CN108352038A - 具有能量分析和专设仪表板的建筑物能量管理系统 - Google Patents

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CN108352038A CN201780003995.9A CN201780003995A CN108352038A CN 108352038 A CN108352038 A CN 108352038A CN 201780003995 A CN201780003995 A CN 201780003995A CN 108352038 A CN108352038 A CN 108352038A
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Abstract

一种建筑物能量管理，包括：建筑物设备、一个或多个数据平台服务、时间序列数据库、和能量管理应用。所述建筑物设备操作用于监测和控制变量并且提供与所述变量相关联的数据点的原始数据样本。所述时间序列数据库存储与所述数据点相关联的多个时间序列。所述多个时间序列包括所述原始数据样本的时间序列、以及由所述数据平台服务基于所述原始数据时间序列生成的所述一个或多个优化数据时间序列。所述能量管理应用生成包括小插件的专设仪表板并且将所述小插件与所述数据点相关联。所述小插件显示与所述数据点相关联的所述多个时间序列的图形可视化，并且包括用于在与所述数据点相关联的所述多个时间序列之间进行切换的交互式用户界面选项。

Description

具有能量分析和专设仪表板的建筑物能量管理系统
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2016年1月22日提交的美国临时专利申请号62/286,273、于2016年6月14日提交的美国专利申请号15/182,579、以及于2016年6月14日提交的美国专利申请号15/182,580的权益和优先权。这些专利申请中的每一个的完整披露通过引用结合于此。
背景技术
本披露总体上涉及建筑物管理系统领域。建筑物管理系统(BMS)通常是被配置用于控制、监测和管理建筑物或建筑物区域中或周围的设备的装置的系统。例如，BMS可以包括HVAC系统、安全系统、照明系统，火灾报警系统、能够管理建筑物功能或装置的任何其他系统或其任何组合。
BMS可以从传感器和其他类型的建筑物设备采集数据。数据可以随时间被采集并且可以被结合到时间序列数据流中。时间序列数据的每个样本可以包括时间戳和数据值。在数据采集时，一些BMS将原始时间序列数据存储在关系数据库中，而无需显著的组织或处理。消耗时间序列数据的应用通常负责从数据库中检索原始时间序列数据并且生成可以经由图表、曲线图、或其他用户界面呈现的时间序列数据的视图。通常响应于对时间序列数据的请求而执行这些处理步骤，这可以在查询时显著地延迟数据呈现。
发明内容
本披露的一种实施方式是一种建筑物能量管理系统。所述系统包括：建筑物设备、数据采集器、分析服务、时间序列数据库、以及能量管理应用。所述建筑物设备可操作用于监测和控制所述建筑物能量管理系统中的一个或多个变量并且用于提供所述一个或多个变量的数据样本。所述数据采集器被配置用于从所述建筑物设备采集所述数据样本并且生成包括多个所述数据样本的数据时间序列。所述分析服务被配置用于使用所述数据时间序列执行一项或多项分析并且生成包括指示所述分析的结果的多个结果样本的结果时间序列。所述时间序列数据库被配置用于存储所述数据时间序列和所述结果时间序列。所述能量管理应用被配置用于响应于对与所述一个或多个变量相关联的时间序列数据的请求而从所述时间序列数据库中检索所述数据时间序列和所述结果时间序列。
在一些实施例中，所述分析服务包括天气归一化模块，所述天气归一化模块被配置用于通过从所述数据时间序列中移除天气影响来生成所述结果时间序列。在一些实施例中，所述被配置用于通过以下操作来从所述数据时间序列中移除所述天气影响：生成限定所述数据时间序列的所述数据样本与一个或多个天气相关变量之间的关系的回归模型，在与所述数据时间序列相关联的时间段期间确定所述一个或多个天气相关变量的值，将所述一个或多个天气相关变量的所述值作为输入应用到所述回归模型以估计所述数据样本的天气归一化值，以及将所述数据样本的所述天气归一化值存储为所述结果时间序列。天气归一化模块
在一些实施例中，所述一个或多个天气相关变量包括冷却度日(CDD)变量和采暖度日(HDD)变量中的至少一个。所述回归模型可以是将能量消耗定义为所述CDD变量和所述HDD变量中至少一个的函数的能量消耗模型。
在一些实施例中，所述天气归一化模块被配置用于通过以下操作来生成所述回归模型：在基线期内使用天气数据来计算所述基线期中的每一天的冷却度日(CDD)变量和采暖度日(HDD)变量中的至少一个的值，确定所述基线期内的每个时间间隔的所述CDD变量的日均值和所述基线期内的每个时间间隔的所述HDD变量的日均值中的至少一个，在基线期内使用能量消耗数据来确定所述基线期内的每个时间间隔的日均能量消耗值，以及通过将所述日均能量消耗值拟合到所述CDD变量的所述日均值和所述HDD变量的所述日均值中的至少一个来生成所述回归模型的回归系数。
在一些实施例中，所述数据时间序列是资源消耗时间序列，并且所述数据时间序列的所述样本包括电力消耗值、水消耗值、和天然气消耗值中的至少一项。所述分析服务可以包括能量基准测试模块，所述能量基准测试模块被配置用于使用所述数据时间序列来计算与所述数据时间序列相关联的建筑物的能量使用度量。所述能量使用度量可以包括能量使用强度(EUI)或能量密度中的至少一项。
在一些实施例中，所述能量基准测试模块被配置用于通过以下操作来计算所述建筑物的EUI：标识与所述数据时间序列相关联的所述建筑物的总面积，基于所述数据时间序列的所述样本在与所述数据时间序列相关联的时间段上确定所述建筑物的总资源消耗，以及使用所述建筑物的所述总面积和所述建筑物的所述总资源消耗来计算所述建筑物的每单位面积的资源消耗。
在一些实施例中，所述能量基准测试模块被配置用于标识与所述数据时间序列相关联的所述建筑物的类型并且生成曲线图，所述曲线图包括所述建筑物的所述能量使用度量和被标识类型的其他建筑物的一个或多个基准能量使用度量的图形表示。
在一些实施例中，所述分析服务包括夜/昼比较模块，所述夜/昼比较模块被配置用于使用所述数据时间序列的所述样本来计算与所述数据时间序列相关联的每一天的夜-昼负载率，将所计算的夜-昼负载率中的每一个与阈值负载率进行比较，生成与所述数据时间序列相关联的每一天的结果样本，并且将多个所述结果样本存储为所述结果时间序列。每个结果样本可以指示对应日的夜-昼负载率是否超过所述阈值负载率。
在一些实施例中，所述分析服务包括周末/工作日比较模块，所述周末/工作日比较模块被配置用于使用所述数据时间序列的所述样本来计算与所述数据时间序列相关联的每一周的周末-工作日负载率，将所计算的周末-工作日负载率中的每一个与阈值负载率进行比较，生成与所述数据时间序列相关联的每一周的结果样本，并且将多个所述结果样本存储为所述结果时间序列。每个结果样本可以指示对应周的周末-工作日负载率是否超过所述阈值负载率。
本披露的另一种实施方式是一种建筑物能量管理系统。所述系统包括：建筑物设备、数据采集器、一个或多个数据平台服务、时间序列数据库、以及能量管理应用。所述建筑物设备可操作用于监测和控制所述建筑物能量管理系统中的变量并且被配置用于提供与所述变量相关联的数据点的原始数据样本。所述数据采集器被配置用于从所述建筑物设备采集所述原始数据样本并且生成包括多个所述原始数据样本的原始数据时间序列。所述数据平台服务被配置用于根据所述原始数据时间序列生成一个或多个优化数据时间序列。所述时间序列数据库被配置用于存储与所述数据点相关联的多个时间序列。所述多个时间序列包括所述原始数据时间序列和所述一个或多个优化数据时间序列。所述能量管理应用被配置用于生成包括小插件的专设仪表板并且用于将所述小插件与所述数据点相关联。所述小插件被配置用于显示与所述数据点相关联的所述多个时间序列的图形可视化，并且包括用于在与所述数据点相关联的所述多个时间序列之间进行切换的交互式用户界面选项。
在一些实施例中，所述数据平台服务包括样本聚合器，所述样本聚合器被配置用于在从所述建筑物设备采集所述原始数据样本时，通过聚合所述原始数据样本来自动生成包括多个经聚合数据样本的数据上卷时间序列，并且将所述数据上卷时间序列存储在所述时间序列数据库中作为所述优化数据时间序列中的一个。
在一些实施例中，所述数据平台服务包括虚拟点计算器，所述虚拟点计算器被配置用于创建表示非测量变量的虚拟数据点，根据所述原始数据样本计算所述虚拟数据点的多个样本的数据值，生成包括所述虚拟数据点的所述多个样本的虚拟点时间序列，并且将所述虚拟点时间序列存储在所述时间序列数据库中作为所述优化数据时间序列中的一个。
在一些实施例中，所述数据平台服务包括分析服务，所述分析服务被配置用于使用所述原始数据时间序列来执行一项或多项分析，生成包括指示所述分析的结果的多个结果样本的结果时间序列，并且将所述结果时间序列存储在所述时间序列数据库中作为所述优化数据时间序列中的一个。
在一些实施例中，所述专设仪表板包括小插件创建界面，所述小插件创建界面包含多种可选择小插件类型。所述小插件类型中的每一种可以对应于所述专设仪表板被配置用于创建的不同小插件类型。所述小插件类型可以包括以下各项中的至少一项：制图小插件、数据可视化小插件、显示小插件、时间或日期小插件、以及天气信息小插件。
在一些实施例中，所述小插件是被配置用于显示与所述数据点相关联的所述多个时间序列的图表的制图小插件。所述图表可以包括以下各项中的至少一项：线形图、面积图、柱形图、条形图、堆栈图、以及饼状图。
在一些实施例中，所述时间序列数据库被配置用于存储与多个不同数据点相关联的多个时间序列。在一些实施例中，所述专设仪表板被配置用于将所述小插件与同所述多个不同数据点相关联的所述多个时间序列中的每一个相关联。所述小插件可以被配置用于显示与所述小插件相关联的所述多个时间序列中的每一个的图形可视化。
在一些实施例中，所述小插件被配置用于确定与所述小插件相关联的所述多个时间序列中的每一个的度量单位，并且生成包括多条线段的线形图。所述多条线段中的每一条可以对应于与所述小插件相关联的一个或所述多个时间序列。所述小插件可以为与具有相同度量单位的时间序列相对应的所述多条线段中的每一条指定共同的颜色，并且可以为与具有不同度量单位的时间序列相对应的所述多条线段中的每一条指定不同的颜色。
在一些实施例中，所述小插件被配置用于生成包括多个单元格的热图。所述单元格中的每一个可以对应于与所述小插件相关联的所述数据点的不同样本。所述小插件可以被配置用于标识与所述热图的所述单元格相对应的所述样本中的每一个样本的数值数据值，并且可以基于所述对应样本的所述数值数据值向所述热图的每个单元格指定颜色。
在一些实施例中，所述专设仪表板被配置用于显示包括在所述建筑物能量管理系统中检测到的多个点的点列表，接收将所述点中的一个或多个点从所述点列表拖放至所述小插件上的用户输入，并且响应于将所述点中的一个或多个点从所述点列表拖放至所述小插件上的所述用户输入而将所述一个或多个点与所述小插件相关联。
本领域技术人员将了解，所述概述仅为说明性的而不旨在以任何方式进行限制。本文中所描述的如仅由权利要求书限定的装置和/或过程的其他方面、创造性特征、以及优点将在本文中陈述并结合附图进行的具体实施方式中变得清楚。
附图说明
图1是根据一些实施例的配备有建筑物管理系统(BMS)和HVAC系统的建筑物的图示。
图2是根据一些实施例的可以用作图1的HVAC系统的一部分的水侧系统的示意图。
图3是根据一些实施例的可以用作图1的HVAC系统的一部分的空气侧系统的框图。
图4是根据一些实施例的可以在图1的建筑物中使用的BMS的框图。
图5是可以在图1的建筑物中使用的另一种BMS的框图。根据一些实施例，所述BMS被示出为包括数据采集器、数据平台服务、应用、以及仪表板布局生成器。
图6是根据一些实施例的可以被实施为图5中示出的数据平台服务中的一些的时间序列服务和分析服务的框图。
图7A是框图，展示了根据一些实施例的可以由图6中示出的样本聚合器使以聚合原始数据样本的聚合技术。
图7B是根据一些实施例的可以被用于存储原始数据时间序列以及可以由图6的时间序列服务生成的各种优化数据时间序列的数据表。
图8是若干时间序列的图示，展示了根据一些实施例的可以由图6中示出的数据聚合器执行的数据样本的同步。
图9A是流程图，展示了根据一些实施例的可以由图6中示出的作业管理器执行的故障检测时间序列的创建和存储。
图9B是根据一些实施例的可以被用于存储原始数据时间序列和故障检测时间序列的数据表。
图9C是流程图，展示了根据一些实施例的如何由图5的数据平台服务生成、存储、和使用各种时间序列。
图10A是实体图，展示了根据一些实施例的可以由图5的数据采集器使用的组织、空间、系统、点与时间序列之间的关系。
图10B是根据一些实施例的特定建筑物管理系统的实体图的示例。
图11是对象关系图，展示了根据一些实施例的可以由图5的数据采集器和图6的时间序列服务使用的实体模板、点、时间序列与数据样本之间的关系。
图12是流程图，展示了根据一些实施例的图5的仪表板布局生成器的操作。
图13是网格，展示了根据一些实施例的可以由图5的仪表板布局生成器生成的仪表板布局描述。
图14是目标代码的示例，描述了根据一些实施例的可以由图5的仪表板布局生成器生成的仪表板布局。
图15是用户界面，展示了根据一些实施例的可以根据图14的仪表板布局描述生成的仪表板布局。
图16是目标代码的另一示例，描述了根据一些实施例的可以由图5的仪表板布局生成器生成的另一种仪表板布局。
图17是用户界面，展示了根据一些实施例的可以根据图16的仪表板布局描述生成的仪表板布局。
图18是根据一些实施例的可以由图5的BMS生成的登录界面。
图19至图34是根据一些实施例的可以由图5的BMS生成的概览仪表板的图示。
图35是根据一些实施例的用于配置能量管理应用的过程的流程图。
图36至图39是根据一些实施例的可以由图5的BMS生成的用于配置空间的界面的图示。
图40至图45是根据一些实施例的可以由图5的BMS生成的用于配置数据源的界面的图示。
图46至图49是根据一些实施例的可以由图5的BMS生成的用于配置仪表的界面的图示。
图50和图51是根据一些实施例的在图19至图34中示出的概览仪表板的附加图示。
图52是框图，展示了根据一些实施例的图6的分析服务，更详细地示出了天气归一化模块、能量基准测试模块、基线比较模块、夜/昼比较模块、以及周末/工作日比较模块。
图53是根据一些实施例的可以由图52的天气归一化模块执行的过程的流程图。
图54是曲线图，展示了根据一些实施例的可以由图52的天气归一化模块生成的回归模型。
图55是根据一些实施例的可以由图52的能量基准测试模块生成的能量使用强度值的图表。
图56是根据一些实施例的可以由图52的基线比较模块生成的相对于基线的建筑物能量消耗的图表。
图57是根据一些实施例的可以由图52的夜/昼比较模块生成的建筑物能量消耗的图表，突出显示了具有高夜间-日间能耗比的一天。
图58是根据一些实施例的可以由图52的周末/工作日比较模块生成的建筑物能量消耗的图表，突出显示了具有高周末-工作日能耗比的一周。
图59是根据一些实施例的可以由图5的BMS生成的专设界面。
图60和图61是根据一些实施例的用于创建图59的专设界面中的小插件的界面。
图62和图63是根据一些实施例的用于配置图59的专设界面中的小插件的界面。
图64至图66是根据一些实施例的用于聚合和显示图59的专设界面中的时间序列数据的界面。
图67至图69是根据一些实施例的用于创建和配置图59的专设界面中的热图小插件的界面。
图70和图71是根据一些实施例的用于创建和配置图59的专设界面中的文本框小插件的界面。
图72和图73是根据一些实施例的用于创建和配置图59的专设界面中的图像小插件的界面。
图74和图75是根据一些实施例的用于创建和配置图59的专设界面中的日期小插件的界面。
图76至图78是根据一些实施例的用于创建和配置图59的专设界面中的时钟小插件的界面。
图79至图81是根据一些实施例的用于创建和配置图59的专设界面中的天气小插件的界面。
图82和图83是根据一些实施例的用于与其他用户或群组共享图59的专设界面的界面。
图84和图85是根据一些实施例的用于创建和配置图59的专设界面中的堆栈图小插件的界面。
图86和图87是根据一些实施例的用于创建和配置图59的专设界面中的饼状图小插件的界面。
图88是根据一些实施例的具有用于限定卡点定义的选项的点配置界面。
图89是根据一些实施例的可以被用于向用户显示检测故障的未决故障界面。
具体实施方式
概述
总体上参照附图，示出了根据各种实施例的具有虚拟数据点、优化数据集成和框架未知仪表板布局的建筑物管理系统(BMS)。所述BMS被配置用于从建筑物设备(例如，传感器、可控装置、建筑物子系统等)采集数据样本并且根据所述数据样本生成原始时间序列数据。所述BMS可以使用各种数据平台服务来处理所述原始时间序列数据以便生成优化时间序列数据(例如，数据上卷时间序列、虚拟点时间序列、故障检测时间序列等)。所述优化时间序列数据可以被提供至各种应用和/或被存储在本地或托管存储设备中。在一些实施例中，所述BMS包括将(1)数据采集、(2)数据存储、检索和分析与(3)数据可视化分开的三个不同的层。这允许BMS支持使用优化时间序列数据的各种应用，并且允许新的应用重复使用由数据平台服务提供的基础设施。
在一些实施例中，所述BMS包括被配置用于从所述建筑物设备采集原始数据样本的数据采集器。所述数据采集器可以生成包括多个所述原始数据样本的原始数据时间序列，并且将所述原始数据时间序列存储在时间序列数据库中。在一些实施例中，所述数据采集器存储具有时间戳的原始数据样本中的每一个。所述时间戳可以包括指示在采集原始数据样本的任何一个时区中采集原始数据样本的时间的本地时间。所述时间戳还可以包括指示本地时间与世界时间之差的时间偏差。本地时间戳与偏差的结合提供了跨夏令时边界的唯一时间戳。这允许使用时间序列数据的应用以本地时间显示时间序列数据而无需首先从世界时间进行转换。本地时间戳与偏差的结合还提供了足够的信息以便将本地时间戳转换成世界时间而不必查找夏令时何时发生的安排表。
在一些实施例中，所述数据平台服务包括样本聚合器。所述样本聚合器可以聚合原始时间序列数据的预定义间隔(例如，每刻钟间隔、每小时间隔、每日间隔、每月间隔等)以便生成聚合值的新优化时间序列。这些优化时间序列可以被称为“数据上卷”，因为它们是原始时间序列数据的浓缩版。由数据聚合器生成的数据上卷为各种应用提供查询时间序列数据的高效机制。例如，所述应用可以使用预聚合数据上卷而不是原始时间序列数据来构造时间序列数据的可视化(例如，图表、曲线图等)。这允许所述应用仅检索和呈现预聚合数据上卷而无需所述应用响应于所述查询而执行聚合。因为预聚合了数据上卷，所以应用可以快速且高效地呈现数据上卷而无需在查询时进行附加处理，从而生成聚合时间序列值。
在一些实施例中，所述数据平台服务包括虚拟点计算器。所述虚拟点计算器可以基于原始时间序列数据和/或优化时间序列数据来计算虚拟点。可以通过将各种数学运算(例如，加法、减法、乘法、除法等)或函数(例如，平均值、最大值、最小值、热力学函数、线性函数、非线性函数等)中的任一种应用到由时间序列数据表示的实际数据点来计算虚拟点。例如，所述虚拟点计算器可以通过添加两个或更多个实际数据点(点ID1和点ID2)(例如，点ID3＝点ID1+点ID2)来计算虚拟数据点(点ID3)。作为另一个示例，所述虚拟点计算器可以基于测得的温度数据点(点ID5)和测得的压力数据点(点ID6)(例如，点ID4＝焓(点ID5,点ID6))来计算焓数据点(点ID4)。所述虚拟数据点可以被存储为优化时间序列数据。
应用可以以与实际数据点相同的方式来访问和使用虚拟数据点。所述应用不需要知道数据点是实际数据点还是虚拟数据点，因为这两种类型的数据点都可以被存储为优化时间序列数据并且可以由所述应用以相同的方式进行处理。在一些实施例中，优化时间序列数据与属性一起存储，所述属性将每个数据点指定为虚拟数据点或者实际数据点。这种属性允许应用识别给定的时间序列表示虚拟数据点还是实际数据点，即使这两种类型的数据点都可以由所述应用以相同的方式进行处理。
在一些实施例中，所述数据平台服务包括被配置用于分析时间序列数据以检测故障的可扩展规则引擎和/或分析服务。可以通过将一组故障检测规则应用到时间序列数据来执行故障检测，从而判定在所述时间序列的每个间隔处是否检测到故障。故障检测可以被存储为优化时间序列数据。例如，可以生成具有指示在时间序列的每个间隔处是否检测到故障的数据值的新时间序列。故障检测的时间序列可以与原始时间序列数据和/或优化时间序列数据一起存储在本地或托管数据存储设备中。
在一些实施例中，所述BMS包括仪表板布局生成器。所述仪表板布局生成器被配置用于生成使时间序列数据可视化的用户界面(即，仪表板)的布局。在一些实施例中，所述仪表板布局自身不是用户界面，而是可以由应用使用以生成用户界面的描述。在一些实施例中，所述仪表板布局是限定可以被渲染和显示为用户界面的一部分的各种小插件(例如，图表、曲线图等)的相对位置的架构。所述仪表板布局可以由各种不同的框架读取并且可以由各种不同的渲染引擎(例如，网络浏览器、pdf引擎等)或应用来使用以生成用户界面。
在一些实施例中，所述仪表板布局限定了具有一行或多行以及位于每行内的一列或多列的网格。所述仪表板布局可以将每个小插件的位置限定在网格内的特定位置处。所述仪表板布局可以限定对象(例如，JSON对象)的阵列，所述对象中的每个对象自身就是阵列。在一些实施例中，所述仪表板布局限定每个小插件的属性或特性。例如，所述仪表板布局可以限定小插件的类型(例如，曲线图、纯文本、图像等)。如果小插件是曲线图，则所述仪表板布局可以限定附加特性，诸如曲线图标题、x轴标题、y轴标题、以及在曲线图中使用的时间序列数据。以下更加详细地描述了建筑物管理系统的这些和其他特征。
建筑物管理系统和HVAC系统
现在参照图1至图4，根据示例性实施例，示出了可以在其中实施本披露的系统和方法的示例性建筑物管理系统(BMS)和HVAC系统。具体参照图1，示出了建筑物10的透视图。建筑物10由BMS服务。BMS通常是被配置用于对建筑物或建筑物区域中或周围的设备进行控制、监测和管理的装置的系统。例如，BMS可以包括HVAC系统、安全系统、照明系统，火灾报警系统、能够管理建筑物功能或装置的任何其他系统或其任何组合。
服务于建筑物10的BMS包括HVAC系统100。HVAC系统100可以包括被配置用于为建筑物10提供加热、冷却、通风或其他服务的多个HVAC装置(例如，加热器、冷却器、空气处理单元、泵、风扇、热能存储设备等)。例如，HVAC系统100被示出为包括水侧系统120和空气侧系统130。水侧系统120可以向空气侧系统130的空气处理单元提供加热的或冷却的液体。空气侧系统130可以使用加热的或冷却的液体来加热或冷却提供给建筑物10的气流。参照图2和图3更加详细地描述了可以在HVAC系统100中使用的示例性水侧系统和空气侧系统。
HVAC系统100被示出为包括冷却器102、锅炉104和屋顶空气处理单元(AHU)106。水侧系统120可以使用锅炉104和冷却器102来加热或冷却工作液体(例如，水、乙二醇等)并且可以使所述工作液体循环至AHU 106。在各实施例中，水侧系统120的HVAC装置可以位于建筑物10内或周围(如图1中所示出的)或位于非现场位置(如中央板块(例如，制冷板块、蒸汽板块、热力板块等)。可以在锅炉104中加热或在冷却器102中冷却工作液体，这取决于建筑物10中是需要加热还是冷却。锅炉104可以例如通过燃烧易燃材料(例如，天然气)或使用电加热元件来向循环的液体添加热量。冷却器102可以使循环的液体与热交换器(例如，蒸发器)中的另一种液体(例如，制冷剂)成热交换关系以从循环的液体中吸收热量。可以经由管路108将来自冷却器102和/或锅炉104的工作液体输送到AHU 106。
AHU 106可以使工作液体与穿过AHU 106的气流成热交换关系(例如，经由一级或多级冷却盘管和/或加热盘管)。气流可以是例如室外空气、来自建筑物10内的回流空气或两者的组合。AHU 106可以在气流与工作液体之间传递热量，从而为气流提供加热或冷却。例如，AHU 106可以包括被配置用于使气流通过或穿过包含工作液体的热交换器的一个或多个风扇或鼓风机。工作液体可以然后经由管路110返回冷却器102或锅炉104。
空气侧系统130可以经由空气提供管道112将由AHU 106供应的气流(即，供应气流)递送至建筑物10并且可以经由空气回流管道114向AHU 106提供来自建筑物10的回流空气。在一些实施例中，空气侧系统130包括多个变风量(VAV)单元116。例如，空气侧系统130被示出为包括建筑物10的每一个楼层或区域上的独立VAV单元116。VAV单元116可以包括气闸或可以被操作用于控制提供给建筑物10的单独区域的供应气流的量的其他流量控制元件。在其他实施例中，空气侧系统130将供应气流递送至建筑物10的一个或多个区域中(例如，经由供应管道112)，而不使用中间VAV单元116或其他流量控制元件。AHU 106可以包括被配置用于测量供应气流的属性的各种传感器(例如，温度传感器、压力传感器等)。AHU106可以从位于AHU 106内和/或建筑物区域内的传感器接收输入并且可以调节穿过AHU106的供应气流的流速、温度、或其他属性以实现建筑物区域的设定值条件。
现在参照图2，根据示例性实施例，示出了水侧系统200的框图。在各实施例中，水侧系统200可以补充或替代HVAC系统100中的水侧系统120或者可以与HVAC系统100分开来实施。当在HVAC系统100中实施时，水侧系统200可以包括HVAC系统100中的HVAC装置的子集(例如，锅炉104、冷却器102、泵、阀门等)并且可以操作用于向AHU 106提供加热的或冷却的液体。水侧系统200的HVAC装置可以位于建筑物10内(例如，作为水侧系统120的部件)或位于非现场位置(诸如中央板块)。
在图2中，水侧系统200被示出为具有多个子板块202至212的中央板块。子板块202至212被示出为包括：加热器子板块202、热回收冷却器子板块204、冷却器子板块206、冷却塔子板块208、热热能存储(TES)子板块210和冷热能存储(TES)子板块212。子板块202至212消耗公共设施资源(例如，水、天然气、电等)来服务于建筑物或校园的热能负载(例如，热水、冷水、加热、冷却等)。例如，加热器子板块202可以被配置用于在热水回路214中加热水，所述热水回路使热水在加热器子板块202与建筑物10之间循环。冷却器子板块206可以被配置用于在冷水回路216中冷却水，所述冷水回路使冷水在冷却器子板块206与建筑物10之间循环。热回收冷却器子板块204可以被配置用于将热量从冷水回路216传递到热水回路214以便提供对热水的附加加热和对冷水的附加冷却。冷凝水回路218可以从冷却器子板块206中的冷水中吸收热量并且在冷却塔子板块208中放出所述吸收的热量或将吸收到的热量传递至热水回路214。热TES子板块210和冷TES子板块212可以分别存储热和冷热能以供后续使用。
热水回路214和冷水回路216可以将加热的和/或冷却的水递送至位于建筑物10的屋顶上的空气处理器(例如，AHU 106)或建筑物10的单独层或区域(例如，VAV单元116)。空气处理器推送空气经过热交换器(例如，加热盘管或冷却盘管)，水流过所述热交换器以提供对空气的加热或冷却。可以将加热或冷却的空气递送至建筑物10的单独区域以服务于建筑物10的热能负载。水然后返回到子板块202至212以接收进一步加热或冷却。
尽管子板块202至212被示出或被描述为加热或冷却水以便循环至建筑物，但是应当理解的是，替代或除了水之外可以使用任何其他类型的工作液体(例如，乙二醇、CO2等)以服务热能负载。在其他实施例中，子板块202至212可以直接向建筑物或校园提供加热和/或冷却，而不需要中间热传递液体。对水侧系统200的这些和其他变体在本发明的教导内。
