CN114637350A - 空间环境控制方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人工智能技术领域，具体提供一种空间环境控制方法、装置及存储介质，旨在解决现有的空间环境控制方案无法实现精准控制的技术问题。为此目的，本发明的空间环境控制方法，包括下述步骤：采集空间环境的环境参数信息；基于环境参数信息确定空间环境的当前推荐方案；基于当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型；基于仿真模型对当前推荐方案进行优化，得到空间环境的最终方案。

Description

空间环境控制方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，具体提供一种空间环境控制方法、装置及存储介质。

背景技术

目前，随着考古以及文物保护行业不断朝着规模化、现代化发展，物联中央空调的使用逐渐被应用。在日益竞争的市场环境中，现有的对于空气解决方案完全依赖专家经验，设计成本高，效率低下；其次，其只能在纸面推论合理性，无法模拟现场情况，只能等待施工完成后验证方案的合理性，一旦出现偏差，重复施工改正成本很高；最后，传统空调只能依赖自身的传感器采集数据，无法真实的反应空间的温湿度状况，基于不精确的数据，按照传统的控制无法真正实现空间的精准控制。由此可见，现有的空间环境控制方法无法实现精准控制，难以满足实际需求。

相应地，本领域需要一种新的空间环境控制方案来解决上述问题。

发明内容

为了克服上述缺陷，提出了本发明，以提供解决或至少部分地解决现有的空间环境控制方案无法实现精准控制的技术问题。本发明提供了一种空间环境控制方法、装置及存储介质。

在第一方面，本发明提供一种空间环境控制方法，包括下述步骤：采集所述空间环境的环境参数信息；基于所述环境参数信息确定所述空间环境的当前推荐方案；基于所述当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型；基于所述仿真模型对所述当前推荐方案进行优化，得到所述空间环境的最终方案。

在一个实施方式中，采集所述空间环境的环境参数信息包括：采集空间场景参数、空间尺寸参数以及环境关注参数；所述空间场景参数包括考古场景和文保场景中的至少一个；所述环境关注参数包括温度、湿度、二氧化碳和PM2.5中的至少一个。

在一个实施方式中，所述当前推荐方案包括空间尺寸、设备数量、设备位置和设备类型，基于所述环境参数信息确定所述空间环境的当前推荐方案包括：构建专家辅助系统，所述专家辅助系统包括卷积神经网络；将所述环境参数信息输入所述专家辅助系统，得到所述空间尺寸、设备数量和设备位置；基于所述空间尺寸、设备数量、设备位置以及环境参数信息确定设备类型，得到空间环境的当前推荐方案。

在一个实施方式中，基于所述当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型包括：利用数字孪生空间仿真技术、基于当前推荐方案对所述空间环境进行仿真建模，得到仿真模型。

在一个实施方式中，基于所述仿真模型对所述当前推荐方案进行优化，得到所述空间环境的最终方案包括：采集所述仿真模型的仿真数据和空间环境试验数据；确定所述仿真数据和空间环境试验数据两者的差值；基于所述差值优化所述当前推荐方案，得到空间环境的最终方案。

在一个实施方式中，还包括：基于所述空间环境的最终方案部署设备和出风口，以及对所述设备和出风口进行监测。

在第二方面，本发明提供一种空间环境控制装置，包括：采集模块，被配置为采集所述空间环境的环境参数信息；确定模块，被配置为基于所述环境参数信息确定所述空间环境的当前推荐方案；仿真模块，被配置为基于所述当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型；优化模块，被配置为基于所述仿真模型对所述当前推荐方案进行优化，得到所述空间环境的最终方案。

在一个实施方式中，所述当前推荐方案包括空间尺寸、设备数量、设备位置和设备类型，所述确定模块包括：构建子模块，被配置为构建专家辅助系统，所述专家辅助系统包括卷积神经网络；输入子模块，被配置为将所述环境参数信息输入所述专家辅助系统，得到所述空间尺寸、设备数量和设备位置；确定子模块，被配置为基于所述空间尺寸、设备数量、设备位置以及环境参数信息确定设备类型，得到空间环境的当前推荐方案。

