一种基于本体的空调节能诊断系统及空调节能诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及节能诊断技术领域，尤其涉及一种基于本体的空调节能诊断系统及空调节能诊断方法。
【背景技术】
[0002]随着我国经济社会的不断发展，大型公共建筑的数量在逐年攀升，而大型公共建筑与普通公共建筑最显著的区别在于是否包含集中空调系统。相关调查显示，综合各项节能措施，现有大型公共建筑空调系统节能潜力在30?50%之间。因此针对空调系统开展节能工作将会极大地促进大型公共建筑的节能，提高设备使用寿命，降低建筑运行成本。
[0003]目前被广泛采用的既有建筑空调系统节能诊断方法是清华大学薛志峰提出的0ΤΙ节能诊断法，即“观察/交流一测试/计算一判断/解决”。这种完全依赖人工测试、诊断的方法不仅需要节能诊断人员具有大量的空调专业知识和丰富的工程经验，而且还需要转变、调整诊断策略以适应每个项目的个性化需求。可以预见，随着大型公共建筑空调系统的数量和规模逐年增长，这种方法适用性将会变低。
[0004]由西南交通大学提出的“一种基于运行数据对中央空调系统节能诊断及节能潜力分析的方法”发明专利通过对中央空调系统实际运行数据进行分析，采用多种算法得出系统的节能诊断结果。该专利提到的数据不足以对空调领域专家和空调维护工程师等丰富的空调专业知识和工程经验加以描述，因而系统无法充分利用这部分资源造成浪费。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于本体的空调节能诊断系统及空调节能诊断方法，以本体知识库为核心，结合了语义网知识管理体系结构模型，给出的一套空调节能诊断系统，可被任意形式的空调系统重用，降低了开发成本，提高了知识的重用性。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种基于本体的空调节能诊断方法，接受待诊断的异常现象，如果为空，则对空调性能指标进行诊断，如果接受到的为异常现象，则先将异常现象进行转换生成查询文件，然后利用查询文件查询本体知识库得到推理诊断结果，若利用查询文件没有直接找到相应的诊断结果则将查询文件进行语义扩展生成推理查询文件，再利用推理查询文件对本体知识库进行查询得到推理诊断结果，最后将推理诊断结果呈现给用户，诊断结束。
[0008]所述推理诊断结果包括导致异常现象的原因及相应解决方案。
[0009]对空调性能指标进行诊断时所述空调性能指标包括系统性无量纲指标和设备性能指标。
[0010]对系统性无量纲指标进行诊断的方法包括，针对需要诊断的系统性无量纲指标，查询指标本体库获取计算该指标的方法，查询空调数据库获取该指标计算过程中所需的数据，若空调数据库中没有相关数据则通过请求输入实际测量后的数据，根据查询到的计算方法和数据计算该系统性无量纲指标值；
[0011]将计算得到的指标值按照设定的规则判断其是否符合要求，若符合要求则计算下一个系统性无量纲指标，直到所有系统性无量纲指标均符合要求后进入设定值整定，使得空调系统各设备能耗之和最低；
[0012]针对不符合要求的，则查询事件本体库，得到导致该系统性无量纲指标异常的初步诊断结果如原因以及相应解决方案，并对该系统性无量纲指标所在的空调子系统中所有的设备性能指标进行诊断。
[0013]设备性能指标诊断的方法包括，针对需要诊断的设备性能指标，查询指标本体库获取计算该指标的方法，查询空调数据库获取该指标计算过程中所需的数据，若空调数据库中没有相关数据则通过请求输入实际测量后的数据，根据查询到的计算方法和数据计算该设备性能指标值；
[0014]将计算得到的指标值按照设定的规则判断其是否符合要求，若符合要求则计算下一个设备性能指标，直到所有设备性能指标均符合要求后进入下一个系统性无量纲指标诊断；
[0015]若计算得到的设备性能指标值不符合要求，则提示用户再次输入异常现象，结合当前系统性无量纲指标异常情况和用户输入的异常现象查询事件本体库，得到导致该设备性能指标异常的所有原因以及相应的解决方案，诊断流程结束。
[0016]设定值整定的方法包括，
[0017]步骤一，选取一空调设定点，将其设定值置为预设值，记录空调系统各设备的能耗，并存入空调数据库中；