子板块202至212中的每个子板块可以包括被配置用于促进子板块的功能的各种设备。例如，加热器子板块202被示出为包括被配置用于为热水回路214中的热水添加热量的多个加热元件220(例如，锅炉、电加热器等)。加热器子板块202还被示出为包括若干泵222和224，所述泵被配置用于使热水回路214中的热水循环并控制通过单独加热元件220的热水的流速。冷却器子板块206被示出为包括被配置用于除去来自冷水回路216中的冷水的热量的多个冷却器232。冷却器子板块206还被示出为包括若干泵234和236，所述泵被配置用于使冷水回路216中的冷水循环并控制通过单独冷却器232的冷水的流速。
热回收冷却器子板块204被示出为包括被配置用于将热量从冷水回路216传递至热水回路214的多个热回收热交换器226(例如，制冷电路)。热回收冷却器子板块204还被示出为包括若干泵228和230，所述泵被配置用于使通过热回收热交换器226的热水和/或冷水循环并控制通过单独热回收热交换器226的水的流速。冷却塔子板块208被示出为包括被配置成除去来自冷凝水回路218中的冷凝水的热量的多个冷却塔238。冷却塔子板块208还被示出为包括若干泵240，所述泵被配置用于使冷凝水回路218中的冷凝水循环并控制通过单独冷却塔238的冷凝水的流速。
热TES子板块210被示出为包括被配置用于存储热水以供稍后使用的热TES罐242。热TES子板块210还可以包括被配置用于控制流入或流出热TES罐242的热水的流速的一个或多个泵或阀门。冷TES子板块212被示出为包括被配置用于存储冷水以供稍后使用的冷TES罐244。冷TES子板块212还可以包括被配置用于控制流入或流出冷TES罐244的冷水的流速的一个或多个泵或阀门。
在一些实施例中，水侧系统200中的一个或多个泵(例如，泵222、224、228、230、234、236和/或240)或水侧系统200中的管道包括与其相关联的隔离阀。隔离阀可以与泵集成或定位在泵的上游或下游以控制水侧系统200中的流体流动。在各实施例中，水侧系统200可以基于水侧系统200的特定配置和水侧系统200所服务的负载的类型而包括更多、更少或不同类型的装置和/或子板块。
现在参照图3，根据示例性实施例，示出了空气侧系统300的框图。在各实施例中，空气侧系统300可以补充或替代HVAC系统100中的空气侧系统130或者可以与HVAC系统100分开来实施。当在HVAC系统100中实施时，空气侧系统300可以包括HVAC系统100中的HVAC装置的子集(例如，AHU 106、VAV单元116、管道112至114、风扇、气闸等)并且可以位于建筑物10中或周围。空气侧系统300可以操作用于使用由水侧系统200提供的加热的或冷却的液体来加热或冷却提供给建筑物10的气流。
在图3中，空气侧系统300被示出为包括节能装置类型的空气处理单元(AHU)302。节能装置类型的AHU改变空气处理单元用于加热或冷却的外部空气和回流空气的量。例如，AHU 302可以经由回流空气管道308从建筑物区域306接收回流空气304并且可以经由供应空气管道312将供应空气310递送至建筑物区域306。在一些实施例中，AHU 302是位于建筑物10的屋顶上(例如，图1中所示出的AHU 106)或者以其他方式被定位用于接收回流空气304和外部空气314两者的屋顶单元。AHU 302可以被配置用于操作排气闸316、混合气闸318和外部空气闸320以便控制组合形成供应空气310的外部空气314和回流空气304的量。未通过混合气闸318的任何回流空气304可以通过排气闸316从AHU 302排出为废气322。
气闸316至320中的每一个可以由致动器操作。例如，排气闸316可以由致动器324操作，混合气闸318可以由致动器326操作，并且外部空气闸320可以由致动器328操作。致动器324至328可以经由通信链路332与AHU控制器330通信。致动器324至328可以从AHU控制器330接收控制信号并且可以向AHU控制器330提供反馈信号。反馈信号可以包括例如对当前致动器或气闸位置的指示、致动器施加的转矩或力的量、诊断信息(例如，由致动器324至328执行的诊断测试的结果)、状态信息、调试信息、配置设置、校准数据和/或可以由致动器324至328采集、存储或使用的其他类型的信息或数据。AHU控制器330可以是被配置用于使用一个或多个控制算法(例如，基于状态的算法、极值搜索控制(ESC)算法、比例积分(PI)控制算法、比例-积分-微分(PID)控制算法、模型预测控制(MPC)算法、反馈控制算法等)来控制致动器324至328的节能装置控制器。
仍然参照图3，AHU 302被示出为包括冷却盘管334、加热盘管336和位于供应空气管道312内的风扇338。风扇338可以被配置用于推动供应空气310通过冷却盘管334和/或加热盘管336并且向建筑物区域306提供供应空气310。AHU控制器330可以经由通信链路340与风扇338通信以便控制供应空气310的流速。在一些实施例中，AHU控制器330通过调节风扇338的速度来控制施加到供应空气310的加热量或冷却量。
冷却盘管334可以经由管路342从水侧系统200(例如，从冷水回路216)接收冷却的液体并且可以经由管路344将冷却的液体返回至水侧系统200。可以沿着管路342或管路344定位阀门346以便控制通过冷却盘管334的冷却液体的流速。在一些实施例中，冷却盘管334包括可以被独立地激活和去激活(例如，由AHU控制器330、由BMS控制器366等)以调节施加到供应空气310的冷却量的多级冷却盘管。
加热盘管336可以经由管路348从水侧系统200(例如，从热水回路214)接收加热的液体并且可以经由管路350将加热的液体返回至水侧系统200。可以沿着管路348或管路350定位阀门352以便控制通过加热盘管336的加热液体的流速。在一些实施例中，加热盘管336包括可以被独立地激活和去激活(例如，由AHU控制器330、由BMS控制器366等)以调节施加到供应空气310的加热量的多级加热盘管。
阀门346和352中的每一个可以由致动器控制。例如，阀门346可以由致动器354控制，并且阀门352可以由致动器356控制。致动器354至356可以经由通信链路358至360与AHU控制器330通信。致动器354至356可以从AHU控制器330接收控制信号并且可以向控制器330提供反馈信号。在一些实施例中，AHU控制器330从定位在供应空气管道312(例如，冷却盘管334和/或加热盘管336的下游)中的温度传感器362接收供应空气温度的测量结果。AHU控制器330还可以从位于建筑物区域306中的温度传感器364接收建筑物区域306的温度测量结果。
在一些实施例中，AHU控制器330经由致动器354至356操作阀346和352以调节提供给供应空气310的加热量或冷却量(例如，从而达到供应空气310的设定值温度或者将供应空气310的温度维持在设定值温度范围内)。阀346和352的位置影响由冷却盘管334或加热盘管336提供给供应空气310的加热量或冷却量并且可以与消耗以达到期望的供应空气温度的能源量相关。AHU控制器330可以通过对盘管334至336进行激活或去激活、调整风扇338的速度或两者的组合来控制供应空气310和/或建筑物区域306的温度。
仍然参照图3，空气侧系统300被示出为包括建筑物管理系统(BMS)控制器366和客户端装置368。BMS控制器366可以包括一个或多个计算机系统(例如，服务器、监督控制器、子系统控制器等)，所述计算机系统充当空气侧系统300、水侧系统200、HVAC系统100和/或服务于建筑物10的其他可控系统的系统级控制器、应用或数据服务器、头结点或主控制器。BMS控制器366可以根据相似或不同协议(例如，LON、BACnet等)经由通信链路370与多个下游建筑物系统或子系统(例如，HVAC系统100、安全系统、照明系统、水侧系统200等)通信。在各实施例中，AHU控制器330和BMS控制器366可以是分离的(如图3中所示出的)或集成的。在集成的实现方式中，AHU控制器330可以是被配置用于由BMS控制器366的处理器执行的软件模块。
在一些实施例中，AHU控制器330从BMS控制器366接收信息(例如，命令、设定值、操作边界等)并且向BMS控制器366提供信息(例如，温度测量结果、阀门或致动器位置、操作状态、诊断等)。例如，AHU控制器330可以向BMS控制器366提供来自温度传感器362至364的温度测量结果、设备开/关状态、设备操作能力和/或可以由BMS控制器366用来监测或控制建筑物区域306内的可变状态或情况的任何其他信息。
客户端装置368可以包括用于对HVAC系统100、其子系统和/或装置进行控制、查看或以其他方式交互的一个或多个人机接口或客户端接口(例如，图形用户界面、报告接口、基于文本的计算机接口、面向客户端的web服务、向web客户端提供页面的web服务器等)。客户端装置368可以是计算机工作站、客户终端、远程或本地接口或任何其他类型的用户界面装置。客户端装置368可以是固定终端或移动装置。例如，客户端装置368可以是台式计算机、具有用户界面的计算机服务器、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、PDA或任何其他类型的移动或非移动装置。客户端装置368可以经由通信链路372与BMS控制器366和/或AHU控制器330通信。
现在参照图4，根据示例性实施例，示出了建筑物管理系统(BMS)400的框图。可以在建筑物10中实施BMS 400以自动地监测和控制各种建筑物功能。BMS 400被示出为包括BMS控制器366和多个建筑物子系统428。建筑物子系统428被示出为包括建筑物电气子系统434、信息通信技术(ICT)子系统436、安全子系统438、HVAC子系统440、照明子系统442、电梯/电动扶梯子系统432和防火安全子系统430。在各实施例中，建筑物子系统428可以包括更少的、附加的或替代的子系统。例如，建筑物子系统428还可以包括或可替代地包括制冷子系统、广告或引导标示子系统、烹饪子系统、售货子系统、打印机或拷贝服务子系统或者使用可控的设备和/或传感器来监测或控制建筑物10的任何其他类型的建筑物子系统。在一些实施例中，如参照图2至图3描述的，建筑物子系统428包括水侧系统200和/或空气侧系统300。
建筑物子系统428中的每一个可以包括用于完成其单独功能和控制活动的任意数量的装置、控制器和连接。如参照图1至图3描述的，HVAC子系统440可以包括许多与HVAC系统100相同的部件。例如，HVAC子系统440可以包括冷却器、锅炉、任意数量的空气处理单元、节能装置、现场控制器、监控控制器、致动器、温度传感器以及用于控制建筑物10内的温度、湿度、气流或其他可变条件的其他装置。照明子系统442可以包括任意数量的灯具、镇流器、照明传感器、调光器或被配置用于可控制地调节提供给建筑物空间的光量的其他装置。安全子系统438可以包括占用传感器、视频监控摄像机、数字视频录像机、视频处理服务器、入侵检测装置、访问控制装置和服务器或其他与安全相关的装置。
仍然参照图4，BMS控制器366被示出为包括通信接口407和BMS接口409。接口407可以促进BMS控制器366与外部应用(例如，监测和报告应用422、企业控制应用426、远程系统及应用444、驻留在用客户端装置448上的应用等)之间的通信，以允许用户对BMS控制器366和/或子系统428进行控制、监测和调节。接口407还可以促进BMS控制器366与客户端装置448之间的通信。BMS接口409可以促进BMS控制器366与建筑物子系统428之间的通信(例如，HVAC、照明安全、电梯、配电、业务等)。
接口407、409可以是或包括用于与建筑物子系统428或其他外部系统或装置进行数据通信的有线或无线通信接口(例如，插座、天线、发射器、接收器、收发器、电线端子等)。在各实施例中，经由接口407、409进行的通信可以是直接的(例如，本地有线或无线通信)或经由通信网络446(例如，WAN、互联网、蜂窝网等)。例如，接口407、409可以包括用于经由基于以太网的通信链路或网络发送和接收数据的以太网卡和端口。在另一个示例中，接口407、409可以包括用于经由无线通信网络进行通信的WiFi收发器。在另一个示例中，接口407、409中的一个或多个接口可以包括蜂窝或移动电话通信收发器。在一个实施例中，通信接口407为电力线通信接口并且BMS接口409为以太网接口。在其他实施例中，通信接口407和BMS接口409都为以太网接口或为同一个以太网接口。
仍然参照图4，BMS控制器366被示出为包括处理电路404，所述处理电路包括处理器406和存储器408。处理电路404可以可通信地连接至BMS接口409和/或通信接口407，从而使得处理电路404及其各个部件可以经由接口407、409发送和接收数据。处理器406可以被实施为通用处理器、应用专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理部件或其他合适的电子处理部件。
存储器408(例如，存储器、存储器单元、存储装置等)可以包括用于存储数据和/或计算机代码的一个或多个装置(例如、RAM、ROM、闪存器、硬盘存储设备等)，所述数据和/或计算机代码用于完成或促进本申请中所描述的各种过程、层和模块。存储器408可以是或包括易失性存储器或非易失性存储器。存储器408可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件、或用于支持本申请中所描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。根据示例性实施例，存储器408经由处理电路404可通信地连接至处理器406并且包括用于(例如，由处理电路404和/或处理器406)执行本文中所描述的一个或多个过程的计算机代码。
在一些实施例中，在单个计算机(例如，一个服务器、一个外壳等)内实施BMS控制器366。在各个其他实施例中，BMS控制器366可以跨多个服务器或计算机(例如，其可以存在于分布式位置中)分布。进一步地，虽然图4示出了如存在于BMS控制器366外的应用422和426，但在一些实施例中，应用422和426可以托管在BMS控制器366内(例如，在存储器408内)。
仍然参照图4，存储器408被示出为包括企业集成层410、自动测量与验证(AM&V)层412、需求响应(DR)层414、故障检测与诊断(FDD)层416、集成控制层418以及建筑物子系统集成层420。层410至420可以被配置用于从建筑物子系统428和其他数据源接收输入、基于所述输入确定建筑物子系统428的最佳控制动作、基于所述最佳控制动作生成控制信号并且将所生成的控制信号提供给建筑物子系统428。以下段落描述了由BMS 400中的层410至420中的每一个层执行的通用功能中的一些通用功能。
企业集成层410可以被配置用于服务于具有信息和服务的客户端或本地应用以支持各种企业级应用。例如，企业控制应用426可以被配置用于向图形用户界面(GUI)或向任意数量的企业级业务应用(例如，会计系统、用户识别系统等)提供跨子系统控制。企业控制应用426还可以或可替代地被配置用于提供用于配置BMS控制器366的配置GUI。在又其它实施例中，企业控制应用426可以与层410至420一起工作以基于在接口407和/或BMS接口409处接收到的输入来优化建筑物性能(例如，效率、能量使用、舒适度或安全性)。
建筑物子系统集成层420可以被配置用于管理BMS控制器366与建筑物子系统428之间的通信。例如，建筑物子系统集成层420可以从建筑物子系统428接收传感器数据和输入信号并且向建筑物子系统428提供输出数据和控制信号。建筑物子系统集成层420还可以被配置用于管理建筑物子系统428之间的通信。建筑物子系统集成层420跨多个多厂商/多协议系统转译通信(例如，传感器数据、输入信号、输出信号等)。
需求响应层414可以被配置用于响应于满足建筑物10的需求而优化资源使用(例如，电的使用、天然气的使用、水的使用等)和/或这种资源使用的货币成本。优化可以基于分时电价、缩减信号、能量可用性、或者从公共设施提供商、分布式能量生成系统424、能量储存设备427(例如，热TES 242、冷TES 244等)或其他来源接收到的其他数据。需求响应层414可以接收来自BMS控制器366的其他层(例如，建筑物子系统集成层420、集成控制层418等)的输入。从其他层接收到的输入可以包括环境或传感器输入(如温度、二氧化碳水平、相对湿度水平、空气品质传感器输出、占用传感器输出、房间安排等)。输入还可以包括如来自公共设施的电气使用(例如，以千瓦每小时(kWh)表示)、热负载测量结果、定价信息、预计的定价、平滑定价、缩减信号等输入。
根据示例性实施例，需求响应层414包括用于响应于其接收的数据和信号的控制逻辑。这些响应可以包括与集成控制层418中的控制算法进行通信、更改控制策略、更改设定值或者以受控方式激活/去激活建筑物设备或子系统。需求响应层414还可以包括被配置用于确定何时利用所存储的能量的控制逻辑。例如，需求响应层414可以确定刚好在高峰使用时间开始之前开始使用来自能量存储设备427的能量。
在一些实施例中，需求响应层414包括控制模块，所述控制模块被配置用于主动发起控制动作(例如，自动更改设定值)，所述控制动作基于表示或基于需求(例如，价格、缩减信号、需求等级等)的一个或多个输入来使能量成本最小化。在一些实施例中，需求响应层414使用设备模型来确定最佳控制动作集合。设备模型可以包括例如描述输入、输出和/或由各种建筑物设备组执行的功能的热力学模型。设备模型可以表示建筑物设备集合(例如，子板块、冷却器阵列等)或单独的装置(例如，单独的冷却器、加热器、泵等)。
需求响应层414可以进一步包括或利用一个或多个需求响应政策定义(例如，数据库、XML文件等)。政策定义可以由用户(例如，经由图形用户界面)编辑或调节，从而使得可以针对用户的应用、期望的舒适度、具体建筑物设备或者基于其他关注点来定制响应于需求输入而发起的控制动作。例如，需求响应政策定义可以响应于特定需求输入而指定可以开启或关掉哪些设备、系统或一件设备应该关掉多久、可以更改什么设定值、可允许的设定值调节范围是什么、在返回到正常安排的设定值之前保持高需求设定值多久、接近容量限制有多近、要利用哪种设备模式、进入和离开能量存储设备(例如，热存储罐、电池组等)的能量传递速率(例如，最大速率、报警率、其他速率边界信息等)以及何时分派现场能量生成(例如，经由燃料电池、电动发电机组等)。
集成控制层418可以被配置用于使用建筑物子系统集成层420和/或需求响应层414的数据输入或输出来作出控制决策。由于子系统集成由建筑物子系统集成层420提供，集成控制层418可以集成子系统428的控制活动，从而使得子系统428表现为单个集成超系统。在示例性实施例中，集成控制层418包括控制逻辑，所述控制逻辑使用来自多个建筑物子系统的输入和输出以相对于单独的子系统可以单独提供的舒适度和节能而提供更大的舒适性和节能。例如，集成控制层418可以被配置用于使用来自第一子系统的输入来为第二子系统作出节能控制决策。这些决策的结果可以被传送回建筑物子系统集成层420。
集成控制层418被示出为在逻辑上低于需求响应层414。集成控制层418可以被配置用于通过配合需求响应层414而使建筑物子系统428和其对应控制回路能够被控制来增强需求响应层414的有效性。这种配置可以有利地减少相对于常规系统的破坏性需求响应行为。例如，集成控制层418可以被配置用于确保对冷水温度的设定值(或者直接或间接影响温度的另一个部件)进行需求响应驱动的向上调节不会导致风扇能量(或用于冷却空间的其他能量)的增加，所述风扇能量增加将导致建筑物能量使用总量比在冷却器处节省得更多。
集成控制层418可以被配置用于向需求响应层414提供反馈，从而使得需求响应层414检查即使正在进行所要求的减载时也适当地维持约束(例如，温度、照明水平等)。约束还可以包括与安全性、设备操作极限和性能、舒适度、防火规范、电气规范、能量规范等相关的设定值或感测边界。集成控制层418还可以在逻辑上低于故障检测与诊断层416以及自动测量与验证层412。集成控制层418可以被配置用于基于来自多于一个建筑物子系统的输出而向这些更高层提供所计算的输入(例如，汇总)。
自动测量与验证(AM&V)层412可以被配置用于验证由集成控制层418或需求响应层414命令的控制策略正适当地工作(例如，使用由AM&V层412、集成控制层418、建筑物子系统集成层420、FDD层416或其他方式汇总的数据)。由AM&V层412进行的计算可以基于用于单独的BMS装置或子系统的建筑物系统能量模型和/或设备模型。例如，AM&V层412可以将模型预测的输出与来自建筑物子系统428的实际输出进行比较以确定模型的准确度。
故障检测与诊断(FDD)层416可以被配置用于为建筑物子系统428、建筑物子系统装置(即，建筑物设备)以及由需求响应层414和集成控制层418使用的控制算法提供持续故障检测。FDD层416可以从集成控制层418、直接从一个或多个建筑物子系统或装置或者从另一个数据源接收数据输入。FDD层416可以自动地诊断并响应检测到的故障。对检测到的或诊断到的故障的响应可以包括向用户、检修调度系统或被配置用于试图修复故障或解决故障的控制算法提供警报消息。
FDD层416可以被配置用于使用在建筑物子系统集成层420处可用的详细子系统输入来输出故障部件的特定标识或故障原因(例如，松动的气闸联接)。在其他示例性实施例中，FDD层416被配置用于向集成控制层418提供“故障”事件，所述集成控制层响应于接收到的故障事件而执行控制策略和政策。根据示例性实施例，FDD层416(或由集成控制引擎或业务规则引擎执行的政策)可以在故障设备或系统周围关闭系统或直接控制活动，以减少能量浪费、延长设备寿命或确保适当的控制响应。
FDD层416可以被配置用于存储或访问各种不同的系统数据存储设备(或实时数据的数据点)。FDD层416可以使用数据存储设备的一些内容来标识设备级(例如，特定冷却器、特定AHU、特定终端单元等)故障并使用其他内容来标识部件或子系统级故障。例如，建筑物子系统428可以生成指示BMS 400及其各个部件的性能的时间(即，时间序列)数据。由建筑物子系统428生成的数据可以包括测得或计算出的值，所述测得或计算出的值展现统计特性并且提供关于相应的系统或过程(例如，温度控制过程、流量控制过程等)是如何在来自其设定值的误差方面执行的信息。FDD层416可以检查这些过程，以暴露系统何时开始性能降低并警告用户在故障变得更严重之前修复故障。
具有数据平台服务的建筑物管理系统
现在参照图5，示出了根据一些实施例的另一种建筑物管理系统(BMS)500的框图。BMS 500被配置用于从建筑物子系统428采集数据样本并且根据所述数据样本生成原始时间序列数据。BMS 500可以使用各种数据平台服务520来处理原始时间序列数据以便生成优化时间序列数据(例如，数据上卷)。优化时间序列数据可以被提供至各种应用530和/或被存储在本地存储设备514或托管存储设备516中。在一些实施例中，BMS 500将数据采集；数据存储设备、检索及分析；与数据可视化分开为三个不同的层。这允许BMS 500支持使用优化时间序列数据的各种应用530，并且允许新的应用530重复使用由数据平台服务520提供的现有基础设施。
在更详细地讨论BMS 500之前，应该注意的是，BMS 500的部件可以集成在单个装置(例如，监督控制器、BMS控制器等)内或者跨多个单独系统或装置而分布。例如，BMS 500的部件可以被实施为如由江森自控有限公司(Johnson Controls,Inc.)售卖的品牌建筑物自动化系统或能量管理系统(MEMS)的一部分。在其他实施例中，BMS 500的部件的一些或全部可以被实施为被配置用于接收和处理来自一个或多个建筑物管理系统的数据的基于云的计算系统的一部分。在其他实施例中，BMS 500的部件的一些或全部可以是子系统级控制器(例如，HVAC控制器)、子板块控制器、装置控制器(例如，AHU控制器330、冷却器控制器等)、现场控制器、计算机工作站、客户端装置、或接收和处理来自建筑物设备的数据的任何其他系统或装置的部件。
BMS 500可以包括许多与BMS 400相同的部件，如参照图4所描述的。例如，BMS 500被示出为包括BMS接口502和通信接口504。接口502至504可以包括用于与建筑物子系统428或其他外部系统或装置进行数据通信的有线或无线通信接口(例如，插座、天线、发射器、接收器、收发器、电线端子等)。经由接口502至504进行的通信可以是直接的(例如，本地有线或无线通信)或经由通信网络446(例如，WAN、互联网、蜂窝网等)。
通信接口504可以促进BMS 500与外部应用(例如，远程系统及应用444)之间的通信，以允许用户对BMS 500进行控制、监测和调节。通信接口504还可以促进BMS 500与客户端装置448之间的通信。BMS接口502可以促进BMS 500与建筑物子系统428之间的通信。BMS500可以被配置用于使用各种建筑物自动化系统协议(例如，BACnet网络、Modbus、ADX等)中的任一种来与建筑物子系统428进行通信。在一些实施例中，BMS 500从建筑物子系统428接收数据样本并且经由BMS接口502向建筑物子系统428提供控制信号。
如参照图4所描述的，建筑物子系统428可以包括建筑物电气子系统434、信息通信技术(ICT)子系统436、安全子系统438、HVAC子系统440、照明子系统442、电梯/电动扶梯子系统432、和/或防火安全子系统430。在各实施例中，建筑物子系统428可以包括更少的、附加的或替代的子系统。例如，建筑物子系统428还可以包括或可替代地包括制冷子系统、广告或引导标示子系统、烹饪子系统、售货子系统、打印机或拷贝服务子系统或者使用可控的设备和/或传感器来监测或控制建筑物10的任何其他类型的建筑物子系统。在一些实施例中，如参照图2至图3描述的，建筑物子系统428包括水侧系统200和/或空气侧系统300。建筑物子系统428中的每一个可以包括用于完成其单独功能和控制活动的任意数量的装置、控制器和连接。建筑物子系统428可以包括被配置用于监测和控制建筑物状况(诸如温度、湿度、气流等、)的建筑物设备(例如，传感器、空气处理单元、冷却器、泵、阀门等)。
仍然参照图5，BMS 500被示出为包括处理电路506，所述处理电路包括处理器508和存储器510。处理器508可以是通用或专用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理部件或其他合适的处理部件。处理器508被配置用于执行存储在存储器510中或从其他计算机可读介质(例如，CDROM、网络存储设备、远程服务器等)接收到的计算机代码或指令。
存储器510可以包括用于存储数据和/或计算机代码以完成和/或促进本披露中所描述的各个过程的一个或多个装置(例如，存储器单元、存储器装置、存储装置等)。存储器510可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器存储设备、临时存储设备、非易失性存储器、闪存、光学存储器、或用于存储软件对象和/或计算机指令的任何其他合适的存储器。存储器510可以包括数据库部件、目标代码部件、脚本部件、或用于支持本披露中所描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。存储器510可以经由处理电路506可通信地连接至处理器508并且可以包括用于(例如，由处理器508)执行本文中所描述的一个或多个过程的计算机代码。当处理器508执行存储在存储器510中的指令时，处理器508通常配置处理电路506来完成这种活动。
仍然参照图5，BMS 500被示出为包括数据采集器512。数据采集器512被示出为经由BMS接口502从建筑物子系统428接收数据样本。在一些实施例中，所述数据样本包括各数据点的数据值。取决于数据点的类型，所述数据值可以是测得的或计算的值。例如，从温度传感器接收到的数据点可以包括指示由温度传感器测得的温度的经测量数据值。从冷却器控制器接收到的数据点可以包括指示冷却器的计算效率的经计算数据值。数据采集器512可以从建筑物子系统428内的多个不同装置接收数据样本。
