行更新，以用于求取所述相对隶属度矩阵。其中，对于所述相对差异函数模型，如图4所示，假设x0＝[a,b]为实轴上模糊可变集合的吸引域，即
另外，由模糊可变集合
当x点处于m点右侧的时候，其相对差异函数计算公式如公式(4)所示：
式(4)中β为非负指数，通常可取β＝1，即相对差异函数模型为线性函数，上述两式满足：(1)当x＝a或x＝b时，
进一步地，在计算所述相对隶属度矩阵时，还需根据己知的c个级别的标准区间矩阵iab构造如式(5)所示的范围值矩阵icd，具体如下。
式(2)中，
进一步地，基于标准区间矩阵iab、范围值矩阵icd、m矩阵中的对应数据计算第i个指标以及相对差异函数模型计算第i个指标，且级别为h的所述相对隶属度矩阵，具体如式(6)所示，
进一步地，所述应用模糊可变评价模型计算各个级别h(h＝1,2,…,c)的综合相对隶属度，由公式得到综合相对隶属度向量如公式(7)所示。
需要说明的是，因为在计算相对隶属度矩阵时，每个级别的评价范围、单位和要求都不同，所有指标相对隶属度之和很难为1，即不是基于整体进行评价的，而如对空调系统等待评价样本的节能评价又必须遵循系统性原则，其中每个指标的相对隶属度可间接代表该指标的节能程度，故所有等级的相对隶属程度必须满足代数和为1的要求，因此，需要对各指标的相对隶属度向量
得到满足归一化条件的待评价样本对级别h的综合相对隶属度向量，如公式(9)所示。
进一步地，基于上述的相对隶属度矩阵，并结合模糊可变评价模型计算所述待评价样本的级别特征值h，具体如公式(10)所示。
在式(10)中，
进一步地，参考模糊可变综合评价方法，并结合我国建筑节能政策提出的节能30％、50％、65％的目标，还有我国目前绿色建筑评价等级普遍使用的三星法，本实施例将公共建筑设计节能等级划分为“不合格”、“合格”、“一星”、“二星”、“三星”五个等级，分别用数字1、2、3、4、5来分别代替，那么，所述预设评价星级评价表可以如表1和表2，所示具体如表、1所示，各等级详细描述如表2所示。
表1
表2
那么结合级别特征值h和上述表1、表2中给出的星级评价表可以得出待评价样本的评价值如下式(11)所示。
其中，需要理解的是，表1和表2仅为示意性说明，即在实际实施中，所述星级评价表的实际内容可灵活设计，而不限于表1和表2所示。
另外，针对前述得到的级别特征值以及待评价样本的评价值，为了使得设计者等用户更加直观的了解设计结果是否满足需求，在本实施例中，所述节能评价方法还包括：根据所述待评价样本的评价值判断该待评价样本是否满足节能标准，若不满足，则生成样本修改信息以展示给用户。其中，所述节能标准可以是用户根据自身需求进行设定，也可以是直接将国家标准作为本方案的节能标准，本实施例在此不做限制。
另外，当所述待评价样本的评价值不满足节能标准时，如图5所示，所述节能评价方法还包括下述步骤s14-步骤s16。
步骤s14，针对所述指标特征集中的每一个指标，根据指标等级、指标评价值计算节能空间值；
步骤s15，从多个不同指标对应的节能空间值中选取满足预设需求的节能空间值，作为目标修改值；
步骤s16，根据所述目标修改值对应的指标，从预设修改策略中选取对应的修改策略反馈给用户进行指标修改。
步骤s14-步骤s16中，通过一个综合指数来进行衡量待评价样本中存在设计缺陷的待评价指标。为此，本实施例中根据因子法的概念构造了节能空间指标r，用来衡量整个建筑设计中指标节能空间的大小，并找出节能空间最大的指标，借此来间接地表示需要修改的指标选项。具体地，所述节能空间值ri的计算公式如下。
其中，i为待评价指标的序号，i＝1,2,…,m，h为目标等级，wi为第i个待评价指标的权重，xi为第i个待评价指标的评价值。
式(12)是以目前中国建筑节能设计行情为参考，以节能40％为基础进行衡量的。按照式(12)计算出每个待评价指标的节能空间指标后，再进行从大到小排序，既可以整体排序，又可以分专业进行排序，选出数值最大的几项(如5项等)作为建议修改的项。其中，当ri值大于0的时候，判定设计选项有缺陷，需要修改，数值越大，说明偏差越大，越需要优先修改，提高重视程度；当ri值为0时，判定正好达标，达到了设计标准的下限；当ri值小于0时，判定设计指标超过了设计标准的下线，该指标已经很节能了，无需再进行修改。
表3
基于对上述节能评价方法的描述和设计，发明人以南京浦口公共办公楼为待评价样本，对其评价结果采用上述的节能空间值进行计算分析。由于目标等级大于评价等级，根据最终得出的节能评价等级，现将目标值设定为目前国家提出的节能65％，即h＝4的情况，按照公式(12)分别进行计算每个待评价指标的节能空间值，进而得出结果如表3所示。
经过排序之后如图6所示，可以很明显的看出需要改进的选项，对于ri值大于0的选项，都需要修改，ri值越大，节能空间越大，需优先修改。本次选择的案例中冷热负荷指标、全年综合能效比、外窗传热系数、光伏发电比例以及变压器能效这几个指标节能指数较大，应该重点修改，从而使得公共办公楼达到更高的节能等级。
