CN109308012B - 具有对建筑物能量和设备性能的多维分析的建筑物管理系统 - Google Patents

Abstract

一种建筑物管理系统包括建筑物设备、度量引擎以及可视化模块。所述建筑物设备被配置用于提供一个或多个数据点的原始数据样本。所述度量引擎被配置用于采集所述原始数据样本并且根据所述原始数据样本计算第一度量、第二度量和第三度量。所述可视化模块被配置用于使所述第一度量与第一维度值相关，使所述第二度量与第二维度值相关，并且使所述第三度量与第三维度值相关。所述可视化模块还被配置用于生成图形可视化，在所述图形可视化中，所述第一尺寸值被显示为所述图形可视化的第一尺寸，所述第二尺寸值被显示为所述图形可视化的第二尺寸，并且所述第三尺寸值被显示为所述图形可视化的第三尺寸。

Description

具有对建筑物能量和设备性能的多维分析的建筑物管理系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年7月27日提交的印度临时专利申请号201741026688的权益和优先权，所述印度专利的全部公开内容通过引用结合在此。

背景技术

本公开总体上涉及建筑物管理系统(building management system，BMS)，并且具体地涉及使用企业管理与报告的BMS。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、监测和管理的系统。BMS可以包括例如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。

发明内容

本公开的一种实现方式是建筑物管理系统。所述建筑物管理系统包括建筑物设备，所述建筑物设备被配置用于提供一个或多个数据点的原始数据样本。所述建筑物管理系统还包括度量引擎以及可视化模块。所述度量引擎被配置用于从所述建筑物设备采集所述原始数据样本，并且根据所述原始数据样本计算第一度量、第二度量和第三度量。所述可视化模块被配置用于使所述第一度量与第一维度值相关，使所述第二度量与第二维度值相关，并且使所述第三度量与第三维度值相关。所述可视化模块还被配置用于生成图形可视化，在所述图形可视化中，所述第一维度值被显示为所述图形可视化的第一维度，所述第二维度值被显示为所述图形可视化的第二维度，并且所述第三维度值被显示为所述图形可视化的第三维度。

在一些实施例中，所述图形可视化包括具有某一长度、宽度和颜色的矩形。所述长度指示所述第一维度值，所述宽度指示所述第二维度值，并且所述颜色指示所述第三维度值。

在一些实施例中，所述建筑物设备被分组为多个设备类别。对于所述多个设备类别中的每一种设备类别，所述度量引擎被配置用于计算所述第一度量、所述第二度量和所述第三度量。所述可视化模块进一步被配置用于确定所述多个设备类别中的每一种设备类别的所述第一维度值、所述第二维度值和所述第三维度值，生成所述多个设备类别中的每一种设备类别的所述图形可视化从而产生多个图形可视化，并且生成呈现所多个图形可视化的显示门户。

在一些实施例中，所述多个图形可视化中的每一个图形可视化包括具有某一长度、宽度和颜色的矩形。所述长度指示所述第一维度值，所述宽度指示所述第二维度值，并且所述颜色指示所述第三维度值。所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述长度和所述宽度相对于所述多个设备类别的最大第一维度值和最大第二维度值而被缩放，从而允许在所述图形可视化中对所述第一维度值和所述第二维度值进行基于大小的比较。所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述颜色相对于所述多个设备类别的最大第三维度值而被缩放，从而允许在所述图形可视化中对所述第三维度值进行基于颜色的比较。

在一些实施例中，所述第一维度可以是跨设备类别可比较的归一化值，所述第二维度可以是跨设备类别可比较的归一化值，并且所述第三维度可以是所述第一维度与所述第二维度之间的百分比偏差。在一些实施例中，所述第一维度指示所述建筑物的每净可出租建筑物面积每天在第一时间线上的能量消耗，所述第二维度指示所述建筑物的所述每净可出租建筑物面积每天在第二时间线上的能量消耗，并且所述第三维度指示所述第一维度与所述第二维度之间的百分比偏差。在一些实施例中，所述第一维度可以指示在第一所选时间线上的总故障计数，所述第二维度可以指示在所述第一所选时间线上的累计故障小时，并且所述第三维度可以指示所述第一维度相较于在第二所选时间线上的所述总故障计数的百分比偏差。

本公开的另一种实现方式是一种用于监测和控制建筑物设备的方法。所述方法包括：操作所述建筑物设备以提供一个或多个数据点的原始数据样本，并且在度量引擎中从所述建筑物设备采集所述原始数据样本。所述第一度量与第一维度值相关，所述第二度量与第二维度值相关，并且所述第三度量与第三维度值相关。所述方法包括：生成图形可视化，在所述图形可视化中，所述第一维度值被显示为所述图形可视化的第一维度，所述第二维度值被显示为所述图形可视化的第二维度，并且所述第三维度值被显示为所述图形可视化的第三维度。在一些实施例中，所述图形界面包括具有某一长度、宽度和颜色的矩形。所述长度指示所述第一维度值，所述宽度指示所述第二维度值，并且所述颜色指示所述第三维度值。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：将所述建筑物设备分组为多个设备类别，并且计算所述多个设备类别中的每一种设备类别的所述第一度量、所述第二度量和所述第三度量。对于所述设备类别中的每一种设备类别，所述方法包括确定所述第一维度值、所述第二维度值和所述第三维度值。所述方法可以进一步包括：生成所述多个设备类别中的每一种设备类别的所述图形可视化从而产生多个图形可视化，并且生成呈现所多个图形可视化的显示门户。在一些实施例中，所述图形可视化是各自具有某一长度、宽度和颜色的矩形。所述长度指示所述第一维度值，所述宽度指示所述第二维度值，并且所述颜色指示所述第三维度值。所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述长度和所述宽度相对于所述多个设备类别的最大第一维度值和最大第二维度值而被缩放，从而允许在所述图形可视化中进行基于大小的比较。所述矩形中的每一个矩形的所述颜色相对于所述多个设备类别的最大第三维度值而被缩放，从而允许基于颜色的比较。

在一些实施例中，所述第一维度值可以是跨设备类别可比较的归一化值，并且所述第二维度值可以是跨设备类别可比较的归一化值。所述第三维度值可以是所述第一维度与所述第二维度之间的百分比偏差。在一些实施例中，所述第一维度指示所述建筑物的每净可出租建筑物面积每天在第一时间线上的能量消耗，所述第二维度指示所述建筑物的所述每净可出租建筑物面积每天在第二时间线上的能量消耗，并且所述第三维度指示所述第一维度与所述第二维度之间的百分比偏差。在其他实施例中，所述第一维度可以指示在第一所选时间线上的总故障计数，所述第二维度可以指示在所述第一所选时间线上的累计故障小时，并且所述第三维度可以指示所述第一维度相较于在第二所选时间线上的所述总故障计数的百分比偏差。在其他实施例中，所述第一维度指示在第一所选时间线上的总故障计数，所述第二维度指示在所述第一所选时间线上的累计故障小时，并且所述第三维度是所述第二维度相较于在第二所选时间线上的所述总故障小时的百分比偏差。

本公开的另一种实现方式是一种建筑物管理系统。所述建筑物管理系统包括建筑物设备、数据分析中心以及用户门户。所述建筑物设备被配置用于提供原始数据样本并且位于多个建筑物中。所述数据分析中心被配置用于采集原始数据样本并且基于所述原始数据样本生成性能度量。所述数据分析中心还被配置用于基于所述性能度量生成所述多个建筑物中的每一个建筑物的图形可视化，从而产生多个图形可视化。所述用户门户被配置用于允许用户同时查看所述多个图形可视化，以便促进跨所述多个建筑物对建筑性能进行比较。在一些实施例中，所述用户门户可使用智能电话、平板计算机、膝上型计算机、或台式计算机进行访问。

在一些实施例中，所述多个图形可视化中的每一个由对应于第一性能度量的第一维度、对应于第二性能度量的第二维度以及对应于第三性能度量的第三维度来限定。所述第一性能度量和所述第二性能度量可以跨所述多个建筑物被归一化，并且所述第三性能度量可以是所述第一性能度量与所述第二性能度量的百分比偏差。

在一些实施例中，所述多个图形可视化中的每一个包括具有某一长度、宽度和颜色的矩形。所述长度可以指示所述第一维度，所述宽度可以指示所述第二维度，并且所述颜色可以指示所述第三维度。所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述长度和所述宽度可以相对于所述多个建筑物的最大第一维度值和最大第二维度值而被缩放，从而允许对所述第一维度值和所述第二维度值进行基于大小的比较。所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述颜色可以相对于所述多个建筑物的最大第三维度而被缩放，从而允许在所述图形可视化中对所述第三维度值进行基于颜色的比较。在一些实施例中，所述性能度量包括消耗度量和故障度量。