在第三方面，提供一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储装置，所述存储装置适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行前述任一项所述的空间环境控制方法。

在第四方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质其中存储有多条程序代码，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行前述任一项所述的空间环境控制方法。

本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

本发明提出了一种空间环境控制方法，首先采集空间环境的环境参数信息，接着基于环境参数信息确定空间环境的当前推荐方案，其次基于当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型，最后利用仿真模型对当前推荐方案进行优化，得到所空间环境的最终方案，从而能够自动确定空间环境方案，避免了完全依赖专家经验来获得空间环境方案的情况，实现了空间环境的精准控制，提高了控制效率，满足了实际需求。

在利用数字孪生空间建模技术得到的仿真模型的基础上对当前推荐方案进行优化，从而提前模拟方案的合理性，避免后期大幅度改动方案以增加施工成本。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的空间环境控制方法的主要步骤流程示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的基于数字孪生空间建模技术进行空间建模的流程示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的对当前推荐方案进行优化的流程示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的基于最终方案部署设备的示意图；

图5是根据本发明的一个实施例的空间环境控制方法的完整示意图；

图6是根据本发明的一个实施例的空间环境控制装置的主要结构框图示意图。

附图标记列表：

11：采集模块；12：确定模块；13：仿真模块；14：优化模块。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的一些实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，“模块”、“处理器”可以包括硬件、软件或者两者的组合。一个模块可以包括硬件电路，各种合适的感应器，通信端口，存储器，也可以包括软件部分，比如程序代码，也可以是软件和硬件的组合。处理器可以是中央处理器、微处理器、图像处理器、数字信号处理器或者其他任何合适的处理器。处理器具有数据和/或信号处理功能。处理器可以以软件方式实现、硬件方式实现或者二者结合方式实现。非暂时性的计算机可读存储介质包括任何合适的可存储程序代码的介质，比如磁碟、硬盘、光碟、闪存、只读存储器、随机存取存储器等等。术语“A和/或B”表示所有可能的A与B的组合，比如只是A、只是B或者A和B。术语“至少一个A或B”或者“A和B中的至少一个”含义与“A和/或B”类似，可以包括只是A、只是B或者A和B。单数形式的术语“一个”、“这个”也可以包含复数形式。

目前传统的空气解决方案完全依赖专家经验，设计成本高，效率低下；其次，只能在纸面推论合理性，无法模拟现场情况，只能等待施工完成后验证方案的合理性，一旦出现偏差，重复施工改正成本很高；最后，传统空调只能依赖自身的传感器采集数据，无法真实的反应空间的温湿度状况，基于不精确的数据，按照传统的控制无法真正实现空间的精准控制。由此可见，现有的空间环境控制方法无法实现精准控制，难以满足实际需求。为此，本申请提出了一种空间环境控制方法、装置及存储介质，首先采集空间环境的环境参数信息，接着基于环境参数信息确定空间环境的当前推荐方案，其次基于当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型，最后利用仿真模型对当前推荐方案进行优化，得到空间环境的最终方案，从而能够自动确定空间环境方案，避免了完全依赖专家经验来获得空间环境方案的情况，实现了空间环境的精准控制，提高了控制效率，满足了实际需求。

参阅附图1，图1是根据本发明的一个实施例的空间环境控制方法的主要步骤流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的空间环境控制方法主要包括下列步骤S101-步骤S104。

步骤S101：采集空间环境的环境参数信息。具体来说，该步骤主要是采集空间场景参数、空间尺寸参数以及环境关注参数。本申请中的空间环境控制方法主要是用于考古及文物保护现场精准的温湿度控制，因为在考古现场既要避免考古现场文物出土后外界温湿度与原埋藏环境相差不是太大，而且在文物保护现场，能够保证合理的温湿度及空气质量指标，避免文物损坏。其中前述的空间场景参数包括考古场景和文保场景中的至少一个，文保场景就是文物保护场景。由于考古或者文保都是在室内进行的，所以所有处于考古或者文保场景中的房间的尺寸均为空间尺寸。环境关注参数包括温度、湿度、二氧化碳和PM2.5中的至少一个，但不限于此，还可以是光照以及风速等。