所述数据样本可以包括描述或表征对应数据点的一个或多个属性。例如，所述数据样本可以包括限定了点名称或ID的名称属性(例如，“B1F4R2.T-Z”)、指示了从其接收数据样本的设备类型的设备属性(例如，温度传感器、湿度传感器、冷却器等)、限定了与数据值相关联的度量单位的单位属性(例如，°F、℃、kPA等)、和/或描述对应的数据点或提供关于所述数据点的上下文信息的任何其他属性。包括在每个数据点中的属性类型可以取决于用于向BMS 500发送数据样本的通信协议。例如，经由ADX协议或BACnet协议接收到的数据样本可以包括各种描述性属性连同数据值，而经由Modbus协议接收到的数据样本可以包括更少数量的属性(例如，仅包括数据值而不包括任何对应的属性)。
在一些实施例中，每个数据样本与指示对应数据值被测量或计算的时间的时间戳一起被接收。在其他实施例中，数据采集器512基于数据样本被接收的时间将时间戳添加至数据样本。数据采集器512可以为数据点中的每一个生成原始时间序列数据，其中针对所述数据点接收数据样本。每个时间序列可以包括同一数据点的一系列数据值以及所述数据值中的每一个的时间戳。例如，由温度传感器提供的数据点的时间序列可以包括由所述温度传感器测得的一系列温度值以及测量所述温度值的对应时间。
数据采集器512可以将时间戳添加至数据样本或者修改现有时间戳，以使得每个数据样本包括本地时间戳。每个本地时间戳指示对应数据样本被测量或采集的本地时间，并且可以包括相对于世界时间的偏差。本地时间戳指示测量时在数据点被测量的位置处的本地时间。所述偏差指示本地时间与世界时间(例如，国际日期变更线处的时间)之间的差。例如，在世界时间之后六个小时的时区中采集的数据样本可以包括本地时间戳(例如，时间戳＝2016‐03‐18T14:10:02)以及指示所述本地时间戳是世界时间(例如，偏差＝-6:00)之后六个小时的偏差。可以取决于当测量或采集数据样本时所述时区是否处于夏令时来调整(例如，+1:00或-1:00)所述偏差。
本地时间戳与偏差的结合提供了跨夏令时边界的唯一时间戳。这允许使用时间序列数据的应用以本地时间显示时间序列数据而无需首先从世界时间进行转换。本地时间戳与偏差的结合还提供了足够的信息以便将本地时间戳转换成世界时间而不必查找夏令时何时发生的安排表。例如，可以从本地时间戳减去偏差以生成对应于本地时间戳的世界时间值，而不必参照外部数据库且不必查询任何其他信息。
在一些实施例中，数据采集器512组织原始时间序列数据。数据采集器512可以识别与所述数据点中的每一个相关联的系统或装置。例如，数据采集器512可以使数据点与温度传感器、空气处理器、冷却器、或任何其他类型的系统或装置相关联。在各实施例中，数据采集器使用数据点的名称、数据点的值范围、数据点的统计特性、或数据点的其他属性来识别与数据点相关联的特定系统或装置。然后，数据采集器512可以确定此系统或装置如何与建筑工地中的其他系统或装置相关。例如，数据采集器512可以确定所识别的系统或装置是更大系统(例如，HVAC系统)的一部分或者服务于特定的空间(例如，特定建筑物、建筑物的房间或区域等)。在一些实施例中，数据采集器512在组织时间序列数据时使用或创建实体图。参照图10A更详细地描述了这种实体图的示例。
数据采集器512可以向数据平台服务520提供原始时间序列数据和/或将原始时间序列数据存储在本地存储设备514或托管存储设备516中。如图5中示出的，本地存储设备514可以是BMS 500内部(例如，存储器510内)的数据存储设备或者是采集数据样本的建筑工地本地的其他现场数据存储设备。托管存储设备516可以包括远程数据库、基于云的数据托管、或其他远程数据存储设备。例如，托管存储设备516可以包括相对于采集数据样本的建筑工地而被定位成远离现场的远程数据存储设备。
仍然参照图5，BMS 500被示出为包括数据平台服务520。数据平台服务520可以从数据采集器512接收原始时间序列数据和/或从本地存储设备514或托管存储设备516中检索原始时间序列数据。数据平台服务520可以包括被配置用于分析和处理原始时间序列数据的各种服务。例如，数据平台服务520被示出为包括安全服务522、分析服务524、实体服务526、和时间序列服务528。安全服务522可以为原始时间序列数据指定安全属性以便确保所述时间序列数据仅可以由经授权的个人、系统、或应用来访问。实体服务526可以为时间序列数据指定实体信息以便将数据点与特定系统、装置、或空间相关联。时间序列服务528和分析服务524可以根据原始时间序列数据生成新的优化时间序列。
在一些实施例中，时间序列服务528聚合原始时间序列数据的预定义间隔(例如，每刻钟间隔、每小时间隔、每日间隔、每月间隔等)以便生成聚合值的新优化时间序列。这些优化时间序列可以被称为“数据上卷”，因为它们是原始时间序列数据的浓缩版。由时间序列服务528生成的数据上卷为应用530提供查询时间序列数据的高效机制。例如，应用530可以使用预聚合数据上卷而不是原始时间序列数据来构造时间序列数据的可视化(例如，图表、曲线图等)。这允许应用530仅检索和呈现预聚合数据上卷而无需应用530响应于所述查询而执行聚合。因为预聚合了数据上卷，所以应用530可以快速且高效地呈现数据上卷而无需在查询时进行附加处理，从而生成聚合时间序列值。
在一些实施例中，时间序列服务528基于原始时间序列数据和/或优化时间序列数据来计算虚拟点。可以通过将各种数学运算(例如，加法、减法、乘法、除法等)或函数(例如，平均值、最大值、最小值、热力学函数、线性函数、非线性函数等)中的任一种应用到由时间序列数据表示的实际数据点来计算虚拟点。例如，时间序列服务528可以通过添加两个或更多个实际数据点(点ID1和点ID2)(例如，点ID3＝点ID1+点ID2)来计算虚拟数据点(点ID3)。作为另一个示例，时间序列服务528可以基于测得的温度数据点(点ID5)和测得的压力数据点(点ID6)(例如，点ID4＝焓(点ID5,点ID6))来计算焓数据点(点ID4)。所述虚拟数据点可以被存储为优化时间序列数据。
应用530可以以与实际数据点相同的方式来访问和使用虚拟数据点。应用530不需要知道数据点是实际数据点还是虚拟数据点，因为这两种类型的数据点都可以被存储为优化时间序列数据并且可以由应用530以相同的方式进行处理。在一些实施例中，优化时间序列数据与属性一起存储，所述属性将每个数据点指定为虚拟数据点或者实际数据点。这种属性允许应用530识别给定的时间序列表示虚拟数据点还是实际数据点，即使这两种类型的数据点都可以由应用530以相同的方式进行处理。
在一些实施例中，分析服务524分析原始时间序列数据和/或优化时间序列数据以检测故障。分析服务524可以将一组故障检测规则应用到时间序列数据来判定在时间序列的每个间隔处是否检测到故障。故障检测可以被存储为优化时间序列数据。例如，分析服务524可以生成具有指示在时间序列的每个间隔处是否检测到故障的数据值的新时间序列。故障检测的时间序列可以与原始时间序列数据和/或优化时间序列数据一起存储在本地存储设备514或托管存储设备516中。参照图6更加详细地描述了分析服务524和时间序列服务528的这些和其他特征。
仍然参照图5，BMS 500被示出为包括若干应用530，所述应用包括能量管理应用532、监测和报告应用534、以及企业控制应用536。尽管仅示出了几个应用530，但是设想的是，应用530可以包括被配置用于使用由数据平台服务520生成的优化时间序列数据的各种应用中的任何一种。在一些实施例中，应用530作为BMS 500的单独层(即，与数据平台服务520和数据采集器512分开)而存在。这允许应用530与如何生成优化时间序列数据的细节隔离。在其他实施例中，应用530可以作为在远程系统或装置(例如，远程系统及应用444、客户端装置448)上运行的远程应用而存在。
应用530可以使用优化时间序列数据来执行各种数据可视化、监测、和/或控制活动。例如，能量管理应用532与监测和报告应用534可以使用优化时间序列数据来生成将优化时间序列数据呈现给用户的用户界面(例如，图表、曲线图等)。在一些实施例中，用户界面将原始时间序列数据和优化数据上卷呈现在单个图表或曲线图中。例如，下拉选择器可以被提供用于允许用户针对给定的数据点来选择原始时间序列数据或任何的数据上卷。图15和图17中示出了可以基于优化时间序列数据生成的用户界面的若干示例。
企业控制应用536可以使用优化时间序列数据来执行各种控制活动。例如，企业控制应用536可以使用优化时间序列数据作为至控制算法(例如，基于状态的算法、极值搜索控制(ESC)算法、比例积分(PI)控制算法、比例-积分-微分(PID)控制算法、模型预测控制(MPC)算法、反馈控制算法等)的输入，以便生成用于建筑物子系统428的控制信号。在一些实施例中，建筑物子系统428使用控制信号来操作建筑物设备。操作建筑物设备可以影响被提供给BMS 500的数据样本的测量值或计算值。因此，企业控制应用536可以使用优化时间序列数据作为反馈以用于控制建筑物子系统428的系统和装置。
仍然参照图5，BMS 500被示出为包括仪表板布局生成器518。仪表板布局生成器518被配置用于生成使时间序列数据可视化的用户界面(即，仪表板)的布局。在一些实施例中，所述仪表板布局自身不是用户界面，而是可以由应用530使用以生成用户界面的描述。在一些实施例中，所述仪表板布局是限定可以被渲染和显示为用户界面的一部分的各种小插件(例如，图表、曲线图等)的相对位置的架构。所述仪表板布局可以由各种不同的框架读取并且可以由各种不同的渲染引擎(例如，网络浏览器、pdf引擎等)或应用530来使用以生成用户界面。
在一些实施例中，所述仪表板布局限定了具有一行或多行以及位于每行内的一列或多列的网格。所述仪表板布局可以将每个小插件的位置限定在网格内的特定位置处。所述仪表板布局可以限定对象(例如，JSON对象)的阵列，所述对象中的每个对象自身就是阵列。在一些实施例中，所述仪表板布局限定每个小插件的属性或特性。例如，所述仪表板布局可以限定小插件的类型(例如，曲线图、纯文本、图像等)。如果小插件是曲线图，则所述仪表板布局可以限定附加特性，诸如曲线图标题、x轴标题、y轴标题、以及在曲线图中使用的时间序列数据。参照图12至图17更加详细地描述了仪表板布局生成器518和仪表板布局。
时间序列和分析数据平台服务
现在参照图6，示出了根据一些实施例的更加详细地展示了时间序列服务528和分析服务524的框图。时间序列服务528被示出为包括时间序列web服务602、作业管理器604、以及时间序列存储接口616。时间序列web服务602被配置用于与基于web的应用进行交互，以发送和/或接收时间序列数据。在一些实施例中，时间序列web服务602向基于web的应用提供时间序列数据。例如，如果应用530中的一个或多个是基于web的应用，则时间序列web服务602可以向基于web的应用提供优化时间序列数据和原始时间序列数据。在一些实施例中，时间序列web服务602从基于web的数据采集器接收原始时间序列数据。例如，如果数据采集器512是基于web的应用，则时间序列web服务602可以从数据采集器512接收数据样本或原始时间序列数据。
时间序列存储接口616被配置用于与本地存储设备514和/或托管存储设备516进行交互。例如，时间序列存储接口616可以从本地存储设备514内的本地时间序列数据库628或从托管存储设备516内的托管时间序列数据库636中检索原始时间序列数据。时间序列存储接口616还可以将优化时间序列数据存储在本地时间序列数据库628或托管时间序列数据库636中。在一些实施例中，时间序列存储接口616被配置用于从本地存储设备514内的本地作业队列630或从托管存储设备516内的托管作业队列638中检索作业。时间序列存储接口616还可以将作业存储在本地作业队列630或托管作业队列638内。可以由作业管理器604来创建和/或处理作业从而根据原始时间序列数据生成优化时间序列数据。
仍然参照图6，作业管理器604被示出为包括样本聚合器608。样本聚合器608被配置用于根据原始时间序列数据生成优化数据上卷。针对每个数据点，样本聚合器608可以聚合具有在预定时间间隔(例如，一刻钟、一小时、一天等)内的时间戳的一组数据值，以便生成预定时间间隔的聚合数据值。例如，针对特定数据点的原始时间序列数据可以在数据点的连续样本之间具有相对较短的间隔(例如，一分钟)。样本聚合器608可以通过将具有在相对较长间隔(例如，一刻钟)内的时间戳的数据点的所有样本聚合成表示更长间隔的单个聚合值从而根据原始时间序列数据生成数据上卷。
对于一些类型的时间序列，样本聚合器608通过对具有在较长间隔内的时间戳的数据点的所有样本进行求平均来执行聚合。通过求平均进行的聚合可以被用于计算非累积变量(诸如测量值)的时间序列的聚合值。对于其他类型的时间序列，样本聚合器608通过对具有在较长间隔内的时间戳的数据点的所有样本进行求和来执行聚合。通过求和进行的聚合可以被用于计算累积变量(诸如，自先前的样本之后检测到的故障的数量)的时间序列的聚合值。
现在参照图7A和图7B，示出了根据一些实施例的展示了可以由样本聚合器608使用的聚合技术的框图700和数据表750。在图7A中，示出了数据点702。数据点702是可以获得时间序列值的测量数据点的示例。例如，数据点702被示出为室外气温点并且具有可以由温度传感器测得的值。尽管图7A中示出了指定类型的数据点702，但是应该理解的是数据点702可以是任何类型的测量数据点或计算数据点。数据点702的时间序列值可以被数据采集器512采集并且被组合到原始数据时间序列704中。
如图7B中示出的，原始数据时间序列704包括数据样本的时间序列，所述数据样本中的每一个被示出为数据表750中的单独行。原始数据时间序列704的每个样本被示出为包括时间戳和数据值。原始数据时间序列704的时间戳分别是十分钟和一秒钟，表明原始数据时间序列704的采样间隔是十分钟和一秒钟。例如，第一数据样本的时间戳被示出为2015‐12‐31T23:10:00，表明原始数据时间序列704的第一数据样本在2015年12月31日晚上11:10:00被采集。第二数据样本的时间戳被示出为2015‐12‐31T23:20:01，表明原始数据时间序列704的第二数据样本在2015年12月31日晚上11:20:01被采集。在一些实施例中，原始数据时间序列704的时间戳连同相对于世界时间的偏差一起被存储，如先前描述的。原始数据时间序列704的值以值10为起点并且每个样本增加10。例如，原始数据时间序列704的第二样本的值为20，则原始数据时间序列704的第三样本的值为30，以此类推。
在图7A中，示出了若干数据上卷时间序列706至714。数据上卷时间序列706至714可以由样本聚合器608生成并且被存储为优化时间序列数据。数据上卷时间序列706至714包括平均每刻钟时间序列706、平均每小时时间序列708、平均每日时间序列710、平均每月时间序列712、以及平均每年时间序列714。数据上卷时间序列706至714中的每一个取决于父代时间序列。在一些实施例中，数据上卷时间序列706至714中的每一个的父代时间序列是在连续时间序列值之间具有下一个最短持续时间的时间序列。例如，平均每刻钟时间序列706的父代时间序列是原始数据时间序列704。类似地，平均每小时时间序列708的父代时间序列是平均每刻钟时间序列706；平均每日时间序列710的父代时间序列是平均每小时时间序列708；平均每月时间序列712的父代时间序列是平均每日时间序列710；并且平均每年时间序列714的父代时间序列是平均每月时间序列712。
样本聚合器608可以根据对应父代时间序列的时间序列值生成数据上卷时间序列706至714中的每一个。例如，样本聚合器608可以通过聚合具有每刻钟内的时间戳的原始数据时间序列704中的数据点702的所有样本来生成平均每刻钟时间序列706。类似地，样本聚合器608可以通过聚合具有每小时内的时间戳的平均每刻钟时间序列706的所有时间序列值来生成平均每小时时间序列708。样本聚合器608可以通过聚合具有每日内的时间戳的平均每小时时间序列708的所有时间序列值来生成平均每日时间序列710。样本聚合器608可以通过聚合具有每月内的时间戳的平均每日时间序列710的所有时间序列值来生成平均每月时间序列712。样本聚合器608可以通过聚合具有每年内的时间戳的平均每月时间序列712的所有时间序列值来生成平均每年时间序列714。
在一些实施例中，数据上卷时间序列706至714中的每个样本的时间戳是用于计算样本值的聚合间隔的开始。例如，平均每刻钟时间序列706的第一数据样本被示出为包括时间戳2015‐12‐31T23:00:00。此时间戳表明平均每刻钟时间序列706的第一数据样本对应于在2015年12月31日晚上11:00:00开始的聚合间隔。因为原始数据时间序列704的仅一个数据样本发生在此间隔期间，所以平均每刻钟时间序列706的第一数据样本的值是单个数据值的平均值(即，平均值(10)＝10)。这对于平均每刻钟时间序列706的第二数据样本来说也是如此(即，平均值(20)＝20)。
平均每小时时间序列706的第三数据样本被示出为包括时间戳2015‐12‐31T23:30:00。此时间戳表明平均每刻钟时间序列706的第三数据样本对应于在2015年12月31晚上11:30:00开始的聚合间隔。因为平均每刻钟时间序列706的每个聚合间隔的持续时间是一刻钟，所以聚合间隔的结束是2015年12月31日晚上11:45:00。此聚合间隔包括原始数据时间序列704的两个数据样本(即，具有值30的第三原始数据样本以及具有值40的第四原始数据样本)。样本聚合器608可以通过对第三原始数据样本和第四原始数据样本(即，平均值(30,40)＝35)的值进行求平均来计算平均每刻钟时间序列706的第三样本的值。因此，平均每刻钟时间序列706的第三样本具有值35。样本聚合器608可以以类似的方式来计算平均每刻钟时间序列706的剩余值。
仍然参照图7B，平均每小时时间序列708的第一数据样本被示出为包括时间戳2015‐12‐31T23:00:00。此时间戳表明平均每小时时间序列708的第一数据样本对应于在2015年12月31日晚上11:00:00开始的聚合间隔。因为平均每小时时间序列708的每个聚合间隔的持续时间是一小时，所以聚合间隔的结束是2016年1月1日中午12:00:00。此聚合间隔包括平均每刻钟时间序列706的前四个样本。样本聚合器608可以通过对平均每刻钟时间序列706(即，平均值(10,20,35,50)＝28.8)的前四个值的值进行求平均来计算平均每小时时间序列708的第一样本的值。因此，平均每小时时间序列708的第一样本具有值28.8。样本聚合器608可以以类似的方式来计算平均每小时时间序列708的剩余值。
平均每日时间序列710的第一数据样本被示出为包括时间戳2015‐12‐31T00:00:00。此时间戳表明平均每日时间序列710的第一数据样本对应于在2015年12月31日中午12:00:00开始的聚合间隔。因为平均每日时间序列710的每个聚合间隔的持续时间是一天，所以聚合间隔的结束是2016年1月1日中午12:00:00。平均每小时时间序列708的仅一个数据样本发生在此间隔期间。因此，平均每日时间序列710的第一数据样本的值是单个数据值的平均值(即，平均值(28.8)＝28.8)。这对于平均每日时间序列710的第二数据样本来说也是如此(即，平均值(87.5)＝87.5)。
在一些实施例中，样本聚合器608将数据上卷时间序列706至714中的每个连同原始数据时间序列704一起存储在单个数据表(例如，数据表750)中。这允许应用530通过访问单个数据表来快速且高效地检索所有时间序列704至714。在其他实施例中，样本聚合器608可以将各种时间序列704至714存储在单独的数据表中，所述单独的数据表可以被存储在同一个数据存储装置(例如，同一个数据库)中或者跨多个数据存储装置被分布。在一些实施例中，样本聚合器608以除了数据表之外的格式来存储数据时间序列704至714。例如，样本聚合器608可以将时间序列704至714存储为向量、矩阵、列表、或者使用各种其他数据存储格式中的任何一种来存储。
在一些实施例中，每次接收到新原始数据样本时，样本聚合器608就自动更新数据上卷时间序列706至714。更新数据上卷时间序列706至714可以包括基于新原始数据样本的值和时间戳来重新计算聚合值。当接收到新原始数据样本时，样本聚合器608可以判定新原始数据样本的时间戳是否在数据上卷时间序列706至714的样本的聚合间隔中的任一个内。例如，如果接收到具有时间戳2016‐01‐01T00:52:00的新原始数据样本，则样本聚合器608可以确定所述新原始数据样本在平均每刻钟时间序列706的时间戳2016‐01‐01T00:45:00处开始的聚合间隔内发生。样本聚合器608可以使用新原始数据点(例如，值＝120)的值来更新平均每刻钟时间序列706(即，平均值(110,120)＝115)的最后数据样本的聚合值。
如果新原始数据样本具有不在先前的聚合间隔中的任一个内发生的时间戳，则样本聚合器608可以创建平均每刻钟时间序列706中的新数据样本。平均每刻钟时间序列706中的新数据样本可以具有限定了包括新原始数据样本的时间戳的聚合间隔的开始的新数据时间戳。例如，如果新原始数据样本具有时间戳2016‐01‐01T01:00:11，则样本聚合器608可以确定新原始数据样本不在先前建立的平均每刻钟时间序列706的聚合间隔中的任一个内发生。如先前描述的，样本聚合器608可以生成具有时间戳2016‐01‐01T01:00:00的平均每刻钟时间序列706中的新数据样本，并且可以基于新原始数据样本的值来计算平均每刻钟时间序列706中的新数据样本的值。
样本聚合器608可以以类似的方式来更新剩余数据上卷时间序列708至714的值。例如，样本聚合器608判定平均每刻钟时间序列中的已更新数据样本的时间戳是否在平均每小时时间序列708的样本的聚合间隔中的任一个内。样本聚合器608可以确定时间戳2016‐01‐01T00:45:00在平均每小时时间序列708的时间戳2016‐01‐01T00:00:00处开始的聚合间隔内发生。样本聚合器608可以使用平均每刻钟时间序列706(例如，值＝115)的最后数据样本的更新值来更新平均每小时时间序列708(即，平均值(65,80,95,115＝88.75)的第二样本的值。使用相同的技术，样本聚合器608可以使用平均每小时时间序列708的最后数据样本的更新值来更新平均每日时间序列710的最后样本。
在一些实施例中，每次接收到新的原始数据样本时，样本聚合器608就更新数据上卷时间序列706至714的聚合数据值。每次接收到新原始数据样本时就进行更新确保了数据上卷时间序列706至714总是反映最近的数据样本。在其他实施例中，样本聚合器608使用批量更新技术以预定更新间隔(例如，每小时、每日等)周期性地更新数据上卷时间序列706至714的聚合数据值。周期性地更新可以更高效并且比每次接收到新数据样本就更新需要更少的数据处理，但是可能导致聚合数据值不总是被更新为反映最近的数据样本。
在一些实施例中，样本聚合器608被配置用于清理原始数据时间序列704。清理原始数据时间序列704可以包括丢弃分外高或低的数据。例如，样本聚合器608可以识别原始数据时间序列704的最小预期数据值和最大预期数据值。样本聚合器608可以丢弃在此范围之外的数据值作为不良数据。在一些实施例中，最小预期值和最大预期值是基于由时间序列表示的数据点的属性的。例如，数据点702表示测得的室外气温并且因此具有在给定地理位置的合理室外气温值范围(例如，在-20°F与110°F之间)内的预期值。样本聚合器608可以丢弃数据点702的数据值330，因为330°F的温度值对于测得的室外气温而言是不合理的。
在一些实施例中，样本聚合器608识别数据点可以在连续数据样本之间变化的最大速率。最大变化速率可以基于物理原理(例如，热传递原理)、天气模式、或限制特定数据点的最大变化速率的其他参数。例如，数据点702表示测得的室外气温并且因此可以被限制为具有小于最大合理室外温度变化速率(例如，每分钟五度)的变化速率。如果原始数据时间序列704的两个连续数据样本具有将需要室外气温以超过最大预期变化速率的速率进行变化的值，则样本聚合器608可以丢弃所述数据样本中的一个或两者作为不良数据。
样本聚合器608可以执行各种数据清理操作中的任一种以便识别和丢弃不良数据样本。在2012年9月28日提交的题为“用于数据质量控制和清理的系统和方法(Systems andMethods for Data Quality Control and Cleansing)”的美国专利申请号13/631,301中描述了可以由样本聚合器608执行的数据清理操作的若干示例，所述美国专利申请的全部披露内容通过引用结合在此。在一些实施例中，样本聚合器608在生成数据上卷时间序列706至714之前执行针对原始数据时间序列704的数据清理操作。这确保了被用于生成数据上卷时间序列706至714的原始数据时间序列704不包括任何不良数据样本。因此，在执行所述聚合之后不需要对数据上卷时间序列706至714进行再次清理。
再次参照图6，作业管理器604被示出为包括虚拟点计算器610。虚拟点计算器610被配置用于创建虚拟数据点并且计算所述虚拟数据点的时间序列值。虚拟数据点是从一个或多个实际数据点推导出的一种类型的计算数据点。在一些实施例中，实际数据点是测得的数据点，而虚拟数据点是计算的数据点。当不存在期望用于特定应用的传感器数据时，虚拟数据点可以被用作实际传感器数据的替代物，但是可以根据一个或多个实际数据点计算得到。例如，可以使用测量制冷剂的温度和压力的实际数据点来计算表示制冷剂的焓的虚拟数据点。虚拟数据点还可以被用于提供计算量(诸如，效率、性能系数、以及不能被直接测量的其他变量)的时间序列值。
虚拟点计算器610可以通过将各种数学运算或函数中的任一种应用到实际数据点或其他虚拟数据点来计算虚拟数据点。例如，虚拟点计算器610可以通过添加两个或更多个实际数据点(点ID1和点ID2)(例如，点ID3＝点ID1+点ID2)来计算虚拟数据点(点ID3)。作为另一个示例，虚拟点计算器610可以基于测得的温度数据点(点ID5)和测得的压力数据点(点ID6)(例如，点ID4＝enthalpy(点ID5,点ID6))来计算焓数据点(点ID4)。在一些实例中，可以从单个实际数据点中推导出虚拟数据点。例如，虚拟点计算器610可以基于测得的制冷剂压力(点ID8)(例如，点ID7＝T饱和(点ID8))来计算已知制冷剂的饱和温度(点ID7)。通常，虚拟点计算器610可以使用一个或多个实际数据点的时间序列值和/或一个或多个其他虚拟数据点的时间序列值来计算虚拟数据点的时间序列值。
在一些实施例中，虚拟点计算器610使用一组虚拟点规则来计算虚拟数据点。所述虚拟点规则可以限定一个或多个输入数据点(例如，实际数据点或虚拟数据点)以及应该被应用至所述(多个)输入数据点以计算每个虚拟数据点的数学运算。所述虚拟点规则可以由用户提供、从外部系统或装置接收、和/或存储在存储器510中。虚拟点计算器610可以将这组虚拟点规则应用至输入数据点的时间序列值，以便计算虚拟数据点的时间序列值。虚拟数据点的时间序列值可以作为优化时间序列数据被存储在本地时间序列数据库628和/或托管时间序列数据库636中。
虚拟点计算器610可以使用原始数据时间序列704的值和/或数据上卷时间序列706至714的聚合值来计算虚拟数据点。在一些实施例中，被用于计算虚拟数据点的输入数据点以不同的采样时间和/或采样速率被采集。因此，输入数据点的样本可以彼此不同步，这可能导致输入数据点的样本应该被用于计算虚拟数据点的含糊性。使用数据上卷时间序列706至714来计算虚拟数据点确保了输入数据点的时间戳是同步的并且消除了数据样本应该被使用的任何含糊性。