本领域内的技术人员将认识到概述仅是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HVAC系统的建筑物的图示。

图2是根据一些实施例的可用于服务图1的建筑物的水侧系统的框图。

图3是根据一些实施例的可用于服务图1的建筑物的空气侧系统的框图。

图4是根据一些实施例的可用于监测并控制图1的建筑物的建筑物管理系统(BMS)的框图。

图5是根据一些实施例的可用于监测并控制图1的建筑物的另一种BMS的框图。

图6是根据一些实施例的通过执行比较建筑物能量消耗的三维分析而生成的建筑物能量性能报告的图示。

图7是根据一些实施例的通过执行随着时间推移比较建筑物设备性能的三维分析而生成的建筑物设备性能报告的图示。

图8是根据一些实施例的执行用于比较建筑物能量和建筑物设备性能的三维分析的过程的流程图。

图9是根据一些实施例的用于在BMS中创建仪表的按需卷起的过程的流程图。

图10是框图，展示了根据一些示例实施例的建筑物内的空间层次。

图11是根据一些实施例的用于查看和选择BMS中仪表的用户界面的图示。

图12是根据一些实施例的用于选择仪表是否包括在上卷中的用户界面的图示。

图13是根据一些实施例的用于评估建筑物能量和设备性能的记分卡的图示。

图14是根据一些实施例的用于冷却器的设备记分卡的图示。

图15是框图，展示了根据一些实施例的用于评估建筑物能量和设备性能的记分卡中的数据输入和信息。

图16是框图，展示了根据一些实施例的用于冷却器的设备记分卡中的数据输入和信息。

图17是根据一些实施例的包括一组小部件的板块房仪表板的图示。

图18是根据一些实施例的包括另一组小部件的板块房仪表板的另一图示。

图19是根据一些实施例的可以包括在图17的板块房仪表板中的板块效率和建筑物冷却负荷小部件的图示。

图20是根据一些实施例的可以包括在图17的板块房仪表板中的运行小时比较小部件的图示。

图21是根据一些实施例的可以包括在图17的板块房仪表板中的冷却器效率和冷却器冷却负荷小部件的图示。

图22是根据一些实施例的可以包括在图17的板块房仪表板中的板块能量消耗小部件的图示。

图23是根据一些实施例的可以包括在图17的板块房仪表板中的冷却器消耗基线小部件的图示。

图24是根据一些实施例的可以包括在图18的板块房仪表板中的冷却器供应温度和冷却器有效功率小部件的图示。

图25是根据一些实施例的可以包括在图18的板块房仪表板中的冷却塔离开温度和冷却塔有效功率小部件的图示。

图26是根据一些实施例的可以包括在图18的板块房仪表板中的建筑物冷却负荷和室外气温(OAT)小部件的图示。

图27是框图，展示了根据一些实施例的图17和图18的板块房仪表板中的数据输入和信息。

图28是根据一些实施例的定义限定母设备、子设备以及母设备与子设备之间关系的用户界面的图示。

图29是根据一些实施例的用于在设备之间建立亲子关系并且使用所述亲子关系来同步故障发生的过程的流程图。

图30是框图，展示了根据一些实施例的HVAC设备之间的一组亲子关系。

图31是根据一些实施例的用于空气处理单元(AHU)的故障可视化界面的图示。

图32是根据一些实施例的用于锅炉的故障可视化界面的图示。

图33是根据一些实施例的用于锅炉、示出锅炉所服务的一组设备并且指示所服务设备中的故障的另一故障可视化界面的图示。

图34是根据一些实施例的用于应用来自全球库中的标准故障规则和诊断规则的过程的流程图。

图35是根据一些实施例的列出一组全球故障规则的用户界面的图示。

图36是根据一些实施例的列出一组全球诊断规则的用户界面的图示。

图37是根据一些实施例的可以用于定义定制故障规则的规则编辑器的图示。

图38是根据一些实施例的可以用于定义定制诊断规则的规则编辑器的图示。

图39是根据一些实施例的用于将新创建的诊断规则映射到现有全球故障规则或内部故障规则的用户界面的图示。

图40是根据一些实施例的允许客户定义可以是定制规则的一部分的各种条件和阈值的用户界面的图示。

图41是根据一些实施例的规则策划过程的流程图。

具体实施方式

建筑物HVAC系统以及建筑物管理系统

现在参照图1至图5，示出了根据一些实施例的可以在其中实施本公开的系统和方法的若干建筑物管理系统(BMS)和HVAC系统。概括地讲，图1示出了配备有HVAC系统100的建筑物10。图2是可用于服务建筑物10的水侧系统200的框图。图3是可用于服务建筑物10的空气侧系统300的框图。图4是可用于监测并控制建筑物10的BMS的框图。图5是可用于监测并控制建筑物10的另一种BMS的框图。

建筑物和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、监测和管理的系统。BMS可以包括例如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或冷却后的流体。空气侧系统130可以使用所述加热或冷却后的流体来加热或冷却提供至建筑物10的气流。参考图2至图3对可在HVAC系统100中使用的示例性水侧系统和空气侧系统进行更加详细的描述。

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来加热或冷却工作流体(例如，水、乙二醇等)并且可以使所述工作流体循环至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中或周围(如图1中所示出的)或位于非现场位置(如中央板块(例如，冷却器板块、蒸汽板块、热力板块等))。可以在锅炉104中加热或在冷却器102中冷却工作流体，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流体添加热量。冷却器102可以使循环的流体与热交换器(例如，蒸发器)中的另一种流体(例如，制冷剂)处于热交换关系以从循环的流体中吸收热量。可以经由管路108将来自冷却器102和/或锅炉104的工作流体输送到AHU 106。

AHU 106可以使工作流体与穿过AHU 106的气流处于热交换关系(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可以在气流与工作流体之间传递热量，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流体的热交换器的一个或多个风扇或鼓风机。工作流体然后可以经由管路110返回至冷却器102或锅炉104。

空气侧系统130可以经由空气供应管道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包括多个可变空气量(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以控制提供给建筑物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。

水侧系统

现在参照图2，示出了根据一些实施例的水侧系统200的框图。在各种实施例中，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流体。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(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。子设施202至212消耗来自公共设施的资源(例如，水、天然气、电力等)以服务建筑物或校园的热能负荷(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的热能负荷。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流体(例如，乙二醇、CO2等)以服务热能负荷。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流体。对水侧系统200的这些和其他变体在本披露的教导内。

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用于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。

空气侧系统

现在参照图3，示出了根据一些实施例的空气侧系统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可以操作以使用由水侧系统200提供的加热的或冷却的流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)接收冷却的流体并且可以经由管路344将冷却的流体返回至水侧系统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的冷却流体的流速。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)接收加热的流体并且可以经由管路350将加热的流体返回至水侧系统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的加热流体的流速。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至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)。阀门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 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。在集成的实施方式中，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、设备运行能力和/或可以由BMS控制器366用来监测和控制建筑物区域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，图形用户接口、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接口装置。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、具有用户接口的计算机服务器、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。

建筑物管理系统

现在参照图4，示出了根据一些实施例的建筑物管理系统(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、远程系统和应用444、驻留在客户端装置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Wi-Fi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。根据一些实施例，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接口(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。

根据一些实施例，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可以确定刚好在峰值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，经由图形用户接口)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处、直接从一个或多个建筑物子系统或装置处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。根据一些实施例，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。

现在参照图5，示出了根据一些实施例的建筑物管理系统(BMS)500的框图。BMS500可用于监测并控制HVAC系统100、水侧系统200、空气侧系统300、建筑物子系统428的装置以及其他类型的BMS装置(例如，照明设备、安全设备等)和/或HVAC设备。

BMS 500提供促进自动设备发现和设备模型分布的系统架构。设备发现可以跨多条不同的通信总线且跨多个不同的通信协议(例如，系统总线554、区域总线556至560以及564，传感器/致动器总线566等)而在BMS 500的多个等级上发生。在一些实施例中，使用为连接至每条通信总线的装置提供状态信息的活动节点表来完成设备发现。例如，对于新的装置，可以通过监测新节点的相对活动节点表来监测每个通信总线。当检测到新装置时，BMS 500可以开始与新装置进行交互(例如，发送控制信号、使用来自装置的数据)而不需要用户干预。