步骤S102：基于环境参数信息确定空间环境的当前推荐方案。具体来说，本申请中的当前推荐方案可以是包括空间尺寸、设备数量、设备位置和设备类型等参数信息。在基于环境参数信息确定空间环境的当前推荐方案的步骤中，首先可以构建专家辅助系统，其中专家辅助系统包括卷积神经网络。具体来说，该步骤中构建的专家辅助系统可以是由卷积神经网络实现的系统，卷积神经网络可以是由CNN网络实现或者YOLO系列网络实现的神经网络。该系统可以使用历史项目数据对其进行训练，在网络训练之前，可以为该历史数据添加空间尺寸、设备数量以及设备位置的标签，并将添加标签后的历史数据输入构建的网络进行训练，从而获得训练好的相关神经网络，从而可以利用包含该训练好的神经网络的专家辅助系统对相应场景的空间环境控制方案进行初始预测。该专家辅助系统可以默认带有初始专家逻辑，后期还可以对初始得到的当前推荐方案进行自主优化，从而得到最终控制方案。

接着将环境参数信息输入专家辅助系统，从而得到空间尺寸、设备数量和设备位置。在前述步骤构建专家辅助系统之后，可以将采集的环境参数信息，例如考古场景、文保场景、空间尺寸以及温度、湿度、二氧化碳和PM2.5等参数输入专家辅助系统，从而可以得到预测的空间尺寸、设备数量和设备位置。

在得到空间尺寸、设备数量和设备位置之后，还可以基于空间尺寸、设备数量、设备位置以及环境参数信息确定设备类型，本申请中的设备可以是空调，但不限于此。具体来说，考古场景或者文保场景对环境的湿度、温度、光照、风速、PM2.5等环境指标都有具体要求，例如文物舱中对温湿度等有一定要求，甚至不同文物的保存对环境条件要求都不同。具体以空调作为本申请设备的具体示例进行详细说明，由于考古场景或者文保场景设定空间下的环境关注参数是已知的，根据空间尺寸以及环境关注参数等、采用常规方法可以获得空调的总负荷，接着结合空调的总负荷以及设备数量和设备位置选择适用的空调类型以及出风口数量等。具体来说，对于出风口数量的确定，可以先利用根据空间尺寸以及环境关注参数等可以获得总送风量，而出风口数量由总风量、空间面积、送风舒适性、噪音要求等综合因素决定，由于每个出风口的最大出风量是确定的，根据总风量、送风风速等要求，可以得到出风口数量。基于该步骤得到了空间尺寸、设备数量、设备位置和设备类型等参数信息，也就得到了空间环境的当前推荐方案。

步骤S103：基于当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型。具体如图2所示，利用数字孪生空间仿真技术并基于当前推荐方案(如空间尺寸、设备数量以及设备位置)对空间环境进行仿真建模，从而得到空间仿真模型。数字孪生空间建模技术就是把真实空间、真实场景在虚拟的系统、电子设备中复现出来，并通过传感器等的数据，实现在电子系统中的同步仿真。本申请在考古场景以及文保场景下利用数字孪生空间建模技术，把真实考古场景下的环境条件模拟复现出来。具体来说，该步骤是利用数字孪生空间仿真技术将当前推荐方案中包含的所有参数信息进行仿真建模，以实现对空间环境的仿真建模，从而得到仿真模型。

步骤S104：基于仿真模型对当前推荐方案进行优化，得到空间环境的最终方案。具体来说，在基于仿真模型对当前推荐方案进行优化以得到空间环境的最终方案的过程中，首先采集仿真模型的仿真数据和空间环境试验数据，该处的空间环境试验数据具体可以是如图2所示的物联网数据，其具体是由物联网对空间环境的设备进行设备控制、检测参数以及传输时效控制得到的。接着确定仿真数据和空间环境试验数据两者的差值，最后根据该差值优化当前推荐方案，也就是根据差值修正设备数量、设备位置、设备类型等，以验证方案的合理性，从而输出空间环境的最终方案。具体如图3所示，对当前推荐方案进行的优化流程是可以自动实现的类似于专家优化的流程，该步骤可以是不断模拟验证方案的合理性，针对不同的场景空间输出有针对性的合理化方案。