现在参照图8，示出了根据一些实施例的展示了由聚合原始时间序列数据产生的数据样本同步的若干时间序列800、820、840和860。时间序列800和820是原始数据时间序列。原始数据时间序列800具有若干个原始数据样本802至810。在时间t1处采集原始数据样本802；在时间t2处采集原始数据样本804；在时间t3处采集原始数据样本806；在时间t4处采集原始数据样本808；在时间t5处采集原始数据样本810；并且在时间t6处采集原始数据样本812。
原始数据时间序列820也具有若干个原始数据样本822、824、826、828和830。然而，原始数据样本822至830与原始数据样本802至812不同步。例如，在时间t1之前采集原始数据样本822；在时间t2与t3之间采集原始数据样本824；在时间t3与t4之间采集原始数据样本826；在时间t4与t5之间采集原始数据样本828；并且在时间t5与t6之间采集原始数据样本830。在数据样本802至812与原始数据样本822至830之间缺少同步可能导致数据样本应该被一起用于计算虚拟数据点的含糊性。
时间序列840和860是数据上卷时间序列。数据上卷时间序列840可以由样本聚合器608通过聚合原始数据时间序列800来生成。类似地，数据上卷时间序列860可以由样本聚合器608通过聚合原始数据时间序列820来生成。原始数据时间序列800和820两者都可以使用相同的聚合间隔来聚合。因此，所产生的数据上卷时间序列840和860具有同步的数据样本。例如，聚合数据样本842在时间t1′处与聚合数据样本862同步。类似地，聚合数据样本844在时间t2′处与聚合数据样本864同步；聚合数据样本846在时间t3′处与聚合数据样本866同步；并且聚合数据样本848在时间t4′处与聚合数据样本868同步。
数据上卷时间序列840和860中的数据样本的同步允许虚拟点计算器610容易地识别哪些数据样本应该被一起用于计算虚拟点。例如，虚拟点计算器610可以识别数据上卷时间序列840和860中的哪些样本具有相同的时间戳(例如，数据样本842和862、数据样本844和864等)。虚拟点计算器610可以使用具有相同时间戳的两个或更多个聚合数据样本来计算虚拟数据点的时间序列值。在一些实施例中，虚拟点计算器610将输入数据样本的共享时间戳指定给根据所述输入数据样本计算的虚拟数据点的时间序列值。
再次参照图6，作业管理器604被示出为包括天气点计算器612。天气点计算器612被配置用于使用时间序列数据执行基于天气的计算。在一些实施例中，天气点计算器612为天气相关变量(诸如，冷却度日(CDD)、采暖度日(HDD)、冷却能量日(CED)、采暖能量日(HED)、以及归一化能量消耗)创建虚拟数据点。由天气点计算器612计算的虚拟数据点的时间序列值可以作为优化时间序列数据被存储在本地时间序列数据库628和/或托管时间序列数据库636中。
天气点计算器612可以通过将如以下等式中示出的建筑物的时变室外气温TOA与冷却平衡点TbC之间的正温差进行积分来计算CDD：
CDD＝∫周期max{0,(TOA-TbC)}dt
其中，周期为积分周期。在一些实施例中，室外气温ToA为测得的数据点，而冷却平衡点TbC为存储的参数。为了计算室外气温TOA的每个样本的CDD，天气点计算器612可以将数量max{0,(TOA-TbC)}与室外气温TOA的采样周期Δt相乘。天气点计算器612可以使用室外空气焓EOA而不是室外气温TOA以类似的方式来计算CED。室外空气焓EOA可以是测量数据点或虚拟数据点。
天气点计算器612可以通过对如以下等式中示出的建筑物的采暖平衡点TbH与时变室外气温TOA之间的正温差进行积分来计算HDD：
HDD＝∫周期max{0,(TbH-TOA)}dt
其中，周期为积分周期。在一些实施例中，室外气温TOA为测得的数据点，而采暖平衡点TbH为存储的参数。为了计算室外气温TOA的每个样本的HDD，天气点计算器612可以将数量max{0,(TbH-TOA)}与室外气温TOA的采样周期Δt相乘。天气点计算器612可以使用室外空气焓EOA而不是室外气温TOA以类似的方式来计算HED。
在一些实施例中，虚拟点计算器610和天气点计算器612两者都可以计算虚拟数据点的时间序列值。天气点计算器612可以计算取决于天气相关变量(例如，室外气温、室外空气焓、室外空气湿度、室外光强、降水、风速等)的虚拟数据点的时间序列值。虚拟点计算器610可以计算取决于其他类型的变量(例如，非天气相关变量)的虚拟数据点的时间序列值。尽管此处仅详细描述了几个天气相关的变量，但是设想的是天气点计算器612可以针对任何天气相关变量来计算虚拟数据点。可以从各种天气传感器和/或从天气服务接收由天气点计算器612使用的天气相关数据点作为时间序列数据。
仍然参照图6，作业管理器604被示出为包括仪表故障检测器614和可扩展规则引擎606。仪表故障检测器614和可扩展规则引擎606被配置用于检测时间序列数据中的故障。在一些实施例中，仪表故障检测器614执行对表示仪表数据(例如，来自传感器的测量结果)的时间序列数据的故障检测，而可扩展规则引擎606执行对其他类型的时间序列数据的故障检测。仪表故障检测器614和可扩展规则引擎606可以检测原始时间序列数据和/或优化时间序列数据中的故障。
在一些实施例中，仪表故障检测器614和可扩展规则引擎606从分析服务618接收故障检测规则620和/或原因622。故障检测规则620可以由用户经由规则编辑器624定义或者可以经由分析web服务618从外部系统或装置接收。在各实施例中，故障检测规则620和原因622可以被存储在本地存储设备514的规则数据库632和原因数据库634和/或托管存储设备516的规则数据库640和原因数据库642中。仪表故障检测器614和可扩展规则引擎606可以从本地存储设备514或托管存储设备中检索故障检测规则620，并且使用故障检测规则620来分析时间序列数据。
在一些实施例中，故障检测规则620提供可以由仪表故障检测器614和可扩展规则引擎606来估计以检测时间序列数据中的故障的标准。例如，故障检测规则620可以将故障限定为超过或低于阈值的数据值。作为另一个示例，故障检测规则620可以将故障限定为在预定值范围之外的数据值。所述阈值和所述预定值范围可以基于时间序列数据的类型(例如，仪表数据、计算的数据等)、由时间序列数据表示的变量的类型(例如，温度、湿度、能量消耗等)、测量或提供时间序列数据的系统或装置(例如，温度传感器、湿度传感器、冷却器等)、和/或时间序列数据的其他属性。
仪表故障检测器614和可扩展规则引擎606可以将故障检测规则620应用到时间序列数据，以便判定时间序列数据的每个样本是否限定为故障。在一些实施例中，仪表故障检测器614和可扩展规则引擎606生成包含故障检测结果的故障检测时间序列。所述故障检测时间序列可以包括一组时间序列值，所述时间序列值中的每一个对应于由仪表故障检测器614和可扩展规则引擎606估计的时间序列数据的数据样本。在一些实施例中，故障检测时间序列中的每个时间序列值包括时间戳和故障检测值。所述时间戳可以与数据时间序列的对应数据样本的时间戳相同。所述故障检测值可以表明数据时间序列的对应数据样本是否符合故障。例如，如果检测到故障，则所述故障检测值可以具有“故障”值，而如果在数据时间序列的对应数据样本中没有检测到故障，则所述故障检测值可以具有“无故障”值。故障检测时间序列可以连同原始时间序列数据和优化时间序列数据一起被存储在本地时间序列数据库628和/或托管时间序列数据库636中。
现在参照图9A和图9B，示出了根据一些实施例的展示了故障检测时间序列的框图和数据表900。在图9A中，作业管理器604被示出为从本地存储设备514或托管存储设备516接收数据时间序列902。数据时间序列902可以是原始数据时间序列或优化数据时间序列。在一些实施例中，数据时间序列902是实际数据点(例如，测得的温度)的值的时间序列。在其他实施例中，数据时间序列902是虚拟数据点(例如，计算的效率)的值的时间序列。如数据表900中示出的，数据时间序列902包括一组数据样本。每个数据样本包括时间戳和值。大多数数据样本具有在范围65至66内的值。然而，所述数据样本中的三个具有值42。
作业管理器604可以使用一组故障检测规则620来估计数据时间序列902，以便检测数据时间序列902中的故障。在各实施例中，可以由仪表故障检测器614(例如，如果数据时间序列902是仪表数据)或由可扩展规则引擎606(例如，如果数据时间序列902是非仪表数据)来执行故障检测。在一些实施例中，作业管理器604根据故障检测规则620确定具有值42的数据样本符合故障。
作业管理器604可以生成包含故障检测结果的故障检测时间序列904。如数据表900中示出的，故障检测时间序列904包括一组数据样本。与数据时间序列902一样，故障检测时间序列904的每个数据样本包括时间戳和值。故障检测时间序列904的大多数值被示出为“无故障”，表明没有检测到数据时间序列902的对应样本(即，具有相同时间戳的数据样本)的故障。然而，故障检测时间序列904中的数据样本中的三个具有“故障”值，表明数据时间序列902的对应样本符合故障。如图9A中示出的，作业管理器604可以将故障检测时间序列904连同原始时间序列数据和优化时间序列数据一起存储在本地存储设备514(例如，在本地时间序列数据库628中)和/或托管存储设备516(例如，在托管时间序列数据库636中)中。
故障检测时间序列904可以由BMS 500使用以执行各种故障检测、诊断、和/或控制过程。在一些实施例中，故障检测时间序列904进一步由作业管理器604处理以便生成从故障检测时间序列904推导出的新时间序列。例如，样本聚合器608可以使用故障检测时间序列904来生成故障持续时间时间序列。样本聚合器608可以将具有相同数据值的故障检测时间序列904的多个连续数据样本聚合成单个数据样本。例如，样本聚合器608可以将故障检测时间序列904的前两个“无故障”数据样本聚合成表示未检测到故障的时间段的单个数据样本。例如，样本聚合器608可以将故障检测时间序列904的最后两个“故障”数据样本聚合成表示检测到故障的时间段的单个数据样本。
在一些实施例中，故障持续时间时间序列中的每个数据样本具有故障发生时间和故障持续时间。所述故障发生时间可以由故障持续时间时间序列中的数据样本的时间戳来指示。样本聚合器608可以将故障持续时间时间序列中的每个数据样本的时间戳设置为等于被聚合以形成经聚合数据样本的故障检测时间序列904中的该数据样本序列中的第一数据样本的时间戳。例如，如果样本聚合器608聚合故障检测时间序列904的前两个“无故障”数据样本，则样本聚合器608可以将经聚合数据样本的时间戳设置为2015‐12‐31T23:10:00。类似地，如果样本聚合器608聚合故障检测时间序列904的最后两个“故障”数据样本，则样本聚合器608可以将经聚合数据样本的时间戳设置为2015‐12‐31T23:50:00。
所述故障持续时间可以由故障持续时间时间序列中的数据样本的值来指示。样本聚合器608可以将故障持续时间时间序列中的每个数据样本的值设置为等于由被聚合以形成经聚合数据样本的故障检测时间序列904中的连续数据样本跨越的持续时间。样本聚合器608可以通过从包括在聚合中的数据样本之后的故障检测时间序列904的下一个数据样本的时间戳中减去包括在聚合中的故障检测时间序列904的第一数据样本的时间戳来计算由多个连续数据样本跨越的持续时间。
例如，如果样本聚合器608聚合故障检测时间序列904的前两个“无故障”数据样本，则样本聚合器608可以通过从二十分钟聚合持续时间的时间戳2015‐12‐31T23:30:00(即，连续“无故障”样本之后的第一个“故障”样本的时间戳)中减去时间戳2015‐12‐31T23:10:00(即，第一个“无故障”样本的时间戳)来计算经聚合数据样本的持续时间。类似地，如果样本聚合器608聚合故障检测时间序列904的最后两个“故障”数据样本，则样本聚合器608可以通过从二十分钟聚合持续时间的时间戳2016‐01‐01T00:10:00(即，连续“故障”样本之后的第一个“无故障”样本的时间戳)中减去时间戳2015‐12‐31T23:50:00(即，包括在聚合中的第一个“故障”样本的时间戳)来计算经聚合数据样本的持续时间。
现在参照图9C，示出了根据一些实施例的展示了如何在BMS 500中生成、存储、和使用各种时间序列的流程图。数据采集器512被示出为从建筑物子系统428接收数据样本。在一些实施例中，所述数据样本包括各数据点的数据值。取决于数据点的类型，所述数据值可以是测得的或计算的值。例如，从温度传感器接收到的数据点可以包括指示由温度传感器测得的温度的经测量数据值。从冷却器控制器接收到的数据点可以包括指示冷却器的计算效率的经计算数据值。数据采集器512可以从建筑物子系统428内的多个不同装置接收数据样本。
在一些实施例中，每个数据样本与指示对应数据值被测量或计算的时间的时间戳一起被接收。在其他实施例中，数据采集器512基于数据样本被接收的时间将时间戳添加至数据样本。数据采集器512可以为数据点中的每一个生成原始时间序列数据，其中针对所述数据点接收数据样本。每个时间序列可以包括同一数据点的一系列数据值以及所述数据值中的每一个的时间戳。例如，由温度传感器提供的数据点的时间序列可以包括由所述温度传感器测得的一系列温度值以及测量所述温度值的对应时间。
数据采集器512可以将时间戳添加至数据样本或者修改现有时间戳，以使得每个数据样本包括本地时间戳。每个本地时间戳指示对应数据样本被测量或采集的本地时间，并且可以包括相对于世界时间的偏差。本地时间戳指示测量时在数据点被测量的位置处的本地时间。所述偏差指示本地时间与世界时间(例如，国际日期变更线处的时间)之间的差。例如，在世界时间之后六个小时的时区中采集的数据样本可以包括本地时间戳(例如，时间戳＝2016‐03‐18T14:10:02)以及指示所述本地时间戳是世界时间(例如，偏差＝-6:00)之后六个小时的偏差。可以取决于当测量或采集数据样本时所述时区是否处于夏令时来调整(例如，+1:00或-1:00)所述偏差。数据采集器512可以将原始时间序列数据提供至控制应用536、数据清理器644，和/或将原始时间序列数据存储在时间序列存储设备515中(即，本地存储设备514和/或托管存储设备516)。
数据清理器644可以从时间序列存储设备515中检索原始数据时间序列并且清理所述原始数据时间序列。清理原始数据时间序列可以包括丢弃分外高或低的数据。例如，数据清理器644可以针对原始数据时间序列识别最小预期数据值和最大预期数据值。数据清理器644可以丢弃在此范围之外的数据值作为不良数据。在一些实施例中，最小预期值和最大预期值是基于由时间序列表示的数据点的属性的。例如，室外气温数据点可以具有在针对给定地理位置的合理室外气温值的范围(例如，在-20°F与110°F之间)内的预期值。
在一些实施例中，数据清理器644识别数据点可以在连续数据样本之间变化的最大速率。最大变化速率可以基于物理原理(例如，热传递原理)、天气模式、或限制特定数据点的最大变化速率的其他参数。例如，室外气温数据点可以被限制为具有小于最大合理室外温度变化率(例如，每分钟五度)的变化速率。如果原始数据时间序列的两个连续数据样本具有需要室外气温以超过最大预期变化率的速率变化的值，则数据清理器644可以丢弃所述数据样本中的一个或两者作为不良数据。
数据清理器644可以执行各种数据清理操作中的任一种以便识别和丢弃不良数据样本。在2012年9月28日提交的题为“用于数据质量控制和清理的系统和方法(Systems andMethods for Data Quality Control and Cleansing)”的美国专利申请号13/631,301中描述了可以由数据清理器644执行的数据清理操作的若干示例，所述美国专利申请的全部披露内容通过引用结合在此。在一些实施例中，数据清理器644在样本聚合器608生成数据上卷时间序列之前执行针对原始数据时间序列的数据清理操作。这确保了被用于生成数据上卷时间序列的原始数据时间序列不包括任何不良数据。因此，在执行聚合之后不需要对数据上卷时间序列进行再次清理。数据采集器644可以将清理的时间序列数据提供至控制应用536、样本聚合器608，和/或将清理的时间序列数据存储在时间序列存储设备515中。
样本聚合器608可以从时间序列存储设备515中检索任何数据时间序列(例如，原始数据时间序列、清理的数据时间序列、数据上卷时间序列、故障检测时间序列等)并且基于所检索到的数据时间序列生成数据上卷时间序列。针对每个数据点，样本聚合器608可以聚合具有在预定时间间隔(例如，一刻钟、一小时、一天等)内的时间戳的一组数据值，以便生成预定时间间隔的聚合数据值。例如，针对特定数据点的原始时间序列数据可以在数据点的连续样本之间具有相对较短的间隔(例如，一分钟)。样本聚合器608可以通过将具有在相对较长间隔(例如，一刻钟)内的时间戳的数据点的所有样本聚合成表示更长间隔的单个聚合值从而根据原始时间序列数据生成数据上卷。
对于一些类型的时间序列，样本聚合器608通过对具有在较长间隔内的时间戳的数据点的所有样本进行求平均来执行聚合。通过求平均进行的聚合可以被用于计算非累积变量(诸如测量值)的时间序列的聚合值。对于其他类型的时间序列，样本聚合器608通过对具有在较长间隔内的时间戳的数据点的所有样本进行求和来执行聚合。通过求和进行的聚合可以被用于计算累积变量(诸如，自先前的样本之后检测到的故障的数量)的时间序列的聚合值。
样本聚合器608可以生成任何类型的数据上卷时间序列，包括例如，平均每刻钟时间序列、平均每小时时间序列、平均每日时间序列、平均每月时间序列、和平均每年时间序列、或如参照图6至图8描述的任何其他类型的数据上卷时间序列。数据上卷时间序列中的每一个可以取决于父代时间序列。在一些实施例中，每次接收到新的原始数据样本和/或每次更新父代时间序列时，样本聚合器608就更新数据上卷时间序列的聚合数据值。样本聚合器608可以将数据上卷时间序列提供至控制应用536、虚拟点计算器610，和/或将数据上卷时间序列存储在时间序列存储设备515中。
虚拟点计算器610可以从时间序列存储设备515中检索任何时间序列并且使用所检索到的数据时间序列来生成虚拟点时间序列。虚拟点计算器可以创建虚拟数据点并且为所述虚拟数据点计算时间序列值。虚拟数据点是从一个或多个实际数据点推导出的一种类型的计算数据点。在一些实施例中，实际数据点是测得的数据点，而虚拟数据点是计算的数据点。当不存在期望用于特定应用的传感器数据时，虚拟数据点可以被用作实际传感器数据的替代物，但是可以根据一个或多个实际数据点计算得到。例如，可以使用测量制冷剂的温度和压力的实际数据点来计算表示制冷剂的焓的虚拟数据点。虚拟数据点还可以被用于提供计算量(诸如，效率、性能系数、以及不能被直接测量的其他变量)的时间序列值。
虚拟点计算器610可以通过将各种数学运算或函数中的任一种应用到实际数据点和/或其他虚拟数据点来计算虚拟数据点。例如，虚拟点计算器610可以通过添加两个或更多个实际数据点(点ID1和点ID2)(例如，点ID3＝点ID1+点ID2)来计算虚拟数据点(点ID3)。作为另一个示例，虚拟点计算器610可以基于测得的温度数据点(点ID5)和测得的压力数据点(点ID6)(例如，点ID4＝焓(点ID5,点ID6))来计算焓数据点(点ID4)。
在一些实例中，可以从单个实际数据点中推导出虚拟数据点。例如，虚拟点计算器610可以基于测得的制冷剂压力(点ID8)(例如，点ID7＝T饱和(点ID8))来计算已知制冷剂的饱和温度(点ID7)。通常，虚拟点计算器610可以使用一个或多个实际数据点的时间序列值和/或一个或多个其他虚拟数据点的时间序列值来计算虚拟数据点的时间序列值。在一些实施例中，每当被用于计算虚拟数据点的源数据被更新时，虚拟点计算器610就自动地更新虚拟点时间序列的值。虚拟点计算器610可以将虚拟点时间序列提供至控制应用536、可扩展规则引擎606，和/或将虚拟点时间序列存储在时间序列存储设备515中。
可扩展规则引擎606可以从时间序列存储设备515中检索任何时间序列并且使用所检索到的数据时间序列来生成故障检测时间序列。可扩展规则引擎606可以将故障检测规则应用到时间序列数据，以便判定时间序列数据的每个样本是否符合故障。在一些实施例中，如参照图9A和图9B描述的，可扩展规则引擎606生成包含故障检测结果的故障检测时间序列。故障检测时间序列可以包括一组时间序列值，所述时间序列值中的每一个对应于由可扩展规则引擎606估计的时间序列数据的数据样本。
在一些实施例中，故障检测时间序列中的每个时间序列值包括时间戳和故障检测值。所述时间戳可以与数据时间序列的对应数据样本的时间戳相同。所述故障检测值可以表明数据时间序列的对应数据样本是否符合故障。例如，如果检测到故障，则所述故障检测值可以具有“故障”值，而如果在数据时间序列的对应数据样本中没有检测到故障，则所述故障检测值可以具有“无故障”值。在一些实施例中，如参照图9A和图9B描述的，可扩展规则引擎606使用故障检测时间序列来生成微分时间序列，诸如，故障持续时间时间序列。可扩展规则引擎606可以将故障检测时间序列提供至控制应用536和/或将故障检测时间序列存储在时间序列存储设备515中。
数据平台服务520(例如，数据清理器644、样本聚合器608、虚拟点计算器610、可扩展规则引擎606等)中的每一个可以从时间序列存储设备515中读取任何数据时间序列，生成新的数据时间序列(例如，清理的数据时间序列、数据上卷时间序列、虚拟点时间序列、故障检测时间序列等)，并且将所述新的数据时间序列存储在时间序列存储设备515中。新的时间序列可以被存储在所述新时间序列所基于的初始时间序列旁边，以使得不必更新所述初始时间序列。这允许多个服务同时从时间序列存储设备515读取相同的数据时间序列而无需任何服务来锁定时间序列。
存储在时间序列存储设备515中的时间序列可以彼此影响。例如，一个或多个第一数据时间序列的值可以影响基于所述第一数据时间序列的一个或多个第二数据时间序列的值。所述第一和第二数据时间序列可以是原始数据时间序列、清理的数据时间序列、数据上卷时间序列、虚拟点时间序列、故障检测时间序列、或由数据平台服务520生成的任何其他时间序列中的任一个。当第一时间序列被更新时，第二时间序列可以由数据平台服务520自动更新。对第二时间序列的更新可以触发对基于所述第二数据时间序列的一个或多个第三数据时间序列的自动更新。设想的是，任何数据时间序列可以基于任何其他数据时间序列并且可以在基础数据时间序列被更新时自动更新。
在操作中，当从建筑物子系统428采集或接收到数据时，原始数据时间序列可以由数据采集器512写入到时间序列存储设备515中。由数据清理器644、样本聚合器608、虚拟点计算器610和可扩展规则引擎606进行的后续处理可以以任何顺序发生。例如，数据清理器644可以清理原始数据时间序列、数据上卷时间序列、虚拟点时间序列、和/或故障检测时间序列。类似地，样本聚合器608可以使用原始数据时间序列、清理的数据时间序列、另一个数据上卷时间序列、虚拟点时间序列、和/或故障检测时间序列来生成数据上卷时间序列。虚拟点计算器610可以基于一个或多个原始数据时间序列、清理的数据时间序列、数据上卷时间序列、其他虚拟点时间序列、和/或故障检测时间序列来生成虚拟点时间序列。可扩展规则引擎606可以使用一个或多个原始数据时间序列、清理的数据时间序列、数据上卷时间序列、虚拟点时间序列、和/或其他故障检测时间序列来生成故障检测时间序列。
再次参照图6，分析服务524被示出为包括分析web服务618、故障检测规则620和原因622、规则编辑器624、和分析存储接口626。分析web服务618被配置用于与基于web的应用进行交互，以便发送和/或接收故障检测规则620和原因622以及数据分析的结果。在一些实施例中，分析web服务618从基于web的规则编辑器624接收故障检测规则620和原因622。例如，如果规则编辑器624是基于web的应用，则分析web服务618可以从规则编辑器624接收规则620和原因622。在一些实施例中，分析web服务618将分析结果提供至基于web的应用。例如，如果应用530中的一个或多个是基于web的应用，则分析web服务618可以将故障检测时间序列提供至基于web的应用。
分析存储接口626被配置用于与本地存储设备514和/或托管存储设备516进行交互。例如，分析存储接口626可以从本地存储设备514内的本地规则数据库632或从托管存储设备516内的托管规则数据库640中检索规则620。类似地，分析存储接口626可以从本地存储设备514内的本地原因数据库634或从托管存储设备516内的托管原因数据库642中检索原因622。分析存储接口626还可以将规则620和原因622存储在本地存储设备514和/或托管存储设备516内。
实体图
现在参照图10A，示出了根据一些实施例的实体图1000。在一些实施例中，如参照图5所描述的，由数据采集器512生成或使用实体图1000。实体图1000描述了如何组织建筑物以及建筑物内的不同系统和空间如何彼此相关。例如，实体图1000被示出为包括组织1002、空间1004、系统1006、点1008、以及时间序列1009。将组织1002、空间1004、系统1006、点1008、和时间序列1009互连的箭头标识这种实体之间的关系。在一些实施例中，所述关系被存储为由属性描述的实体的属性。
组织1002被示出为包括：包含后代属性(contains descendants attribute)1010、父代祖先属性(parent ancestors attribute)1012、包含属性(containsattribute)1014、位于属性1016(located in attribute)、由祖先占用属性(occupied byancestors attribute)1018、以及占用属性(occupies by attribute)1022。包含后代属性1010标识包含在组织1002内的任何后代实体。父代祖先属性1012标识组织1002的任何父代实体。包含属性1014标识包含在组织1002内的任何其他组织。包含属性1014旁边的星号表明组织1002可以包含任何数量的其他组织。位于属性1016标识组织1002位于其内的另一个组织。位于属性1016旁边的数字1表明组织1002可以正好位于一个其他组织中。占用属性1022标识由组织1002占用的任何空间。占用属性1022旁边的星号表明组织1002可以占用任何数量的空间。
空间1004被示出为包括：占用属性(occupied by attribute)1020、由祖先占用属性(occupied by ancestors attribute)1018、包含空间后代属性(contains spacedescendants attribute)1024、位于祖先属性(located in ancestors attribute)1026、包含空间属性(contains spaces attribute)1028、位于属性(located in attribute)1030、由系统服务属性(served by systems attribute)1038、以及由系统后代服务属性(served by system descendants attribute)1034。占用属性1020标识由空间1004占用的组织。占用属性1020旁边的数字1表明空间1004可以正好由一个组织占用。由祖先占用属性1018标识由空间1004占用的组织1002的一个或多个祖先。由祖先占用属性1018旁边的星号表明空间1004可以由任何数量的祖先占用。
包含空间后代属性1024标识包含在空间1004内的空间1004的任何后代。位于祖先属性1026标识空间1004位于其内的空间1004的任何祖先。包含空间属性1028标识包含在空间1004内的任何其他空间。包含空间属性1028旁边的星号表明空间1004可以包含任何数量的其他空间。位于属性1030标识空间1004位于其内的另一个空间。位于属性1030旁边的数字1表明空间1004可以正好位于一个其他空间中。由系统服务属性1038标识服务于空间1004的任何系统。由系统服务属性1038旁边的星号表明空间1004可以由任何数量的系统来服务。由系统后代服务属性1034标识服务于空间1004的任何后代系统。由后代系统服务属性1034旁边的星号表明空间1004可以由任何数量的后代系统来服务。
