CN116670674A - 使用数字副本估计与建筑物设计相关联的生成能力 - Google Patents

Abstract

提供了执行以下操作的方法、计算机程序产品和/或系统：获取与建筑物相关联的初始设计数据(S252)；获取与建筑物相关联的地理位置数据(S254)；基于地理位置数据获取与位置相关联的环境数据(S256)；使用一个或多个数字副本模型模拟环境中的建筑物，其中对建筑物的模拟至少部分基于初始设计数据、地理位置数据和环境数据(S258)；以及部分地基于对环境中的建筑物的模拟来生成对与建筑物相关联的发电能力的估计(S262)。

Description

使用数字副本估计与建筑物设计相关联的生成能力

背景技术

本发明总体上涉及数字建模领域，并且更具体地涉及在模拟建筑物中提供数字副本(例如，“数字双胞胎(digital twin)”)建模的利用以估计与建筑物设计相关联的生成能力。

数字双胞胎提供在物理世界和数字世界之间创建链接的物理实体(例如，机器、产品、系统、过程、服务等)的精确的虚拟/数字副本。数字双胞胎可基于由数字双胞胎生成和/或从数字双胞胎收集的数据实现模拟、测试、建模、分析和/或监测。

发明内容

根据本发明的方面，提供了一种执行以下操作(不一定按以下顺序)的方法、计算机程序产品和/或系统：获得与建筑物相关联的初始设计数据；获取与建筑物相关的地理位置数据；基于地理位置数据获取与位置相关的环境数据；使用一个或多个数字副本模型模拟环境中的建筑物，其中对建筑物的模拟至少部分地基于初始设计数据、地理位置数据和环境数据；以及部分地基于对环境中的建筑物的模拟来生成对与建筑物相关联的发电能力的估计。

附图简要说明

图1是根据本发明的系统的第一实施例的框图；

图2是示出了至少部分地由第一实施例系统执行的第一实施例方法的流程图；以及

图3是示出第一实施例系统的示例机器逻辑(例如，软件)部分的框图。

具体实施方式

根据本发明的方面，可提供系统和方法以利用数字副本(例如，数字双胞胎)来模拟建筑物设计(例如，新建筑物、建筑物修改等)并基于建筑物设计来确定估计的发电能力。数字副本(例如，数字孪生)提供在物理世界和数字世界之间创建链接的物理实体(例如，机器、产品、系统、过程、服务等)的虚拟/数字副本或表示。数字副本(例如，数字双胞胎)可以实现此类实体的建模、模拟、测试、监测等。数字副本(例如，数字双胞胎)的使用可以允许在设计(例如，建筑物设计等)被物理地构造之前模拟该设计，并且帮助理解该设计(例如，建筑物等)在该设计(例如，建筑物等)被物理地构造时将如何工作、反应等。这样的设计模拟可以允许在设计阶段期间而不是在物理构造期间/之后推荐校正动作。

具体地，本公开的系统和方法可以提供使用(多个)数字副本连同地理位置数据、环境数据和/或类似物来例如在新建筑物的物理构造、(多个)物理建筑物修改等之前模拟特定位置和/或环境中的建筑物设计(例如，智能建筑物等)。本公开内容的系统和方法可以提供用于基于建筑物模拟生成与建筑物(例如，建筑物设计)相关联的可再生电力能力估计，例如，使用气流、太阳能、废气等的可再生发电能力。在一些实施例中，本公开的系统和方法可以提供基于数字副本建筑物仿真来识别和/或生成用于建筑物设计修改的一个或多个建议，例如，以改进发电能力、解决建筑物降温要求等。

可再生发电可为在新建筑物设计(例如，新建筑物构造、建筑物翻新等)中考虑的因素，使得建筑物处的未来能量需求的某一部分可由与建筑物相关联的可再生发电能力(例如，通过气流、太阳能收集等的自发电)满足。例如，可再生能源可包括通过建筑物的气流、在建筑物处/内部接收的阳光、来自建筑物的废气等。建筑物(例如，智能建筑物等)的可再生发电能力可取决于如何设计建筑物，例如建筑物内的气流如何移动通过通道、房间、开口等。作为另一个实例，建筑物设计可以影响一天内可以在建筑物处接收和/或进入建筑物的太阳光的位置和/或量，由此影响用于可再生发电的太阳能收集、影响建筑物降温和/或加热等。