在利用数字孪生空间建模技术得到的仿真模型的基础上对当前推荐方案进行优化，从而提前模拟方案的合理性，避免后期大幅度改动方案以增加施工成本。

基于上述步骤S101-步骤S104，首先采集空间环境的环境参数信息，接着基于环境参数信息确定空间环境的当前推荐方案，其次基于当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型，最后利用仿真模型对当前推荐方案进行优化，得到所空间环境的最终方案，从而能够自动确定空间环境方案，避免了完全依赖专家经验来获得空间环境方案的情况，实现了空间环境的精准控制，提高了控制效率，满足了实际需求。

在一个实施方式中，本申请的空间环境控制装置还包括：基于空间环境的最终方案部署设备，以及对设备进行监测。具体来说，在利用前述步骤得到空间环境的最终方案后，例如优化后的设备数量、设备位置和设备类型等参数信息，可以根据设备位置、设备数量对相应类型的设备进行部署。另外，设备部署完成后，还可以利用人工智能精准控制技术对相应设备进行实时监控。示例性地，如图4所示，本申请设备有空调以及风机等，可以将这些设备部署到相应的位置，并经由设备中台接入智慧空气管理平台，智慧空气管理平台可以是云平台，通过智慧空气管理平台可以向相应的设备发送指令以对设备进行控制。另外，智慧空气管理平台还可以与管理员所在的终端连接，通过向所述终端发送信息从而使得管理员及时了解考古现场或者文保现场的空间环境信息，实现针对固定场景的精准控制，有效改善考古及文物保护现场空气质量控制的准确性，从而提升对文物的预防性保护能力。

在一个实施方式中，如图5所示，本申请通过专家辅助系统获得相应场景下空间环境的当前推荐方案，另外，通过在数字孪生空间建模技术的基础上实现当前推荐方案的优化及完善，从而得到最终方案。

需要指出的是，尽管上述实施例中将各个步骤按照特定的先后顺序进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本发明的效果，不同的步骤之间并非必须按照这样的顺序执行，其可以同时(并行)执行或以其他顺序执行，这些变化都在本发明的保护范围之内。

进一步，本发明还提供了一种空间环境控制装置。参阅附图6，图6是根据本发明的一个实施例的空间环境控制装置的主要结构框图。如图6所示，本发明实施例中的空间环境控制装置主要包括采集模块11、确定模块12、仿真模块13和优化模块14。在一些实施例中，采集模块11、确定模块12、仿真模块13和优化模块14中的一个或多个可以合并在一起成为一个模块。在一些实施例中采集模块11可以被配置为采集空间环境的环境参数信息。确定模块可以被配置为基于环境参数信息确定空间环境的当前推荐方案。仿真模块可以被配置为基于当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型。优化模块可以被配置为基于仿真模型对当前推荐方案进行优化，得到空间环境的最终方案。一个实施方式中，具体实现功能的描述可以参见步骤S101-步骤S104所述。

在一个实施方式中，确定模块12包括构建子模块、输入子模块和确定子模块。构建子模块可以被配置为构建专家辅助系统，专家辅助系统包括卷积神经网络；输入子模块可以被配置为将环境参数信息输入专家辅助系统，得到空间尺寸、设备数量和设备位置；确定子模块可以被配置为基于空间尺寸、设备数量、设备位置以及环境参数信息确定设备类型，得到空间环境的当前推荐方案。

上述空间环境控制装置以用于执行图1所示的空间环境控制方法实施例，两者的技术原理、所解决的技术问题及产生的技术效果相似，本技术领域技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，空间环境控制装置的具体工作过程及有关说明，可以参考空间环境控制方法的实施例所描述的内容，此处不再赘述。

本领域技术人员能够理解的是，本发明实现上述一实施例的方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不包括电载波信号和电信信号。

进一步，本发明还提供了一种电子设备。在根据本发明的一个电子设备实施例中，电子设备包括处理器和存储装置，存储装置可以被配置成存储执行上述方法实施例的空间环境控制方法的程序，处理器可以被配置成用于执行存储装置中的程序，该程序包括但不限于执行上述方法实施例的空间环境控制方法的程序。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。

