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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen einer insbesondere
mehrtägigen Wetterprognose für einen bestimmten
begrenzten Ort, insbesondere ein Stadtgebiet oder einen Landstrich, unter
Nutzung von über einen Datenkanal, wie einem Funksender,
verbreiteten, insbesondere codierte Wetterklassifizierungen und
wetterphysikalische Größen, wie Temperatur, Luftdruck
oder dergleichen, enthaltenen Wetterdaten einer den bestimmten begrenzten
Ort einschließenden prognostizierten Großwetterlage
und unter Nutzung von an dem bestimmten begrenzten Ort mittels Sensoren
erfassten örtlichen wetterphysikalischen Größen,
wie Temperatur, Luftdruck oder dergleichen.
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Wetterprognosen
stellen ein zunehmend wichtiges Thema für die Organisation
des Tagesablaufs des heutigen Menschen dar. Ausdruck dessen ist
nunmehr auch das Erscheinen von Wetterstationen am Markt, die dem
Nutzer erlauben, von einem Langwellensender oder über einen
anderen Datenkanal abgestrahlte codierte Wetterklassifizierungen und
wetterphysikalische Größen, wie beispielswese Temperatur,
Luftdruck etc. zu empfangen und diese auf einem Bildschirm, wie
einem Liquid-Crystal-Display, anzuzeigen. Bei den codierten Wetterklassifizierungen
handelt es sich zum einen um Wettersymbole, wie die Darstellung
einer Sonne für sonniges Wetter, die Darstellung einer
Sonne mit Wolken für vorwiegend bewölkten Himmel,
die Darstellung zweier Wolken mit an der Unterseite versehenen Strichen für
Bewölkung mit Regen und anderes mehr sowie entsprechende
Symbole für die Nacht, und zum anderen um bestimmte beschriebene
Wettersituationen, zum Beispiel Hochdruckwetterlage oder Angaben
für ruhende Luftmassen bzw. Windstille oder besondere dynamische
Luftbewegungen. Bei den wetterphysikalischen Größen
handelt es sich hauptsächlich um die Temperatur, Windrichtung
und Windstärke, Luftdruck, relative Luftfeuchte und ähnliches mehr.
Beide, nämlich Wetterklassifizierungen und wetterphysikalische
Größen, können sich auch überschneiden,
beispielsweise die Klassifizierung ”ruhende Luftmassen” und ”Windstärke”.
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Die
Wetterprognosen werden unter Zuhilfenahme globaler Wetterdaten für
große Gebiete, wie beispielsweise Deutschland, von Wetterdiensten, zum
Beispiel dem Deutschen Wetterdienst in Offenbach, mit hohem Rechneraufwand
errechnet. Durch die rechnerische Erfassung globaler Wetterdaten
in solchen Wetterprognosen kann das tatsächlich eintretende
Wetter örtlich völlig anders ausfallen als prognostiziert.
Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen,
dass örtliche Gegebenheiten – wie Seen, bewaldete
Täler, Hochebenen, Großstädte etc. – erheblichen
Einfluss auf das örtliche Wettergeschehen haben. So kann
beispielsweise gemäß der errechneten Großwetterlage
Regen prognostiziert sein, in einem lokalen Gebiet der Großwetterlage
jedoch die Sonne scheinen, und umgekehrt.
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Zur
Beseitigung solcher lokaler Fehlprognosen ist es bekannt, die Wetterdaten
empfangenden Wetterstationen mit zusätzlichen Anzeigen,
beispielsweise für die Temperatur, die Windgeschwindigkeit,
die Luftfeuchtigkeit, den Luftdruck etc. zu versehen, die von am
Ort befindlichen elektronischen Sensoren erfasst und den Anzeigeinstrumenten über elektrische
Leitungen oder Funk zugeführt werden. Die Wetterstationen
zeigen hierbei nach wie vor die Wetterprognosen für das
große, übergeordnete Gebiet an und zusätzlich
die örtlichen Werte der von den Sensoren erfassten physikalischen
Daten, wie Temperatur, Windgeschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck
etc., aus denen sich Kurzfristtendenzen des Wetters ermitteln lassen,
beispielsweise das Herannahen eines Gewitters aufgrund sich ändernder
Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und/oder Temperatur. Die Nutzung einer
solchen Wetterstation erfordert allerdings ein umfangreiches meteorologisches
Wissen mit spezifischen lokalen Einflusselementen des Nutzers. Steht
dieses nicht zur Verfügung, zeigt eine solche Wetterstation
lediglich die Unterschiede zwischen der Großwetterlageprognose
und den örtlich erfassten physikalischen Daten, die den
Nutzer verwirren. Zudem sind so gewonnene örtliche Prognosewerte nur
zwei bis drei Stunden dem tatsächlichen Wetter voraus.