因而，本公开的系统和方法可以使用数字副本来模拟建筑物设计以估计发电能力并作出设计建议，例如以最大化气流、最大化太阳能收集、应用自然降温效果等，并潜在地增加发电能力。另外，在一些实施例中，模拟和推荐可以识别可以使新建筑物中的自然光(例如，阳光)和自然降温(例如，使用文丘里效应设计的气流等)的使用最大化的建筑物设计。

此具体实施方式部分被分成以下子部分：硬件和软件环境；示例实施例；进一步的评论和/或实施例；以及定义。

硬件和软件环境

本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可包括其上具有用于使处理器执行本发明的各方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质。

计算机可读存储介质可为可保留和存储供指令执行装置使用的指令的有形装置。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷尽列表包括以下各项：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)、记忆棒、软盘、具有记录在其上的指令的诸如穿孔卡或槽中的凸出结构之类的机械编码设备、以及上述各项的任何合适的组合。如本文所使用的计算机可读存储介质不应被解释为暂时性信号本身，例如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒体传播的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)或通过电线发射的电信号。

本文中所描述的计算机可读程序指令可以经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输纤维、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口接收来自网络的计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或以一种或多种程序设计语言的任何组合编写的源代码或目标代码，这些程序设计语言包括面向对象的程序设计语言(诸如Smalltalk、C++等)、以及常规的过程式程序设计语言(诸如“C”程序设计语言或类似程序设计语言)。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分在用户计算机上执行、作为独立软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接至用户计算机，或者可连接至外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来使电子电路个性化来执行计算机可读程序指令，以便执行本发明的各方面。

下面将参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图的或多个框中指定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置、和/或其他设备以特定方式工作，从而，其中存储有指令的计算机可读存储介质包括包含实现流程图和/或框图中的或多个方框中规定的功能/动作的方面的指令的制造品。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的处理，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图示出了根据本发明的不同实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。对此，流程图或框图中的每个框可表示指令的模块、段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些备选实现中，框中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作或执行专用硬件与计算机指令的组合的专用的基于硬件的系统来实现。

现在将参考附图详细描述根据本发明的软件和/或方法的可能硬件和软件环境的实施例。图1是示出联网计算机系统100的各个部分的功能框图，联网计算机系统100包括：服务器子系统102；客户端子系统104、106、108、110、112；通信网络114；服务器计算机200；通信单元202；处理器集合204；输入/输出(I/O)接口集合206；存储器设备208；持久存储设备210；显示设备212；外部设备集合214；随机存取存储器(RAM)设备230；高速缓存存储器设备232；以及程序300。

在许多方面，子系统102代表本发明中的不同计算机子系统。因此，现在将在以下段落中讨论子系统102的若干部分。

子系统102可以是膝上型计算机、平板计算机、上网本计算机、个人计算机(PC)、台式计算机、个人数字助理(PDA)、智能电话、或能够经由网络114与客户端子系统进行通信的任何可编程电子设备。程序300是可被用来创建、管理和控制某些软件功能的机器可读指令和/或数据的集合，诸如将在下面在具体实施方式章节的举例实施例子章节中详细讨论的。作为示例，程序300可以包括生成数字副本(例如，数字双胞胎)仿真、生成发电容量估计、识别建筑物设计推荐等。在一些实施例中，库和/或数据库可由例如服务器子系统102、服务器计算机200等访问和/或包括在其中。库和/或数据库(例如，库310)可以包括与多个数字副本(例如，数字双胞胎模型)相关联的实质性数据，并且可以在利用(例如，监控、控制、生成数据、分析、模拟等)一个或多个数字副本(例如，数字双胞胎模型)时，例如由程序300访问。另外地和/或可替代地，如在此所讨论的，库310可以包括与建筑物设计要求、建筑物部件、建筑物结构、材料、历史设计数据、历史生成数据等相关联的实质性数据，并且可以例如由程序300在生成数字副本(例如，数字双胞胎)模拟、生成发电容量估计、识别建筑物设计推荐等时访问。