系统1006被示出为包括服务空间属性(serves spaces attribute)1036、服务空间祖先属性(serves space ancestors attribute)1032、子系统后代属性(subsystemdescendants attribute)1040、部分祖先属性(part of ancestors attribute)1042、子系统属性(subsystems attribute)1044、部分属性(part of attribute)1046、以及点属性(points attribute)1050。服务空间属性1036标识由系统1006服务的任何空间。服务空间属性1036旁边的星号表明系统1006可以服务任何数量的空间。服务空间祖先属性1032标识由系统1006服务的空间1004的任何祖先。服务祖先空间属性1032旁边的星号表明系统1006可以服务任何数量的祖先空间。
子系统后代属性1040标识包含在系统1006内的其他系统的任何子系统后代。所述部分祖先属性1042标识系统1006是其一部分的系统1006的任何祖先。子系统属性1044标识包含在系统1006内的任何子系统。子系统属性1044旁边的星号表明系统1006可以包含任何数量的子系统。部分属性1046标识系统1006是其一部分的任何其他系统。部分属性1046旁边的数字1表明系统1006可以正好是一个其他系统的部分。点属性1050标识与系统1006相关联的任何数据点。点属性1050旁边的星号表明任何数量的数据点可以与系统1006相关联。
点1008被示出为包括由系统使用属性1048。由系统使用属性1048旁边的星号表明点1008可以由任何数量的系统使用。点1008还被示出为包括由时间序列使用的属性1054。由时间序列使用的属性1054旁边的星号表明点1008可以由任何数量的时间序列(例如，原始数据时间序列、虚拟点时间序列、数据上卷时间序列等)使用。例如，多个虚拟点时间序列可以基于同一个实际数据点1008。在一些实施例中，由时间序列使用的属性1054被当成支持数据点1008的值变化的时间序列列表。当点1008的值变化时，在由时间序列使用的属性1054中列出的时间序列可以被标识并且自动地更新以反映点1008的变化值。
时间序列1009被示出为包括使用点属性1052。使用点属性1052旁边的星号表明时间序列1009可以使用任何数量的实际数据点。例如，一个虚拟点时间序列可以基于多个实际数据点。在一些实施例中，使用点属性1052被当成用于监测值变化的点列表。当由使用点属性1052标识的任何点被更新时，可以自动地更新时间序列1009以便反映由时间序列1009使用的点的变化值。
时间序列1009还被示出为包括由时间序列使用的属性1056以及使用时间序列属性1058。由时间序列使用的属性1056和使用时间序列属性1058旁边的星号表明：时间序列1009可以由任何数量的其他时间序列使用并且可以使用任何数量的其他时间序列。例如，数据上卷时间序列和虚拟点时间序列两者均可以基于同一个原始数据时间序列。作为另一个示例，单个虚拟点时间序列可以基于多个其他时间序列(例如，多个原始数据时间序列)。在一些实施例中，由时间序列使用的属性1056被当成支持时间序列1009更新的时间序列列表。当时间序列1009被更新时，在由时间序列使用的属性1056中列出的时间序列可以被标识并且自动地更新以反映时间序列1009的变化。类似地，使用时间序列属性1058可以被当成用于监测更新的时间序列列表。当由使用时间序列属性1058标识的任何时间序列被更新时，可以自动地更新时间序列1009以反映对时间序列1009所基于的其他时间序列的更新。
现在参照图10B，示出了根据一些实施例的用于特定建筑物管理系统的实体图1060的示例。实体图1060被示出为包括组织1061(“ACME公司”)。组织1061是人的集合、合法实体、公司、代理、或其他类型的组织。组织1061占用空间1063(“密尔沃基校园(MilwaukeeCampus)”)，如由占用属性1064指示的。空间1063被组织1061占用，如由占用属性1062指示的。
在一些实施例中，空间1063是空间层次中的顶层空间。例如，空间1063可以表示整个校园(即，建筑物集合)。空间1063可以包含各种子空间(例如，单独的建筑物)，诸如空间1065(“建筑物1”)和空间1073(“建筑物2”)，如由包含属性1068和1080指示的。空间1065和1080位于空间1063中，如由位于属性1066指示的。空间1065和1073中的每一个可以包含更低层的子空间，诸如单独的楼层、区域、或每个建筑物内的房间。然而，为简单起见，从实体图1060中省略了这种子空间。
空间1065由系统1067(“电主要仪表1”)服务，如由服务属性1072指示的。系统1067可以是服务于空间1065的任何系统(例如，HVAC系统、照明系统、电气系统、安全系统等)。服务属性1070表明系统1067服务于空间1065。在实体图1060中，系统1067被示出为电气系统，所述电气系统具有如由子系统属性1076和1078所指示的子系统1069(“照明子仪表1”)和子系统1071(“插头负载子仪表2”)。子系统1069和1071是系统1067的一部分，如由部分属性1074指示的。
空间1073由系统1075(“电主要仪表2”)服务，如由服务属性1084指示的。系统1075可以是服务于空间1073的任何系统(例如，HVAC系统、照明系统、电气系统、安全系统等)。服务属性1082指示系统1075服务于空间1073。在实体图1060中，系统1075被示出为电气系统，所述电气系统具有如由子系统属性1088所指示的子系统1077(“照明子仪表3”)。子系统1077是系统1075的一部分，如由部分属性1086指示的。
除了图10B中示出的属性之外，实体图1060还可以包括层次中的每个实体上的“祖先”属性和“后代”属性。所述祖先属性可以标识(例如，在平面列表中)作为给定实体的祖先的所有实体。例如，空间1065的祖先属性可以将空间1063和组织1061两者均标识为祖先。类似地，所述后代属性可以标识(例如，在平面列表中)作为给定实体的后代的所有实体。例如，空间1065的后代属性可以将系统1067、子系统1069和子系统1071全都标识为后代。这为每个实体提供了其祖先和后代的完整列表，不论层次树中包含了多少层级。这是传递闭包的形式。
在一些实施例中，由后代属性和祖先属性提供的传递闭包允许实体图1060促进简单的查询而不必搜索层次树的多个层级。例如，以下查询可以被用于查找密尔沃基校园空间1063下的所有仪表：
/Systems？$filter＝(systemType eq
Jci.Be.Data.SystemType'Meter')and
ancestorSpaces/any(a:a/name eq'Milwaukee Campus')
并且可以仅使用密尔沃基校园空间1063的后代属性得到应答。例如，空间1063的后代属性可以标识在层次上低于空间1063的所有仪表。后代属性可以被组织为平面列表并且被存储为空间1063的属性。这允许通过仅搜索空间1063的后代属性来服务查询而无需搜索层次的其他层级或实体。
现在参照图11，示出了根据一些实施例的对象关系图1100。关系图1100被示出为包括实体模板1102、点1104、时间序列1106、以及样本1108。在一些实施例中，实体模板1102、点1104、时间序列1106、和样本1108作为数据对象被存储在存储器510、本地存储设备514、和/或托管存储设备516内。关系图1100展示了实体模板1102、点1104与时间序列1106之间的关系。
实体模板1102可以包括各种属性，诸如ID属性、名称属性、特性属性、以及关系属性。所述ID属性可以被提供作为文本串并且标识实体模板1102的唯一ID。所述名称属性也可以被提供作为文本串并且标识实体模板1102的名称。所述性能属性可以被提供作为向量并且标识实体模板1102的一个或多个特性。所述关系属性也可以被提供作为向量并且标识实体模板1102的一种或多种关系。
点1104可以包括各种属性，诸如ID属性、实体模板ID属性、时间序列属性、以及单位ID属性。所述ID属性可以被提供作为文本串并且标识点1104标识的唯一ID。所述实体模板ID属性也可以被提供作为文本串并且标识与点1104相关联的实体模板1102(例如，通过列出实体模板1102的ID属性)。任何数量的点1104可以与实体模板1102相关联。然而，在一些实施例中，每个点11104与单个实体模板1102相关联。所述时间序列属性可以被提供作为文本串并且标识与点1104相关联的任何时间序列(例如，通过列出与点1104相关联的任何时间序列1106的ID串)。所述单位ID属性也可以被提供作为文本串并且标识由点1104量化的变量的单位。
时间序列1106可以包括各种属性，诸如ID属性、样本属性、变换类型属性、以及单位ID属性。所述ID属性可以被提供作为文本串并且标识时间序列1106的唯一ID。所述时间序列1106的唯一ID可以列在点1104的时间序列属性中以使时间序列1106与点1104相关联。任何数量的时间序列1106可以与点1104相关联。每个时间序列1106与单个点1104相关联。所述样本属性可以被提供作为向量并且标识与时间序列1106相关联的一个或多个样本。所述变换类型属性标识被用于生成时间序列1106的变换的类型(例如，平均每小时、平均每日、平均每月等)。所述单位ID属性也可以被提供作为文本串并且标识由时间序列1106量化的变量的单位。
样本1108可以包括时间戳属性和值属性。所述时间戳属性可以设置成本地时间并且可以包括相对于世界时间的偏差。所述值属性可以包括样本1108的数据值。在一些实例中，所述值属性是(例如，测量变量的)数值。在其他实例中，所述值属性可以是文本串，诸如“故障”，如果样本1108是故障检测时间序列的一部分。
仪表板布局
现在参照图12，示出了根据一些实施例的展示了仪表板布局生成器518的操作的框图。仪表板布局生成器518被示出为接收点1202、原始时间序列数据1204、以及优化时间序列数据1206。点1202可以包括实际数据点(例如，测得的数据点)、虚拟数据点(例如，计算的数据点)、或者在BMS 500处接收的或由BMS 500计算的样本数据的其他类型的数据点。如参照图11所描述的，点1202可以包括点1104的实例。例如，点1202中的每一个可以包括点ID、实体模板ID、与所述点相关联的一个或多个时间序列的指示、以及单位ID。原始时间序列数据1204可以包括由数据采集器512采集或生成的原始时间序列数据。优化时间序列数据1206可以包括数据上卷时间序列、清理的时间序列、虚拟点时间序列、天气点时间序列、故障检测时间序列、和/或可以由作业管理器604生成或处理的其他类型的时间序列。
仪表板布局生成器518被示出为生成仪表板布局描述1208。在一些实施例中，仪表板布局描述1208是可以被用于由各种不同的渲染引擎(例如，web浏览器、PDF引擎等)和/或框架来渲染用户界面(即，仪表板布局)的框架未知布局描述。仪表板布局描述1208自身不是用户界面，而是可以由应用530和其他框架使用以生成用户界面的架构。许多不同的框架和应用530可以读取和使用仪表板布局描述1208以便根据框架的主题和大小生成用户界面。在一些实施例中，仪表板布局描述1208使用行列网格来描述仪表板布局。
现在参照图13，示出了展示仪表板布局描述1208的网格1300。网格1300被示出为包括m行和n列的m×n网格。行和列的相交限定了小插件可以位于的网格1300中的特定位置。例如，网格1300被示出为包括在第一行与第二列的相交处的文本小插件1302。网格1300还包括在第二行与第二列的相交处的曲线图小插件1304。在一些实施例中，小插件1302和1304的位置是由网格1300的行索引和列索引限定的。例如，仪表板布局描述1208可以通过指定文本小插件1302位于网格1300的第一行与第二列的相交处来限定文本小插件1302的位置。类似地，仪表板布局描述1208可以通过指定曲线图小插件1304位于网格1300的第二行与第二列的相交处来限定曲线图小插件1304的位置。
在一些实施例中，仪表板布局描述1208限定每个小插件的各种特性。例如，小插件1302和1304可以具有限定小插件类型的小插件类型特性(例如，文本、曲线图、图像等)。在一些实施例中，小插件1302具有限定由小插件1302显示的文本的文本特性。小插件1304可以包括限定曲线图的各种属性的曲线图特性(例如，曲线图标题、x轴标题、y轴标题等)。在一些实施例中，曲线图小插件1304包括限定了小插件1304中显示的数据的一个或多个时间序列的特性。所述时间序列可以是同一数据点的不同时间序列(例如，原始数据时间序列、平均每小时时间序列、平均每日时间序列等)或者是不同数据点的时间序列。在一些实施例中，曲线图小插件1304包括限定了驱动小插件1304的小插件名称和一组API的特性(例如，服务URL或数据库URL)。
在一些实施例中，仪表板布局描述1208包括顶层仪表板元素，所述顶层仪表板元素包含应用于整个仪表板布局的特性。例如，这种特性可以包括：仪表板名称、小插件是否可折叠、仪表板是否可编辑、以及网格布局。网格布局可以被限定为对象(例如，小插件)的阵列，所述对象中的每一个是特性阵列。仪表板布局可以是静态的、动态的、或用户自定义的。当所述布局不发生变化时可以使用静态布局。动态布局可以被用于将更多特征添加到现有仪表板。用户自定义的布局可以被用于允许用户调整仪表板(例如，通过添加或移除小插件)。
仪表板布局描述1208可以被用于驱动各种服务。在一些实施例中，仪表板布局描述1208使能提供用户界面作为服务。在此场景中，仪表板布局生成器518可以为框架提供预定义小插件。所述框架可以读取仪表板布局描述1208并且渲染用户界面。将用户界面提供为服务允许将新的小插件添加到预定义小插件。在其他实施例中，仪表板布局描述1208使能提供数据可视化作为服务。
现在参照图14和图15，示出了根据一些实施例的仪表板布局描述1400以及可以根据仪表板布局描述1400生成的仪表板布局1500的示例。具体地参照图14，仪表板布局描述1400被示出为包括应用于整个仪表板布局1500的若干特性1402。特性1402被示出为包括仪表板布局1500的名称以及限定了仪表板布局1500是否可折叠、可最大化、和/或可编辑的特性。
在一些实施例中，以JSON格式对仪表板布局描述1400进行描述。例如，仪表板布局描述1400被示出为包括行对象1404以及包含在行对象1404内的列对象1406。列对象1406包含两个元素。因此，仪表板布局描述1400限定了包括单个行以及在所述行内的两个列的布局。所述列中的每一列包括小插件。例如，列对象1406的第一元素包括第一小插件对象1408，而列对象1406的第二元素包括第二小插件对象1410。
小插件对象1408包括限定了小插件对象1408的各种属性的若干特性1412。例如，小插件对象1408被示出为包括限定了小插件名称(即，MEMS仪表)、小插件类型(即，样条曲线)和小插件配置的特性。样条曲线类型表明小插件对象1408限定了线状图。所述小插件配置特性包括限定了线状图属性的若干子特性1414。子特性1414被示出为包括标题、x轴标注(即，日期时间)、y轴标注(即KW)、限定了驱动小插件对象1408的API的令牌API、以及限定了驱动小插件对象1408的另一API的样本API。子特性1414还包括限定了可以在小插件对象1408中显示的若干时间序列的点特性。
类似地，小插件对象1410包括限定了小插件对象1410的各种属性的若干特性1416。例如，小插件对象1410被示出为包括限定了小插件名称(即，MEMS仪表)、小插件类型(即，列)和小插件配置的特性。列类型表明小插件对象1410限定了条形图。所述小插件配置特性包括限定了条形图属性的若干子特性1418。子属性1418被示出为包括标题、x轴标注(即，日期)、y轴标注(即KWH)、限定了驱动小插件对象1410的API的令牌API、和限定了驱动小插件对象1410的另一个API的样本API。子特性1418还包括限定了可以在小插件对象1410中显示的若干时间序列的点特性。
现在参照图15，仪表板布局1500被示出为包括标题1502、第一小插件1504、以及第二小插件1506。标题1502的文本由特性1402限定，而第一小插件1504由小插件对象1408限定，并且第二小插件1506由小插件对象1410限定。仪表板布局1500包括单个行以及所述行内的两个列。第一列包括第一小插件1504，而第二列包括第二小插件1506。小插件1504被示出为包括标题1508“MEMS仪表”(由特性1412限定)、以及可以被用于选择由子特性1414限定的时间序列中的任一个的下拉选择器1512。类似地，小插件1506被示出为包括标题1510“MEMS仪表”(由特性1416限定)、以及可以被用于选择由子特性1418限定的时间序列中的任一个的下拉选择器1514。
现在参照图16和图17，示出了根据一些实施例的仪表板布局描述1600以及可以根据仪表板布局描述1600生成的仪表板布局1700的另一个示例。具体地参照图16，仪表板布局描述1600被示出为包括应用于整个仪表板布局1700的若干特性1602。特性1602被示出为包括仪表板布局1700的名称以及限定了仪表板布局1700是否可折叠、可最大化、和/或可编辑的特性。
在一些实施例中，以JSON格式对仪表板布局描述1600进行描述。例如，仪表板布局描述1600被示出为包括行对象1604。行对象1604具有两个数据元素，每个数据元素限定了仪表板布局1700的不同行。行对象1604的第一元素包含第一列对象1606，而行对象1604的第二元素包含第二列对象1607。列对象1606具有包括第一小插件对象1608的单个元素。然而，列对象1607具有两个元素，所述两个元素中的每一个包括小插件对象(即，小插件对象1610和1620)。因此，仪表板布局描述1600限定了包括具有一列的第一行以及具有两列的第二行的布局。所述第一行包含小插件对象1608。所述第二行包含相邻列中的两个小插件对象1610和1620。
小插件对象1608包括限定了小插件对象1608的各种属性的若干特性1612。例如，小插件对象1608被示出为包括限定了小插件名称(即，BTU仪表)、小插件类型(即，样条曲线)和小插件配置的特性。所述样条曲线类型表明小插件对象1608限定了线状图。所述小插件配置特性包括限定了线状图属性的若干子特性1614。子特性1614被示出为包括标题、x轴标注、y轴标注、限定了驱动小插件对象1608的API的令牌API、以及限定了驱动小插件对象1608的另一API的样本API。子特性1614还包括限定了可以在小插件对象1608中显示的若干时间序列的点特性。
类似地，小插件对象1610包括限定了小插件对象1610的各种属性的若干特性1616。例如，小插件对象1610被示出为包括限定了小插件名称(即，仪表1)、小插件类型(即，样条曲线)和小插件配置的特性。所述样条曲线类型表明小插件对象1610限定了线状图。所述小插件配置特性包括限定了线状图属性的若干子特性1618。子特性1618被示出为包括标题、x轴标注、y轴标注、限定了驱动小插件对象1610的API的令牌API、以及限定了驱动小插件对象1610的另一API的样本API。子特性1618还包括限定了可以在小插件对象1610中显示的若干时间序列的点特性。
小插件对象1620包括限定了小插件对象1620的各种属性的若干特性1622。例如，小插件对象1620被示出为包括限定了小插件名称(即，仪表1)、小插件类型(即，样条曲线)和小插件配置的特性。所述样条曲线类型表明小插件对象1620限定了线状图。所述小插件配置特性包括限定了线状图属性的若干子特性1624。子特性1624被示出为包括标题、x轴标注、y轴标注、限定了驱动小插件对象1620的API的令牌API、以及限定了驱动小插件对象1620的另一API的样本API。子特性1624还包括限定了可以在小插件对象1620中显示的若干时间序列的点特性。
现在参照图17，仪表板布局1700被示出为包括标题1702、第一小插件1704、第二小插件1706、以及第三小插件1707。标题1702的文本由特性1602限定。第一小插件1704的内容由小插件对象1608限定；第二小插件1706的内容由小插件对象1610限定；并且第三小插件1707的内容由小插件对象1620限定。仪表板布局1700包括两行。第一行包括单个列，而第二行包括两列。所述第一行包括第一小插件1704，而所述第二行包括所述第一列中的第二小插件1706以及所述第二列中的第三小插件1707。
小插件1704被示出为包括标题1708“BTU仪表”(由特性1612限定)、以及可以被用于选择由子特性1614限定的时间序列中的任一个的下拉选择器1712。类似地，小插件1706被示出为包括标题1710“仪表1”(由特性1616限定)、以及可以被用于选择由子特性1618限定的时间序列中的任一个的下拉选择器1714。小插件1707被示出为包括标题1711“仪表1”(由特性1622限定)、以及可以被用于选择由子特性1624限定的时间序列中的任一个的下拉选择器1715。
能量管理系统用户界面
现在参照图18至图51，示出了根据示例性实施例的可以由建筑物管理系统500生成的若干用户界面。在一些实施例中，所述用户界面由能量管理应用532、监测和报告应用534、企业控制应用536、或消耗由数据平台服务520生成的优化时间序列数据的其他应用530生成。例如，所述用户界面可以由包括能量管理应用532的实例的建筑物能量管理系统生成。这种建筑物能量管理系统的一个示例是江森自控有限公司(Johnson ControlsInc.)的能量管理系统(MEMS)。所述建筑物能量管理系统可以被实施为建筑物管理系统500的一部分(如应用530中的一个)或者实施为经由通信网络446(例如，互联网、LAN、蜂窝网络等)与建筑物管理系统500通信的基于云的应用(例如，远程系统及应用444中的一个)。
现在参照图18，示出了根据示例性实施例的登录界面1800。登录界面1800可以经由web浏览器和/或经由在客户端装置(例如，台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话等)上运行的应用来呈现。用户可以经由登录界面1800输入访问凭证(例如，用户名1802和密码1804)以便登录到能量管理应用532。经由登录界面1800输入的访问凭证可以被发送到认证服务器进行认证。
概览仪表板
现在参照图19至图34，示出了根据示例性实施例的用于能量管理应用532的概览仪表板1900。概览仪表板1900可以在用户登录之后呈现并且可以是在用户输入访问凭证1802至1804之后看到的第一个界面。概览仪表板1900被示出为包括仪表板1900左侧的导航窗格1902。导航窗格1902右边(紧挨着搜索框1906的右边)的控制条1904可以允许用户查看或隐藏导航窗格1902。概览仪表板1900可以包括在右上角示出的导航块1908。当选择了(例如，点击、在上方悬停等)导航块1908时，可以出现弹出窗口2000(示出在图20中)。弹出窗口2000被示出为包括：可以允许用户导航至仪表板1900的仪表板按钮2002、以及可以允许用户导航至设置界面3600的设置按钮2004(以下更详细描述的)。
如图19中示出的，导航窗格1902包括组合标签1910。组合标签1910可以包括可以由用户查看和管理的设施的纲要或层次。例如，组合标签1910被示出为包括：指示由能量管理应用532(即，“ABC公司”)管理的组合或企业的名称的组合层级节点1912、以及指示所述组合内的设施(即，“Ace设施”和“Omega设施”)的两个设施层级节点1914和1916。在一些实施例中，所述组合是与企业相关联的建筑物集合。当选择了组合层级节点1912时，概览仪表板1900可以显示所述组合的能量相关信息。例如，概览仪表板1900被示出为显示：所述组合内的各种设施的能量使用强度(EUI)的图表1918、图表1918右边的能量事实面板1920、以及能量消耗跟踪器1922。
EUI图表1918可以将组合能量指标显示为每个设施的大小的函数。纵轴1924(kWh/sqft)上示出的因变量可以通过对设施的总能量使用进行求和并且除以设施的大小(例如，平方英尺)来计算。设施的低EUI可以表明所述设施具有较好的能量性能，而设施的高EUI可以表明所述设施具有较差的能量性能。可以通过选择不同的时间间隔来在各种不同的间隔上对设施的总能量使用进行求和。例如，用户可以点击图表1918上方的按钮1926来选择时间间隔为一周、一个月、三个月、六个月、一年、或自定义时间间隔(图21中示出的)。在图表1918中的条1928或1930上方悬停可以显示指示EUI的值和设施的名称的弹出。在一些实施例中，EUI图表1918包括指示所有设施的平均EUI的平均组合EUI线段1932。平均组合EUI线段1932可以允许用户容易地将每个设施的EUI与组合平均EUI进行比较。
在一些实施例中，概览仪表板1900包括所述组合内的各种设施的能量密度图表。与EUI一样，能量密度是归一化为设施面积的能量使用度量。然而，可以基于连续的样本之间的能量使用而不是时间间隔内的累积能量使用的变化来计算能量密度。在一些实施例中，通过确定能量使用的连续样本之间的设施能量使用(例如，kWh)的变化和增量以及用所述变化或增量除以设施的大小(例如，平方英尺)来计算能量密度。例如，如果下午1:00时设施的能量消耗是50kWh并且下午2:00时设施的能量消耗是70kWh，则下午1:00与下午2:00之间的能量消耗的变化或增量应该为20kWh。此增量(即，20kWh)可以除以设施的面积用于确定下午1:00与下午2:00之间的时间段内的设施能量密度(例如，kWh/sqft)。
贯穿本披露，EUI被用作设施能量使用度量的示例。然而，应该理解的是，除了或替代本文中描述的用户界面、分析、或仪表板中的任一个的EUI，可以使用能量密度。在不偏离本披露的教导的情况下，可以使用能量密度(或任何其他能量使用度量)来代替/补充对本披露中的EUI的任何引用。
能量事实面板1920可以显示由所述组合在由用户选择的时间间隔期间消耗的能量总量。例如，能量事实面板1920被示出为显示表明所述组合在2015年10月份期间消耗了37,152kWh的指示1934。在一些实施例中，能量事实面板1920显示与总能量消耗相对应的碳足迹(即，CO2排放)的指示1936。能量管理应用532可以自动地将能量消耗转换成CO2排放量并且经由能量事实面板1920显示所述CO2排放量。EUI图表1918和能量事实面板1920两者都可以响应于用户经由EUI图表1918选择不同时间间隔而自动地更新。
能量消耗跟踪器1922将总能量消耗分解成各种商品，诸如，电和天然气。能量消耗跟踪器1922可以包括指示由每个设施在特定时间间隔期间消耗的每个商品的量的图表1938。可以由用户使用在能量消耗跟踪器1922中的图表上方显示的按钮1940来选择所述时间间隔。与由EUI图表1918提供的时间间隔选择类似，用户可以选择时间间隔为一周、一个月、三个月、六个月、一年、或自定义时间间隔。
如图22中示出的，选择图表1938中特定商品的条1942、1944、1946、或1948或使其在上方悬停可以显示指示由对应设施在用户所选时间间隔期间消耗的商品量的弹出2200。例如，使Ace设施行1950内的燃气条1942在上方悬停可以显示Ace设施在所述时间间隔内的燃气消耗量。类似地，使Omega设施行1952内的燃气条1946在上方悬停可以显示Omega设施在所述时间间隔内的燃气消耗量。燃气消耗既可以用能量范围(例如，kWh)来指示，也可以用体积单位(例如，立方英尺)来指示。能量管理应用532可以自动地将由能量公共设施提供的指定商品单位(例如，立方英尺)转换成能量单位(例如，kWh)，以使得可以跨各种商品来直接比较能量消耗。弹出2200还可以指示对应于所选商品的总能量消耗的百分比。例如，图22中的弹出2200表明燃气消耗贡献了Ace设施总能量消耗的12％。
