CN116187701B - 一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统 - Google Patents
一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统，属于智能建筑技术领域；通过从建筑物自身基础方面和运行方面进行数据统计和预处理，可以为后续智能建筑监测管理提供不同维度的数据支持，有效提高了监测数据的多样性和全面性；通过将建筑物自身基础方面的各项数据进行整合获取对应的基础因子，并将基础因子进一步与建筑物运行方面的各项数据进行整合获取对应的故障因子，通过故障因子来对建筑物中不同楼层出现的故障情况进行分析和分类，可以高效全面的获取到建筑物中不同楼层的运行状态；本发明用于解决现有方案中智能建筑监测管理的整体效果不佳的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能建筑技术领域，具体涉及一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统。
背景技术
智能化建筑是将建筑、通信、计算机网络和监控等各方面的先进技术相互融合、集成为最优化的整体，具有工程投资合理、设备高度自控、信息管理科学、服务优质高效、使用灵活方便和环境安全舒适等特点，能够适应信息化社会发展需要的现代化新型建筑。
现有的智能建筑监测管理方案在实施时，没有从不同的维度来对建筑物自身方面以及运行方面监测数据采集，导致建筑物监测分析的数据不全面，同时没有对建筑物中不同楼层实施模块化的监测分析，并对不同楼层出现的故障进行评估以及整合，不能对建筑物中不同的楼层实施动态维护，进而导致智能建筑监测管理的整体效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统，用于解决现有方案中智能建筑监测管理的整体效果不佳的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统，包括建筑监测模块，用于对建筑物基础方面和运行方面进行数据采集和预处理，得到第一监测数据和第二监测数据；
监测整合模块，用于对第一监测数据进行整合获取对应的基础因子，以及，对基础因子和第二监测数据进行整合获取对应的故障因子；
根据故障因子对建筑物出现的故障进行分级时，将故障因子与建筑物对应的故障阈值进行匹配，得到包含第一故匹信号和轻度故障总次数、第二故匹信号和中度故障总次数、第三估匹信号和重度故障总次数的监测整合数据并上传至管理数据库；
监测管理模块，用于根据监测整合数据对建筑物不同楼层的运行状态进行动态管控；包括但不限于对建筑物中不同楼层增加现有维护频次、维持现有维护频次或者减少现有维护频次。
优选地，对建筑物基础方面进行数据采集和预处理时，通过建筑物的建筑数据库获取建筑物对应的基础数据；基础数据包含建筑物的建筑类型、建筑占地面积和建筑高度；
根据建筑类型获取对应的建筑类型权重并标记；
获取建筑占地面积和建筑高度并分别标记；
标记的建筑类型权重、建筑占地面积和建筑高度构成第一监测数据并上传至管理数据库。
优选地，对建筑物运行方面进行数据采集和预处理时，通过建筑物的维护数据库获取建筑物不同楼层出现故障时所对应的故障数据；故障数据包含故障区域、故障类型以及对应的维修时长；
根据故障区域获取对应的故障区域权重并标记；
以及根据故障类型获取对应的故障类型权重并标记；
获取故障类型对应的维修时长并标记；
标记的故障区域权重、故障类型权重以及对应的维修时长构成第二监测数据并上传至管理数据库。
优选地，若故障因子小于故障阈值，则生成第一故匹信号并将对应楼层出现的轻度故障总次数加一；
若故障因子不小于故障阈值且不大于故障阈值的Y％，Y为大于一百的实数，则生成第二故匹信号并将对应楼层出现的中度故障总次数加一；
若故障因子大于故障阈值的Y％，则生成第三故匹信号并将对应楼层出现的重度故障总次数加一。
优选地，监测管理模块的工作步骤步骤包括：获取建筑物楼层上一次维护的时间点并设定为第一时间，并将实时北京时间设定为第二时间，根据第二时间和第一时间获取维护间隔时长并标记；
统计第二时间和第一时间之间建筑物楼层出现的轻度故障总次数、中度故障总次数和重度故障总次数并分别标记；提取标记的各项数据的数值并联立整合获取建筑物楼层对应的维护系数。
优选地，根据维护系数对建筑物不同楼层的维护状态进行评估时，将维护系数与预设的维护范围进行匹配，得到包含第一维护信号和一类楼层、第二维护信号和二类楼层、第三维护信号和三类楼层的维护分析数据并上传至管理数据库。
