JP2802469B2 - State prediction device - Google Patents

State prediction device

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JP2802469B2
JP2802469B2 JP35880592A JP35880592A JP2802469B2 JP 2802469 B2 JP2802469 B2 JP 2802469B2 JP 35880592 A JP35880592 A JP 35880592A JP 35880592 A JP35880592 A JP 35880592A JP 2802469 B2 JP2802469 B2 JP 2802469B2
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宏明 筒井
淳 黒崎
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、入出力関係のモデルを
用いて空調負荷等の予測を行う状態予測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a state predicting apparatus for predicting an air-conditioning load or the like using an input / output model.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、空調システム等の負荷状態の予測
を行う場合は、後述の自己回帰モデルや基本パターンの
組み合わせによるモデルを用いて、新たな状況に対する
予測を行うようにしている。即ち、上記自己回帰モデル
は、最近生じた事例、即ち近況事例を用いて数式のパラ
メータを決定することで作成される空調負荷のパターン
マッチングモデルであり、例えば近況の10日分のデー
タ240個を用い、次式を演算することで自己回帰曲線
のパラメータを決定している。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a load state of an air conditioning system or the like is predicted, a new situation is predicted using an autoregressive model described later or a model based on a combination of basic patterns. That is, the autoregressive model is a pattern matching model of an air-conditioning load created by determining a parameter of a mathematical expression using a case that has recently occurred, that is, a recent case. The parameters of the autoregressive curve are determined by calculating the following equation.

【0003】[0003]

【数1】 (Equation 1)

【0004】ここで、X(t)は観測時系列データであ
る熱負荷データ、e(t)は白色雑音時系列データ、a
(i),b(i),p,qはパラメータであり、これら
のパラメータを10日分のデータにより決定する。ま
た、基本パラメータの組み合わせによりモデルを作成す
る場合は、平日,土曜日(半休),休日の基本パターン
を過去の統計的データから決定し、これらのパターンの
組み合わせによりモデルを作成する。即ちこの基本パタ
ーンは1日の負荷を1時間毎に示すもので、この基本パ
ターンに対し各同時刻の負荷を過去から現在まで平滑化
することによって基本パターンを実際の負荷変動に追従
させようとするものである。
Here, X (t) is heat load data as observation time series data, e (t) is white noise time series data, a
(I), b (i), p, and q are parameters, and these parameters are determined based on data for 10 days. When a model is created using a combination of basic parameters, basic patterns for weekdays, Saturdays (half-holiday) and holidays are determined from past statistical data, and a model is created using a combination of these patterns. That is, this basic pattern indicates a daily load every hour, and the basic pattern follows the actual load fluctuation by smoothing the load at the same time from the past to the present with respect to this basic pattern. Is what you do.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような自
己回帰モデルは、メモリ容量や演算時間上の制限から実
際に扱うことのできるデータは、数時間分の負荷と誤差
値という数種類の変数データである。したがって、これ
らの変数によって表すことができるものは、実際には負
荷のパターンであり、負荷の実際の要因となる外気温等
の外的要因やこの外的要因により生じる負荷の変化量等
の内的要因が同時に変数として考慮されていないため、
モデルを補正する場合に正確に補正できず、したがって
負荷予測を正しく行うことができないという問題があっ
た。
However, in such an autoregressive model, data that can be actually handled due to limitations in memory capacity and calculation time includes several types of variable data such as loads for several hours and error values. It is. Therefore, what can be represented by these variables is actually the load pattern, and the external factors such as the outside temperature, which are the actual factors of the load, and the amount of change in the load caused by the external factors, etc. Factors are not simultaneously considered as variables,
There has been a problem that when a model is corrected, it cannot be corrected accurately, so that load prediction cannot be correctly performed.

【0006】また、モデルの補正を行う場合、補正対象
に対し要因をどのように扱うのかを決定することが困難
であり、また多数の要因に基づいて補正を行うような場
合、補正式等を決定するのが困難となるため、結果的に
現象を正確に記述できず、的確な負荷予測を行うことが
できない。また、過去10日分のデータによる平滑化の
ため、例えば10日間暑い日が続き11日目が急に涼し
くなるような、急激な変動への追従性に劣るという欠点
もある。
Further, when correcting a model, it is difficult to determine how to treat a factor with respect to a correction target. In the case of performing a correction based on a number of factors, a correction formula or the like is used. Since it is difficult to determine, a phenomenon cannot be accurately described as a result, and accurate load prediction cannot be performed. In addition, because of the smoothing based on the data for the past 10 days, there is also a drawback that, for example, a hot day continues for 10 days and the 11th day suddenly cools down, so that it is inferior in the ability to follow a sudden change.