BMS 500中的一些装置使用设备模型来将其自身呈现至网络。设备模型限定用于与其他系统集成的设备对象属性、视图定义、时间表、趋势以及相关联的BACnet值对象(例如，模拟值、二值化值、多状态值等)。BMS 500中的一些装置存储其自身的设备模型。BMS500中的其他装置使得设备模型存储在外部(例如，在其他装置内)。例如，区域协调器508可以存储用于旁路气闸528的设备模型。在一些实施例中，区域协调器508在区域总线558上自动为旁路气闸528或其他装置创建设备模型。其他区域协调器还可以为连接至其的区域总线的装置创建设备模型。基于由装置暴露在区域总线上的数据点的类型、装置类型和/或其他装置属性可以自动创建用于装置的设备模型。在下文中更详细地讨论自动设备发现和设备模型分布的若干示例。

仍然参照图5，BMS 500被示出为包括：系统管理器502；若干区域协调器506、508、510和518；以及若干区域控制器524、530、532、536、548和550。系统管理器502可以监测BMS500中的数据点并且向各种监测和/或控制应用报告所监测到的变量。系统管理器502可以经由数据通信链路574(例如，BACnet Ip、以太网、有线或无线通信等)与客户端装置504(例如，用户装置、台式计算机、膝上型计算机、移动装置等)通信。系统管理器502可以经由数据通信链路574向客户端装置504提供用户界面。用户界面可以允许用户经由客户端装置504监测和/或控制BMS 500。

在一些实施例中，系统管理器502经由系统总线554与区域协调器506至510以及518相连接。系统管理器502可以被配置用于使用主从令牌传递(MSTP)协议或任何其他通信协议经由系统总线554与区域协调器506至510以及518进行通信。系统总线554还可以将系统管理器502与其他装置相连接，所述其他装置诸如恒定容量(CV)屋顶单元(RTU)512、输入/输出模块(IOM)514、恒温器控制器516(例如，TEC5000系列恒温器控制器)以及网络自动化引擎(NAE)或第三方控制器520。RTU 512可以被配置用于与系统管理器502直接通信并且可以直接连接至系统总线554。其他RTU可以经由中间装置与系统管理器502通信。例如，有线输入562可以将第三方RTU 542连接至恒温器控制器516，所述恒温器控制器连接至系统总线554。

系统管理器502可以为包含设备模型的任何装置提供用户界面。如区域协调器506至510以及518以及恒温器控制器516等的装置可以经由系统总线554向系统管理器502提供它们的设备模型。在一些实施例中，系统管理器502为不包含设备模型(例如，IOM 514、第三方控制器520等)的所连接装置自动创建设备模型。例如，系统管理器502可以为响应于装置树请求的任何装置创建装置模型。由系统管理器502创建的装置模型可以存储在系统管理器502内。然后，系统管理器502可以使用由系统管理器502创建的装置模型为不包含其自身的设备模型的装置提供用户界面。在一些实施例中，系统管理器502存储经由系统总线554连接的每种类型的装置的视图定义并且使用所存储的视图定义来生成装置的用户界面。

每个区域协调器506至510以及518可以经由区域总线556、558、560和564与区域控制器524、530至532、536以及548至550中的一个或多个连接。区域协调器506至510以及518可以使用MSTP协议或任何其他通信协议经由区域总线556至560以及564与区域控制器524、530至532、536、以及548至550通信。区域总线556至560以及564还可以将区域协调器506至510以及518与其他类型的装置(比如，可变空气量(VAV)RTU 522和540、切换旁路(COBP)RTU526和552、旁路气闸528和546、以及PEAK控制器534和544)相连接。

区域协调器506至510以及518可以被配置用于监测和命令各种分区系统。在一些实施例中，每个区域协调器506至510以及518监测并命令单独的分区系统并且经由单独的区域总线连接至分区系统。例如，区域协调器506可以经由区域总线556连接至VAV RTU 522和区域控制器524。区域协调器508可以经由区域总线558连接至COBP RTU 526、旁路气闸528、COBP区域控制器530和VAV区域控制器532。区域协调器510可以经由区域总线560连接至PEAK控制器534和VAV区域控制器536。区域协调器518可以经由区域总线564连接至PEAK控制器544、旁路气闸546、COBP区域控制器548以及VAV区域控制器550。

区域协调器506至510以及518的单个模型可以被配置用于处理多种不同类型的分区系统(例如，VAV分区系统、COBP分区系统等)。每个分区系统可以包括RTU、一个或多个区域控制器和/或旁路气闸。例如，区域协调器506和510被示出为分别连接至VAV RTU 522和540的Verasys VAV引擎(VVE)。区域协调器506经由区域总线556直接连接至VAV RTU 522，而区域协调器510经由提供至PEAK控制器534的有线输入568连接至第三方VAV RTU 540。区域协调器508和518被示出为分别连接至COBP RTU 526和552的Verasys COBP引擎(VCE)。区域协调器508经由区域总线558直接连接至COBP RTU 526，而区域协调器518经由提供至PEAK控制器544的有线输入570连接至第三方COBP RTU 552。

区域控制器524、530至532、536和548至550可以经由传感器/致动器(SA)总线与各个BMS装置(例如，传感器、致动器等)通信。例如，VAV区域控制器536被示出为经由SA总线566连接至联网传感器538。区域控制器536可以使用MSTP协议和任何其他通信协议与联网传感器538通信。虽然在图5中仅示出了一条SA总线566，但应该理解的是，每个区域控制器524、530至532、536以及548至550可以连接至不同的SA总线。每条SA总线可以将区域控制器与各种传感器(例如，温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光传感器、占用传感器等)、致动器(例如，气闸致动器、阀门致动器等)和/或其他类型的可控设备(例如，冷却器、加热器、风扇、泵等)相连接。

每个区域控制器524、530至532、536以及548至550可以被配置用于监测和控制不同的建筑物区域。区域控制器524、530至532、536以及548至550可以使用经由其SA总线提供的输入和输出来监测和控制各建筑物区域。例如，区域控制器536可以使用经由SA总线566从联网传感器538接收到的温度输入(例如，建筑物区域的测量温度)作为温度控制算法中的反馈。区域控制器524、530至532、536以及548至550可以使用各种类型的控制算法(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)来控制建筑物10中或周围的可变状态或条件(例如，温度、湿度、气流、照明等)。

用于比较建筑物能量和设备性能的三维分析

现在参照图6至图8，根据一些实施例示出了展示用于比较建筑物能量和设备性能的三维分析的若干附图。三维分析可以由参照图1至图5进行描述的建筑物管理系统中的任一个来执行。在一些实施例中，三维分析由在2017年1月17日提交的美国专利申请号15/408,404中详细描述的建筑物能量管理系统来执行，所述美国专利申请的全部公开内容通过引用结合在此。在一些实施例中，三维分析是可以被实现为之前描述的BMS中的任一个的部件的建筑企业管理解决方案(BEMS)的一部分。

一些BEMS监测从组合内的多个设施或建筑物采集的数据。建筑物或设施可以位于不同的地理位置中。这些建筑物的操作类型和能量消耗会显著变化。BEMS应用的方面可以包括比较组合和基准测试内的建筑物和设施。然而，用于传递这种见解的一些度量提供不准确的信息或者对不十分类似的建筑物或设施进行比较。建筑物与设施之间的一种类型的性能比较是能量消耗比较。这种比较可以包括将具有最高能量消耗的建筑物或设施分类为是最差表现，并且将具有最低能量消耗的建筑物或设施分类为是最佳表现。然而，这种类型的比较对于比较和点对点基准测试可能是不准确的。此外，包括用于建筑物设备的故障检测和诊断的一些BEMS不利用从故障引擎得到的信息来进一步补充这种比较和基准测试活动。

引入三维分析用于设施/建筑物能量和设备性能的概念可以通过首先将值归一化向下至可比较的共同因素并且然后应用对彼此的相对比较来提供跨组合内的不同设施/建筑物的准确比较。有利地，即使建筑物操作类型可以变化，但通过使用三维分析得到公分母可以将建筑物操作类型与组合内其他类型进行准确比较。所产生的比较结果可以真实地反映企业管理应用的潜力。

三维分析可以包括跨能量信息和故障信息两者计算三个不同的维度并且得到公分母，从而提供对建筑物的不同操作的影响进行归一化的输出。第三维度的加入相对于仅利用维度中的一个或两个维度的分析提供了跨组合的更准确的描绘。在一些实施例中，三维分析概念被实现为企业管理产品(比如，江森自控公司(Johnson Controls.)的Metasys企业管理)的一部分。