子系统102能够经由网络114与其他计算机子系统通信。网络114可以是例如局域网(LAN)、诸如互联网之类的广域网(WAN)、或两者的组合，并且可以包括有线、无线或光纤连接。一般而言，网络114可以是将支持服务器和客户端子系统之间的通信的连接和协议的任何组合。

子系统102被示出为具有许多双箭头的框图。这些双箭头(没有单独的参考标号)表示通信结构，其在子系统102的各个部件之间提供通信。该通信结构可以用设计用于在处理器(诸如微处理器、通信和网络处理器等)、系统存储器、外围设备和系统内的任何其他硬件组件之间传递数据和/或控制信息的任何架构来实现。例如，通信结构可至少部分地用一个或多个总线来实现。

存储器208和持久存储210是计算机可读存储介质。通常，存储器208可以包括任何合适的易失性或非易失性计算机可读存储介质。进一步注意，现在和/或不久的将来：(i)外部设备214可能能够为子系统102提供一些或全部存储器；和/或(ii)子系统102外部的设备能够为子系统102提供存储器。

程序300存储在持久存储210中，用于由一个或多个相应的计算机处理器204访问和/或执行，通常通过存储器208的一个或多个存储器。持久存储210：(i)至少比传输中的信号更持久；(ii)在有形介质(诸如磁或光域)上存储程序(包括其软逻辑和/或数据)；以及(iii)与永久存储相比，显著更少持久。可替代地，数据存储可以比由持久存储210提供的存储类型更持久和/或更永久。

程序300可包括机器可读和可执行指令和/或实质数据(即，存储在数据库中的数据的类型)。例如，程序300可以包括用于提供如本文所公开的方法操作的执行的机器可读和可执行指令。在该特定实施例中，持久存储210包括磁性硬盘驱动器。为了命名一些可能的变化，持久存储210可以包括固态硬盘驱动器、半导体存储设备、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存、或能够存储程序指令或数字信息的任何其他计算机可读存储介质。

持久存储210使用的介质也可以是可移动的。例如，可移动硬盘驱动器可以用于持久存储210。其他示例包括光盘和磁盘、拇指驱动器和智能卡，它们被插入到驱动器中以便转移到也是永久存储210的一部分的另一计算机可读存储介质上。

在这些示例中，通信单元202提供与在子系统102外部的其他数据处理系统或设备的通信。在这些示例中，通信单元202包括一个或多个网络接口卡。通信单元202可通过使用物理和无线通信链路中的任一者或两者提供通信。本文所讨论的任何软件模块可以通过通信单元(诸如通信单元202)下载到持久存储设备(诸如持久存储设备210)。

I/O接口集206允许与其他设备的数据输入和输出，其他设备可以与服务器计算机200数据通信本地连接。例如，I/O接口集206提供到外部装置组214的连接。外部设备集214通常包括诸如键盘、小键盘、触摸屏和/或一些其他合适的输入设备的设备。外部设备集214还可包括便携式计算机可读存储介质，诸如例如拇指驱动器、便携式光盘或磁盘、以及存储卡。用于实施本发明的实施例的软件和数据(例如，程序300)可以存储在这样的便携式计算机可读存储介质上。在这些实施例中，相关软件可以(或可以不)经由I/O接口集206全部或部分地加载到持久存储设备210上。I/O接口集206还与显示设备212数据通信连接。

显示设备212提供向用户显示数据的机制，并且可以是例如计算机监视器、智能电话/平板显示屏等。

在此描述的程序是基于应用在本发明的具体实施例中实施的来识别的。然而，应当理解，本文中的任何特定程序术语仅为了方便而使用，并且因此本发明不应局限于仅在由这样的术语识别和/或暗示的任何特定应用中使用。

已经出于说明的目的呈现了本发明的各种实施方式的描述，但并不旨在是详尽的或者限于所公开的实施方式。在不脱离所描述的实施例的范围的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是清晰的。这里使用的术语被选择来最好地解释实施例的原理、实际应用或对在市场中找到的技术的技术改进，或者使得本领域普通技术人员能够理解这里公开的实施例。