Prognosen auf dieser Basis für den nächsten Tag
sind stark fehlerbehaftet, einigermaßen zutreffende Mehrtagesprognosen
nicht möglich.
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Es
ist des weiteren bekannt (
DE-OS 10 2006 060 206 ), mittels einer Rechnereinheit
die wetterphysikalischen Daten eines bestimmten Ortes mit denen einer
Großwetterlageprognose zu verknüpfen und daraus
für den bestimmten Ort genauere, für zwei oder
mehr Tage gültige Wetterprognosen zu erstellen. Ein solches
Verfahren hat den Nachteil, dass eine erhebliche Rechnerkapazität
benötigt wird, so dass eine nach diesem Verfahren arbeitende
Wetterstation voluminös und teuer ist.
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Diese
Nachteile der bekannten Prognoseverfahren sollen durch die Erfindung
beseitigt werden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Nutzung
der Großwetterlageprognosen ein Prognoseverfahren zu konzipieren,
das möglichst genaue örtliche Wetterprognosen
gestattet. Diese Wetterprognosen sollen darüber hinaus
für mehrere Tage gültig sein. Zudem soll das Verfahren
ohne großen technischen Aufwand realisierbar sein, so dass
die Möglichkeit besteht, kleine und preiswerte Wetterstationen
für jedermann herzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass für jede codierte Wetterklassifizierung und für
jede wetterphysikalische Größe der prognos tizierten
Großwetterlagewetterdaten ein auf diese anzuwendendes Korrekturverfahren
vorgesehen ist, das einem Datumfenster zugeordnet ist, von denen
zwei oder mehrere zeitlich aufeinanderfolgend den Zeitraum eines
Jahres abdecken, dass die einzelnen prognostizierten Großwetterlagewetterdaten mit
den örtlichen wetterphysikalischen Daten datumfensterrichtig
verglichen werden, dass bei einer Abweichung diese auf das jeweilige
Korrekturverfahren angewandt wird, und dass mit den so optimierten Korrekturverfahren
die prognostizierten Großwetterlagewetterdaten an die örtlichen
Verhältnisse angepasst werden.
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Durch
diese Maßnahmen werden die Vorteile aus der lokalen Messung
wetterphysikalischer Daten vor Ort und aus der wissenschaftlichen
großflächigen und auf Großrechnern ermittelten
Wetterprognose für genauere Tagesprognosen und Folgetage genutzt,
jedoch nicht deren Nachteile. Die Beschränkung der Korrekturverfahren
auf bestimmte Datumfenster und der datumfensterrichtige Vergleich
der zu vergleichenden Daten erlaubt die Verwendung einer kleinen
Rechnereinheit, die nur um ein Geringes größer
ist als diejenigen bekannter Kleinwetterstationen, bei denen lediglich
die empfangenen Großwetterlageprognosen und die vor Ort
ermittelten wetterphysikalischen Daten getrennt auf einem Display
angezeigt werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die
mit den Korrekturverfahren geänderten Großwetterlagewetterdaten
erneut mit den örtlichen wetterphysikalischen Daten datumfensterrichtig
verglichen und bei einer Abweichung wird diese auf das jeweilige
Korrekturvenfahren angewandt. Hierdurch lassen sich besonders genaue örtliche
Prognosewerte erreichen, insbesondere wenn dieser Verfahrensschritt
in zeitlichen Abständen während des Tages wiederholt
wird.