现在具体地参照图6，示出了根据示例性实施例的用于比较建筑物能量性能的三维分析的实现方式。第一维度可以由能量消耗或所选时间线上每天净可租面积来确定。第二维度可以由能量消耗或过去一年所选时间线上每天净可租面积的来确定。第三维度可以是前两个维度的百分比偏差。

基于这些三个维度，图6中示出的可视化可以从如下得到。小区601、606至608的长度602可以由第一维度确定。小区601、606至608的宽度603可以由第二维度确定。小区601、606至608的颜色可以通过跨组合内不同建筑物对第三维度进行相对比较来确定。基于所计算的相对值可以自动调节色度605。

当建筑物管理系统部署在新委托的地点时，第二维度可以缺少一年。在这种情况下，第一维度可以跨小区601、606至608的长度602和宽度603两者而被应用。当建筑物管理系统部署在现有地点时，如以前所描述的，可以单独地确定所有三个维度。当可用数据超过一年时，第二维度可以基于给定建筑物的平均数据。由此，所述平均数据可以形成专门用于那个建筑物的基准并且可以增加三维分析的准确性

现在参照图7，示出了根据示例性实施例的用于比较建筑物设备性能的三维分析的实现方式。第一维度可以由跨设备的总故障计数来确定，如从用于组合中任何建筑物的规则引擎中得到的。第二维度可以由跨设备的累计故障小时来确定，如从用于组合中任何建筑物的规则引擎中得到的。第三维度可以是第一维度相比于前一年的第一维度数据的百分比偏差，或者还可以是第二维度相比于前一年的第二维度数据的百分比偏差。这两个视图可以用于为用户提供不同的角度来比较建筑物设备性能。

基于这些三个维度，图7中示出的可视化可以从如下得到。小区701、706和707的长度702可以由第一维度确定。小区701、706和707的宽度703可以由第二维度确定。小区701、706和707的颜色可以由跨组合内不同建筑物的第三维度的相对比较来确定。基于所计算的相对值可以自动调节色度705。

当建筑物管理系统部署在新委托的地点时，可以计算新的第三维度。新的第三维度可以是故障计数和故障小时之比并且可用于确定小区的颜色。此比值越低，建筑物执行关于其设备性能就越好。色度颜色可以自动基于在此特定场景中计算出的相对比值。当建筑物管理系统部署在现有地点时，如以前所描述的，可以单独地确定所有三个维度。当可用数据超过一年时，第二维度可以基于给定建筑物的平均数据。由此，所述平均数据可以形成专门用于那个建筑物的基准并且可以增加三维分析的准确性。规则引擎可以具有再处理历史数据以返回故障结果的能力，使得分析更加可行。

现在参考图8，示出了根据示例性实施例的用于执行三维分析以得出在图6至图7中示出的可视化的过程的流程图800。三维分析系统可以接收空间信息(空间层次和净可租面积)801、通过计量或虚拟仪表的能量数据802、以及故障信息803。对于适用商品，能量数据802可以归一化为kWh(步骤804)。故障信息803可以包括来自建筑物内不同子空间的故障上卷(步骤805)。图8的左分支806展示了用于导出图6所示的可视化的步骤，而图8的右分支807展示了用于导出图7所示的可视化的步骤。

左分支806可以执行按需上卷从而积累来自建筑物不同子空间的能量信息(步骤808)，以生成每个建筑物809的能量消耗。然后，每个建筑物809的能量消耗可以除以那个建筑物的净可出租面积(NLA)(步骤810)。对于每个建筑物，然后可以将第一维度计算为每天每NLA的能量消耗(步骤811)。可以使用前一年相同时间线上的消耗和NLA信息来类似地计算第二维度(步骤812)。然后可以将第三维度得出为所述第一维度与所述第二维度之间的百分比偏差(步骤813)。由此，左分支806提供跨建筑物的能量性能比较(步骤814)。

右分支807可以利用每个建筑物的故障信息815、总故障小时816和总故障计数817。可以由总故障计数来限定第一维度(步骤817)。可以将第二维度计算为去年同一时间段故障小时除以故障计数(步骤818)。可以由每故障小时的当前故障计数相对于去年相同时间段的百分比偏差来限定第三维度(步骤819)。由此，右分支807提供跨建筑物的设备性能比较820。

按需上卷

现在参考图9至图12，示出了根据一些实施例的展示建筑物管理系统中的仪表的按需上卷的若干视图。按需上卷可以由参照图1至图5所描述的建筑物管理系统中的任一个来生成。在一些实施例中，按需上卷由在2017年1月17日提交的美国专利申请号15/408,404中详细描述的建筑物能量管理系统生成。

建筑物管理系统可以包括各种仪表连同点。可以监测来自仪表的数据以便确定仪表所位于的空间的消耗和需求。在一些实施例中，建筑物管理系统可以执行仪表的自动上卷。然而，如果去除或添加服务特定空间的仪表，则通过由用户通过UI发起的动态过程可能难以解决这种变化。仪表配置的变化可以在可能触发重新计算的后端上实现。在一些实例中，可能需要花费几天时间来完成重新计算。有利地，在此描述的按需上卷可以基于仪表与上卷的链接和解除链接。因此，仪表的变化可以立即生效。

现在具体地参照图9，示出了根据示例性实施例的展示按需上卷的流程图900。所述过程开始于空间创建(步骤901)和仪表创建(步骤902)。然后仪表与空间相关联(步骤903)。所述过程可以包括在专用空间处的多个仪表的自动上卷(步骤904)。用户可以发起仪表的链接或解除链接(步骤905)。这可能造成动态的链接或解除链接或从上卷算法中排除仪表(步骤906)。动态链接或解除链接之后，可以计算新的值(步骤907)。

现在参照图10，示出了根据示例性实施例的展示按需上卷过程的示例的流程图1000。考虑其中具有两层(层A 1002和层B 1003)的建筑物XYZ 1001。建筑物XYZ 1001可以包括服务其的三个仪表，所述三个仪表被指定为MP 1004、MQ 1005和MR 1006。建筑物管理系统可以自动地计算建筑物能量消耗为MP+MQ+MR。如果用户在稍后时间去除仪表MR 1006(例如，由于一些建筑物改造)，则建筑物管理系统可以具有将此仪表MR 1006从展示建筑物消耗的算法中去除的能力。

现在参照图11至图12，示出了根据示例性实施例的可以由建筑物管理系统生成的用户界面1100。图11示出了可折叠列表，包括属性组合1101、设施1102、名为“200乔治街”的建筑物1103、建筑物子系统列表1104、以及名为“冷却123”的冷却水仪表1105。当用户点击仪表“冷却123”1105时，可以向用户提供界面1200(在图12中示出)以便能够通过分别选择“是”1203或“否”1201来启用或禁用上卷。如果用户选择“否”1201并且点击“保存”1202，则可以从针对建筑物“200乔治街”1103的计算中去除仪表“冷却123”1101。相反地，如果之前从上卷中排除仪表并且用户点击仪表并选择“是”1203，则仪表可以自动包括在上卷中。用户还可以使用下拉菜单1204至1208来修改所选仪表1105的其他属性。上卷可以针对仪表下的任何点来完成(例如，需求、消耗、视在功率等)。有利地，用户可以轻易地从界面1200中根据需要添加仪表或者从上卷中去除仪表。计算可以无缝地工作从而确保用户获得由仪表提供的信息。

用于建筑物能源和设备性能的记分卡

现在参照图13至图16，示出了根据一些实施例的展示用于建筑物能量和设备性能的记分卡的若干附图。记分卡是可以由参照图1至图5描述的建筑物管理系统中的任一个生成的用户界面。在一些实施例中，记分卡由在2017年1月17日提交的美国专利申请号15/408,404中详细描述的建筑物能量管理系统生成。

在一些建筑企业管理解决方案中，在单个快照中理解建筑物如何相对于其能量和设备性能来发展可能很麻烦。例如，用户可能被要求导航到软件内的各种可视化并且手动地整理数据以得出任逻辑结论。在此描述的记分卡可以包括建筑物企业管理解决方案中的必要信息，所述必要信息提供了对建筑物整体能量性能以及关键设备如何运行的完整观点，所有这些都来自单一视图。