示例实施例

图2示出了描绘根据本发明的实施例的计算机实施的方法的流程图250。图3示出了用于执行流程图250的方法操作中的至少一些的程序300。关于图2，一个或多个流程图框可以用虚线标识并且表示在所描绘的实施例中可以另外地包括但不一定需要的可选步骤。现在将在以下段落的过程之上广泛地参见图2(针对方法操作框)和图3(针对软件框)讨论该方法和相关联的软件。

如图2所示，在一些实施例中，用于估计与建筑物设计(例如，智能建筑物等)相关联的发电能力的操作开始于操作S252，其中计算系统(例如，图1的服务器计算机200等)获取与建筑物相关联的初始设计数据。在一些实施例中，初始设计数据可以包括建筑物的位置、建筑物的尺寸(例如，高度、足迹、封闭面积/体积等)、建筑物中的开口、建筑物中的通道/房间、屋顶形状/尺寸、建筑物结构属性、材料等中的一个或多个。在一些实施例中，计算系统还可以获得期望的要发电的范围(例如，从气流、太阳能收集等)、要在建筑物内执行的期望降温量等。例如，设计者、用户等可定义关于期望的发电能力的量、期望的降温的量等的参数。例如，在建筑物的模拟(例如，操作S258等)期间，可分析和/或应用期望的发电能力、降温等的量的参数，和/或在发电能力估计(例如，操作S262等)和/或设计建议(例如，操作S264等)中使用期望的发电能力、降温等的量的参数。

作为示例，图3的数据收集器模块325等可提供(例如，从设计者、用户等)获得与包括建筑物位置、建筑物尺寸、建筑物结构方面、建筑材料、开口、通道、房间等中的一个或多个的建筑物项目(例如，新建筑物、建筑物改造等)相关联的初始设计数据。在一些实施例中，数据收集器模块325还可以接收与最终建筑物设计的期望方面(诸如期望的发电能力、期望的降温性能等)相关联的参数数据。

处理进行至操作S254，在操作S254中，计算系统(例如，图1的服务器计算机200等)获取与建筑物相关联的地理位置数据。例如，计算系统可以获得地理位置数据，地理位置数据指示和/或关联于将要建造建筑物的位置/站点/资产。作为示例，数据收集器模块325等可提供从设计者、用户、存储的数据等获得地理位置数据。

处理进行至操作S256，其中，计算系统(例如，图1的服务器计算机200等)获取与建筑物相关联的环境数据。作为示例，可以至少部分地基于与建筑物(例如，建筑物站点、位置等)相关联的地理位置数据来获得和/或确定环境数据。在一些实施例中，环境数据可以包括与建筑物位置相关联的气候、与位置相关联的天气条件/模式、特定距离内的建筑物和/或障碍物、不同时间点处的风流模式/方向、阳光的持续时间和/或方向等中的一项或多项。作为示例，数据收集器模块325等可提供用于针对一个或多个源获得与建筑物和/或建筑物位置相关联的环境数据，该一个或多个源诸如其他计算系统(或在同一计算系统内)、数据库、存储的文件、设计者/用户、第三方源(例如，天气服务、地图服务等)等。