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Die
Korrekturverfahren können eine Rechenvorschrift, eine logische
Verknüpfung oder eine gesammelte Erfahrung sein, die den
betreffenden Teil der Prognose aufgrund der örtlichen Bedingungen korrigiert.
Als zweckmäßig hat sich ein Korrekturverfahren
für die Temperatur erwiesen, bei der die prognostizierte
Temperatur für das größere Gebiet durch Ermittlung
der mittleren Abweichung für einen erfassten Zeitraum bestimmt
wird und diese Abweichung dazu verwendet wird, die Prognose den örtlichen
Bedingungen anzupassen. Damit einhergehend kann mit der Änderung
der Temperatur auch die Aussage der Niederschlagsart angepasst werden,
wenn durch die Änderung der Temperatur ein Grenzwert über- oder
unterschritten wird, so dass der Niederschlag beispielsweise anstelle
von Regen als Schnee zu erwarten ist.
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In
dem beschriebenen Beispiel wird wie folgt gearbeitet: Für
jedes der möglichen Wettersymbole und für bestimmte
Jahreszeiten wird ein Korrekturfaktor KF_TX für die Temperatur
gebildet. Die korrigierte Temperatur TX berechnet sich nach der
Formel TX = TX_PROGNOSE + KF_TXwobei TX_PROGNOSE,
die über den Datenkanal empfangene prognostizierte Temperatur
für den Prognoseort ist.
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Der
Korrekturfaktor KF_TX wird durch die Bestimmung der Differenz zwischen
der prognostizierten Temperatur TX_PROGNOSE und der vor Ort vom
Sensor gemessenen Temperatur TX_M mittels der Gleichung KF_TX = [(TX_M – TX_PROGNOSE) + (N·KF_TX)]/(N
+ 1)bestimmt, wobei N die Anzahl der Messungen ist. Dieses
Verfahren basiert also auf der statistischen Auswertung der sich
vor Ort ergebenden Differenzen zwischen den Mess- und Prognosewerten.
Ein solches statistisches Verfahren kann grundsätzlich
für alle anderen physikalischen Größen
der Prognose angewendet werden.
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Wie
bereits oben erwähnt, führt die Beschränkung
der Korrekturverfahren auf Datumfenster zu kleinen Rechnereinheiten.
Je kleiner diese Datumfenster gewählt werden, desto exakter
ist die örtliche Prognose. Andererseits steigt mit kleiner
werdendem Zeitraum die Speicherkapazität der Wetterstation
und deren Verkaufspreis an. Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen,
die Korrekturverfahren vier Datumfenstern, für jedes Vierteljahr
eines, zuzuordnen. Noch weniger Speicheraufwand lässt sich
dadurch erreichen, dass die Korrekturverfahren zwei Datumfenstern
zugeordnet sind, insbesondere dem Sommer- und dem Winterhalbjahr;
die damit einhergehende Verringerung der Prognosegenauigkeit ist akzeptabel.
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Als
zweckmäßig hat es sich erwiesen, dass insbesondere
bei der lokalen Adaption der prognostizierten Temperatur für
jede codierte Wetterklassifizierung das gleiche Korrekturverfahren
vorgesehen ist. Damit ergibt sich eine Vereinfachung des Verfahrens, was
sich günstig auf die Herstellung einer entsprechenden Einrichtung
auswirkt. Die codierten Wetterklassifizierungen enthalten im allgemeinen
15 codierte Wettersymbole, zwei für die Gruppe ”Sonne”,
vier für die Gruppe ”Bewölkt”,
drei für die Gruppe ”Regen”, zwei für
die Gruppe ”Gewitter” und vier für die Gruppe ”Schnee”.
Als Korrekturverfahren wird hinsichtlich der Temperatur für
jede Klassifizierung zur empfangenen prognostizierten Temperatur
die mittlere Abweichung der Temperatur für diese Wetterklassifizierung,
bestimmt durch den Sensor vor Ort, nach dem zuvor beschriebenen
Verfahren addiert.