包括在记分卡中的关键性能指标(KPI)可以从来自不同源的数据中导出，并且可以被显示为以顺序方式逻辑安排的有价值的见解，这对建筑物拥有者或设施管理者将是有意义的。例如，记分卡可以充分利用在建筑物的各子空间内进行的子计量投资。记分卡可以说明关键设备(比如，冷却器)并且说明他们是否正在期望的限制内运行。可以令人期望的是查看来自单一用户界面的此信息。

现在具体地参照图13，示出了根据示例性实施例的用于评估建筑物能量和设备性能的记分卡1300。记分卡1300可以是建筑物能量记分卡，其提供了对建筑物及其子空间在能量消耗及其各种衍生物方面如何运行的单一快照整体视图。一旦从左手导航树选择了任何建筑物，则图13所示的视图可能变得可用。

小部件“建筑物能量概览”1301可以自动上卷建筑物内的子空间(例如，楼层、侧厅和房间)的消耗并且示出在所选时间段内整个建筑物作为单个实体的归一化能量消耗。时间选择1302在右上角可用并且可以易于在一周、一个月、三个月、六个月、一年或任何其他自定义时间线(例如，昨天、过去24小时、上周、过去30天、过去6个月或任何自定义范围)之间切换。在一些实施例中，在此小部件内示出了在建筑物内记录的峰值需求

小部件“商品消耗”1303可以将整个建筑物的消耗细分为正在建筑物内使用的不同类型的商品。小部件“空间能量密度”1304可以从建筑物内所有子空间kWh/单位面积/天的自动计算中导出。小部件内的子空间可以通过突出显示具有建筑物内最高能量密度的空间来自动地按降序排列。“空间消耗”小部件1305可以通过突出显示将最高消耗记录在列表的顶部来将子空间按降序排列。

所有这些导出的输出可以由以“负荷类型消耗”小部件1306和“空间峰值需求”小部件1307的形式的两个视觉队列来进行补充。负荷类型消耗小部件可以将建筑物的能量消耗细分为各种类别(例如，HVAC、冷却器、照明、热水、泵以及辅助物、插头负荷等)。空间峰值需求小部件1307提供热图，在所述热图中，小区大小是由峰值需求值来确定的，并且小区颜色是通过从各空间在需求方面记录的相对值导出的。

作为一个实体的整体视图成为建筑物能量性能的唯一展示并且被称为“建筑物能量性能记分卡”。此整个数据集可以以.csv格式进行提取并且可以为了任何听觉目的或为了获得用于实现各种环境基准(LEED、NABERS等)的积分而进行提交。

现在参照图14，示出了根据示例性实施例的用于冷却器的设备记分卡1400。设备记分卡1400可以用于查看设备的各个装置的信息。

“冷却器故障指示器”小部件1401可以显示关于各个冷却器的故障的开放数。随后是在“相对于时间的冷却器出水温(LWT)”小部件1402和“冷却器负荷模式”小部件1403中提供的两条高价值的信息。这两个小部件可以是热图和二进制分析的组合并且可以提供对在确定每个单个冷却器在温度和负荷模式的哪个范围内花费其最多的时间时的有力见解。

记分卡可以包括两个其他二进制分析小部件，包括“冷却器LWT最小和最大范围”小部件1404和“差量温度最小和最大范围”小部件1405，这两个小部件指示冷却器出水温度的最小和最大温度范围以及当冷却器可操作时的最小和最大温度差。

“冷却器开始计数”小部件1406可以指示冷却器的开始计数，这高效地使得设施管理者或任何冷却器专家理解冷却器是否按照已经在现场实施的顺序逻辑满足了负荷的事实。

将所有这些放在一起提供了用于冷却器的唯一记分卡。单一快照让用户理解这些关键设备是否如预期一样运行或者是否存在与理想状况的任何重大偏差。此记分卡概念可以被提供为企业分析解决方案的一部分并且可以用作任何基于仪表板的分析平台的一部分。

现在参照图15和图16，示出了根据示例性实施例的展示建筑物能量记分卡和建筑物设备(冷却器)记分卡的框图1500和1600。建筑物能量记分卡可以使用空间信息1501、通过计量或虚拟仪表的能量数据1502以及仪表空间关系1503来生成在记分卡中示出的信息。这种信息可以包括负荷类型消耗1504、商品消耗1505、空间峰值需求分析1506、空间和逻辑安排的能量使用强度(EUI)计算1507、以及空间和逻辑安排的消耗计算1508。

类似地，建筑物设备记分卡可以使用空间信息1601、通过计量或虚拟仪表的能量数据1602、冷却器故障信息、供回水温度信息和操作状态信息1603来生成在记分卡中示出的信息。这种信息可以包括冷却器故障计数1604、冷却器开始计数1605、关于离开温度和负荷模式的二进制分析1606、关于供应温度的最小和最大范围的二进制分析1607、以及关于供应温度与返回温度之间的最小和最大差量范围的二进制分析1608。

板块房仪表板

现在参照图17至图27，示出了根据一些实施例的展示板块房仪表板1700的若干附图。板块房仪表板1700是可以由参照图1至图5描述的建筑物管理系统中的任一个生成的用户界面。在一些实施例中，板块房仪表板由在2017年1月17日提交的美国专利申请号15/408,404中详细描述的建筑物能量管理系统生成。

在一些建筑企业管理解决方案中，在单个快照中理解建筑物如何相对于其能量和设备性能来发展可能很麻烦。例如，用户可能被要求导航到软件内的各种可视化并且手动地整理数据以得出任逻辑结论。在此描述的板块房仪表板提供了对关键板块房设备如何运行的整体能量性能和操作效率的完整观点，所有这些都来自单一部分。

板块房仪表板1700可以包括关于板块房的关键设备可从宏观到微观层面获得的信息。板块房仪表板1700还可以使这些设备组的能量性能与其操作效率方面的性能指标以及与能量直接相关的其他参数相关。可以对板块房设备的不同参数进行比较，这为建筑物拥有者或设施管理者提供了有价值的见解。板块房仪表板1700可以以关于其性能和优化机会的关键信息的形式提供对作为一个实体的板块房的全面且完整的观点。

在一些实施例中，板块房仪表板1700被实现为企业管理和分析报价的一部分。板块房仪表板1700可以由大型大学和中央板块使用以便提供附加价值，并且还可以由中央板块优化(CPO)作业来使用，其中，监测应用CPO技术的结果是关键方面。节省和性能改进因此可以直接在此专用部分反映。可以对进一步改进作出明智决策。

现在具体地参照图17至图18，示出了根据示例性实施例的板块房仪表板1700的若干附图。板块房仪表板1700可以通过点击在每个建筑物层级下默认创建的板块占位符1701(即，“板块房”)来进行查看。在图17中，板块房仪表板被示出为包括“板块效率和建筑物冷却负荷”小部件1702、“运行小时比较”小部件1703、“冷却器效率和冷却器冷却负荷”小部件1704、“板块能量消耗”小部件1705以及“冷却器消耗基线”小部件1706。

点击第二个单选按钮1707可以使得显示图18中示出的视图。在图18中，板块房仪表板1700被示出为包括“冷却器供应温度和冷却器有源功率”小部件1801、“冷却塔离开温度和冷却塔有源功率”小部件1802以及“建筑物冷却负荷和室外气温(OAT)”小部件1803。在下文中详细描述了这些小部件中的每一个。

现在参照图19，示出了根据示例性实施例的“板块效率和建筑物冷却负荷”小部件1702。所述小部件被示出为包括表格1901，所述表格提供了板块效率(COP)和建筑物冷却负荷的关键性能指标。条形图1902表示建筑物冷却负荷，而线型图1903表示板块效率。

时间选择1904在右上角可用并且可以在一周、一个月、三个月、六个月、一年或任何其他自定义时间线(例如，昨天、过去24小时、上周、过去30天、过去6个月或任何自定义范围)之间切换。用户可以通过点击网格切换1905来查看网格格式的数据。

现在参照图20，示出了根据示例性实施例的“运行小时比较”小部件1703。所述小部件可以显示对设备(比如，冷却器、主泵、二级泵、三级泵、冷凝泵和冷却塔)在所选时间分辨率的运行小时比较。可以从呈现在表格左手侧的下拉菜单2001中选择设备。

时间选择2002在右上角可用并且可以在一周、一个月、三个月、六个月、一年或任何其他自定义时间线(例如，昨天、过去24小时、上周、过去30天、过去6个月或任何自定义范围)之间切换。用户可以通过点击网格切换2003来查看网格格式的数据。