进一步，本发明还提供了一种计算机可读存储介质。在根据本发明的一个计算机可读存储介质实施例中，计算机可读存储介质可以被配置成存储执行上述方法实施例的空间环境控制方法的程序，该程序可以由处理器加载并运行以实现上述空间环境控制方法。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该计算机可读存储介质可以是包括各种电子设备形成的存储装置设备，可选的，本发明实施例中计算机可读存储介质是非暂时性的计算机可读存储介质。

进一步，应该理解的是，由于各个模块的设定仅仅是为了说明本发明的装置的功能单元，这些模块对应的物理器件可以是处理器本身，或者处理器中软件的一部分，硬件的一部分，或者软件和硬件结合的一部分。因此，图中的各个模块的数量仅仅是示意性的。

本领域技术人员能够理解的是，可以对装置中的各个模块进行适应性地拆分或合并。对具体模块的这种拆分或合并并不会导致技术方案偏离本发明的原理，因此，拆分或合并之后的技术方案都将落入本发明的保护范围内。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空间环境控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

采集所述空间环境的环境参数信息；

基于所述环境参数信息确定所述空间环境的当前推荐方案；

基于所述当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型；

基于所述仿真模型对所述当前推荐方案进行优化，得到所述空间环境的最终方案。

2.根据权利要求1所述的空间环境控制方法，其特征在于，采集所述空间环境的环境参数信息包括：采集空间场景参数、空间尺寸参数以及环境关注参数；所述空间场景参数包括考古场景和文保场景中的至少一个；所述环境关注参数包括温度、湿度、二氧化碳和PM2.5中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的空间环境控制方法，其特征在于，所述当前推荐方案包括空间尺寸、设备数量、设备位置和设备类型，基于所述环境参数信息确定所述空间环境的当前推荐方案包括：

构建专家辅助系统，所述专家辅助系统包括卷积神经网络；

将所述环境参数信息输入所述专家辅助系统，得到所述空间尺寸、设备数量和设备位置；

基于所述空间尺寸、设备数量、设备位置以及环境参数信息确定设备类型，得到空间环境的当前推荐方案。

4.根据权利要求1所述的空间环境控制方法，其特征在于，基于所述当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型包括：利用数字孪生空间仿真技术、基于当前推荐方案对所述空间环境进行仿真建模，得到仿真模型。

5.根据权利要求1所述的空间环境控制方法，其特征在于，基于所述仿真模型对所述当前推荐方案进行优化，得到所述空间环境的最终方案包括：

采集所述仿真模型的仿真数据和空间环境试验数据；

确定所述仿真数据和空间环境试验数据两者的差值；

基于所述差值优化所述当前推荐方案，得到空间环境的最终方案。

6.根据权利要求3所述的空间环境控制方法，其特征在于，还包括：基于所述空间环境的最终方案部署设备，以及对所述设备进行监测。

7.一种空间环境控制装置，其特征在于，包括：

采集模块，被配置为采集所述空间环境的环境参数信息；

确定模块，被配置为基于所述环境参数信息确定所述空间环境的当前推荐方案；

仿真模块，被配置为基于所述当前推荐方案对空间环境进行仿真建模，得到仿真模型；

优化模块，被配置为基于所述仿真模型对所述当前推荐方案进行优化，得到所述空间环境的最终方案。

8.根据权利要求7所述的空间环境控制装置，其特征在于，所述当前推荐方案包括空间尺寸、设备数量、设备位置和设备类型，所述确定模块包括：

构建子模块，被配置为构建专家辅助系统，所述专家辅助系统包括卷积神经网络；

输入子模块，被配置为将所述环境参数信息输入所述专家辅助系统，得到所述空间尺寸、设备数量和设备位置；

确定子模块，被配置为基于所述空间尺寸、设备数量、设备位置以及环境参数信息确定设备类型，得到空间环境的当前推荐方案。

9.一种电子设备，包括处理器和存储装置，所述存储装置适于存储多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行权利要求1至6中任一项所述的空间环境控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行权利要求1至6中任一项所述的空间环境控制方法。

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