优选地，若维护系数小于维护范围的最小值，则生成第一维护信号并将对应的楼层标记为一类楼层；
若维护系数不小于维护范围的最小值且不大于维护范围的最大值，则生成第二维护信号并将对应的楼层标记为二类楼层；
若维护系数大于维护范围的最大值，则生成第三维护信号并将对应的楼层标记为三类楼层。
优选地，根据维护分析数据对建筑物整体的维护进行动态管理时，对不同楼层对应的维护分析数据进行遍历，并根据遍历结果中的第一维护信号、第二维护信号、第三维护信号分别对该楼层增加现有维护频次、维持现有维护频次或者减少现有维护频次。
相比于现有方案，本发明实现的有益效果：
本发明通过从建筑物自身基础方面和运行方面进行数据统计和预处理，可以为后续智能建筑监测管理提供不同维度的数据支持，有效提高了监测数据的多样性和全面性；通过将建筑物自身基础方面的各项数据进行整合获取对应的基础因子，并将基础因子进一步与建筑物运行方面的各项数据进行整合获取对应的故障因子，通过故障因子来对建筑物中不同楼层出现的故障情况进行分析和分类，可以高效全面的获取到建筑物中不同楼层的运行状态，实现了建筑物的模块化监测分析，可以为后续建筑物中不同楼层的动态管理提供了可靠的数据支持；通过将不同楼层出现的故障整体情况进行联立整合获取维护系数，基于维护系数来对建筑物中不同楼层的维护情况进行评估和分类，以便可以对建筑物中不同楼层实施动态维护，可以有效提高建筑物监测管理的整体效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统的模块框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明为一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统，包括建筑监测模块、监测整合模块、监测管理模块和管理数据库；
建筑监测模块，包含第一监测单元和第二监测单元；
第一监测单元用于对建筑物基础方面进行数据采集和预处理，得到第一监测数据；包括：
对建筑物基础方面进行数据采集和预处理时，通过建筑物的建筑数据库获取建筑物对应的基础数据；基础数据包含建筑物的建筑类型、建筑占地面积和建筑高度；
设定不同的建筑类型均对应一个不同的建筑类型权重，将获取的建筑类型与数据库中预存储的所有建筑类型进行匹配获取对应的建筑类型权重并标记为JQ；
其中，建筑类型包括但不限于商业建筑、民用建筑和商业民用混合建筑；通过建筑类型权重来对不同的建筑类型进行数字化表示，可以为后续不同类型的建筑差异化分析提供可靠的数据支持；建筑类型权重的数值可以根据经验进行自定义；
获取建筑占地面积和建筑高度并分别标记为JM和JG；
标记的建筑类型权重、建筑占地面积和建筑高度构成第一监测数据并上传至管理数据库；
本发明实施例中，通过从建筑物自身基础方面进行数据采集和预处理，可以为后续智能建筑监测管理提供建筑物自身方面的数据支持，可以有效提高不同类型建筑物监测管理的准确性。
第二监测单元用于对建筑物运行方面进行数据采集和预处理，得到第二监测数据；包括：
对建筑物运行方面进行数据采集和预处理时，通过建筑物的维护数据库获取建筑物不同楼层出现故障时所对应的故障数据；故障数据包含故障区域、故障类型以及对应的维修时长；
将获取的故障区域与数据库中预存储的故障区域-权重表进行匹配获取对应的故障区域权重并标记为QQ；
其中，故障区域-权重表包含若干不同的故障区域以及关联的故障区域权重，不同的故障区域预先设置一个对应的故障区域权重；故障区域包括但不限于走廊、消防通道、电梯间、卫生间和办公室；故障区域权重的数值可以根据经验进行自定义；
设定不同的故障类型均对应一个不同的故障类型权重，将获取的故障类型与数据库中预存储的所有故障类型进行匹配获取对应的故障类型权重并标记为LQ；故障类型包括但不限于损坏型、退化型、松脱型；故障类型权重的数值可以根据经验进行自定义；
获取故障类型对应的维修时长并标记为WS；维修时长的单位为小时；
标记的故障区域权重、故障类型权重以及对应的维修时长构成第二监测数据并上传至管理数据库。
本发明实施例中，通过从建筑物自身基础方面和运行方面进行数据统计和预处理，可以为后续智能建筑监测管理提供不同维度的数据支持，有效提高了监测数据的多样性和全面性，相比于现有方案中单一方面的数据监测统计和分析，本发明实施例可以实现更全面的数据采集和数据处理效果。
监测整合模块，包含第一整合单元和第二整合单元；
第一整合单元用于对第一监测数据进行整合获取对应的基础因子；包括：