现在参照图21，示出了根据示例性实施例的“冷却器效率和冷却器冷却负荷”小部件1704。所述小部件可以显示在所选时间分辨率的各个冷却器效率(COP)对比冷却器满足的冷却负荷。可以从左上角的下拉菜单2101中进行单个冷却器的选择。条形图2102表示冷却器负荷，而线型图2103表示冷却器COP。

时间选择2104在右上角可用并且可以在一周、一个月、三个月、六个月、一年或任何其他自定义时间线(例如，昨天、过去24小时、上周、过去30天、过去6个月或任何自定义范围)之间切换。用户可以通过点击网格切换2105来查看网格格式的数据。

现在参照图22，示出了根据示例性实施例的“板块能量消耗”小部件1705。此小部件可以使能量与板块房设备相关。所述小部件可以将板块房设备能量消耗显示为百分比以及消耗值。所述小部件可以通过提供如以下所显示的详细细分提供关于何种设备类型消耗多少能量的有价值见解。

时间选择2201在右上角可用并且可以在一周、一个月、三个月、六个月、一年或任何其他自定义时间线(例如，昨天、过去24小时、上周、过去30天、过去6个月或任何自定义范围)之间切换。用户可以通过点击网格切换2202来查看网格格式的数据。

现在参照图23，示出了根据示例性实施例的“冷却器消耗基线”小部件1706。此小部件可以使能量与冷却器系统相关。所述小部件可以显示冷却器系统的能量消耗2301对比参考能量消耗基线2302。这将帮助理解冷却器系统相对于提供的参考已经消耗了多少。所述小部件还可以显示与基线条件的以百分比形式的偏差2303以及如在小部件右手部分显示的节省或超出的能量的量2304。

用于此小部件的时间分辨率操作可能与之前描述的不同。任何所选的时间线可以显示过去时间段。例如，在时间选择2305上选择一个月选项可以显示这个月的偏差和影响。选择三个月选项可以显示三个月的偏差和影响，依此类推。可以在一个完整的月份基础上定义计算，这可能取决于所提供的基线。所述月的基线可以被细分为天，以用于可用的分辨率(例如，一个月中的一天、一周中的一天等)。用户可以通过点击网格切换2306来查看网格格式的数据。

可以从冷却器真实消耗中减去冷却器基线消耗，以导出偏差和绝对节省。可以基于所选时间线来执行此计算。所述偏差可以被定义为：

偏差＝((真实消耗-基线消耗)/基线消耗)*100＝表示为百分比偏差的值。

而节省可以被定义为：

节省＝真实消耗-基线消耗。

现在参照图24，示出了根据示例性实施例的“冷却器供应温度和冷却器有源功率”小部件1801。此小部件可以通过针对所选时间分辨率使能量对应物与对应设备相关来为各个冷却器提供优化机会。所述小部件可以显示单个冷却器供应温度2401对比其有效功率2402，从而显示在何种供应温度条件下有效功率最优。可以从左上角的下拉菜单2403中进行单个冷却器选择。

时间选择2404在右上角可用并且可以在一周、一个月、三个月、六个月、一年或任何其他自定义时间线(例如，昨天、过去24小时、上周、过去30天、过去6个月或任何自定义范围)之间切换。用户可以通过点击网格切换2405来查看网格格式的数据。

现在参照图25，示出了根据示例性实施例的“冷却塔离开温度和冷却塔有效功率”小部件1802。此小部件可以通过针对所选时间分辨率使能量对应物与系统相关来为冷却塔提供优化机会。所述小部件可以显示冷却塔头供应温度2501对比有源功率2502，从而显示在何种供应温度条件下有源功率最优。冷却塔出水温度和有源功率可以被平均并且被绘制为每所选时间线。

时间选择2503在右上角可用并且可以在一周、一个月、三个月、六个月、一年或任何其他自定义时间线(例如，昨天、过去24小时、上周、过去30天、过去6个月或任何自定义范围)之间切换。用户可以通过点击网格切换2504来查看网格格式的数据。

现在参照图26，示出了根据示例性实施例的“建筑物冷却负荷和室外气温(OAT)”小部件1803。此小部件可以显示针对所选时间分辨率总冷却负荷2601(例如，建筑物负荷)对比室外气温2602。这将帮助理解建筑物负荷如何随着变化的环境条件而改变。总建筑物负荷和室外气温可以被平均并且被绘制为每所选时间线。

时间选择2603在右上角可用并且可以在一周、一个月、三个月、六个月、一年或任何其他自定义时间线(例如，昨天、过去24小时、上周、过去30天、过去6个月或任何自定义范围)之间切换。用户可以通过点击网格切换2604来查看网格格式的数据。

现在参照图27，示出了根据示例性实施例的展示用于生成板块房仪表板的数据的框图2700。板块房仪表板可以使用空间信息2701、板块房设备参数(例如，负荷和运行小时)、供应和返回温度、需求2702、板块房基线信息、室外气温以及湿球温度2703以便生成在板块房仪表板中示出的信息。这种信息可以包括板块效率和建筑物冷却负荷2704、运行小时比较2705、冷却器效率和冷却器冷却负荷2706、板块能量消耗2707、冷却消耗基线2708、冷却器供应温度和冷却器有源功率2709、冷却塔离开温度和有源功率2710以及建筑物冷却负荷和室外气温2711。

具有亲子关系的故障可视化

现在参照图28至图33，示出了根据一些实施例的具有亲子关系的故障可视化界面的若干附图。故障可视化界面可以由参照图1至图5进行描述的建筑物管理系统中的任一个生成。在一些实施例中，故障可视化界面是由在2017年1月17日提交的美国专利申请号15/408,404中详细描述的建筑物能量管理系统生成。

在故障检测、诊断和可视化系统中，可视化可以基于故障何时已经发生、故障已经发生多长时间以及故障已经在哪个设备中发生。可能也很重要的是，确定故障的根本原因。在此描述的故障可视化界面可以突出显示在上游(在母设备中)和/或下游(在子设备中)发生的事情，从而允许用户易于查看故障的根本原因。

具体地参照图28，故障可视化界面可以指示列出了所有潜在母设备的母设备列表2801、列出了所有潜子设备的子设备列表2802以及指示已建立的亲子关系的设备关系列表2803。用户可以通过从母设备列表2801中选择至少一个条目2804并从子设备列表2802中选择至少一个条目2805并且点击同步按钮2806来创建亲子关系。所选的设备将随后出现在设备关系列表2803上以用于指示所选设备条目2804与所选设备条目2805之间的亲子关系。亲子关系的定义可以变化并且对每个空间(例如，建筑物、设施、位置、楼层、侧厅、房间等)可以是唯一的。所述亲子关系的定义可以在应用设置下定义。

现在参照图29，示出了根据示例性实施例的展示用于生成具有亲子关系的故障可视化界面的技术的流程图2900。故障可视化系统可以接收母设备定义2901以及子设备定义2902。可以由故障可视化系统使用的设备定义的若干示例在2017年7月11日发布的美国专利号9,703,276中进行详细描述，所述美国专利的全部公开内容通过引用结合在此。母设备定义和子设备定义可以用于建立亲子关系(步骤2903)。当触发了母设备故障(步骤2904)或者触发了子设备故障(步骤2905)时，可以同步故障发生以便在故障可视化界面中填充信息(步骤2906)。

现在参照图30，示出了根据示例性实施例的设备之间的亲子关系的示例。具有泵3001的冷却器可以向空气处理单元3002提供冷却的流体。可以在冷却器3001与空气处理单元3002之间定义亲子关系，所述亲子关系将冷却器3001标识为母设备并且将空气处理单元3002标识为子设备。空气处理单元3002可以向可变空气量单元3003、向主动式冷却梁3004和/或向盒单元3005提供冷却的空气。可以在空气处理3002与可变空气量单元3003、主动式冷却梁3004和盒单元3005之间定义亲子关系。亲子关系可以将空气处理单元3002标识为母设备并且将变空气量单元3003、主动式冷却梁3004和盒单元3005标识为子设备。

现在参照图31至图33，示出了根据示例性实施例的展示具有亲子关系的故障可视化界面3100的附图。图31示出了空气处理单元中的故障3101，所述故障指示了在加热模式下的较低供应空气温度。诊断3102指示：因为加热阀门卡在关闭位置所以故障正在发生。在图32中，故障可视化界面3100还指示存在锅炉故障3201。锅炉可以指示为空气处理单元的母设备。