如果针对每个专业，ri值的分布如图7所示，相应的修改建议(或修改策略)为：
(1)对于建筑专业，需要提高建筑的绿地率，优化建筑生态环境；
(2)对于暖通空调专业，需要修改冷热负荷指标，全年综合能效比这两个参数，这两个参数设计都不太节能，需要仔细修改；
(3)对于电气专业需提高变压器以及电梯的能效，选用更加节能的产品，尤其是要选用更加节能的变压器；
(4)对于结构专业，需修改屋面传热系数以及外窗传热系数，对于外窗产热系数设计需更加注意；
(5)对于可再生资源利用这个选项，需要应用光伏发电以及提高地源热泵提供冷热源的比例，建筑光伏发电需优先考虑。
进一步地，请结合参阅图8，本发明实施例提供的节能评价装置100包括特征集获取模块110、指标比对模块120、评价值计算模块130、信息判断模块140、节能空间值计算模块150、数值选取模块160和修改策略调用模块170。
所述特征集获取模块110，用于获取待评价样本对应的多个待评价指标的指标特征集；本实施例中，步骤s11可由所述特征集获取模块110执行，具体过程请参考步骤s11，在此不再赘述。
所述指标比对模块120，用于将所述指标特征集中每个指标与预设评价等级以及预设评价指标数中对应的指标进行比对，以得到所述待评价样本所处的级别区间，并作为标准区间矩阵；本实施例中，步骤s12可由所述指标比对模块120执行，具体过程请参考步骤s12，在此不再赘述。
所述评价值计算模块130，用于根据所述标准区间矩阵计算所述待评价样本的级别特征值，并根据所述级别特征值从预设评价星级评价表中选取对应的评价值作为所述待评价样本的评价值。本实施例中，步骤s13可由所述评价值计算模块130执行，具体过程请参考步骤s13，在此不再赘述。可选地，如图9所示，在本实施例中，所述评价值计算模块130包括参数计算单元131和级别特征值计算单元132。
所述参数计算单元131，用于根据所述标准区间矩阵计算用于计算相对隶属度矩阵的相对差异函数模型的参数，并根据所述参数对所述相对差异函数模型进行更新；本实施例中，步骤s131可由所述参数计算单元131执行，具体过程请参考步骤s131，在此不再赘述。
所述级别特征值计算单元132，用于基于参数更新后的相对差异函数模型和所述标准区间矩阵计算相对隶属度矩阵，并根据所述相对隶属度矩阵计算所述待评价样本的级别特征值。本实施例中，步骤s132可由级别特征值计算单元132执行，具体过程请参考步骤s132，在此不再赘述。
所述信息判断模块140，用于根据所述待评价样本的评价值判断该待评价样本是否满足节能标准，若不满足，则生成样本修改信息以展示给用户。本实施例中，关于所述信息判断模块140的具体过程可请参考步骤前述描述，在此不再赘述。
所述节能空间值计算模块150，用于针对所述指标特征集中的每一个指标，根据指标等级、指标评价值计算节能空间值；本实施例中，步骤s14可由所述节能空间值计算模块150执行，具体过程请参考步骤s14，在此不再赘述。
所述数值选取模块160，用于从多个不同指标对应的节能空间值中选取满足预设需求的节能空间值，作为目标修改值；本实施例中，步骤s15可由所述数值选取模块160执行，具体过程请参考步骤s15，在此不再赘述。
所述修改策略调用模块170，用于根据所述目标修改值对应的指标，从预设修改策略中选取对应的修改策略反馈给用户进行指标修改。本实施例中，步骤s16可由所述修改策略调用模块170执行，具体过程请参考步骤s16，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的一种节能评价方法和装置，通过将在不同尺度下学习到的单一尺度特征进行融合，以实现对不同尺度下的点云结构信息的学习，能够有效缓解点云密度不一带来的点云标记问题，提高点云标记精度。
在本发明的描述中，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其他方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的预设数量个实施例的装置、方法和计算机程序产品可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分。所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或预设数量个用于实现规定的逻辑功能。
也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
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