处理继续进行至操作S258，其中，计算系统(例如，图1的服务器计算机200等)使用一个或多个数字副本(例如，数字双胞胎模型等)来模拟环境中的建筑物(例如，基于建筑物站点、位置等)。可以部分地基于建筑物的初始设计数据、建筑物的地理位置数据、和/或与建筑物和/或地理位置(例如，建筑物站点、位置等)相关联的环境数据来生成环境中的建筑物的数字副本模拟。例如，在一些实施例中，计算系统可获得和/或生成一个或多个数字副本(例如，从数据库、模型库等)并模拟环境(例如，在建造建筑物的场所/位置等)内的建筑物设计。作为示例，图3等的数字双胞胎建模模块320可以访问库、数据库等(例如，图1的库/数据库310等)，并且例如至少部分地基于建筑物的初始设计数据、建筑物地理位置数据、建筑物/位置环境数据和/或类似数据，获得建筑物设计的数字副本(例如，数字双胞胎)模拟的数据。在一些实施例中，数字双胞胎建模模块320和/或类似模块可以向数字双胞胎模拟引擎330和/或类似物提供与一个或多个数字副本(例如，数字双胞胎)相关联的数据，以用于模拟期望环境(例如，场地、位置、气候等)中的建筑物设计。在一些实施例中，数字副本模拟可以提供对建筑物设计、连同建筑物地理位置标识和环境参数(例如，天气、气候、风流、阳光方向/持续时间、附近的建筑物/障碍物等)的全面理解，以便提供对与建筑物相关联的发电能力(例如，可再生电力等)的估计和/或对设计修改的建议，例如以便增加发电能力、建筑物效率等。

可选地，在一些实施例中，处理可以继续到操作S260，其中计算系统(例如，图1的服务器计算机200等)可以作为建筑物的数字副本模拟的一部分识别建筑物内部/通过建筑物的一个或多个气流，并且使用所识别的气流以基于气流来预测/估计建筑物的发电能力。作为示例，在一些实施例中，计算系统可模拟期望环境(例如，位置、气候等)中的建筑物并识别环境气流(例如，方向、速度、体积、持续时间等)、建筑物的通道、房间和/或开口的尺寸、位置和/或放置、障碍物(例如，内部结构，可能影响气流、阳光等的其他建筑物、自然特征、其他物体等)的位置/尺寸、建筑物的不同部分中的气流动力学和/或能量、建筑物的一个或多个点处的气流出口速度，和/或类似物。计算系统可以使用该数据(例如，通过数字副本模拟生成/获得的)来生成发电能力估计、建筑物降温潜在估计(例如，与气流相关联的温度变化)、和/或诸如此类，作为模拟期望环境中的建筑物的一部分。在一些实施例中，建筑物的数字副本模拟可以模拟建筑物内部的一个或多个气流模式，包括空气的速度和温度，以预测气流速度是否足以提供发电能力以及气流温度(例如，经由文丘里效应等)是否使得气流可以提供建筑物降温能力。在一些实施例中，基于由用于环境中的建筑物的数字副本模拟生成的数据，计算系统可以识别用于增大或最大化建筑物内的气流的修改，由此增大或最大化发电能力。

处理进行到操作S262，其中，计算系统(例如，图1的服务器计算机200等)可以基于建筑物的数字副本模拟生成针对与建筑物相关联的发电能力(例如，建筑物设计、位置等)的一个或多个估计。作为示例，估计/推荐模块335和/或类似模块可以(例如，从数字双胞胎模拟引擎330等)获得关于建筑物模拟的数据并且识别和/或生成与所定义的环境中的建筑物相关联的发电(例如，可再生电力等)能力的一个或多个估计和/或预测。在一些实施例中，数据生成器模块340等可生成和/或提供与所生成的发电能力的估计相关联的输出，例如，允许分析建筑物设计、修改建筑物设计元素等。

例如，在一些实施例中，计算系统可以使用由建筑物的数字副本模拟生成的和/或与数字副本模拟相关联的数据来识别建筑物设计选择，诸如，例如，建筑物通道、管道、房间和/或开口(例如，尺寸、位置、定向等)、屋顶形状和/或尺寸、建筑物建筑材料和/或类似物的设计，如何可以影响发电源并且使用模拟数据生成针对与建筑物相关联的发电能力的一个或多个估计。

作为实例，在一些实施例中，可再生能源可包括穿过建筑物的气流、出口气流、入射/允许的阳光、排气等。建筑物的可再生发电能力(诸如穿过建筑物的气流)、入射在建筑物上和/或进入建筑物中的阳光的量和/或持续时间、捕获的排气和/或排热等，可很大程度上取决于如何设计建筑物。建筑物地理位置(例如，建筑物被建造的地点/位置)和与建筑物位置相关联的环境参数也可影响建筑物的可再生发电。在一个示例中，建筑物的数字副本模拟可识别建筑物内的通道和开口的尺寸、朝向和/或类似物如何影响潜在可再生发电源，例如影响气流速度或持续时间、入射或进入建筑物的太阳光的量、建筑物排气和/或类似物。在一些实施例中，计算系统可以使用与对发电源的设计相关效果相关联的数据以及与模拟相关联的其他数据来生成建筑物的发电能力的一个或多个估计。