这帮助用户理解即使阀门卡住了，锅炉可以不提供充足的加热。当点击锅炉故障时，故障可视化界面可以指示差量温度较低。例如，图33示出了在锅炉连同锅炉所服务的所有子设备中的故障3301。可以突出显示正在经历故障3302的子设备。(例如，以红色示出)。从图33中明显的是锅炉中的故障正在造成受影响的子设备中的故障。这指示了空气处理单元不能向房间提供加热，因为锅炉没有向空气处理单元供应足够热的水。

有利地，故障可视化界面允许用户易于识别故障的根本原因，而不是要求用户跨设备寻找故障。视觉指示是用户关注并解决故障的清楚指示符。

具有众包框架的全球规则库

现在参照图34至图41，示出了根据一些实施例的展示具有众包框架的全球规则库的若干附图。具有众包框架的全球规则库可以在参照图1至图5所描述的建筑物管理系统中的任一个建筑物管理系统中实现。在一些实施例中，具有众包框架的全球规则库在于2017年1月17日提交的美国专利申请号15/408,404中详细描述的建筑物能量管理系统中实现。

建筑物企业管理解决方案(BEMS)通常涉及监测并识别优化机会以提高整体建筑物性能并且实现节能。任何这种企业分析平台的一个部件是故障检测和诊断(FDD)。一些分析平台使用基于规则的故障检测来执行FDD。所述规则可以是数学表达式，所述规则使方程边界内的各参数相关并且在违反边界时驱动输出(即，故障)。

一些FDD产品是基于标准规则库，所述标准规则库在FDD产品安装在现场时被部署。然而，这种固定的库可能不足以涵盖全球不同的要求。例如，可能出现以下情况：库内大多数的规则不适用于建筑物，因为所述库不包含建筑物内的设备类型，或者现有设备没有所需的过程点来触发这些规则。

这将导致两种情况。从客户的角度，对FDD产品的投资未被充分利用，因为大多数可用规则不能投入使用或需要在仪器基础设施上进行进一步投资以利用它们已经承担成本的FDD产品的益处。从FDD提供商的角度，保持不同版本的规则以适合每个客户的要求变得越来越困难。由于定义规则的复杂性，可能不允许客户定义规则，这增加了FDD提供商的负担。

在此描述的系统和方法使用基于权限的规则编辑器以使得客户使用用户友好的编辑器并且将已批准的规则众包为FDD产品的全球规则库的一部分来定义规则。围绕这种框架的概念可以遵循基于权限的层次，所述层次将使得客户能够定义其自己的规则。一旦被批准，可以使订阅产品服务的其他客户获得所述规则，从而扩大标准规则库以使得其可以自动涵盖更多的场景。所述框架确保在客户与产品组织之间的良好合作，因为这两者可以一起工作以提高FDD系统的能力。

客户可以订阅企业分析软件的服务并且接受参与众包计划的条款和条件。当客户认为其需要更多的规则来满足其关于测量设备和能量性能的要求时，客户可以定义其自己的将被标记为内部规则类别的规则。可以向来自FDD产品组织的专家团队通知新的规则并且他们可以验证这种规则的真实性并且批准这个规则。已批准的规则可以立刻仅应用于特定客户并且还可以被自动标记为全球库，从而使得这些规则可以由其他客户基于其这样做的选择进行使用。因此，这将不仅确保客户参与并且欣赏软件能量，而且还将建立不断增加的全球库，所述全球库可随着时间推移涵盖更多的场景。

现在具体地参考图34，示出了根据示例性实施例的用于在FDD系统中生成并应用标准规则的过程的流程图3400。客户可以订阅企业分析软件的服务(步骤3401)并且接受参与众包计划的条款和条件(步骤3402)。这用于使得客户规则机密保持完整。如以上所讨论的，规则是在方程的边界内决定的数学表达式。将可获得两个这种类别的规则：(1)用于识别故障的规则、以及(2)用于识别诊断的规则(例如，用于得出已触发故障的根本原因分析)。

对于企业分析软件服务的新订户，可以获得并应用故障和诊断两者的全球(标准)规则库(步骤3403)。客户可以针对可适用的设备组来选择其想要运行的规则。客户选择的故障规则可以伴随着预先映射的诊断规则，所述诊断规则可以从诊断库中自动应用(步骤3104)。在应用时，这些规则集可以自动开始在过程点上执行并且返回关于设备性能方面的有价值的见解。客户还可以选择将来自可用库的附加诊断规则应用于客户选择的故障规则(步骤3405)。

作为全球库的一部分的任何规则落在外部规则的类别下。所有规则可以由适当的说明支持，所述说明陈述了规则的预期目的是什么以及其寻求识别的问题是什么。这变得有助于客户理解哪些规则适用于他们的地点并且相应地使用这些规则。可以不向任何客户显示任何外部规则方程，除了已经对作为框架一部分的外部规则做出贡献的客户之外(将在下文进行更详细的描述)，从而保持机密性。

现在参照图35至图36，示出了根据示例性实施例的展示一组标准故障规则3501和诊断规则3601的用户界面3500。客户可以从标准的故障规则库3501中选择他希望在适用的情况下在他的设备组上应用哪些规则。在图35中示出这组故障规则3501。相关的诊断规则3601已经被链接至故障规则3501，并且一旦应用故障规则，则诊断规则变得自动可用。诊断规则3601可以基于在特定地点被激活的主要故障规则3501来自动应用。在图36中示出一组诊断规则3601。在一些实施例中，客户被提供有将来自可用库的其他诊断映射到现有故障规则的能力。

现在参照图37至图40，示出了根据示例性实施例的展示用于定义定制故障规则和定制诊断规则的编辑器3700的用户界面。已经由客户定义的并且不是全球规则库的一部分的任何规则落在内部规则的类别下。内部规则可能经过批准过程，之后这些规则变得可适用于防止客户实施不良规则。用户友好的规则编辑器可以用于定义故障规则和诊断规则两者，所述两者稍后可以被映射到新创建的故障规则或可用库内的现有规则。

图37示出了正在用于定义定制故障规则的规则编辑器3700。通过选择故障接片3701来使用这种编辑器，客户可以定义其自己的来自可用过程点列表3702的故障规则。图38示出了正在用于通过选择诊断接片3801来定义定制诊断规则的规则编辑器3700。使用这种编辑器，客户可以定义其自己的来自可用过程点列表3802的诊断规则。默认的是，客户定义的故障规则和诊断规则可以被分类为内部规则。图39展示了用于使用映射按钮3903将新创建的诊断规则3901映射到现有全球故障规则或内部故障规则3902的用户界面3900。图40展示了允许客户定义可以是规则一部分的各种条件和阈值的用户界面4000。

现在参照图41，示出了根据示例性实施例的规则策划过程的流程图4100。以下段落描述了在两个场景下的策划过程：(1)客户注册了众包计划、以及(2)客户没有注册众包计划。

在第一个场景中(即，客户注册了众包计划)，当定义并保存定制故障/诊断规则时(步骤4101)，可以将自动生成的电子邮件通知4102发送至创建FDD产品的组织(即，江森自控公司)。可以将所述通知发送至组织内的主题专家(SME)团队(步骤4103)。SME团队可以使用测试故障特征来验证所述规则，这确保了所述规则在现有框架中得到支持并且将会返回适当的结果。

一旦所述规则已经得到批准，则所述规则可以专门针对定义其的客户而进行激活(步骤4104)。所述规则还可以成为全球规则库中的一部分并且可以被添加至针对订阅了企业分析软件的服务的所有其他客户的外部规则列表(步骤4105)。在一些实施例中，规则方程仅可以由企业软件提供商以及已经定义所述规则的客户进行查看，以保持个体客户信息的机密性。因为每个规则还由说明支持，所以对于从这种众包机制中获益的其他客户而言很容易理解所述规则是否适用于其地点并且因此进行使用。对定义这种定制规则做出贡献的客户可以查看并编辑方程。

一旦被编辑，所述规则可以经历相同的批准过程。然而，此时如果存在输出偏差，SME团队可以选择将其作为新规则保存在现有全球规则库中或者改写旧规则，因为其可能暗示增强检测。注册众包计划的客户可以享受接收全球规则库更新的好处，所述更新是其他用户通过其各自的定制规则部分对库做出贡献的一部分(步骤4106)。

在第二个场景中(即，客户没有注册众包计划)，当定义并保存定制故障/诊断规则时(步骤4101)，可以将自动生成的电子邮件通知4102发送至SME团队(步骤4103)。SME团队可以使用测试故障特征来验证所述规则，这确保了所述规则在现有框架中得到支持并且将会返回适当的结果。