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Des
weiteren hat es sich als zweckmäßig erwiesen,
für jede physikalische Größe dasselbe
Korrekturverfahren zu wählen. Auch hierdurch lässt
sich das Gesamtverfahren vereinfachen, was sich auf die Schnelligkeit
der Verfahrensabläufe positiv auswirkt.
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Da
die die physikalischen Werte vor Ort erfassenden Sensoren unter
Umständen vom Nutzer der Wetterstation nicht immer an einem
optimalen Standort plaziert werden, muss damit gerechnet werden,
dass die erfassten Werte fehlerhaft sind. Darüber hinaus
kann es geschehen, dass die Sensoren, die sich ja im Freien häufig
an ungeschützten Orten befinden, beschädigt oder
gar zerstört werden. Um in solchen Fällen keine
fehlerhaften Wetterprognosen zu erhalten, werden die von den Sensoren
ermittelten Werte einer Plausibilitätsprüfung
unterzogen, bevor sie dem Korrekturverfahren zugeführt werden.
Die Plausibilitätsprüfung kann dadurch erfolgen,
dass für die jeweilige physikalische Größe
ein gültiger Wertebereich definiert ist. Dieser gültige
Wertebereich kann auch als Differenz zwischen maximaler und minimaler
Tagestemperatur definiert werden, der zum Beispiel größer
als 3°C sein soll.
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Eine
andere Möglichkeit der Plausibilitätsprüfung
besteht darin, den Gradienten der jeweiligen physikalischen Größe
mit einem vorgegebenen maximalen Gradientenwert zu vergleichen.
Eine Überschreitung von einem solchen Wert signalisiert
dann einen falschen Sensorwert.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens umfassen die codierten Wetterklassifizierungen zusätzliche
Daten zur Steuerung der örtlichen Prognose. Solche Zusatzdaten
können Hochdrucklagen, bestimmte Taupunktniveaus usw. sein.
Es hat sich gezeigt, dass sich auf diese Weise die örtliche
Prognose weiter optimieren lässt.
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Die
Erfindung bezieht sich nach einem weiteren Gedanken der Erfindung
auf Einrichtungen zur Ausübung des Verfahrens.
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Gemäß einer
ersten vorteilhaften Ausführungsform enthält die
Einrichtung eine Empfangsstufe für die über einen
Datenkanal verbreiteten, codierten Wetterklassifizierungen und wetterphysikalischen Größen,
wie Temperatur, Luftdruck oder dergleichen, sowie eine Rechnereinheit,
die eine erste, mit den wetterphysikalischen Ausgangssignalen der
Empfangsstufe und den Signalen der von den Sensoren erfassten örtlichen
wetterphysikalischen Größen, wie Temperatur, Luftdruck
oder dergleichen, beaufschlagte Summiereinheit aufweist, deren Ausgang mit
einer die Korrekturverfahren durchführenden, von den Datumfenstern
und codierten Wetterklassifizierungen gesteuerten Stufe der Rechnereinheit
verbunden ist, und eine zweite Summiereinheit, deren einer Eingang
von den wetterphysikalischen Ausgangssignalen der Empfangsstufe
und deren anderer Eingang vom Ausgangssignal der Stufe der Rechnereinheit
beaufschlagt ist und deren Ausgang mit einer Endstufe zur Nutzung
der Wetterprognose für den bestimmten begrenzten Ort verbunden
ist.
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Gemäß einer
zweiten vorteilhaften Ausführungsform enthält
die Einrichtung eine Empfangsstufe für die über
einen Datenkanal verbreiteten, codierten Wetterklassifizierungen
und wetterphysikalischen Größen, wie Temperatur,
Luftdruck oder dergleichen, sowie eine Rechnereinheit, die eine
erste mit den Signalen der von den Sensoren erfassten örtlichen
wetterphysikalischen Größen, wie Temperatur, Luftdruck oder
dergleichen, beaufschlagte Summiereinheit aufweist, die an ihrem
Ausgang mit einer die Korrekturverfahren durchführenden,
von den Datumfenstern und codierten Wetterklassifizierungen gesteuerten Stufe
der Rechnereinheit verbunden ist, sowie eine zweite Summiereinheit,
deren einer Eingang von den wetterphysikalischen Ausgangssignalen
der Empfangsstufe und deren anderer Eingang vom Ausgangssignal der
Stufe der Rechnereinheit beaufschlagt ist und deren Ausgang über
eine Endstufe zur Nutzung der Wetterprognose für den bestimmten
begrenzten Ort mit dem anderen Eingang der ersten Summiereinheit
verbunden ist.