在一些实施例中，计算系统可以访问历史知识库以用于模拟期望环境中的建筑物、生成发电能力的估计、和/或生成与建筑物设计相关联的推荐(例如，用于增大/最大化期望的能力的推荐的改变等)。在一些实施例中，历史知识库可以包括以下各项中的一项或多项：历史建筑物设计；设计者/用户反馈；对发电、阳光、和/或建筑物降温等的实际影响。

可选地，在一些实施例中，处理可以前进到操作S264，在操作S264，计算系统(例如，图1的服务器计算机200等)可以至少部分地基于建筑物设计的数字副本模拟和生成的用于发电能力的估计来生成对建筑物设计(例如，建筑物设计的元素等)的改变、修订、或修改的推荐。例如，在一些实施例中，计算系统可以识别和/或生成关于建筑物通道和/或开口的形状、尺寸、朝向等的变化的建议，以修改建筑物内的气流、增加出口气流速度等，从而对期望的发电能力、建筑物降温效果等提供改进(例如，增加、最大化等)。在一些实施例中，环境(例如，建筑物位置、地点等)中的建筑物的数字副本模拟可提供对建筑物设计对可再生发电能力的影响的更广泛理解，且在建筑物的物理建造之前提供设计推荐(例如，设计元素修改等)。

进一步的评论和/或实施方式

在一些实施例中，可以基于以下方面提供建筑物的可再生发电，这些方面诸如具有所需速度和持续时间的建筑物内部的气流、阳光的方向和持续时间、排气系统设计等，这些方面可以全部取决于建筑物设计的方面。建筑物位置和相关联的环境参数(诸如例如天气、气候、周围区域中的障碍物、不同时间点的风流方向、不同时间点的太阳位置等)也可以与建筑物设计一起作为因素影响建筑物的可再生发电能力的潜力方面。根据本公开的各方面，在一些实施例中，针对建筑物设计使用数字副本模拟可以促进对建筑物连同其地理位置(例如，位置、地点等)和其他相关联的环境参数的理解，使得在设计任何智能建筑物时可以考虑什么样的场景。

在一些实施例中，数字副本可用于模拟智能建筑物以在任何物理建造之前确定与建筑物设计相关联的发电能力，例如识别建筑物内部的气流可如何用于发电，以及可以如何基于太阳能功率和/或排气产生电力。另外，数字副本模拟可以提供用于识别自然降温能力(例如，文丘里效应等)和增加或最大化自然光的使用，使得可以降低功耗。

在一些实施例中，计算系统还可以访问或获得现有的建筑物蓝图图像(例如，建筑后等)以便识别建筑物的当前结构组成、轮廓区域和/或类似物以便针对该建筑物生成针对改进的气流、更有效的日光使用等的推荐。

在一些实施例中，计算系统获得建筑物的地理位置并且识别太阳在不同时间的相对方向、在不同时间落入或进入建筑物的阳光的位置和/或强度、屋顶和墙壁的形状和尺寸、建筑物周围的空间等，以用于模拟建筑物和/或生成用于增加阳光和/或反射阳光(例如在可再生发电和/或建筑物照明中的使用)的设计推荐。在一些实施例中，计算系统可以使用历史知识库来识别建筑物位置、朝向和/或类似物以增大或最大化接收的阳光的量。在一些实施例中，计算系统可以识别(例如，作为模拟建筑物的一部分)反射器可如何布置，使得阳光可在建筑物内部反射以增加建筑物中接收到的阳光。

在一些实施例中，计算系统可以(作为模拟建筑物设计的一部分)识别由建筑物中可能存在的设备产生的势能/热辐射(例如，基于所计划的建筑物使用等)并且识别用于捕获和/或再使用此类能量/热辐射的建议。