如图23中示出的，选择时间间隔按钮1940右边的网格按钮2302可以引起能量消耗跟踪器1922以网格格式显示能量消耗数据2304。选择能量消耗跟踪器1922右上角的展开按钮2306(即，斜箭头)可以引起能量消耗跟踪器1922展开以填满整个屏幕。类似地，EUI面板2310右上角的展开按钮2308可以引起EUI图表1918展开以填满整个屏幕。这可以允许用户容易地看到可能不完全装配在压缩小插件(即，EUI图表1918和能量消耗跟踪器1922)内的较长设施列表的详细数据。
如图24和图25中示出的，示出在仪表板1900中的小插件2402和2404中的每一个可以包括设置按钮2406和2408(示出为齿轮图标)。设置按钮2406和2408可以允许用户为对应的小插件选择不同的主题颜色2410(示出在图24中)并且以各种格式2502(诸如，.svg、.png、.jpeg、.pdf、.csv等)屏幕截图/导出来自小插件2402和2404的数据(示出在图25中)。
如图26中示出的，经由组合标签1910选择特定设施1914或1916可以引起概览仪表板1900显示所选设施1914或1916的能量相关数据。设施1914或1916的能量相关数据可以类似于组合1912的能量相关数据。然而，并非由设施分解能量相关数据，而是可以由所选设施内的单独建筑物来分解所述数据。例如，Ace设施1914被示出为包括标题为“主建筑物”的单个建筑物2602。当选择建筑物2602时，EUI图表1918和能量消耗跟踪器1922可以显示所选建筑物2602的能量消耗数据。如果附加建筑物被包括在所选设施1914中，则当选择设施1914时还可以显示这种建筑物的能量相关数据。
如图27中示出的，经由组合标签1910选择特定建筑物2602可以引起概览仪表板1900显示所选建筑物2602的能量相关数据。仪表板1900被示出为包括四个小插件，所述小插件包括：能量消耗小插件2702、能量需求小插件2704、能量消耗跟踪器小插件2706、以及建筑物EUI小插件2708。能量消耗小插件2702可以显示各时间间隔(例如，每周、每日、每月等)处所选建筑物的能量消耗2718。每个小插件2702至2708可以包括允许用户选择在每个小插件2702至2708中显示的数据的特定间隔的时间间隔选择器2710、2712、2714、或2716。与其他时间选择器1926和1940一样，用户可以点击时间间隔选择器2710至2716内的按钮来选择时间间隔为一周、一个月、三个月、六个月、一年、或自定义时间间隔。在一些实施例中，默认选择一个月间隔。
能量需求小插件2704可以显示各时间间隔处所选建筑物的能量需求曲线图2720。显示在能量需求小插件2704中的条2722可以指示所选建筑物的当前能量需求。例如，图27示出了按天分解的建筑物能量需求，其中，每天的能量需求由条2722表示。在各实施例中，条2722可以表示平均能量需求或峰值能量需求。显示在能量需求小插件2704中的圆点2724表示先前时间间隔的能量需求，在曲线图2720中显示的时间间隔之前。例如，每月曲线图2720可以使用条2722来显示一个月中每天的当前能量需求，并且使用圆点2724来显示先前一个月中每天的先前能量需求。这允许用户容易地比较两个连续月份的每天的能量需求。在其他粒度级别处，能量需求曲线图2720可以显示每年能量需求(每个条2722对应于特定月份)、每日能量需求(每个条2722对应于特定小时)，依此类推。
能量消耗跟踪器小插件2706可以显示指示由所选建筑物2602消耗的每种商品(例如，燃气2728和电2730)的量的图表2726。选择图表2726中的商品2728或2730或使其在上方悬停可以显示指示由建筑物2602在用户所选时间间隔期间消耗的商品量的弹出。例如，在燃气栏2728上方悬停可以显示建筑物2602在时间间隔内的燃气消耗量。燃气消耗既可以用能量范围(例如，kWh)来指示，也可以用体积单位(例如，立方英尺)来指示。能量管理应用532可以自动地将由能量公共设施提供的指定商品单位(例如，立方英尺)转换成能量单位(例如，kWh)，以使得可以跨各种商品来直接比较能量消耗。所述弹出还可以指示对应于所选商品的总能量消耗的百分比。
建筑物EUI小插件2708可以包括指示建筑物EUI的EUI曲线图2732。可以通过将建筑物2602的总能量消耗除以建筑物2602的大小(例如，平方英尺)来计算建筑物EUI 2736。EUI曲线图2732可以包括表示设施1914的平均EUI的平均设施EUI线段2734，所述设施包括所选建筑物2602。平均设施EUI线段2734可以允许用户容易地将所选建筑物2602的EUI与设施平均EUI进行比较。
如图28中示出的，可以通过选择小插件2802右上角的展开按钮2804来展开每个小插件2802(例如，小插件2702至2708中的任一个)以便填满整个屏幕。可以通过选择时间间隔选择器2808右边的网格按钮2806来以网格格式显示示出在每个小插件2802中的数据。每个小插件2802可以包括设置按钮2810(示出为齿轮图标)。如先前描述的，设置按钮2810可以允许用户为对应的小插件2802选择不同的主题颜色，并且以各种格式(诸如，.svg、.png、.jpeg、.pdf、.csv等)屏幕截图/导出来自小插件2802的数据。
在一些实施例中，选择条2812或表示来自特定时间间隔的数据的其他图形引起曲线图2814以增加的粒度级别来显示所选数据。例如，图29示出了指示主建筑物2602的每周能量消耗的条形图2902，其中每个条2904、2906、2908、2910和2912表示在特定一天期间的能量消耗。选择图表2902中的条2904至2912中的一条可以引起所选日子的能量消耗按这天内的小时进行分解(示出在图30中)。例如，图30示出了具有针对一天的每个小时的条3004的条形图3002。选择图表3002中的条3004中的一条可以引起所选小时的能量消耗在这个小时内进行更进一步分解(例如，按十五分钟间隔、按五分钟间隔等)(示出在图31中)。例如，图31示出了具有针对所选小时内的每十五分钟间隔的条3104、3106、3108和3110的条形图3102。设想的是，可以以任何粒度级别显示能量消耗数据，并且用户可以通过点击图表2902、3002、和3102内的条2904至2912、3004、和/或3104至3110来在不同粒度级别之间转换。
如图32和图33中示出的，用户可以选择每个图表3202内的特定数据范围以便放大所选数据范围3204。例如，假设用户想要放大从10月5日至10月28日的数据。用户可以在图表3202内点击并且拖动鼠标光标以便在期望数据范围3204周围绘制框3206(示出在图32中)。一旦选择了期望数据范围3204，则图表3202可以被自动地更新以便仅显示用户所选的数据范围3204(示出在图33中)。选择重置缩放按钮3302可以引起图表3202返回到先前的视图。
在一些实施例中，概览仪表板1900被配置用于允许用户导航建筑物的组合1910而无需使用导航窗格1902。例如，可以通过点击搜索框1906右边的控制条1904来折叠(即，隐藏)导航窗格1902。当导航窗格1902被隐藏时，用户可以点击概览标签3306顶部的层次字符串3304中的条目(即，在图33中示出的字符串“ABC公司>Ace设施>主建筑物”)来选择对应的企业、设施、或建筑物。层次字符串3304可以被更新为示出当前所选层次的最低层级、以及包含所选较低层级的层次的任何较高层级。例如，当选择主建筑物2602时，层次字符串3304可以包括完整字符串“ABC公司>Ace设施>主建筑物”。然而，如果选择了Ace设施1914，则层次字符串3304可以被更新为仅示出“ABC公司>Ace设施”。
如图34中示出的，导航窗格1902包括仪表标签3402。当选择了仪表标签3402时，用户可以展开在导航窗格1902中示出的层次3404以便示出位于建筑物的每一个内的各能量仪表3406和3408。例如，主建筑物2602被示出为包括楼层3410(即，楼层1)，所述楼层包括“主电表”3406和“主燃气表”3408。选择仪表标签3402中的仪表3406至3408中的任一个可以引起概览仪表板1900显示所选仪表的详细仪表数据。
所述仪表数据被示出为包括可以显示在能量消耗小插件3412中的能量消耗数据、以及可以显示在能量需求小插件3414中的能量需求数据。每个小插件3412至3414可以包括允许用户选择在每个小插件3412至3414中显示的数据的特定间隔的时间间隔选择器3416或3418。与其他时间选择器1926、1940、以及2710至2716一样，用户可以点击时间间隔选择器3414至3416内的按钮来选择时间间隔为一周、一个月、三个月、六个月、一年、或自定义时间间隔。在一些实施例中，默认选择一个月间隔。
能量消耗小插件3412可以显示各时间间隔(例如，每周、每日、每月等)处由所选仪表3406测得的能量消耗。能量消耗小插件3412被示出为包括所选时间间隔3424的总当前能量消耗3420以及先前时间间隔3426的先前总能量消耗3422。在一些实施例中，先前时间间隔3426是来自前一年(或者比所选时间间隔更长的任何其他时间间隔)的同一个月(或者经由时间间隔选择器3416选择的任何其他持续时间)。例如，当前时间间隔3424被示出为2015年10月，并且先前时间间隔3426被示出为2014年10月。通过比较不同年份的相同月份期间的能量消耗，可以减少由于天气差异引起的能量消耗变化，以使得所述比较更有意义。能量消耗小插件3412可以显示能量消耗从先前时间间隔3426到当前时间间隔3424已经增加或减少(例如，百分比变化)的量3428。
能量需求小插件3414可以显示各时间间隔处由所选仪表3406测得的能量需求。能量需求小插件3414被示出为包括曲线图3440。曲线图3440中显示的条3430可以指示由所选仪表3406测得的当前能量需求。例如，图34示出了按天分解的建筑物2602的能量需求，其中，每天的能量需求由曲线图3440中的条3430表示。在各实施例中，条3430可以表示平均能量需求或峰值能量需求。曲线图3440中显示的圆点3432表示先前时间间隔的对应时间段的能量需求，在曲线图3440中显示的时间间隔之前。例如，每月曲线图3440可以使用条3430来显示一个月中每天的当前能量需求，并且使用圆点3432来显示先前一个月中每天的先前能量需求。这允许用户容易地比较两个连续月份的每天的能量需求。在其他粒度级别，能量需求曲线图3440可以显示每年能量需求(每一个条3430和圆点3432对应于特定月份)、每日能量需求(每一个条3430和圆点3432对应于特定小时)等。
现在参照图35，示出了根据示例性实施例的用于配置能量管理应用532的过程3500的流程图。过程3500被示出为包括：限定空间树(步骤3502)、限定数据源(步骤3504)、测试与ADX的连接(步骤3506)、发现数据点(步骤3508)、映射数据点(步骤3510)、如需要的话更新点属性(步骤3512)、与数据平台同步(步骤3514)、提取所选数据点的历史数据(步骤3516)、以及将点映射到空间树以便在仪表板上示出所述数据(步骤3518)。
设置界面
现在参照图36至图49，示出了根据示例性实施例的可以由能量管理应用532生成的设置界面3600。在一些实施例中，响应于用户选择概览仪表板1900中的设置按钮2004而显示设置界面3600(示出在图20中)。设置界面3600被示出为包括对应于不同类型的可配置设置的各个块3602至3626。例如，设置界面被示出为包括：空间块3602、数据源块3604、仪表配置块3606、租户块3608、通知块3610、点块3612、基线块3614、度日块3616、故障块3618、收费表块3620、用户块3622、安排表块3624、以及信息块3626。可以突出显示、标记、涂色、或以其他方式更改块3602至3626，以便表明在概览仪表板1900将显示有意义的数据之前对应的设置需要配置。例如，在图26中，空间块3602、数据源块3604和仪表配置块3606被示出为具有标记3628，以便指示需要由能量管理应用532使用的空间、数据源、和仪表的进一步配置。
如图36至图39中示出的，选择空间块3602可以显示空间设置界面3700。空间设置界面3700被示出为包括空间树3702。空间树3702可以包括在仪表板1900的导航窗格1902中示出的空间的层次3404。例如，空间可以包括：组合3704、设施3706至3708、建筑物3710至3712、楼层3714至3716、区域、房间、或任何粒度级别的其他类型的空间。用户可以通过选择加号按钮3718将空间添加至空间树3702，或者通过选择垃圾按钮3720从空间树3702移除空间。还可以通过上传限定空间树3702的数据文件3730(例如，Excel文件)来添加空间。
可以经由空间设置界面3700来指定所选空间的细节。例如，选择组合3704“ABC公司”可以允许用户输入组合3704的细节，诸如，组合名称3722、数据格式3724、默认单位3726、图标3728(示出在图36中)。选择设施3706至3708可以允许用户输入设施的细节，诸如设施名称3732、地址3734、城市3736、州、国家3738、邮政编码3740、纬度3742、和经度3744(示出在图37中)。选择建筑物3802可以允许用户输入建筑物3802的细节，诸如建筑物名称3804、总房屋面积3806、以及住户数3808(示出在图38中)。如先前描述的，房屋面积3806可以由能量管理应用532使用以便计算EUI。选择楼层3902可以允许用户输入楼层3902的细节，诸如楼层名称3904和房屋面积3906(示出在图39中)。
如图40中示出的，选择数据源块3604可以显示数据源设置界面4000。数据源设置界面4000可以被用于限定由能量管理应用532使用的各种数据源4004。例如，用户可以通过经由数据源类型下拉框4002选择数据源类型(例如，BACnet、CSV、FX、METASYS等)来限定新的数据源。还可以经由数据源设置界面4000来指定数据源的其他属性。例如，这种属性可以包括：数据源名称4006、服务器IP 4008、数据库路径4010、时区4012、用户名4014、以及密码4016。选择启用框4018可以启用数据源。选择添加按钮4020可以将数据源添加到界面4000底部的图表4030中示出的数据源列表。在已经添加数据源之后，选择测试连接按钮4022可以测试数据源是否在线且被适当配置。
如图41中示出的，数据源设置界面4000可以包括数据映射标签4102。下拉选择器4104允许用户选择特定数据源(例如，“ADX孟买”)。在选择数据源之后，用户可以点击发现按钮4106来填充数据源的点树4108。填充点树4108可以由能量管理应用532自动执行。例如，能量管理应用532可以响应于用户点击发现按钮4106而向ADX发送提取数据点的命令。“所有仪表”按钮4110、“所有点”按钮4112、和“未经映射点”按钮4114可以被用于按类型、映射状态、和/或其他属性对所述点进行筛选。每个按钮4110至4114可以被开启/关闭，以限定各种不同的筛选器。例如，所有仪表按钮4110和未经映射点按钮4114均可以被选择用于仅查看未经映射仪表。类似地，所有点按钮4112和未经映射点按钮4114都可以被选择用于查看所有未经映射点。
如图42至图44中示出的，可以通过将点从点树4108拖放至点树4108右边的窗口4200上来执行点映射。可以通过简单地拖放来映射任何数量的点(示出在图42中)。可以显示经映射数据点4304的属性4302(示出在图43中)。可以通过检查经映射数据点4304旁边的复选框4306且选择“删除映射”按钮4308来单独地选择和删除经映射数据点4304。可以通过点击数据点4304来编辑经映射数据点4304的属性4302。例如，选择数据点4304可以引起显示点配置弹出4400(示出在图44中)，这允许用户改变数据点4304的属性4302，诸如单位、最小值、最大值、点名称等。在已经对点数据4304进行映射之后，用户可以点击“同步”按钮4310(示出在图43中)以便使得经映射数据点4304与数据平台(例如，数据平台服务520)同步。
如图45中示出的，数据源设置界面4000可以包括历史数据标签4502。历史数据标签4502允许用户选择数据源4504，并且请求被映射到数据源的数据点列表4508(例如，通过点击请求按钮4506)。用户可以将时间间隔(例如，日期范围)输入到日期字段4510中并点击提交按钮4512来请求用户指定的时间间隔内的所选数据点的历史数据。
如图46中示出的，选择仪表配置块3606可以显示仪表配置界面4600。仪表配置界面4600被示出为包括：点树4602、仪表分布树4604、以及系统细节面板4606。点树4602包括允许用户指定数据源(例如，ADX孟买)并显示与所述数据源相关联的点列表4610的下拉选择器4608。点列表4610可以通过选择“所有仪表”按钮4612被筛选用于仅示出仪表和/或通过选择“所有点”按钮4614被用于示出所有点。仪表分布树4604包括允许用户选择特定空间的空间树4616。经由仪表分布树4604选择空间可以引起所选的点与所述空间相关联并且可以引起显示系统细节面板4606。
系统细节面板4606允许用户限定新的仪表。例如，用户可以指定系统的类型(例如，仪表、空气处理单元、VAV框、冷却器、锅炉、热交换器、泵、风扇等)。从系统下拉菜单4618中选择“仪表”将新条目标识为仪表。用户可以经由仪表性质下拉菜单4620来指定仪表的性质。例如，用户可以指定仪表是否测量电、燃气、蒸汽、水、下水道、丙烷、燃料、柴油、煤、BTU、或可以由仪表测量的任何其他类型的商品。用户可以经由仪表类型下拉菜单4622来指定仪表类型(例如，在线的、虚拟的、基线的、经计算点的、故障的等)。最后，用户可以在仪表名称框4624中输入仪表名称。可以通过点击保存按钮4626来保存所述信息。
如图47至图49中示出的，仪表分布树4604中的所选空间4702可以被更新为包括由仪表4706测量的商品4704的类型(例如，“电”)以及测量所述商品的仪表4706的名称(例如，“电表”)。这可以响应于用户点击保存按钮4626而自动地发生。可以通过将点4802至4804从点树4602拖放至仪表分布树4604中的仪表4706上来将点4802至4804添加至用户指定的仪表4706(示出在图48中)。可以通过将仪表4902从点树4602拖放至仪表分布树4604中的商品(例如，电4904)上来将测量特定商品的现有仪表4902添加至仪表分布树4604(示出在图49中)。
现在参照图50和图51，可以自动地更新概览仪表板1900以便显示来自经由设置界面3600添加和配置的新空间的数据。例如，组合1910被示出为包括导航窗格1902中新添加的设施5002“IEC孟买”。与新设施5002相关联的能量相关数据还被示出在EUI小插件2402和能量消耗跟踪器小插件2404中(示出在图50中)。
如图51中示出的，与新空间相关联的任何仪表5102至5104还可以被显示在导航窗格中1902。由仪表5102至5104提供的数据可以被示出在能量消耗小插件2702和能量需求小插件2704中，这可以与先前描述的相同或类似。例如，示出在图51中的小插件2702至2704可以被配置用于显示当前时间段5106和先前时间段5108内的仪表数据。可以使用从仪表5102至5104接收到的实时数据来填充当前时间段5106。先前时间段5108可以是未填充的直到检索到仪表5102至5104的历史数据(如参照图45描述的)。在检索到历史数据之后，仪表1900可以被自动地更新为将历史数据连同当前数据一起显示在能量消耗小插件2702和能量需求小插件2704中。
能量分析
现在参照图52，示出了根据示例性实施例的更详细地展示了分析服务524的框图。分析服务524可以被实施为BMS 500中的数据平台服务520(如参照图5和图6所描述的)中的一个、被实施为BMS 500中的单独分析系统、或者被实施为BMS 500之外的远程(例如，基于云的)分析系统。分析服务524可以从BMS 500的部件(例如，本地存储设备514、托管存储设备516、仪表5204等)以及外部系统和装置(例如，天气服务5202)接收输入。例如，分析服务524可以将来自本地存储设备514和/或托管存储设备516的时间序列数据与来自天气服务5202的天气数据和来自仪表5204的仪表数据结合使用以便执行各项能量分析。分析服务524可以将能量分析的结果作为输出提供至应用530、客户端装置448和远程系统及应用444。在一些实施例中，分析服务524将分析的结果作为时间序列数据存储在本地存储设备514和/或托管存储设备516中。
分析服务524被示出为包括天气归一化模块5208。天气归一化模块5208可以被配置用于将设施、建筑物、或其他空间的能量消耗数据归一化，以便移除天气的影响。通过以这种方式对能量消耗数据进行归一化，归一化能量消耗数据的变化可以归因于除了天气之外的因素(例如，占用负载、设备效率等)。天气归一化模块5208可以在移除天气影响之后确定预期的能量使用，并且可以生成归一化能量使用统计，所述统计包括例如：实际能量使用与预期能量使用之间的差、百分比变化、均方根误差变异系数(CVRME)、以及基于归一化能量使用数据的其他能量使用统计。
在一些实施例中，天气归一化模块5208接收历史仪表数据。历史仪表数据可以包括可测量资源消耗量的历史值，包括例如：电消耗(kWh)、水消耗(加仑)、以及天然气消耗(mmBTU)。所述历史仪表数据可以被接收为来自本地存储设备514或托管存储设备516的时间序列数据，可以随时间推移从仪表5204采集，或者可以从能量公共设施接收(例如，作为能量账单的一部分)。在一些实施例中，所述历史仪表数据包括一年或以上的历史仪表数据。然而，在各个其他实施例中，所述历史仪表数据可以覆盖其他时间段(例如，六个月、三个月、一个月等)。天气归一化模块5208还可以从仪表5204接收当前仪表数据。
在一些实施例中，天气归一化模块5208从天气服务5202接收天气数据。天气数据可以包括室外气温测量值、湿度测量值、降雨量、风速、或指示天气状况的其他数据。在一些实施例中，所述天气数据包括冷却度日(CDD)数据和采暖度日(HDD)数据。CDD数据和HDD数据可以被提供作为时间序列数据，该时间序列数据针对时间序列的每个元素具有CDD值和/或HDD值。在一些实施例中，CDD和HDD被定义为：
CDDi＝max(0,TOA,i-T平衡点)
HDDi＝max(0,T平衡点-TOA,i)
其中，TOA,i为时间步长i处的室外气温，并且T平衡点为温度参数(例如，60度F)。T平衡点可以由用户来设置/调整，或者可以基于建筑物或空间的温度设定值受到控制来自动地设置/调整。
在一些实施例中，TOA,i是平均每日室外气温。TOA,i可以被计算为每小时温度值的平均值或为一天中的高温值和低温值的平均值。例如，可以使用以下等式中的任一等式来计算TOA,i：
其中，TOA,ij是一天i的小时j处的每小时室外气温，且T高,i是一天i的最高温度值，并且T低,i是一天i的最低温度值。在一些实施例中，CDD和HDD由天气服务5202提供作为时间序列数据。在其他实施例中，天气服务5202提供TOA作为时间序列数据，并且天气归一化模块5208基于TOA的时间序列值来计算CDD时间序列和HDD时间序列。
在一些实施例中，天气归一化模块5208在移除天气影响之后使用天气数据和仪表数据来预测建筑物或空间的能量使用量。天气归一化模块5208可以将预期能量使用量与实际能量使用量(由仪表数据限定)进行比较，从而确定预期归一化能量使用与实际能量使用之间的差或增量，如以下等式中示出的：
Δ使用i＝U使用预期,i-U使用实际,i
其中，使用预期,i是在移除天气影响之后的预期能量使用量，并且使用实际,i是由仪表5204测得的实际能量使用量。在一些实施例中，天气归一化模块5208计算实际使用与预期使用之间的百分比变化，如以下等式中示出的：
其中，使用实际,i和使用预期,i中的每一个是在时间步长i处的时间序列值。
在一些实施例中，天气归一化模块5208基于实际能量使用值和预期能量使用值来计算均方根误差变异系数(CVRME)。CVRME是实际能量使用值与预期能量使用值之间的性能度量。给定每个时间序列的n值的时间序列，天气归一化模块5208可以如下地计算CVRME：
其中，是在时间步长i(即，使用预期,i)处的预测能量使用，Yi是在时间步长i(即，使用实际,i)处的实际能量使用，并且是时间序列Y的均值。
现在参照图53，示出了根据示例性实施例的用于将能量消耗数据归一化以移除天气影响的过程5300的流程图。过程5300可以由天气归一化模块5208执行以便使设施、建筑物、或其他空间的能量消耗数据归一化，从而移除天气对能量消耗值的影响。
过程5300被示出为包括：计算基线期中的每个时间间隔的归一化CDD、HDD、和能量消耗(步骤5302)。在一些实施例中，所述基线期是前一年，并且所述基线期中的每个时间间隔是前一年中的一个月。然而，设想的是，所述基线期和所述时间间隔在各个其他实施例中可以具有任何持续时间。在一些实施例中，归一化CDD值、HDD值和能量消耗值是每个时间间隔内的平均CDD值、HDD值和能量消耗值。例如，可以通过将一个月内的总CDD(即，一个月中的每一天的CDD值的总和)除以这个月中的天数来计算给定月份的归一化CDD值，如以下等式中示出的：
其中，是归一化CDD值(CDD/天)，并且CDD是一个月中的给定日子的每日CDD值。
类似地，可以通过将一个月内的总HDD(即，一个月中的每一天的HDD值的总和)除以这个月中的天数来计算给定月份的归一化HDD值，如以下等式中示出的：
其中，是归一化HDD值(HDD/天)，并且HDD是一个月中的给定日子的每日HDD值。
可以通过将一个月内的总能量消耗除以这个月中的天数来计算给定月份的归一化能量消耗，如以下等式中示出的：
其中，是归一化能量消耗值(kWh/天)，并且使用是一个月中的给定日子的每日能量消耗值。可以计算基线期(例如，前一年)中的每个时间间隔(例如，每个月)的归一化值和中的每一个，以便生成基线期内的值(例如，每月值)的时间序列。
仍然参照图53，过程5300被示出为包括：使用基线CDD值、HDD值和能量消耗值来生成能量消耗模型(步骤5304)。在一些实施例中，所述能量消耗模型具有如下形式：
其中，b0、b1、和b2的值是通过将回归(例如，加权最小二乘法)应用到和的值的时间序列来确定的。图54中示出了可以在步骤5304中生成的能量消耗模型的示例。
参照图54，示出了根据示例性实施例的时间序列值的曲线图5400。曲线图5400绘制了归一化CDD值(x轴)对比对应能量消耗值(y轴)的时间序列。为简单起见，省略了归一化值。曲线图5400中的每个点5402表示归一化CDD值与对应归一化能量消耗值的配对。线段5404表示变量与之间的关系。如下等式可以被用于表示图54中示出的简化模型：
其中，b0、和b1的值是通过将回归(例如，加权最小二乘法)应用到和的值的时间序列来确定的。例如，所述回归可以生成b0＝20.1kWh/天和b1＝200.1CDD/天的值，这产生了如下简化模型：
再次参照图53，过程5300被示出为包括：通过将当前CDD值和HDD值应用到能量消耗模型来估计当前时间段内的归一化能量消耗(步骤5306)。在一些实施例中，所述当前时间段是当前月份。如参照图52描述的，当前CDD值和HDD值可以从天气服务5202接收或者由天气归一化模块5208基于当前天气状况来计算。在一些实施例中，当前CDD值和HDD值是当前月份的归一化CDD值和HDD值，可以如参照步骤5302所描述地来计算这两个值。
步骤5306可以包括使用当前CDD值和HDD值作为至能量消耗模型的输入并且求解能量消耗值。例如，如果当前CDD值为则简化模型可以求解如下：
过程5300被示出为包括：将归一化能量消耗估计与当前时间段的持续时间相乘来确定当前时间段期间的总预期能量消耗(步骤5308)。例如，如果当前时间段具有31天的持续时间，则可以将归一化能量消耗乘以31来确定当前月份的预期能量消耗。如下等式示出了使用步骤5306中计算的归一化能量消耗值在步骤5308中执行的计算的示例：
使用预期＝310,778.1kWh