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Die
zweite Variante hat gegenüber der ersten den Vorteil, dass
die Wirkung des Korrekturverfahrens sich in der Differenz des korrigierten
Sensorwertes widerspiegelt. Damit ist es möglich, das Korrekturverfahren
selbst während des Betriebs zu optimieren und nicht nur
mit einem variierten Eingangsparameter, wie der mittleren Abweichung
der Temperatur, zu arbeiten.
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Die
Endstufe der Einrichtung kann gemäß einer vorteilhaften
Ausführungsform als Anzeigestufe ausgebildet sein, wenn
lediglich die Wetterprognosen an dem Gerät abgelesen werden
sollen.
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Da
die Wetterprognosen für den bestimmten begrenzten Ort aufgrund
des erfindungsgemäßen Verfahrens aber um ein Vielfaches
genauer sind als die Großwetterlageprognosen, können
diese zur wetterabhängigen Steuerung irgendwelcher elektrischer Steuerungsanlagen
herangezogen werden, beispielsweise von beweglichen Sonnendächern
oder Jalousien, von Fenstern oder auch von Heizungs- oder Klimaanlagen.
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Wie
bereits oben erwähnt, muss sichergestellt werden, dass
die von den Sensoren abgegebenen Werte der Realität entsprechen
und die Summiereinheit nicht mit irrealen Werten, z. B. durch Kabelbruch,
Sensorausfall oder falscher Ortswahl, gespeist wird. Um dies zu
verhindern, ist zwischen den Sensoren und der ersten Summiereinheit
eine Plausibilitätsstufe geschaltet, die eine Plausibilitätsprüfung
der Sensormesswerte unter Nutzung der wetterphysikalischen Ausgangssignale
der Empfangsstufe vornimmt. Im Fall des Auftretens eines nicht plausiblen
Wertes wird dieser nicht an die Summiereinheit weitergegeben. Dieser
Vorgang wird angezeigt, damit der Nutzer erkennen kann, dass ein
nicht korrekter Wert vorliegt.
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Wie
bereits erwähnt, ist gemäß einer vorteilhaften
Ausführungsform für jede Messwertgröße
in der Plausibilitätsstufe ein minimaler und ein maximaler
Wert gespeichert, den der aktuelle Wert nicht unterschreiten oder überschreiten
darf.
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Gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform für die
Plausibilitätsstufe ist für jede Messwertgröße
ein maximaler Gradientenwert gespeichert, den der aktuelle Gradientenwert
nicht überschreiten darf.
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Beide
Plausibilitätsprüfungen sind in etwa gleichwertig
in ihrer Wirkung zu betrachten. Beide Methoden der Plausibilitätsprüfung
können auch gleichzeitig zur Anwendung kommen und erhöhen dann
die Sicherheit für die Erkennung von Fehlmessungen weiter.
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Der
Eingang und der Ausgang der Stufe der Rechnereinheit sind durch
die Datumfenster gesteuert. Auf diese Weise wird erreicht, dass
die über den Datenkanal verbreiteten Wetterklassifizierungen
und wetterphysikalischen Größen und die von den
Sensoren abgegebenen wetterphysikalischen Größen zeitrichtig
miteinander verglichen werden. Ferner sind der Eingang und der Ausgang
der Stufe der Rechnereinheit durch die codierten Wetterklassifizierungen
gesteuert, um eine Synchronisierung von Wetterklassifizierungen
und wetterphysikalischen Daten sicherzustellen.