获取第一监测数据中标记的建筑类型权重JQ、建筑占地面积JM和建筑高度JG的数值并联立整合，通过计算获取第一监测数据对应的基础因子JY；基础因子JY的计算公式为：JY＝JQ×(j1×JM+j2×JG)；式中，j1、j2为预设的不同比例系数，且取值范围均属于(0，3)，j1可以取值为1.231，j2可以取值为2.537；
需要说明的是，基础因子是用于将建筑物自身基础方面的各项数据进行整合来对其自身基础进行整体评估的数值；
第二整合单元用于对第二监测数据进行整合获取对应的故障因子；包括：
获取第二监测数据中标记的故障区域权重QQ、故障类型权重LQ以及对应的维修时长WS的数值并联立整合，通过计算获取第二监测数据对应的故障因子GY；故障因子GY的计算公式为：式中，g1、g2为预设的不同比例系数，且取值范围均属于(0，5)；g1可以取值为0.683，g2可以取值为1.354；
需要说明的是，故障因子是用于将建筑物运行方面的各项数据与基础因子进行整合来对其楼层出现的故障进行评估的数值；
根据故障因子对建筑物出现的故障进行分级时，将故障因子与建筑物对应的故障阈值进行匹配；
若故障因子小于故障阈值，则判定对应故障的影响程度小并生成第一故匹信号，根据第一故匹信号将对应楼层出现的轻度故障总次数加一；
若故障因子不小于故障阈值且不大于故障阈值的Y％，Y为大于一百的实数，则判定对应故障的影响程度中等并生成第二故匹信号，根据第二故匹信号将对应楼层出现的中度故障总次数加一；
若故障因子大于故障阈值的Y％，则判定对应故障的影响程度大并生成第三故匹信号，根据第三故匹信号将对应楼层出现的重度故障总次数加一；
基础因子和故障因子、第一故匹信号和轻度故障总次数、第二故匹信号和中度故障总次数、第三估匹信号和重度故障总次数构成监测整合数据并上传至管理数据库。
本发明实施例中，通过将建筑物自身基础方面的各项数据进行整合获取对应的基础因子，并将基础因子进一步与建筑物运行方面的各项数据进行整合获取对应的故障因子，通过故障因子来对建筑物中不同楼层出现的故障情况进行分析和分类，可以高效全面的获取到建筑物中不同楼层的运行状态，实现了建筑物的模块化监测分析，可以为后续建筑物中不同楼层的动态管理提供了可靠的数据支持。
监测管理模块，用于根据监测整合数据对建筑物不同楼层的运行状态进行动态管控；包括：
获取建筑物楼层上一次维护的时间点并设定为第一时间，并将实时北京时间设定为第二时间，根据第二时间和第一时间获取维护间隔时长并标记为JS；维护间隔时长的单位为天；
统计第二时间和第一时间之间建筑物楼层出现的轻度故障总次数、中度故障总次数和重度故障总次数并分别标记为QG、ZG和ZZ；提取标记的各项数据的数值并联立整合，通过计算获取建筑物楼层对应的维护系数WX；维护系数WX的计算公式为：式中，w1、w2、w3为均大于零的比例系数，且0＜w1＜w2＜w3；w1可以取值为1.432，w2可以取值为2.317，w3可以取值为2.833；
需要说明的是，维护系数是用于将不同楼层出现不同级别故障的各项数据与维护时间进行整合来对其维护状态进行整体评估的数值；
根据维护系数对建筑物不同楼层的维护状态进行评估时，将维护系数与预设的维护范围进行匹配；
若维护系数小于维护范围的最小值，则判定建筑物对应的维护不达标并生成第一维护信号，根据第一维护信号将对应的楼层标记为一类楼层；
若维护系数不小于维护范围的最小值且不大于维护范围的最大值，则判定建筑物对应的维护达标并生成第二维护信号，根据第二维护信号将对应的楼层标记为二类楼层；
若维护系数大于维护范围的最大值，则判定建筑物对应的维护超标并生成第三维护信号，根据第三维护信号将对应的楼层标记为三类楼层；
维护系数以及对应的第一维护信号和一类楼层、第二维护信号和二类楼层、第三维护信号和三类楼层构成维护分析数据并上传至管理数据库；
根据维护分析数据对建筑物整体的维护进行动态管理时，对不同楼层对应的维护分析数据进行遍历，并根据遍历结果中的第一维护信号、第二维护信号、第三维护信号分别对该楼层增加现有维护频次、维持现有维护频次或者减少现有维护频次。
本发明实施例中，通过将不同楼层出现的故障整体情况进行联立整合获取维护系数，基于维护系数来对建筑物中不同楼层的维护情况进行评估和分类，以便可以对建筑物中不同楼层实施动态维护，可以有效提高建筑物监测管理的整体效果。
此外，上述中涉及的公式均是去除量纲取其数值计算，是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的比例系数以及分析过程中各个预设的阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据训练获得。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统，其特征在于，包括建筑监测模块，用于对建筑物基础方面和运行方面进行数据采集和预处理，得到第一监测数据和第二监测数据；其中，对建筑物基础方面进行数据采集和预处理时，通过建筑物的建筑数据库获取建筑物对应的基础数据；基础数据包含建筑物的建筑类型、建筑占地面积和建筑高度；