过程5300被示出为包括：基于在当前时间段期间的预期能量消耗和实际能量消耗来生成能量消耗统计(步骤5310)。所述预期能量消耗可以是在步骤5308中计算的值使用预期。所述实际能量消耗可以是值使用当前，所述值可以由仪表5204测得、从本地存储设备514或托管存储设备516接收、从公共设施(例如，公共设施账单)获得、或者以其他方式在当前时间段期间观察到。
例如，所述能量消耗统计可以包括例如：预期归一化能量使用使用预期与实际能量使用使用当前(例如，Δ使用)之间的差或增量、实际使用使用当前与预期使用使用预期之间的百分比变化、基于实际能量使用值和预期能量使用值的CVRME、或者从实际能量使用使用当前和预期能量使用使用预期推导出的其他统计。可以由如先前描述的天气归一化模块5208来计算这些和其他能量消耗统计。当那个时间段变为当前时间段时，可以周期性地(例如，每月)重复过程5300以便计算每个时间段(例如，每个月)的能量消耗统计。
在一些实施例中，被用于生成能量消耗模型的数据点的数量是所述模型中的参数数量的至少两倍。例如，具有最少为六个数据点(例如，六个月的历史数据)的三个参数b0、b1、和b2的能量消耗模型可以被用于训练所述模型。在一些实施例中，全年的数据被用于训练能量消耗模型。如果使用少于全年的历史数据，则天气归一化模块5208可以将所产生的能量消耗模型标记为潜在不可靠。当已经采集到全年的数据时，天气归一化模块5208可以移除标记以表明能量消耗模型不再是潜在不可靠。
在一些实施例中，天气归一化模块5208使用长达三年的历史数据来训练能量消耗模型。使用长达三年的数据可以最小化异常年份的影响但降低了基线模型变化(非平稳性)的可能性。在一些实施例中，天气归一化模块5208使用长达但不超过三年的所有可用数据来重新计算每个月的第一天的能量消耗模型。除了周期性地自动更新能量消耗模型之外，用户定义的触发器也可以被用于强制重新计算基线模型。所述用户定义的触发器可以是允许在建筑物已经发生已知变化(例如，添加新的区域、延长操作小时等)的情况下更新模型的手动触发器(例如，用户选择选项来更新模型)。
在一些实施例中，当响应于用户定义的触发器而重新训练能量消耗模型时，在用户定义的触发器之前采集的历史数据被排除。可替代地，用户定义的触发器可以要求用户指定被用作阈值的日期，当重新训练所述模型时排除在所述日期之前的历史数据。如果用户不指定日期，则天气归一化模块5208可以默认使用所有可用数据。如果用户指定当前日期，则天气归一化模块5208可以在重新训练能量消耗模型之前等待预定时间量(例如，六个月)以便确保采集到充足的数据。所述预定时间量可以是采集确保模型可靠性所需的最小数据点数(例如，所述模型中参数数量的两倍)需要的最小时间量。在等待时间期间，天气归一化模块5208可以显示表明直到等待时间结束才能生成估计值的消息。
再次参照图52，分析服务524被示出为包括能量基准测试模块5210。能量基准测试模块5210可以被配置用于将给定建筑物或设施的能量消耗与类似类型的建筑物的基准能量消耗值进行比较。能量基准测试模块5210还可以将给定建筑或设施的能量消耗与处于不同地理位置的类似类型的基线典型建筑物进行比较。
在一些实施例中，能量基准测试模块5210接收历史仪表数据。历史仪表数据可以包括可测量资源消耗量的历史值，包括例如：电消耗(kWh)、水消耗(加仑)、以及天然气消耗(mmBTU)。所述历史仪表数据可以被接收为来自本地存储设备514或托管存储设备516的时间序列数据，可以随时间推移从仪表5204采集，或者可以从能量公共设施接收(例如，作为能量账单的一部分)。在一些实施例中，所述历史仪表数据包括一年或以上的历史仪表数据。然而，在各个其他实施例中，所述历史仪表数据可以覆盖其他时间段(例如，六个月、三个月、一个月等)。能量基准测试模块5210还可以从仪表5204接收当前仪表数据。
能量基准测试模块5210可以从参数数据库5206接收建筑物参数。建筑物参数可以包括建筑物的各种特点或属性，诸如建筑物面积(例如，平方英尺)、建筑物类型(例如，多种枚举类型中的一种)、建筑物位置、以及针对可适用建筑物类型和/或位置的建筑物基准。建筑物基准可以包括建筑物的基准能量消耗值。所述基准可以是美国建筑物的ASHRAE基准或者不同国家建筑物的其他当地标准。在一些实施例中，所述基准指定建筑物的能量使用强度(EUI)值和/或能量密度值。EUI是量化给定时间段(例如，)上建筑物每单位面积的能量消耗的归一化度量。类似地，能量密度是量化给定时间段(例如，)上建筑物每单位面积的能量消耗变化的归一化度量。还可以计算其他商品的EUI和能量密度，诸如水消耗、天然气消耗等。
能量基准测试模块5210可以使用历史仪表数据和建筑物参数来计算建筑物的EUI值和/或能量密度值。在一些实施例中，能量基准测试模块5210计算一年时间段内的EUI值和/或能量密度值。这可以允许EUI值和/或能量密度值直接与按年份限定的ASHRAE标准进行比较。然而，设想的是，可以计算任何时间段(例如，每月、每周、每日、每小时等)内的EUI和/或能量密度，以允许与使用不同时间段的其他标准或基准进行比较。
在一些实施例中，能量基准测试模块5210采集组合中所有建筑物的能量消耗数据、能量密度值、和/或EUI值，并且按建筑物类型将所述建筑物分开。能量基准测试模块5210可以在一个曲线图上绘制单一类型的所有建筑物连同处于不同地理位置(例如，不同的城市)的此种建筑物类型的基准。图55中示出了可以由能量基准测试模块5210生成的曲线图5500的示例。曲线图5500示出了具有建筑物类型“办公楼”的消费者组合中的所有建筑物。这些建筑物包括建筑物A、建筑物B、建筑物C、和建筑物D。曲线图5500示出了建筑物A、B、C、和D中每一个的EUI值。曲线图5500还示出了处于各种地理位置(例如，休斯顿、迈阿密、芝加哥、旧金山、堪萨斯城、费尔班克斯、菲尼克斯)的相同类型(即，办公楼)的典型建筑物的典型或基准EUI值。曲线图5500中示出的可视化允许消费者看到如何将其建筑物与在他们的城市或者具有类似天气模式的其他城市中的类似建筑物进行比较。尽管仅示出了EUI，但是应该理解的是，在各实施例中，曲线图5500可以包括除了EUI或替代EUI的能量密度。
再次参照图52，分析服务524被示出为包括基线比较模块5212。基线比较模块5212可以被配置用于对比基线而比较各时间序列。例如，基线比较模块5212可以比较能量消耗、能量需求、EUI、能量密度、或表征建筑物的能量性能的其他时间序列。基线比较模块5212可以比较任何粒度的时间序列。例如，基线比较模块5212可以比较整个设施、特定建筑物、空间、房间、区域、仪表(实物仪表和虚拟仪表两者)、或可以采集、存储、或聚合时间序列数据的任何其他层级的时间序列。
基线比较模块5212可以针对任何商品(例如，电、天然气、水等)且在任何时间持续时间(例如，每年、每月、每日、每小时等)比较时间序列数据。在一些实施例中，能量基准测试模块5210接收历史仪表数据。历史仪表数据可以包括可测量资源消耗量的历史值，包括例如：电消耗(kWh)、水消耗(加仑)、以及天然气消耗(mmBTU)。所述历史仪表数据可以被接收为来自本地存储设备514或托管存储设备516的时间序列数据，可以随时间推移从仪表5204采集，或者可以从能量公共设施接收(例如，作为能量账单的一部分)。在一些实施例中，基线比较模块5212接收：由能量基准测试模块5210生成的EUI值和/或能量密度值、由天气归一化模块5208生成的能量使用统计、或表征建筑物或其他空间的能量性能的其他时间序列。如参照能量基准测试模块5210描述的，不同的EUI计算和/或能量密度计算可以被用于生成不同时间段内的EUI值和/或能量密度值。
基线比较模块5212可以对比各种基线来比较时间序列。所述基线可以是可以以各种方法中的任一种生成的阈值。例如，一些基线可以由用户定义或设置。一些基线可以根据历史数据(例如，平均消耗、平均需求、平均EUI、平均能量密度等)和其他建筑物参数来计算。一些基线可以按照诸如ASHRAE 90.1的标准(例如，针对建筑物级别标准)来设置。基线比较模块5212可以从参数数据库5206接收建筑物参数。建筑物参数可以包括建筑物的各种特点或属性，诸如建筑物面积(例如，平方英尺)、建筑物类型(例如，多种枚举类型中的一种)、建筑物位置等。基线比较模块5212可以使用建筑物参数来标识对照其可以对时间序列进行比较的适当基准。
基线比较模块5212可以输出基线以及基线比较的结果。所述结果可以包括：时间序列的样本是高于还是低于基线的指示、故障触发器和时间戳、或者可以从基线比较推导出的其他结果(例如，符合或不符合标准、故障指示等)。例如，基线比较模块5212可以应用限定了相对于基线的故障的故障检测规则。在一些实施例中，故障被定义为高于基线或低于基线的预定样本数量。基线比较模块5212可以将时间序列的每个样本与基线进行比较，以便针对每个样本判定所述样本是高于还是低于基线。如果阈值数量的样本满足故障检测规则的标准(例如，三个连续的样本高于基线、十个连续样本中有五个高于基线等)，则基线比较模块5212可以生成故障指示。所述故障指示可以作为时间序列数据被存储在本地存储设备514或托管存储设备516中，或者被提供至应用530、客户端装置448、和/或远程系统及应用444。
在一些实施例中，基线比较模块5212生成指示基线比较结果的图表或曲线图。图56中示出了可以由基线比较模块5212生成的曲线图5600的示例。曲线图5600绘制了相对于基线5604的建筑物能量消耗时间序列5602的值。对于时间序列5602的每个样本，基线比较模块5212可以将所述样本的值与基线5604进行比较。超过基线5604的任何样本(即，样本5606)可以在曲线图5600中由基线比较模块5212自动突出显示、涂色、或以其他方式标记。这允许用户容易地识别和区分超过基线5604的样本5606。
再次参照图52，分析服务524被示出为包括夜/昼比较模块5214。昼/夜比较模块5214可以被配置用于将夜晚建筑物能量负载与白天建筑物能量负载进行比较。可以针对能量消耗、能量需求、EUI、能量密度、或表征建筑物能量性能的其他时间序列来执行夜/昼比较。在一些实施例中，夜/昼比较模块5214计算最小夜晚负载与峰值白天负载的比值，并且将所计算的比值与阈值(例如，0.5)进行比较。如果所述比值与阈值偏离预定的量(例如，大于阈值比值的1.2倍)，则夜/昼比较模块5214可以生成指示较高夜间负载的故障指示。
在一些实施例中，夜/昼比较模块5214接收历史仪表数据。历史仪表数据可以包括可测量资源消耗量的历史值，包括例如：电消耗(kWh)、水消耗(加仑)、以及天然气消耗(mmBTU)。所述历史仪表数据可以被接收为来自本地存储设备514或托管存储设备516的时间序列数据，可以随时间推移从仪表5204采集，或者可以从能量公共设施接收(例如，作为能量账单的一部分)。在一些实施例中，所述历史仪表数据包括一年或以上的历史仪表数据。然而，在各个其他实施例中，所述历史仪表数据可以覆盖其他时间段(例如，六个月、三个月、一个月等)。夜/昼比较模块5214还可以从仪表5204接收当前仪表数据。
在一些实施例中，夜/昼比较模块5214从本地存储设备514和/或托管存储设备516接收时间序列数据。所述时间序列数据可以包括能量消耗、能量需求、EUI、能量密度、或表征建筑物能量性能的其他时间序列中的一个或多个时间序列。在一些实施例中，夜/昼比较模块5214接收建筑物安排表作为输入。夜/昼比较模块5214可以使用建筑物安排表来将所述时间序列分为夜晚部分(例如，具有夜晚时间戳的时间序列样本)和白天部分(例如，具有白天期间时间戳的时间序列样本)。在一些实施例中，所述建筑物安排表是占用安排表。在其他实施例中，所述建筑物安排表限定了在建筑物地理位置处的日出时间和日落时间。夜/昼比较模块5214可以接收建筑物安排表作为输入或者可以自动地生成建筑物安排表。例如，夜/昼比较模块5214可以基于建筑物的日期和地理位置(例如，邮政编码、纬度和经度等)自动地确定所述建筑物的日出时间和日落时间。
夜/昼比较模块5214可以使用时间序列数据来计算所述一个或多个时间序列的负载率Q比值。在一些实施例中，所述负载率Q比值是夜间期间的最小负载(例如，被指定为夜间样本的时间序列样本的最小值)与白天期间的最大负载(例如，被指定为日间样本的时间序列样本的最大值)之比。例如，夜/昼比较模块5214可以使用如下等式计算给定时间序列的负载率：
其中，Q最小为夜间期间的最小负载，而Q最大为白天期间的最大负载。夜/昼比较模块5214可以使用时间序列的样本来计算每个时间序列的负载率Q比值。夜/昼比较模块5214可以针对每个时间序列的每一天生成Q比值的值。在一些实施例中，夜/昼比较模块5214将Q比值的每日值作为新时间序列存储在本地存储设备514和/或托管存储设备516中。所述新时间序列的每个元素可以对应于特定的一天并且可以包括针对这一天所计算的值Q比值。
夜/昼比较模块5214可以从参数数据库5206接收阈值参数。所述阈值参数可以是夜晚负载与白天负载之间的阈值比。在一些实施例中，阈值比具有大约为T＝0.5的值。然而，设想的是，所述阈值比在各个其他实施例中可以具有任何值。所述阈值比的值可以由用户定义/更新，基于先前夜晚负载和白天负载的历史记录自动地计算，或者以其他方式由夜/昼比较模块5214确定。
夜/昼比较模块5214可以将所计算的负载率Q比值与所述阈值T(或者与所述阈值T的某个函数)进行比较。在一些实施例中，夜/昼比较模块5214判定所计算的负载率Q比值是否超过所述阈值T预定量(例如，20％)。例如，夜/昼比较模块5214可以估计如下不等式以判定所计算的负载率Q比值是否超过所述阈值T预定量θ：
Q比值≥θ*T
其中，参数θ指示的是为了符合故障所述比值Q比值必须超过所述阈值T的量或百分比。例如，值θ＝1.2表明：如果Q比值超过阈值T达20％或更多，则所述比值Q比值符合故障。
夜/昼比较模块5214可以输出负载率时间序列以及阈值比较的结果。结果可以包括：所计算的负载率Q比值是超过还是低于阈值T(或者阈值T的函数)的指示，故障触发器和时间戳、或可以根据阈值比较得到的其他结果(例如，符合或不符合标准、故障指示等)。例如，夜/昼比较模块5214可以应用限定了相对于阈值T的故障的故障检测规则。在一些实施例中，故障被定义为满足不等式Q比值≥θ*T的Q比值的预定数量的样本。所述故障指示可以作为时间序列数据被存储在本地存储设备514或托管存储设备516中，或者被提供至应用530、客户端装置448、和/或远程系统及应用444。
在一些实施例中，夜/昼比较模块5214生成指示阈值比较结果的曲线图或曲线图。图57中示出了可以由夜/昼比较模块5214生成的曲线图5700的示例。曲线图5700绘制了针对三天时间的建筑物能量消耗的时间序列5702。对于每一天(例如，天1、天2、天3)，夜/昼比较模块5214可以识别具有在这天期间的时间戳的时间序列5702的所有样本。夜/昼比较模块5214还可以基于样本被记录的时间将时间序列5702的每个样本分类为夜晚样本或者白天样本。在夜晚时刻期间获得的样本可以被分类为夜晚样本，而在白天时刻期间获得的样本可以被分类为白天样本。
对于每一天，夜/昼比较模块5214可以识别这一天的夜晚样本的最小值(即，Q最小)和这一天的白天样本的最大值(即，Q最大)。夜/昼比较模块5214可以使用如下等式来计算每一天的率Q比值：
并且可以如以下不等式中所示出的将所计算的比与阈值T(或阈值T的函数)进行比较：
Q比值≥θ*T
如果给定日子的比Q比值满足不等式，则夜/昼比较模块5214可以在曲线图5700中自动地突出显示、涂色、或以其他方式标记这一天的样本。例如，天2的样本5704可以被涂为红色用于表明天2的比Q比值比阈值T超过量θ(例如，20％)。
再次参照图52，分析服务524被示出为包括周末/工作日比较模块5216。周末/工作日比较模块5216可以被配置用于将周末建筑物能量负载与工作日建筑物能量负载进行比较。可以针对能量消耗、能量需求、EUI、能量密度、或表征建筑物的能量性能的其他时间序列来执行周末/工作日比较。在一些实施例中，周末/工作日比较模块5216计算周末负载与工作日负载的比，并且将所计算的比与阈值(例如，0.5)进行比较。如果所述比与阈值偏离预定的量(例如，大于阈值比的1.2倍)，则周末/工作日比较模块5216可以生成指示较高周末负载的故障指示。
在一些实施例中，周末/工作日比较模块5216接收历史仪表数据。历史仪表数据可以包括可测量资源消耗量的历史值，包括例如：电消耗(kWh)、水消耗(加仑)、以及天然气消耗(mmBTU)。所述历史仪表数据可以被接收为来自本地存储设备514或托管存储设备516的时间序列数据，可以随时间推移从仪表5204采集，或者可以从能量公共设施接收(例如，作为能量账单的一部分)。在一些实施例中，所述历史仪表数据包括一年或以上的历史仪表数据。然而，在各个其他实施例中，所述历史仪表数据可以覆盖其他时间段(例如，六个月、三个月、一个月等)。周末/工作日比较模块5216还可以从仪表5204接收当前仪表数据。在一些实施例中，周末/工作日比较模块5216接收来自本地存储设备514和/或托管存储设备516的时间序列数据。所述时间序列数据可以包括能量消耗、能量需求、EUI、能量密度、或表征建筑物能量性能的其他时间序列中的一个或多个时间序列。
周末/工作日比较模块5216可以使用时间序列数据来计算一个或多个时间序列的负载率Q比值。在一些实施例中，负载率Q比值是周末期间的平均负载(例如，被指定为周末样本的时间序列样本的平均值)与工作日期间的平均负载(例如，被指定为工作日样本的时间序列样本的平均值)的比。例如，周末/工作日比较模块5216可以使用如下等式为给定时间序列计算负载率：
其中，Q周末为周末期间的平均负载，而Q工作日为工作日期间的平均负载。周末/工作日比较模块5216可以使用时间序列样本来计算每个时间序列的负载率Q比值。周末/工作日比较模块5216可以针对每个时间序列的每一周生成Q比值的值。在一些实施例中，周末/工作日比较模块5216将Q比值的每日值作为新时间序列存储在本地存储设备514和/或托管存储设备516中。新时间序列的每个元素可以对应于特定周并且可以包括针对这周所计算的值Q比值。
周末/工作日比较模块5216可以从参数数据库5206接收阈值参数。阈值参数可以是周末负载与工作日负载之间的阈值比。在一些实施例中，阈值比具有大约为T＝0.5的值。然而，设想的是，所述阈值比在各个其他实施例中可以具有任何值。阈值比的值可以由用户定义/更新，基于先前周末负载和工作日负载的历史记录自动地计算，或者以其他方式由周末/工作日比较模块5216确定。
周末/工作日比较模块5216可以将所计算的负载率Q比值与阈值T(或者与阈值T的某个函数)进行比较。在一些实施例中，周末/工作日比较模块5216确定所计算的负载率Q比值是否比阈值T超过预定的量(例如，20％)。例如，周末/工作日比较模块5216可以估计如下不等式用于确定所计算的负载率Q比值是否比阈值T超过预定的量θ：
Q比值≥θ*T
其中，参数θ指示的是为了符合故障所述比值Q比值必须超过所述阈值T的量或百分比。例如，值θ＝1.2表明：如果Q比值超过阈值T达20％或更多，则所述比值Q比值符合故障。
周末/工作日比较模块5216可以输出负载率时间序列以及阈值比较的结果。所述结果可以包括：所计算的负载率Q比值是高于还是低于阈值T(或者阈值T的函数)的指示、故障触发器和时间戳、或可以从阈值比较推导出的其他结果(例如，符合或不符合标准、故障指示等)。例如，周末/工作日比较模块5216可以应用限定了相对于阈值T的故障的故障检测规则。在一些实施例中，故障被定义为满足不等式Q比值≥θ*T的Q比值的预定样本数量。所述故障指示可以作为时间序列数据被存储在本地存储设备514或托管存储设备516中，或者被提供至应用530、客户端装置448、和/或远程系统及应用444。
在一些实施例中，周末/工作日比较模块5216生成指示阈值比较结果的图表或曲线图。图58中示出了可以由周末/工作日比较模块5216生成的曲线图5800的示例。曲线图5800绘制了一周时间的建筑物能量消耗的时间序列5802。对于每一周，周末/工作日比较模块5216可以识别具有在这周期间的时间戳的时间序列5802的所有样本。周末/工作日比较模块5216还可以基于样本被记录的时间将时间序列5802的每个样本分类为周末样本或者工作日样本。在周末日(即，星期六和星期天)期间获得的样本可以被分类为周末样本，而在工作日(即，星期一至星期五)期间获得的样本可以被分类为工作日样本。
对于每一周，周末/工作日比较模块5216可以计算这周的工作日样本的平均值(即，Q工作日)以及这周的周末样本的平均值(即，Q周末)。周末/工作日比较模块5216可以使用如下等式来计算每周的比值Q比值：
并且可以如以下不等式中所示出的将所计算的比值与阈值T(或阈值T的函数)进行比较：
Q比值≥θ*T
如果给定日的比值Q比值满足不等式，则周末/工作日比较模块5216可以在曲线图5800中自动地突出显示、涂色、或以其他方式标记这周的周末样本。例如，周末的样本5804可以被涂为红色以表明所述比值Q比值超过所述阈值T所述量θ(例如，20％)。专设仪表板
现在参照图59至图87，示出了根据示例性实施例的可以由建筑物管理系统500生成的若干用户界面。在一些实施例中，用户界面由能量管理应用532、监测和报告应用534、企业控制应用536、或消耗由数据平台服务520生成的优化时间序列数据的其他应用530生成。例如，所述用户界面可以由包括能量管理应用532的实例的建筑物能量管理系统生成。这种建筑物能量管理系统的一个示例是江森自控有限公司(Johnson Controls Inc.)的能量管理系统(MEMS)。所述建筑物能量管理系统可以被实施为建筑物管理系统500的一部分(如应用530中的一个)或者实施为经由通信网络446(例如，互联网、LAN、蜂窝网络等)与建筑物管理系统500通信的基于云的应用(例如，远程系统及应用444中的一个)。
在一些实施例中，所述用户界面是专设仪表板5900的部件。当用户点击图59中示出的专设标签5902时，可以显示专设仪表板5900。专设仪表板5900可以被自定义用于允许用户创建和配置各种类型的小插件。所述小插件可以被配置用于视觉上呈现来自本地存储设备514或托管存储设备516的数据以及其他类型的信息。例如，专设仪表板5900可以被自定义为包括制图小插件、数据可视化小插件、显示小插件、时间和日期小插件、天气信息小插件、以及各种其他类型的小插件。以下详细描述了用于创建和配置小插件的用户界面的若干示例。
创建小插件
现在参照图60和图61，示出了根据示例性实施例的用于创建小插件的用户界面6000。当用户点击专设仪表板5900中的“创建小插件”按钮5904时，用户界面6000被显示为弹出。界面6000可以允许用户输入小插件名称6002(“小插件1”)并且选择将创建的小插件的类型。在一些实施例中，用户通过选择经由下拉菜单6004至6012中的一个呈现的选项来选择小插件类型。
选择数据可视化下拉菜单6004可以显示可以被创建的数据可视化小插件的列表。在一些实施例中，所述数据可视化小插件包括热图小插件、径向测量小插件、直方图小插件、以及心理测量图表小插件。选择制图下拉菜单6006可以显示可以被创建的制图小插件的列表。在一些实施例中，所述制图小插件包括线形图小插件、面积图小插件、柱状图小插件、条形图小插件、堆栈图小插件、以及饼状图小插件。选择时间和日期下拉菜单6008可以显示可被创建的时间和日期小插件的列表。在一些实施例中，所述时间和日期小插件包括日期显示小插件、数字时钟小插件、以及模拟时钟小插件。选择显示下拉菜单6010可以显示可以被创建的显示小插件的列表。在一些实施例中，所述显示小插件包括数据点小插件、数据网格小插件、文本框小插件、以及图像小插件。选择天气下拉菜单6012可以显示可以被创建的天气小插件的列表。在一些实施例中，所述天气小插件包括当前天气信息小插件和天气预报小插件。
在用户经由下拉菜单6004至6012中的一个选择小插件之后，用户可以点击保存按钮6014来创建所选类型的空小插件。图61中示出了可以被创建的空小插件6102的示例。空小插件6102可以包括小插件名称6002、以及表明当前没有数据与空小插件6102相关联的文本6104。空小插件6102可以经由小插件配置界面6200与一个或多个时间序列相关联。
配置小插件
现在参照图62和图63，示出了根据示例性实施例的小插件配置界面6200。小插件配置界面6200允许用户将空小插件6102与一个或多个时间序列或其他类型的数据相关联。例如，来自仪表树6204的点可以被拖放至空小插件6102以便将对应的时间序列数据与空小插件6102相关联。尽管仅示出了仪表树6204，但是也可以从其他类型的树(诸如，设备树)上拖放点。当将点拖放至空小插件6102时，可以开始填充与所选择的点相关联的时间序列数据的图表。还可以通过从下拉菜单6206选择选项按钮6202并选择“配置小插件”来配置空小插件6102。下拉菜单6206还可以包括用于删除或复制所选小插件的选项。复制小插件可以包括复制映射到所述小插件的任何点以及所述小插件的大小和主题。
图63展示了可以响应于用户经由下拉菜单6206选择配置小插件选项而显示的配置小插件弹出6300。配置小插件弹出6300是线形图小插件的配置界面的示例。线形图小插件可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从制图下拉菜单6006选择线形图来创建。当用户从仪表树6204拖放任何点时，可以出现具有单条线段的线形图6302。线形图6302可以绘制与所选的点相关联的时间序列样本。线形图6302的x轴可以是时间单位，而线形图6302的y轴可以是所选点的度量单位(UOM)(例如，kWh、kW等)。可以沿着y轴显示具有时间序列的UOM的轴标注6304。
如果具有不同UOM的第二个点被添加至线形图6302(例如，通过拖放所述第二个点)，则线形图6302可以被自动地更新为包括绘制了与所述第二个点相关联的时间序列样本的第二条线段。可以在与第一个点的UOM的相对侧(例如，右侧)沿着线形图6302的y轴显示不同的UOM。可以沿着线形图6302的y轴显示具有第二个点的UOM的轴标注6306。无论所述点是否具有相同的或不同的UOM，任何数量的点都可以被添加至线形图6302。
在一些实施例中，具有不同度量单位的时间序列可以以不同颜色显示在线形图6302中，而具有相同度量单位的时间序列可以以相同颜色但作为不同的线段类型(例如，实线、虚线等)被显示。沿着线形图6302的y轴的轴标注6304、6304和6308以及数值可以具有与在对应UOM中绘制的时间序列相同的颜色。例如，沿着线形图6302左侧的轴标注6304和对应的数值可以与以此UOM(例如，kWh、能量)呈现数据的任何线段一起被涂为蓝色。沿着线形图6302右侧的轴标注6306和对应的数值可以与以此UOM(例如，kW、功率)呈现数据的任何线段一起被涂为绿色。不同的颜色可以被用于与不同的UOM相关联的每个轴标注和时间序列线段。
在一些实施例中，配置小插件弹出6300显示映射到小插件的点列表6310。点列表6310中的每个点可以标识点名称，并且可以允许用户编辑映射点的名称、删除映射点中的一个或多个点、限定映射点的值的小数位、以及对映射点进行其他编辑。配置小插件弹出6300还可以允许用户编辑小插件标题。可以在配置小插件弹出6300中显示图表6302的预览，以便允许用户在不关闭配置小插件弹出6300的情况下实时看到变化。
在已经创建了小插件之后，用户可以点击保存按钮6208来将所述小插件保存到专设仪表板5900中。在一些实施例中，可以针对建筑物空间、仪表、和设备的每个层级来创建不同的专设仪表板5900。当刷新仪表板5900时(例如，通过刷新显示专设仪表板5900的页面)，可以显示被保存到特定专设仪表板5900中的小插件。
数据聚合小插件