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Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen, die in zum Teil schematischer
Darstellung zwei Ausführungsbeispiele enthalten, näher
erläutert. Es zeigen
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1 ein
Blockschaltbild einer ersten Einrichtung zum Erstellen einer Wetterprognose
aus einer großflächigen Wettersimulation und örtlichen Wetterdaten,
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2 ein
Blockschaltbild einer zweiten Einrichtung zum Erstellen einer Wetterprognose
aus einer großflächigen Wettersimulation und örtlichen Wetterdaten
und
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3 eine Darstellung verschiedener Wettersymbole,
die in den Wetterklassifizierungen enthalten sind.
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Die
Einrichtung gemäß 1 weist
eine Empfangsstufe 1 auf zum Empfang der von einem Funksender 2 abgestrahlten
codierten Wetterklassifizierungen, von denen einige Wettersymbole
in 3 dargestellt sind, und wetterphysikalischer
Größen, die auf einem Großrechner des
Deutschen Wetterdienstes, auf der Basis weltweit erfasster wetterphysikalischer
Daten für eine Wetterprognose für das Gebiet der
Bundesrepublik Deutschland aufbereitet wurden. Ebenso können
sich auf die Großwetterlage beziehende Wetterdaten von
Meteotime, die ebenfalls über Funksender abgestrahlt werden,
oder von anderen Diensten, wie beispielsweise Pagerdienste, empfangen
werden.
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Der
Ausgang 3 für die wetterphysikalischen Größen
der Empfangsstufe 1 ist mit einem Eingang einer ersten
Summiereinheit 4 und einem Eingang einer zweiten Summiereinheit 5 verbunden.
Der zweite Eingang der Summiereinheit 4 steht mittelbar
mit den lokalen Sensoren 7 für die vor Ort zu
erfassenden wetterphysikalischen Daten in Verbindung. Der Ausgang
der Summiereinheit 4 ist an dem Korrekturdateneingang 8 der
Stufe 9a der Rechnereinheit 9 angeschlossen. Der
Korrekturdatenausgang 10 der Stufe 9a der Rechnereinheit 9 steht
mit dem zweiten Eingang der Summiereinheit 5 in Verbindung,
deren Ausgang an die Anzeigestufe 11 für die Wetterprognose
für den bestimmten begrenzten Ort, beispielsweise Seebach,
angeschlossen ist.
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Die
Eingangsstufe 1 empfängt und decodiert aus dem
Empfangssignal einerseits das Datumfenster mit Uhrzeit und andererseits
die wetterphysikalischen Daten und die codierten Wetterklassifizierungen
der großräumigen Wetterprognose für den
Ort der Anwendung. Die wetterphysikalischen Größen erscheinen,
wie bereits erwähnt, am Ausgang 3 der Eingangsstufe 1,
das Datum mit Uhrzeit am Ausgang 12 der Empfangsstufe 1 und
die codierten Wetterklassifizierungen am Ausgang 13 der
Empfangsstufe 1. Diese Daten werden zur weiteren Verwendung über
die in 1 und 2 aufgezeigten Wege der Rechnereinheit 9 zur
Steuerung der Stufe 9a übergeben. Die Rechnereinheit 9 führt
auf Basis der von der Eingangsstufe 1 übernommenen
Daten automatische Berechnungen aus. Die automatischen Berechnungen
erfolgen nach den zuvor beschriebenen Korrekturverfahren und werden
zumindest immer dann ausgeführt, wenn eine neue Prognose über
den Datenkanal empfangen wurde.
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Die
Rechnereinheit 9 mit der Stufe 9a erfüllt damit
zwei Funktionen. Zum einen werden die empfangenen wetterphysikalische
Größen der Großwetterlageprognose durch
die Anwendung von Korrekturverfahren KV den örtlichen Gegebenheiten
angepasst und zum anderen werden durch die Verwertung der Signale
der Sensoren 7 die Korrekturverfahren selbst opitmiert.
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Die
Stufe 9a Rechnereinheit 9 enthält für jede
codierte Wetterklassifizierung und für jedes der beiden
Datumfenster, mit Zeitabschnitt A und Zeitabschnitt B bezeichnet,
eine Anzahl von Korrekturverfahren KV. In der beschriebenen Variante
zur Bearbeitung der Temperaturprognose werden als codierte Wetterklassifizierung 15 verschiedene
durch Wettersymbole repräsentierte Wettererscheinungen
verwendet. Diese sind in 3 dargestellt.