在一些实施例中，计算系统可以(作为模拟建筑物设计的一部分)识别可能存在来自太阳的不希望的光线和/或大气气体的的潜在位置，并且提供对设计修改(例如，在潜在位置处等)的推荐以解决此类问题。

定义

本发明：不应被视为由术语“本发明”描述的主题由提交的权利要求或由在专利审查之后最终发布的权利要求覆盖的绝对指示；虽然术语“本发明”用于帮助读者获得普遍的感觉，在此披露内容被认为是潜在新的，这种理解(如由术语“本发明”的使用所指示的)是暂时性的和临时性的，并且在专利审查过程中随着相关信息被发现并且随着权利要求被潜在修改而经历改变。

实施例：参见以上“本发明”的定义-相似的注意事项适用于术语“实施例”。

和/或：包括或；例如，A、B“和/或”C表示A或B或C中的至少一个是真实的并且适用的。

包括(including)/包括(include)/包括(includes)：除非另有明确说明，是指“包括但不限于”。

数据通信：现在已知的或将来开发的任何类型的数据通信方案，包括无线通信、有线通信以及具有无线和有线部分的通信路由；数据通信不必限于：(i)直接数据通信；(ii)间接数据通信；和/或(iii)数据通信，其中格式、分组状态、媒体、加密状态和/或协议在数据通信的整个过程中保持恒定。

接收/提供/发送/输入/输出/报告：除非另有明确规定，否则这些词语不应被视为暗示：(i)相对于其对象和主题之间的关系的任何特定程度的直接性；和/或(ii)不存在插入在它们的对象和主题之间的中间组件、动作和/或事物。

模块/子模块：可操作地工作以完成某种功能的任何硬件、固件和/或软件集，而不考虑模块是：(i)在单个本地附近；(ii)分布在广域上；(iii)位于较大软件代码片段内的单个邻近区域中；(iv)位于单个软件代码片段内；(v)位于单个存储设备、存储器或介质中；(vi)机械连接；(vii)电连接；和/或(viii)数据通信连接。

计算机：具有显著数据处理和/或机器可读指令读取能力的任何设备，包括但不限于：台式计算机、大型计算机、膝上型计算机、基于现场可编程门阵列(FPGA)的设备、智能电话、个人数字助理(PDA)、身佩式或插入计算机、嵌入式设备类型计算机、基于专用集成电路(ASIC)的设备。

Claims (20)

1.一种计算机实现方法，包括：

获取与建筑物相关联的初始设计数据；

获取与所述建筑物相关联的地理位置数据；

基于所述地理位置数据获取与位置相关联的环境数据；

使用一个或多个数字副本模型模拟环境中的所述建筑物，其中所述建筑物的模拟至少部分地基于初始设计数据、地理位置数据和环境数据；以及

部分基于所述环境中的建筑物的模拟来生成对与所述建筑物相关联的发电能力的估计。

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，进一步包括：

至少部分地基于所述建筑物的模拟来生成用于修改建筑物设计的一个或多个建议，其中，所述建议提供与所述建筑物相关联的发电能力的估计的增加。

3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，模拟所述环境中的建筑物包括：模拟所述建筑物内的气流模式；以及

基于与所述建筑物内的气流模式相关联的空气速度预测发电能力。

4.根据权利要求3所述的计算机实现的方法，进一步包括基于与所述气流模式相关联的空气温度预测降温能力。

5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，在模拟所述环境中的建筑物包括识别所述建筑物内部的通道、所述建筑物内部的房间、以及与所述建筑物相关联的开口的尺寸和位置。