现在参照图64至图66，示出了根据示例性实施例的数据聚合界面6400。数据聚合界面6400允许用户查看与具有不同粒度级别的特定数据点相关联的时间序列数据。例如，界面6400被示出为包括显示与能量消耗时间序列相关联的时间序列数据的能量消耗小插件6402。取决于经由时间帧选择器6410选择的时间帧，可以显示不同的数据聚合选项6406。例如，如果经由时间帧选择器6410选择了一年，则数据聚合选项6406可以包括每小时、每日、每周、和每月(默认)。如果经由时间帧选择器6410选择了六个月，则数据聚合选项6406可以包括每小时、每日、每周、和每月(默认)。如果经由时间帧选择器6410选择了三个月，则数据聚合选项6406可以包括每小时、每日、每周、和每月(默认)。如果经由时间帧选择器6410选择了一个月，则数据聚合选项6406可以包括每小时、每日(默认)、和每周。如果经由时间帧选择器6410选择了一周，则数据聚合选项6406可以包括十五分钟、每小时、和每日(默认)。默认值可以被突出显示。
还可以针对自定义的时间段显示不同的数据聚合选项6406。例如，如果经由时间帧选择器6410选择了小于一周的自定义时间段，则数据聚合选项6406可以包括十五分钟、每小时、和每日。如果经由时间帧选择器6410选择了在一周与一个月之间的自定义时间段，则数据聚合选项6406可以包括十五分钟、每小时、每日、和每周。如果经由时间帧选择器6410选择了一个月或更长的自定义时间段，则数据聚合选项6406可以包括每小时、每日、每周、和每月。
在一些实施例中，小插件6402被自动地更新为显示与所选聚合选项相关联的时间序列数据。例如，如果经由聚合选项6406选择了每小时数据聚合选项，则小插件6402可以显示所述点的每小时数据上卷时间序列。然而，如果经由聚合选项6406选择了每周数据聚合选项，则小插件6402可以显示同一个点的每周数据上卷时间序列。还可以基于所选择的数据聚合选项来更新图表6408的x轴。例如，当选择了每日聚合选项时，小插件6402可以包括x轴缩放到每日能量消耗值的图表6408(示出在图64中)。然而，当选择了每周聚合选项时，小插件6402可以包括x轴缩放到每周能量消耗值的图表6602(示出在图66中)。在一些实施例中，小插件6402包括x轴缩放到一个数据聚合选项(例如，每周)的图表6502，而呈现在图表6502中的数据可以来自更多粒度的时间序列。例如，图65示出了x轴缩放到每周间隔并显示了能量消耗的每小时值的图表6502。
热图小插件
现在参照图67至图69，示出了根据示例性实施例的用于创建和配置热图小插件6702的界面6700。热图小插件6702可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从数据可视化下拉菜单6004中选择热图来创建。当用户从仪表树6204拖放任何仪表点时，可以出现热图6706。在一些实施例中，如果用户从仪表树6204拖放第二个仪表点，则热图6706被自动改写。当以第二个仪表点来更新热图6706时，界面6700可以显示指示点映射已经被添加或改变的消息。
热图6706可以将时间序列数据呈现为多个单元格6710。单元格6710中的每一个可以对应于对应时间序列的一个样本。例如，热图6706被示出为显示能量消耗时间序列的每小时值。热图6706的每一行对应于特定的一天，而热图6706的每一列对应于这一天的一个小时。位于行与列的交叉处的单元格6710表示能量消耗时间序列的每小时值。在一些实施例中，每小时能量消耗值(或者经由热图6707呈现的任何其他类型的数据)由单元格6710的颜色或其他属性来指示。例如，单元格6710可以具有表示不同能量消耗值的不同颜色。色键6708指示表示能量消耗时间序列的不同数值的颜色。当收集到所述时间序列的新样本时，可以将新单元格6710添加至热图6706。在任何单元格6710上方悬停可以显示与所述单元格相关联的样本的时间戳、点名称、和/或与所述单元格相关联的样本的数值。
在一些实施例中，热图小插件6702包括选项按钮6712。选择选项按钮6712可以显示配置小插件弹出6800(示出在图68中)。配置小插件弹出6800可以允许用户编辑小插件标题6802、删除映射点、编辑映射点的名称、限定映射点的值的小数位、编辑热图6706的颜色范围的最小值和最大值、以及选择热图6706的颜色板。在一些实施例中，配置小插件弹出6800包括热图6706的预览。热图小插件6702可以基于所选的时间间隔和自定义筛选器来自动更新热图6706。例如，选择时间间隔为一周可以导致包括所选择的这周中每个小时的每小时值的热图6706(示出在图67中)。然而，选择时间间隔为一年可以导致包括这一年中每一天的能量消耗值(例如，每小时、每日等)的热图6902。
文本框小插件
现在参照图70和图71，示出了根据示例性实施例的用于创建和配置文本框小插件7002的界面7000。文本框小插件7002可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从显示下拉菜单6010中选择文本框来创建。点击文本框小插件7002内的任何地方可以显示用于添加或编辑文本的菜单7004。用户可以经由菜单7004改变文本的字体、大小、颜色、或其他属性。点击文本框小插件7002的外部可以隐藏菜单7004。可以通过选择经由界面7000呈现的各种选项来移动、重新调整大小、复制、和删除文本框7002小插件。
图像小插件
现在参照图72和图73，示出了根据示例性实施例的用于创建和配置图像小插件7202的界面7200。图像小插件7202可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从显示下拉菜单6010中选择图像来创建。当第一次创建图像小插件7202时，小插件7202可以是空白的或者可以显示指导用户如何将图像7204上传到小插件7202的文本。可以经由配置小插件弹出7300来选择图像7204。配置小插件弹出7300可以允许用户编辑小插件标题7302并且经由图像选择器7304选择图像。所选图像7204可以占据图像小插件7202的整个面积。
时间和日期小插件
现在参照图74至图78，示出了根据示例性实施例的用于创建和配置时间和日期小插件的界面7400。时间和日期小插件可以包括日期小插件7402(示出在图74中)、数字时钟小插件7602(示出在图76中)、以及模拟时钟小插件7702(示出在图77中)。日期小插件7402可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从时间和日期下拉菜单6008中选择日期显示来创建。日期小插件7402可以包括指示当前日期、一周里的一天、月份、年份、或其他日期信息的图形或文本7404。可以经由配置小插件弹出7500来编辑日期小插件7402，所述配置小插件弹出允许用户编辑小插件标题7502、时区7504、和与日期小插件7402相关联的其他信息。
数字时钟小插件7602可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从时间和日期下拉菜单6008中选择数字时钟来创建。类似地，模拟时钟小插件7702可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从时间和日期下拉菜单6008中选择模拟时钟来创建。数字时钟小插件7602可以包括数字时钟7604，而模拟时钟小插件7702可以包括模拟时钟7704。可以经由配置小插件弹出7800来编辑时钟小插件7602和7702，所述配置小插件弹出允许用户编辑小插件标题7802、时区7804、以及与时钟小插件7602和7702相关联的其他信息。
天气小插件
现在参照图79至图81，示出了根据示例性实施例的用于创建和配置天气小插件的界面7900。天气小插件可以包括当前天气小插件7902(示出在图79中)和天气预报小插件8002(示出在图80中)。当前天气小插件7902可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从天气下拉菜单6012中选择当前天气来创建。当前天气小插件7902可以包括指示地理位置7904以及所述地理位置7904处的当前天气7906的图形或文本。
天气预报小插件8002可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从天气下拉菜单6012中选择天气预报来创建。天气预报小插件8002可以包括指示地理位置8004、所述地理位置8004处的当前天气8006、以及所述地理位置8004处的未来天气预报8008的图形或文本。可以经由配置小插件弹出8100来编辑天气小插件7902和8002，所述配置小插件弹出允许用户编辑小插件标题8102、位置8104、日期范围8106、以及与天气小插件7902和8002相关联的其他信息。
仪表板共享
现在参照图82和图83，示出了根据示例性实施例的仪表板共享界面8300。共享界面8300可以响应于选择专设仪表板5900中的共享图标8202而被显示。一旦已经创建了专设仪表板5900，则共享界面8300可以被用于与其他用户或群组共享专设仪表板5900的实例。共享界面8300被示出为包括用户标签8310和群组标签8312。选择用户标签8310可以显示存在于系统中的用户8302的列表、及其角色8304和电子邮箱地址8306。类似地，选择群组标签8312可以显示存在于系统中的群组列表(例如，管理员、建筑物拥有者、服务技术员等)。共享界面8300可以允许选择一个或多个用户或群组。然后，点击共享按钮8314可以与所选择的用户或群组共享专设仪表板5900。
在一些实施例中，共享界面8300自动地检查所述用户或群组是否被授权查看专设仪表板5900。可以在填充用户8302和群组列表之前或者响应于用户或群组被选择而执行此检查。例如，在一些实施例中，只有经授权用户可以被示出在用户8302列表中。在其他实施例中，所有用户和群组可以被显示在共享界面8300中，但是如果选择了未授权用户或群组则可以提供警报消息。当共享专设仪表板5900时，另一个标签可以被添加到提供给与其共享专设仪表板5900的用户的界面。所述用户可以选择新标签来查看专设仪表板5900的共享实例。
堆栈图小插件
现在参照图84和图85，示出了根据示例性实施例的用于创建和配置堆栈图小插件8402的界面8400。堆栈图小插件8402可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从制图下拉菜单6006中选择堆栈图来创建。当将点拖放至堆栈图小插件8402中时，可以开始填充与所选择的点相关联的时间序列数据的堆栈图8404。只要所述点具有相同的度量单位，任何数量的点都可以被添加至堆栈图小插件8402。在一些实施例中，界面8400被配置用于在用户试图添加具有不同度量单位的点的情况下显示只允许具有相同度量单位的点的通知。
堆栈图8404被示出为包括一组列8412。列8412中的每一列可以对应于特定的时间，并且可以与具有对应时间的时间戳的一个或多个样本相关联。如果多个点被添加至堆栈图8404，则列8412中的每一列可以被分成多个部分。例如，列8412中的每一列被示出为包括第一部分8406、第二部分8408和第三部分8410。部分8406至8410中的每个部分可以对应于不同的时间序列或不同的点。可以由每个部分8406至8410的大小或高度来表示对应时间序列的值。在其他实施例中，堆栈图8404可以包括水平条而不是垂直列8412。键或图例8414可以指示与每个部分8406至8410相关联的点的名称。在一些实施例中，以“仪表/设备名称——点名称”的格式来显示点名称。
在一些实施例中，界面8400被配置用于在用户在列8412的任何部分8406至8410上方悬停时显示工具提示。所述工具提示可以显示仪表、样本、或与这部分相关联的时间序列的各种属性。例如，在部分8406上方悬停可以引起所述工具提示显示：与部分8406所处的列8412相关联的时间戳、与部分8406相关联的仪表的名称(例如，仪表1-kWh)、与部分8406相关联的时间序列值(例如，134kWh)、以及部分8406所包括的总列8412的百分比(例如，13％)。例如，如果特定列8412的总能量消耗(即，部分8406至8410的总和)为1000kWh并且部分8406具有130kWh的值，则所述工具提示可以显示13％的百分比，因为130kWh为总1000kWh的13％。
可以经由配置小插件弹出8500来编辑堆栈图小插件8402。配置小插件弹出8500可以允许用户编辑小插件标题8502、编辑映射点8504的名称、删除映射点8504、限定映射点8504的小数位、以及对堆栈图小插件8402的配置进行其他调整。在一些实施例中，配置小插件弹出8500包括堆栈图8404的预览。当经由配置小插件弹出8500做出变化时，可以自动地实时更新堆栈图8404的预览，以允许用户在将所述变化应用到堆栈图8404之前查看所述变化的影响。堆栈图小插件8402可以包括用于重新调整大小、最大化、复制、删除、移动、调整主题、并以其他方式编辑堆栈图小插件8402的选项。在一些实施例中，堆栈图小插件8402包括数据聚合选项(如参照图64至图66所描述的)、单位换算选项，并且支持天气服务点。
饼状图小插件
现在参照图86和图87，示出了根据示例性实施例的用于创建和配置饼状图小插件8602的界面8600。饼状图小插件8602可以通过选择专设仪表板5900中的创建小插件按钮5904以及从制图下拉菜单6006中选择饼状图来创建。当将点拖放至饼状图小插件8602中时，可以开始填充与所选择的点相关联的时间序列数据的饼状图8604。只要所述点具有相同的度量单位，任何数量的点都可以被添加至饼状图小插件8602。在一些实施例中，界面8600被配置用于在用户试图添加具有不同度量单位的点的情况下显示只允许具有相同度量单位的点的通知。
如果多个点被添加至饼状图8604，则饼状图8604可以被分成多个部分。例如，饼状图8604被示出为包括第一部分8606、第二部分8608和第三部分8610。部分8606至8610中的每个部分可以对应于不同的时间序列或不同的点。可以由每个部分8606至8610的大小或弧长来表示对应的时间序列的值。键或图例8614可以指示与每个部分8606至8610相关联的点的名称。在一些实施例中，以“仪表/设备名称——点名称”的格式来显示点名称。
在一些实施例中，界面8600被配置用于当用户在饼状图8604的任何部分8606至8610上方悬停时显示工具提示。所述工具提示可以显示仪表、样本、或与这部分相关联的时间序列的各种属性。例如，在部分8606上方悬停可以引起所述工具提示显示：与部分8606相关联的仪表的名称(例如，仪表1-kWh)、与部分8606相关联的时间序列值(例如，134kWh)、以及部分8606所包括的总饼状图8604的百分比(例如，13％)。例如，如果由饼状图8604表示的总能量消耗(即，部分8606至8610的总和)为1000kWh并且部分8606具有130kWh的值，则所述工具提示可以显示13％的百分比，因为130kWh为总1000kWh的13％。
可以经由配置小插件弹出8700来编辑饼状图小插件8602。配置小插件弹出8700可以允许用户编辑小插件标题8702、编辑映射点8704的名称、删除映射点8704、限定映射点8704的小数位、以及对饼状图小插件8602的配置进行其他调整。在一些实施例中，配置小插件弹出8700包括饼状图8604的预览。当经由配置小插件弹出8700做出变化时，可以自动地实时更新饼状图8604的预览，以允许用户在将所述变化应用到饼状图8604之前查看所述变化的影响。饼状图小插件8602可以包括用于重新调整大小、最大化、复制、删除、移动、调整主题、并以其他方式编辑饼状图小插件8602的选项。
卡点检测
现在参照图88，示出了根据示例性实施例的点配置界面8800。如参照图40至图45所描述的，界面8800可以是数据源设置界面4000的部件。在一些实施例中，当用户选择设置界面4000中的数据源块3604并选择数据点4304时，显示点配置界面8800。点配置界面8800允许用户改变数据点4304的各种属性4302，诸如单位、最小值、最大值、点名称等。
在一些实施例中，点配置界面8800允许用户限定所选择的点4304的卡点定义。所述卡点定义可以被视为可以由分析服务524估计的故障检测规则。例如，点配置界面8800被示出为包括检测卡点复选框8802。当选择了复选框8802时，分析服务524可以开始监测所选择的点4304。界面8800还可以允许用户选择与卡点定义相关联的时间段。例如，点配置界面8800被示出为包括允许用户定义在卡点定义中使用的阈值时间量(例如，一个小时、两天等)的时间段框8804。
分析服务524可以监测所选择的点4304的值并且可以判定：在超过经由时间段框8804指定的阈值时间量的时间量内，所述值是否保持相同。如果在超过所述阈值的时间量内所述点的值没有变化，则分析服务524可以确定所述点卡住了并且可以生成卡点故障指示8902(示出在图89中)。分析服务524可以显示卡点故障指示8902连同未决故障窗口8900中的其他故障指示。
示例性实施例的配置
如各示例性实施例中所示出的系统和方法的构造和安排仅是说明性的。尽管本披露中仅详细描述了几个实施例，但是许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装安排、材料的使用、颜色、取向等的变化)。例如，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且离散元件的性质或数量或位置可以更改或变化。因此，所有这类修改旨在被包括在本披露的范围之内。可以根据替代实施例对任何过程或方法步骤的顺序或序列进行改变或重新排序。在不脱离本披露范围的情况下，可以在示例性实施例的设计、操作条件和安排方面作出其他替代、修改、改变、和省略。
本披露假设了用于完成各操作的方法、系统和任何机器可读介质上的程序产品。可以使用现有计算机处理器或由结合用于此目的或另一目的的适当系统的专用计算机处理器或由硬接线系统来实施本披露的实施例。本披露范围内的实施例包括程序产品，所述程序产品包括用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是可由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。举例来讲，这类计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储设备、磁盘存储设备或其他磁存储设备等，或者可以用来以机器可执行指令或数据结构的形式携带或存储所期望的程序代码并且可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何其他介质。上述内容的组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如使得通用计算机、专用计算机或专用处理机执行特定功能或功能组的指令和数据。
尽管附图示出了指定顺序的方法步骤，但是步骤的顺序可以不同于所描绘的。还可以同时或部分同时地执行两个或更多个步骤。这种变型将取决于所选软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这种变型都在本披露的范围内。同样地，可以用具有基于规则的逻辑和用以实现各连接步骤、处理步骤、比较步骤和判定步骤的其他逻辑的标准编程技术来实现软件实施方式。

Claims (20)

1.一种建筑物能量管理系统，包括：
建筑物设备，可操作用于监测和控制所述建筑物能量管理系统中的一个或多个变量并且用于提供所述一个或多个变量的数据样本；
数据采集器，被配置用于从所述建筑物设备采集所述数据样本并且生成包括多个所述数据样本的数据时间序列；
分析服务，被配置用于使用所述数据时间序列执行一项或多项分析并且生成包括指示所述分析的结果的多个结果样本的结果时间序列；
时间序列数据库，被配置用于存储所述数据时间序列和所述结果时间序列；以及
能量管理应用，被配置用于响应于对与所述一个或多个变量相关联的时间序列数据的请求而从所述时间序列数据库中检索所述数据时间序列和所述结果时间序列。
2.如权利要求1所述的建筑物能量管理系统，其中，所述分析服务包括天气归一化模块，所述天气归一化模块被配置用于通过从所述数据时间序列中移除天气影响来生成所述结果时间序列。
3.如权利要求2所述的建筑物能量管理系统，其中，所述天气归一化模块被配置用于通过以下操作从所述数据时间序列中移除所述天气影响：
生成回归模型，所述回归模型限定了所述数据时间序列的所述数据样本与一个或多个天气相关变量之间的关系；
在与所述数据时间序列相关联的时间段期间确定所述一个或多个天气相关变量的值；
将所述一个或多个天气相关变量的所述值作为输入应用到所述回归模型，以估计所述数据样本的天气归一化值；以及
将所述数据样本的所述天气归一化值存储为所述结果时间序列。
4.如权利要求3所述的建筑物能量管理系统，其中：
所述一个或多个天气相关变量包括冷却度日(CDD)变量和采暖度日(HDD)变量中的至少一个；
所述回归模型是将能量消耗定义为所述CDD变量和所述HDD变量中至少一个的函数的能量消耗模型。
5.如权利要求3所述的建筑物能量管理系统，其中，所述天气归一化模块被配置用于通过以下操作来生成所述回归模型：
在基线期内使用所述基线期内的天气数据来计算每一天的冷却度日(CDD)变量和采暖度日(HDD)变量中的至少一个的值；
确定所述基线期中的每个时间间隔的所述CDD变量的日均值和所述基线期中的每个时间间隔的所述HDD变量的日均值中的至少一个；
在所述基线期内使用所述基线期中的能量消耗数据来确定每个时间间隔的日均能量消耗值；以及
通过将所述日均能量消耗值拟合到所述CDD变量的所述日均值和所述HDD变量的所述日均值中的至少一个来生成所述回归模型的回归系数。
6.如权利要求1所述的建筑物能量管理系统，其中：
所述数据时间序列是资源消耗时间序列，并且所述数据时间序列的所述样本包括电力消耗值、水消耗值、和天然气消耗值中的至少一项；并且
所述分析服务包括能量基准测试模块，所述能量基准测试模块被配置用于使用所述数据时间序列来计算与所述数据时间序列相关联的建筑物的能量使用度量，所述能量使用度量包括能量使用强度(EUI)或能量密度中的至少一个。
7.如权利要求6所述的建筑物能量管理系统，其中，所述能量基准测试模块被配置用于通过以下操作来计算所述建筑物的所述EUI：
识别与所述数据时间序列相关联的所述建筑物的总面积；
基于所述数据时间序列的所述样本确定在与所述数据时间序列相关联的时间段上所述建筑物的总资源消耗；以及
使用所述建筑物的所述总面积以及所述建筑物的所述总资源消耗来计算所述建筑物的每单位面积资源消耗。
8.如权利要求6所述的建筑物能量管理系统，其中，所述能量基准测试模块被配置用于：
识别与所述数据时间序列相关联的所述建筑物的类型；并且
生成曲线图，所述曲线图包括所述建筑物的所述能量使用度量和所标识类型的其他建筑物的一个或多个基准能量使用度量的图形表示。
9.如权利要求1所述的建筑物能量管理系统，其中，所述分析服务包括夜/昼比较模块，所述夜/昼比较模块被配置用于：
使用所述数据时间序列的所述样本来计算与所述数据时间序列相关联的每一天的夜-昼负载率；
将所计算的夜-昼负载率中的每一个与阈值负载率进行比较；
生成与所述数据时间序列相关联的每一天的结果样本，每个结果样本指示所述对应日的所述夜-昼负载率是否超过所述阈值负载率；并且
将多个所述结果样本存储为所述结果时间序列。
10.如权利要求1所述的建筑物能量管理系统，其中，所述分析服务包括周末/工作日比较模块，所述周末/工作日比较模块被配置用于：
使用所述数据时间序列的所述样本来计算与所述数据时间序列相关联的每一周的周末-工作日负载率；
将所计算的周末-工作日负载率中的每一个与阈值负载率进行比较；
生成与所述数据时间序列相关联的每一周的结果样本，每个结果样本指示所述对应周的所述周末-工作日负载率是否超过所述阈值负载率；并且
将多个所述结果样本存储为所述结果时间序列。
11.一种建筑物能量管理系统，包括：
建筑物设备，可操作用于监测和控制所述建筑物能量管理系统中的变量并且被配置用于提供与所述变量相关联的数据点的原始数据样本；
数据采集器，被配置用于从所述建筑物设备采集所述原始数据样本并且生成包括多个所述原始数据样本的原始数据时间序列；
一个或多个数据平台服务，被配置用于根据所述原始数据时间序列来生成一个或多个优化数据时间序列；
时间序列数据库，被配置用于存储与所述数据点相关联的多个时间序列，所述多个时间序列包括所述原始数据时间序列以及所述一个或多个优化数据时间序列；以及
能量管理应用，被配置用于生成包括小插件的专设仪表板并且用于将所述小插件与所述数据点相关联，其中，所述小插件被配置用于显示与所述数据点相关联的所述多个时间序列的图形可视化并且包括用于在与所述数据点相关联的所述多个时间序列之间进行切换的交互式用户界面选项。
12.如权利要求11所述的建筑物能量管理系统，其中，所述数据平台服务包括样本聚合器，所述样本聚合器被配置用于：
在从所述建筑物设备采集所述原始数据样本时，通过聚合所述原始数据样本自动地生成包括多个经聚合数据样本的数据上卷时间序列；并且
将所述数据上卷时间序列存储在所述时间序列数据库中作为所述优化数据时间序列中的一个。
13.如权利要求11所述的建筑物能量管理系统，其中，所述数据平台服务包括虚拟点计算器，所述虚拟点计算器被配置用于：
创建表示非测量变量的虚拟数据点；
根据所述原始数据样本计算所述虚拟数据点的多个样本的数据值；
生成包括所述虚拟数据点的所述多个样本的虚拟点时间序列；并且
将所述虚拟点时间序列存储在所述时间序列数据库中作为所述优化数据时间序列中的一个。
14.如权利要求11所述的建筑物能量管理系统，其中，所述数据平台服务包括分析服务，所述分析服务被配置用于：
使用所述原始数据时间序列执行一项或多项分析；
生成包括指示所述分析结果的多个结果样本的结果时间序列；并且
将所述结果时间序列存储在所述时间序列数据库中作为所述优化数据时间序列中的一个。
15.如权利要求11所述的建筑物能量管理系统，其中，所述专设仪表板包括包含多种可选择小插件类型的小插件创建界面，所述小插件类型中的每一种对应于所述专设仪表板被配置用于创建的不同小插件类型，所述小插件类型包括以下各项中的至少一项：
制图小插件；
数据可视化小插件；
显示器小插件；
时间或日期小插件；以及
天气信息小插件。
16.如权利要求11所述的建筑物能量管理系统，其中，所述小插件是被配置用于显示与所述数据点相关联的所述多个时间序列的图表的制图小插件，所述图表包括以下各项中的至少一项：
线形图；
面积图；
柱状图；
条形图；
堆栈图；以及
饼状图。
17.如权利要求11所述的建筑物能量管理系统，其中：
所述时间序列数据库被配置用于存储与多个不同数据点相关联的多个时间序列；
所述专设仪表板被配置用于将所述小插件与同所述多个不同数据点相关联的所述多个时间序列中的每一个相关联；并且
所述小插件被配置用于显示与所述小插件相关联的所述多个时间序列中的每一个的图形可视化。
18.如权利要求17所述的建筑物能量管理系统，其中，所述小插件被配置用于：
确定与所述小插件相关联的所述多个时间序列中的每一个的度量单位；
生成包括多条线段的线形图，所述多条线段中的每一条对应于与所述小插件相关联的一个或所述多个时间序列；
为与具有相同度量单位的时间序列相对应的所述多条线段中的每一条指定共同的颜色；并且
为与具有不同度量单位的时间序列相对应的所述多条线段中的每一条指定不同的颜色。
19.如权利要求11所述的建筑物能量管理系统，其中，所述小插件被配置用于：
生成包括多个单元格的热图，所述单元格中的每一个对应于与所述小插件相关联的所述数据点的不同样本；
识别与所述热图的所述单元格相对应的所述样本中的每一个的数值数据值；并且
基于所述对应样本的所述数值数据值为所述热图的每个单元格指定颜色。
20.如权利要求11所述的建筑物能量管理系统，其中，所述专设仪表板被配置用于：
显示包括在所述建筑物能量管理系统中检测到的多个点的点列表；
接收将所述点中的一个或多个点从所述点列表拖放至所述小插件上的用户输入；并且
响应于将所述点中的一个或多个点从所述点列表拖放至所述小插件上的所述用户输入而将所述一个或多个点与所述小插件相关联。
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