根据建筑类型获取对应的建筑类型权重并标记；获取建筑占地面积和建筑高度并分别标记；标记的建筑类型权重、建筑占地面积和建筑高度构成第一监测数据并上传至管理数据库；
对建筑物运行方面进行数据采集和预处理时，通过建筑物的维护数据库获取建筑物不同楼层出现故障时所对应的故障数据；故障数据包含故障区域、故障类型以及对应的维修时长；
根据故障区域获取对应的故障区域权重并标记；以及根据故障类型获取对应的故障类型权重并标记；获取故障类型对应的维修时长并标记；标记的故障区域权重、故障类型权重以及对应的维修时长构成第二监测数据并上传至管理数据库；
监测整合模块，用于对第一监测数据进行整合获取对应的基础因子，以及，对基础因子和第二监测数据进行整合获取对应的故障因子；包括：
获取第一监测数据中标记的建筑类型权重JQ、建筑占地面积JM和建筑高度JG的数值并联立整合，通过计算获取第一监测数据对应的基础因子JY；基础因子JY的计算公式为：，式中，j1、j2为预设的不同比例系数，且取值范围均属于（0，3）；
获取第二监测数据中标记的故障区域权重QQ、故障类型权重LQ以及对应的维修时长WS的数值并联立整合，通过计算获取第二监测数据对应的故障因子GY；故障因子GY的计算公式为：，式中，g1、g2为预设的不同比例系数，且取值范围均属于（0，5）；
根据故障因子对建筑物出现的故障进行分级时，将故障因子与建筑物对应的故障阈值进行匹配，得到包含第一故匹信号和轻度故障总次数、第二故匹信号和中度故障总次数、第三故匹信号和重度故障总次数的监测整合数据并上传至管理数据库；
监测管理模块，用于根据监测整合数据对建筑物不同楼层的运行状态进行动态管控；包括但不限于对建筑物中不同楼层增加现有维护频次、维持现有维护频次或者减少现有维护频次。
2.根据权利要求1所述的一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统，其特征在于，若故障因子小于故障阈值，则生成第一故匹信号并将对应楼层出现的轻度故障总次数加一；
若故障因子不小于故障阈值且不大于故障阈值的Y%，Y为大于一百的实数，则生成第二故匹信号并将对应楼层出现的中度故障总次数加一；
若故障因子大于故障阈值的Y%，则生成第三故匹信号并将对应楼层出现的重度故障总次数加一。
3.根据权利要求1所述的一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统，其特征在于，监测管理模块的工作步骤包括：获取建筑物楼层上一次维护的时间点并设定为第一时间，并将实时北京时间设定为第二时间，根据第二时间和第一时间获取维护间隔时长并标记；
统计第二时间和第一时间之间建筑物楼层出现的轻度故障总次数、中度故障总次数和重度故障总次数并分别标记；提取标记的各项数据的数值并联立整合获取建筑物楼层对应的维护系数。
4.根据权利要求3所述的一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统，其特征在于，根据维护系数对建筑物不同楼层的维护状态进行评估时，将维护系数与预设的维护范围进行匹配，得到包含第一维护信号和一类楼层、第二维护信号和二类楼层、第三维护信号和三类楼层的维护分析数据并上传至管理数据库。
5.根据权利要求4所述的一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统，其特征在于，若维护系数小于维护范围的最小值，则生成第一维护信号并将对应的楼层标记为一类楼层；
若维护系数不小于维护范围的最小值且不大于维护范围的最大值，则生成第二维护信号并将对应的楼层标记为二类楼层；
若维护系数大于维护范围的最大值，则生成第三维护信号并将对应的楼层标记为三类楼层。
6.根据权利要求4所述的一种基于多维数据和数据分析的智能建筑监测管理系统，其特征在于，根据维护分析数据对建筑物整体的维护进行动态管理时，对不同楼层对应的维护分析数据进行遍历，并根据遍历结果中的第一维护信号、第二维护信号、第三维护信号分别对该楼层增加现有维护频次、维持现有维护频次或者减少现有维护频次。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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