一旦所述规则已经得到批准，则所述规则可以专门针对定义其的客户而进行激活(步骤4104)。然而，所述规则不会成为全球规则库中的一部分，因为客户已经选择通过不参与所述计划来使其保持机密。规则方程仅可以由企业软件提供商以及已经定义所述规则的客户进行查看，以保持个体客户信息的机密性(步骤4107)。已经对定义这种定制规则做出贡献的客户可以查看并编辑方程。

一旦被编辑，所述规则可以经历相同的批准过程。所述规则(故障/诊断)将仅适用于特定的客户地点。未注册众包计划的客户可能无法享受接收全球规则库更新的好处，所述更新是其他用户通过其各自的定制规则部分对库做出贡献的一部分(步骤4108)。

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、维度、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公开的范围之中。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公开的范围内。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 (18)

1.一种建筑物管理系统，包括：

建筑物设备，被配置用于提供一个或多个数据点的原始数据样本；

一个或多个存储设备，所述一个或多个存储设备被配置为在其上存储指令，当由一个或多个处理器执行时，所述指令使得所述一个或多个处理器：

从所述建筑物设备采集所述原始数据样本；

根据所述原始数据样本计算第一度量、第二度量和第三度量；以及

可视化模块，被配置用于：

使所述第一度量与第一维度值相关，使所述第二度量与第二维度值相关，并且使所述第三度量与第三维度值相关；并且

生成图形可视化，在所述图形可视化中，所述第一维度值被显示为所述图形可视化的第一维度，所述第二维度值被显示为所述图形可视化的第二维度，并且所述第三维度值被显示为所述图形可视化的第三维度；

其中，所述图形可视化包括具有某一长度、宽度和颜色的区域；

其中，所述长度指示所述第一维度值，所述宽度指示所述第二维度值，并且所述颜色指示所述第三维度值。

2.如权利要求1所述的建筑物管理系统，其中，所述建筑物设备被分组为多个设备类别；

其中，所述指令使得所述一个或多个处理器：

计算所述多个设备类别中的每一种设备类别的所述第一度量、所述第二度量和所述第三度量；

确定所述多个设备类别中的每一种设备类别的所述第一维度值、所述第二维度值和所述第三维度值；

生成所述多个设备类别中的每一种设备类别的所述图形可视化，从而产生多个图形可视化；并且

生成呈现所述多个图形可视化的显示门户。

3.如权利要求2所述的建筑物管理系统，

其中，所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述长度和所述宽度相对于所述多个设备类别的最大第一维度值和最大第二维度值而被缩放，从而允许在所述图形可视化中对所述第一维度值和所述第二维度值进行基于大小的比较；并且

其中，所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述颜色相对于所述多个设备类别的最大第三维度值而被缩放，从而允许在所述图形可视化中对所述第三维度值进行基于颜色的比较。

4.如权利要求1所述的建筑物管理系统，其中，所述第一维度值是跨设备类别可比较的归一化值，所述第二维度值是跨设备类别可比较的归一化值，并且所述第三维度值是所述第一维度与所述第二维度之间的百分比偏差。

5.如权利要求1所述的建筑物管理系统，其中，所述第一维度指示所述建筑物的每净可出租建筑物面积每天在第一时间线上的能量消耗，所述第二维度指示所述建筑物的所述每净可出租建筑物面积每天在第二时间线上的能量消耗，并且所述第三维度指示所述第一维度与所述第二维度之间的百分比偏差。

6.如权利要求1所述的建筑物管理系统，其中，所述第一维度指示在第一所选时间线上的总故障计数，所述第二维度指示在所述第一所选时间线上的累计故障小时，并且所述第三维度指示所述第一维度值相较于在第二所选时间线上的总故障计数的百分比偏差。

7.一种用于监测和控制建筑物设备的方法，所述方法包括：

操作所述建筑物设备以提供一个或多个数据点的原始数据样本；

在度量引擎中从所述建筑物设备采集所述原始数据样本；

根据所述原始数据样本计算第一度量、第二度量和第三度量；

使所述第一度量与第一维度值相关，使所述第二度量与第二维度值相关，并且使所述第三度量与第三维度值相关；并且

生成图形可视化，在所述图形可视化中，所述第一维度值被显示为所述图形可视化的第一维度，所述第二维度值被显示为所述图形可视化的第二维度，并且所述第三维度值被显示为所述图形可视化的第三维度；

其中，所述图形可视化包括具有某一长度、宽度和颜色的区域；

其中，所述长度指示所述第一维度值，所述宽度指示所述第二维度值，并且所述颜色指示所述第三维度值。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

将所述建筑物设备分组为多个设备类别；

计算所述多个设备类别中的每一种设备类别的所述第一度量、所述第二度量和所述第三度量；

确定所述多个设备类别中的每一种设备类别的所述第一维度值、所述第二维度值和所述第三维度值；

生成所述多个设备类别中的每一种设备类别的所述图形可视化，从而产生多个图形可视化；并且

生成呈现所多个图形可视化的显示门户。

9.如权利要求8所述的方法，

其中，所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述长度和所述宽度相对于所述多个设备类别的最大第一维度值和最大第二维度值而被缩放，从而允许在所述图形可视化中对所述第一维度值和所述第二维度值进行基于大小的比较；并且

其中，所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述颜色相对于所述多个设备类别的最大第三维度值而被缩放，从而允许在所述图形可视化中对所述第三维度值进行基于颜色的比较。

10.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一维度值是跨设备类别可比较的归一化值，所述第二维度值是跨设备类别可比较的归一化值，并且所述第三维度值是所述第一维度与所述第二维度之间的百分比偏差。

11.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一维度指示所述建筑物的每净可出租建筑物面积每天在第一时间线上的能量消耗，所述第二维度指示所述建筑物的所述每净可出租建筑物面积每天在第二时间线上的能量消耗，并且所述第三维度是所述第一维度与所述第二维度之间的百分比偏差。

12.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一维度指示在第一所选时间线上的总故障计数，所述第二维度指示在所述第一所选时间线上的累计故障小时，并且所述第三维度是所述第一维度相较于在第二所选时间线上的总故障计数的百分比偏差。

13.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一维度指示在第一所选时间线上的总故障计数，所述第二维度指示在所述第一所选时间线上的累计故障小时，并且所述第三维度是所述第二维度相较于在第二所选时间线上的总故障小时的百分比偏差。

14.一种建筑物管理系统，包括：

建筑物设备，被配置用于提供原始数据样本并且位于多个建筑物中；

一个或多个存储设备，所述一个或多个存储设备被配置为在其上存储指令，当由一个或多个处理器执行时，所述指令使得所述一个或多个处理器： 采集所述原始数据样本；

基于所述原始数据样本生成性能度量；并且

可视化模块，被配置用于：

基于所述性能度量生成所述多个建筑物中的每一个建筑物的图形可视化，从而产生多个图形可视化，

其中所述多个图形可视化中的每一个包括对应于第一性能度量的第一维度、对应于第二性能度量的第二维度、以及对应于第三性能度量的第三维度；以及

生成用户门户，所述用户门户被配置用于允许用户同时查看所述多个图形可视化，以便促进跨所述多个建筑物对建筑性能进行比较。

15.如权利要求14所述的建筑物管理系统，其中，所述用户门户是可使用智能电话、平板计算机、膝上型计算机和台式计算机中的至少一者进行访问的。

16.如权利要求14所述的建筑物管理系统，

其中，所述第一性能度量和所述第二性能度量跨所述多个建筑物被归一化，并且所述第三性能度量是所述第一性能度量与所述第二性能度量的百分比偏差。

17.如权利要求16所述的建筑物管理系统，其中，所述多个图形可视化中的每一个包括具有某一长度、宽度和颜色的区域；

其中，所述长度指示所述第一维度，所述宽度指示所述第二维度，并且所述颜色指示所述第三维度；

其中，所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述长度和所述宽度相对于所述多个建筑物的最大第一维度值和最大第二维度值而被缩放，从而允许在所述图形可视化中对所述第一维度值和所述第二维度值进行基于大小的比较；并且

其中，所述多个图形可视化中的每一个图形可视化的所述颜色相对于所述多个建筑物的最大第三维度而被缩放，从而允许在所述图形可视化中对所述第三维度值进行基于颜色的比较。

18.如权利要求14所述的建筑物管理系统，其中，所述性能度量包括消耗度量和故障度量。

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