[0018]步骤二，保持其他设定点的设定值固定，在相同外界环境和空调运行工况下，将该预设值在设定范围内上下调节，同时记录每个设定值对应的空调系统各设备能耗，并存入空调数据库中；
[0019]步骤三，选取空调数据库中空调系统各设备能耗之和最低时所对应的设定值，将该设定值作为设定点的设定值，同时将该设定值映射到本体知识库中，使之成为空调系统控制本体知识库的实例。
[0020]一种实现所述一种基于本体的空调节能诊断方法的诊断系统，包括表示层、语义层和数据层；
[0021]所述表示层用于与用户进行交互；
[0022]所述语义层用于提供处理本体知识库的接口，为表示层和数据层提供桥梁，并且利用数据层的数据进行推理诊断；
[0023]所述数据层包括数据本体知识库和空调数据库，所述空调数据库利用数据适配模块建立与本体知识库的映射关系。
[0024]所述表示层包括本体管理模块、用户查询模块和测试数据输入模块；
[0025]所述本体管理模块用于通过语义层对数据层的本体知识库进行管理，包括对本体知识库的增加、修改及删除；
[0026]所述用户查询模块用于输入异常现象；
[0027]所述测试数据输入模块用于输入实际测量的数据。
[0028]所述语义层包括本体操作接口和节能诊断智能代理模块；
[0029]所述本体操作接口与所述表示层的本体管理模块连接，同时与本体知识库连接，为本体管理模块管理本体知识库提供接口；本体管理模块仅对本体知识库做些修改和扩充，不会真正的实现对本体知识库的构建；
[0030]所述节能诊断智能代理模块与所述用户查询模块和测试数据输入模块连接，用于接受用户查询模块和测试数据输入模块输入的数据，并将用户查询模块输入的数据转换成查询文件；
[0031]同时所述节能诊断智能代理模块还与本体查询接口和本体推理机进行连接，所述本体查询接口利用生成的查询文件对所述本体知识库进行查询，所述本体推理机用于将生成的查询文件进行语义扩展生成推理查询文件，再利用推理查询文件对所述本体知识库进行查询。
[0032]所述本体知识库包括空调结构本体库、指标本体库、控制本体库和事件本体库，
[0033]所述空调结构本体库描述空调的结构知识，包括“原子设备”和“复合设备”，“原子设备”为能单独完成特定功能的设备，包括水栗、阀门、风机及制冷机；“复合设备”是由“独立设备”组合而成，包括空气处理系统、冷冻水系统及冷却水系统；
[0034]所述指标本体库用于存储系统性无量纲指标和设备性能指标；
[0035]所述控制本体库描述空调的控制系统，包括检测装置的信息和控制装置的信息，检测装置包括温度传感器、湿度传感器及流量传感器；控制装置包括变频器及PLC ;
[0036]所述事件本体库描述空调系统所出现的异常现象及对应的原因，以及相应的解决方案；
[0037]所述空调数据库用于存储空调状态信息和环境信息，数据适配模块将空调数据库中的相关信息通过本体实例表达出来。
[0038]所述本体知识库还与本体编辑模块连接，所述本体编辑模块能够对本体知识库直接进行编辑。本体编辑模块可以实现对本体知识库的构建。
[0039]本发明的有益效果:
[0040]使用语义网领域的本体技术解决空调节能诊断过程中的知识描述问题。用户在使用本系统开展节能诊断操作时，仅需要根据系统的提示输入相应的信息，而不必具备空调专业知识和丰富的节能诊断经验，降低了对空调节能诊断从业人员的素质要求，同时也降低了节能诊断过程中的时间和人力成本。使用本体方法描述空调系统知识和节能诊断知识、经验之后，将会大大提高用户查询时的查全率和查准率。
【附图说明】
[0041]图1是空调节能诊断系统架构图；
[0042]图2是节能诊断控制模块的工作流程图。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0044]如图1所示，一种基于本体的空调节能诊断系统，
[0045]包括表示层、语义层和数据层；
[0046]表示层用于与用户进行交互；
[0047]语义层用于提供处理本体知识库的接口，为表示层和数据层提供桥梁，并且利用数据层的数据进行推理诊断；
[0048]数据层包括数据本体知识库和空调数据库，空调数据库利用数据适配模块建立与本体知识库的映射关系。
[0049]表示层包括本体管理模块、用户查询