Für jedes Wettersymbol ist ein Korrekturverfahren vorhanden. Die
beiden Zeitabschnitte werden durch das Sommer- und Winterhalbjahr
abgebildet.
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Die
vom Ausgang 13 der Empfangsstufe 1 übernommenen
codierten Wetterklassifizierungen werden dazu verwendet, Selectoren 14 und 15 anzusteuern,
die eine Auswahl der zur Anwendung kommenden Korrekturverfahren
KV vornehmen. Für die Datumfenster Sommerhalbjahr und Winterhalbjahr, mit
Zeitabschnitt A und Zeitabschnitt B bezeichnet, wird so ein Korrekturverfahren
KV vorausgewählt.
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Ein
weiterer nachgeschalteter Selector 16 wird vom Datum gesteuert.
Dieser Selector 16 entscheidet, ob das Korrekturverfahren
des Sommer- oder Winterhalbjahres zum Einsatz kommt. Das so ausgewählte
Korrekturverfahren KV wird auf die prognostizierte Temperatur über
die Summiereinheit 5 angewendet. Alle Korrekturverfahren
KV werden im Ablauf gleich, aber mit verschiedenen Parametern verwendet.
Zur prognostizierten Temperatur wird so über die Summiereinheit
die mittlere statistische Abweichung addiert. Die mittlere statistische
Abweichung wird für jedes Wettersymbol und jedes Datumfenster,
in vorliegendem Beispiel das Halbjahr, separat in der Einheit 17 bzw. 18 bestimmt.
Das Ergebnis der Korrektur wird von der Stufe 9a Rechnereinheit 9 einer
Anzeigestufe 11, einer Gebäudeleittechnik 19 und/oder
anderen Geräten zur weiteren Verwendung übergeben.
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Zur
Optimierung der Korrekturverfahren bestimmt die Rechnereinheit 9 mit
Hilfe der wetterphysikalischen Größen der Sensoren 7 ständig
die mittlere statistische Abweichung der Temperatur vor Ort. Dazu
werden die Messwerte der lokalen Sensoren 7 vorab einer
Plausibilitätsprüfung 20 unterzogen.
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Messwerte
werden nur dann für weitere Berechnungen übernommen,
wenn die Abweichung die Plausibilitätsgrenze nicht überschreitet.
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Zur
Bestimmung der mittleren statistischen Abweichung der Temperatur
wird im ersten Schritt in der Summiereinheit 4 die Differenz
zwischen den Messwerten der Sensoren 7 und der am Ausgang 3 der
Eingangsstufe 1 erscheinenden Temperaturprognose gebildet.
Welchem Halbjahr bzw. welchem Datumfenster die Differenz zugeordnet
wird, entscheidet der Selector 21 anhand der vom Ausgang 12 der Eingangsstufe 1 erhaltenen
Information zum Datum. Zwei weitere in Serie geschaltete Selectoren 22 und 23 ordnen
die Differenz je nach dem empfangenen Wettersymbol dem verantwortlichen
Optimierungsverfahren (OPKV) zu.
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Die
Optimierungsverfahren sind jeweils dem Korrekturverfahren KV zugeordnet,
welches für das gleiche Wettersymbol und das gleiche Halbjahr
zur Anwendung kommt. Die Optimierungsverfahren sind für
alle Wettersymbole und beide Halbjahre nach der Funktionsweise gleich.
Sie aktualisieren mit den bestimmten Differenzen der Temperatur
die mittlere statistische Abweichung der prognostizierten Temperatur
zur vor Ort gemessenen Temperatur und damit den von den Korrekturverfahren
verwendeten Parameter. Es wird eine Optimierung der Korrekturverfahren
vorgenommen.
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In
den Speichersystemen 17 und 18 sind für die
verschiedenen codierten Wetterklassifizierungen Korrekturverfahren
abgelegt. Die Speichersysteme 17 und 18 sind grundsätzlich
gleich aufgebaut. Die Teilung ist durch unterschiedliche Korrekturverfahren KV
und die zugehörige Optimierung des Korrekturverfahrens
für verschiedene Datumfenster bedingt.