6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，进一步包括：

至少部分地基于与所述建筑物相关联的地理位置数据，识别在所述建筑物的定义的距离内的一个或多个障碍物；以及

其中，模拟所述环境中的建筑物是进一步基于所述一个或多个障碍物的。

7.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，进一步包括：

获得历史知识库；以及

在模拟所述环境中的建筑物时应用来自所述历史知识库的数据。

8.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，进一步包括：

识别在所述建筑物处全天接收的阳光的位置和量；以及

作为模拟所述环境中的建筑物的一部分，应用识别的所述阳光的位置和量。

9.一种计算机程序产品，包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有：

被编程为获取与建筑物相关联的初始设计数据的程序指令；

被编程为获取与所述建筑物相关联的地理位置数据的程序指令；

被编程为基于所述地理位置数据获取与位置相关联的环境数据的程序指令；

被编程为使用一个或多个数字副本模型模拟环境中的所述建筑物的程序指令，其中所述建筑物的模拟至少部分地基于所述初始设计数据、所述地理位置数据和所述环境数据；以及

被编程为部分地基于所述环境中的建筑物的模拟来生成对与所述建筑物相关联的发电能力的估计的程序指令。

10.根据权利要求9所述的计算机程序产品，所述计算机可读存储介质上进一步存储有：

被编程为至少部分地基于所述建筑物的模拟来生成用于修改建筑物设计的一个或多个推荐的程序指令，其中所述推荐提供与所述建筑物相关联的发电能力的估计的增加。

11.根据权利要求9所述的计算机程序产品，其中，模拟所述环境中的所述建筑物包括：

模拟所述建筑物内的气流模式；以及

基于与所述建筑物内的气流模式相关联的空气速度来预测发电能力。

12.根据权利要求11所述的计算机程序产品，所述计算机可读存储介质上进一步存储有：

被编程为基于与所述气流模式相关联的空气温度预测降温能力的程序指令。

13.根据权利要求9所述的计算机程序产品，其中，模拟所述环境中的建筑物包括识别所述建筑物内部的通道、所述建筑物内部的房间、以及与所述建筑物相关联的开口的尺寸和位置。

14.根据权利要求9所述的计算机程序产品，所述计算机可读存储介质上进一步存储有：

被编程为至少部分地基于与所述建筑物相关联的地理位置数据识别在所述建筑物的定义的距离内的一个或多个障碍的程序指令；以及

其中，模拟所述环境中的建筑物是进一步基于所述一个或多个障碍物的。

15.根据权利要求9所述的计算机程序产品，所述计算机可读存储介质进一步具有存储在其上的：

被编程为获得历史知识库的程序指令；以及

被编程为在模拟所述环境中的建筑物时应用来自所述历史知识库的数据的程序指令。

16.根据权利要求9所述的计算机程序产品，所述计算机可读存储介质进一步具有存储在其上的：

被编程为识别在所述建筑物处全天接收的阳光的位置和量的程序指令；以及

被编程为作为模拟所述环境中的建筑物的一部分，应用识别的所述阳光的位置和量的程序指令。

17.一种计算机系统，包括：

处理器集；以及

计算机可读存储介质；

其中：

所述处理器集被结构化、定位、连接和编程为运行存储在所述计算机可读存储介质上的程序指令；以及

所存储的程序指令包括：

被编程为获取与建筑物相关联的初始设计数据的程序指令；

被编程为获取与所述建筑物相关联的地理位置数据的程序指令；

被编程为基于所述地理位置数据获取与位置相关联的环境数据的程序指令；

被编程为使用一个或多个数字副本模型模拟环境中的所述建筑物的程序指令，其中所述建筑物的模拟至少部分地基于所述初始设计数据、所述地理位置数据和所述环境数据；以及

被编程为部分地基于所述环境中的建筑物的模拟来生成对与所述建筑物相关联的发电能力的估计的程序指令。

18.根据权利要求17所述的计算机系统，其中，所存储的程序指令进一步包括：

被编程为至少部分地基于建筑物的模拟来生成用于修改建筑物设计的一个或多个推荐的程序指令，其中所述推荐提供与建筑物相关联的发电能力的估计的增加。

19.根据权利要求17所述的计算机系统，其中，模拟所述环境中的建筑物包括：

模拟所述建筑物内的气流模式；以及

基于与所述建筑物内的气流模式相关联的空气速度来预测发电能力。

20.根据权利要求17所述的计算机系统，其中，所存储的程序指令进一步包括：

被编程为获得历史知识库的程序指令；以及

被编程为在模拟所述环境中的建筑物时应用来自所述历史知识库的数据的程序指令。