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Die
verschiedenen Korrekturverfahren dienen dazu, die Werte der über
den Datenkanal empfangenen großräumigen Wetterprognose
nach bestimmten Regeln so zu beeinflussen, dass eine Anpassung eines
einzelnen oder mehrerer Bestandteile der Prognose an die örtlichen
Klimaverhältnisse erfolgt. Somit wird eine verbesserte
Wetterprognose für den Standort erstellt.
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Als
Ergebnis der Analyse von Messdaten der Temperatur und unter Berücksichtigung
der begrenzten Leistungsfähigkeit der bei Wetterstationen
zum Einsatz kommenden Controllern wurde als Korrekturverfahren (KV
Klasse n) T = TPROG +
KT ermittelt. Die korrigierte Temperatur
T wird durch Addition der prognostizierten Temperatur TPROG mit
einem Summanden KT bestimmt. Für
jede codierte Wetterklassifizierung und für jedes Datumfenster wird
im System ein Korrekturwerkt KT gespeichert.
Es sind somit 30 verschiedene Korrekturwerte KT im System
als Parameter für das Korrekturverfahren zu speichern.
Das Korrekturverfahren KV ist für alle Wettersymbole und
jedes Datumfenster dasselbe.
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Das
Korrekturverfahren kann allgemein für alle physikalischen
Größen als X = f(XPROG)
= K0·V0·XPROG 0 + K1·V1·XPROG 1 + ...Kn·Vn·XPROG n angegeben werden.
Dabei ist Kn der Korrekturwert, welcher die
Anpassung an die örtlichen Begebenheiten darstellt, und
Vn ein Parameter, der die Optimierung des Korrekturverfahrens
selbst realisiert. Die Korrekturverfahren sind damit flexibel gestaltet.
Sie können in ihrer Wirkung den unterschiedlichsten örtlichen
klimatologischen Verhältnissen während des Betriebs ständig
automatisch angepasst werden.
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Die
Auswahl der Korrekturverfahren ist in der beschriebenen Variante
durch den Zeitbereich und ein über den Datenkanal empfangenes
Auswahlkriterium bestimmt. Zusätzlich kann ein Auswahlkriterium eine
speziell zu diesem Zweck übertragene Information innerhalb
der Wetterklassifizierung sein, die nicht Bestandteil der großräumigen
Wetterprognose und nicht zur Anzeige gebracht oder zur Steuerung
anderer Einrichtungen herangezogen wird.
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Üblicherweise
ist das Auswahlkriterium eine zur Wetterprognose gehörende
Infomation, wie z. B. das das Wetter charakterisierende Symbol.
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Für
den Fall der Temperatur wird die Optimierung des Korrekturverfahrens
(OPKV Klasse n) durch die tägliche Bestimmung des Korrekturwertes KT vorgenommen. Das Optimierungsverfahren
ist für alle Wettersymbole und jedes Datumfenster gleich.
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In
der Abwandlung der Einrichtung gemäß 2 werden
auch die Differenzen zwischen der verbesserten örtlichen
Prognose und den Messwerten der örtlichen Sensoren 7 zur
Optimierung des Korrekturverfahrens KV verwendet. Die Einrichtung
gemäß 2 unterscheidet sich von derjenigen
der 1 dadurch, dass die wetterphysikalischen Größen
am Ausgang 3 der Eingangsstufe 1 nurmehr der Summiereinheit 5 zugeführt
werden und nach Verknüpfung mit den Korrekturdaten am Ausgang 10 des
Selectors 16 das Ausgangssignal der Summiereinheit 5 nicht
nur der Anzeigestufe 11, einer Gebäudeleittechnik 19 und
anderen Geräten zugeführt wird, sondern auch als
zweites Eingangssignal der Summiereinheit 4 dient. Die
Korrekturdaten fließen also erneut in das Korrekturverfahren
ein.
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In 3 sind schließlich noch 15 verschiedene
Wettersymbole dargestellt, wie sie derzeit über Datenkanäle
zu erhalten sind. Die Darstellung ist selbsterklärend.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A [0005]