【0007】一方、基本パターンの組み合わせによる予
測モデルの場合には、負荷を平滑化により実際の負荷変
動へ追従させるものであるため、上記したと同様に、急
激な変動に対して追従性が劣るという欠点がある。ま
た、基本パターンという固定パターンを用いているた
め、正確な記述を行うにはさらにいくつものパターンを
用意する必要があり、また例え多くのパターンを用意し
たとしても、新たな状況に対してどのパターンを用いる
かというパターン選択の問題が生じてしまう。このよう
に従来の手法は、パターンというものを基準としている
ために、外的な要因を考慮しにくく、特に逐次決定され
る固定化されたパターンでは記述できない急激な負荷変
動には対処できないという問題があった。また、予測値
はパターンマッチングされた数学モデルにより演算され
るため、新たな状況が、生成されたモデルで記述可能か
どうかの判定が困難となり、したがって予測値の信憑性
を判定することが困難であるという問題もあった。
On the other hand, in the case of the prediction model based on the combination of the basic patterns, the load is made to follow the actual load fluctuation by smoothing. There is a disadvantage that. In addition, since a fixed pattern called the basic pattern is used, it is necessary to prepare a number of patterns in order to perform accurate description, and even if many patterns are prepared, This causes a problem of selecting a pattern. As described above, since the conventional method is based on the pattern, it is difficult to consider external factors, and in particular, it cannot cope with a sudden load change that cannot be described with a fixed pattern determined sequentially. was there. Further, since the predicted value is calculated using a mathematical model subjected to pattern matching, it is difficult to determine whether a new situation can be described by the generated model, and thus it is difficult to determine the credibility of the predicted value. There was a problem.

【0008】したがって本発明は、急激な負荷変動を予
測できかつ予測値の信憑性を判定可能にすることを目的
とする。
Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to predict a sudden load change and determine the authenticity of the predicted value.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、数時間後に発生する状態を入力要因
との関係付けに基づいて予測する場合に、入力要因を示
す事例データを所定基準により類別する手段と、所定基
準により類別された各類の事例データを入力し認識のた
めの要因抽出を行い抽出された各要因に基づく認識モデ
ルを生成する手段と、所定基準により類別された各類の
事例データを入力しこの入力要因とその数時間後の状態
との因果関係モデルを生成する手段と、新たな状況が生
じたときに認識モデルを用いて新たな状況の各類への帰
属性を演算する手段と、因果関係モデルを用いて新たな
状況における予測値を演算する手段と、各類の帰属性と
予測値とを加重平均することによって最終的な推論値を
演算する手段と、予測値に対する信憑性を演算する手段
と、新たな状況と数時間後の実際に生じた状態とを認識
モデルに基づいて学習する手段と、新たな状況と数時間
後の実際に生じた状態とを因果関係モデルに基づいて学
習する手段とを設けたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve such a problem, the present invention provides a method for predicting a state that will occur several hours later based on a relationship with an input factor. Means for categorizing according to a predetermined criterion, means for inputting case data of each type categorized according to a predetermined criterion, extracting factors for recognition and generating a recognition model based on the extracted factors, and Means to generate a causal relationship model between the input factors and the state several hours after the input of case data of each class, and to use the recognition model when a new situation occurs, Means for calculating the attribution of a class, means for calculating a predicted value in a new situation using a causal relationship model, and calculation of a final inference value by weighted averaging of the attribution and the predicted value of each class. Means, Means for calculating the credibility of the measured values, means for learning the new situation and the state that has actually occurred several hours later based on the recognition model, and means for learning the new situation and the state that has actually occurred several hours later. For learning based on the causal relation model.

【0010】また、空調システムの熱負荷を予測する場
合に入力要因として外気温,外気温の変化量,不快指
数,熱負荷及び熱負荷の変化量のデータを用いると共
に、この入力要因による出力要因として数時間後に生じ
る熱負荷の各データを用い、数時間後の熱負荷の予測に
用いる入力要因が何時間前のデータを用いれば良いかを
決定する入力要因決定手段と、この入力要因決定手段に
より決定された入力要因を象徴化データに変換する入力
要因象徴化手段と、上記象徴化データに基づき入力要因
と出力要因とを関連づけてモデルを生成するモデリング
手段と、新たな入力要因が入力されたときに上記モデル
を用いて推論を行う推論手段とを設けたものである。
In addition, when predicting the heat load of the air conditioning system, data of the outside air temperature, the change amount of the outside air temperature, the discomfort index, the heat load, and the change amount of the heat load are used as input factors, and the output factors of the input factors are used. Input factor determining means for determining how many hours before the input factor used for predicting the thermal load several hours later should be used, using each data of the heat load occurring several hours later, and this input factor determining means Input factor symbolizing means for converting the input factor determined by the above into symbolized data, modeling means for generating a model by associating the input factor with the output factor based on the symbolized data, and a new input factor. And an inference means for inferring using the above model when the inference is performed.

【0011】[0011]

【作用】状態予測を行う場合、所定基準により類別され
た各類の事例データの要因抽出が行われ、これに基づい
て認識モデルが生成されると共に、各類の事例データか
ら因果関係モデルが生成される。そして新たな状況が生
じたときに認識モデルを用いて各類への帰属性が演算さ
れ、また因果関係モデルを用いて新たな状況における予
測値が演算されると共に、この予測値の信憑性が演算さ
れる。そしてこれら各類の帰属性と予測値とが加重平均
されることにより最終的な推論値が得られる。
When performing state prediction, a factor is extracted from each type of case data classified according to a predetermined criterion, and a recognition model is generated based on this, and a causal relationship model is generated from each type of case data. Is done. Then, when a new situation arises, the attribution to each class is calculated using the recognition model, the predicted value in the new situation is calculated using the causal relationship model, and the credibility of this predicted value is calculated. Is calculated. Then, a final inference value is obtained by performing a weighted average of the attribute values and the predicted values of these classes.

【0012】また、空調システムの熱負荷を予測する場
合、入力要因として外気温,外気温の変化量,不快指
数,熱負荷及び熱負荷の変化量の各データが用いられる
ると共に、この入力要因による出力要因として数時間後
に生じる熱負荷のデータが用いられ、数時間後の熱負荷
の予測に用いる入力要因が何時間前のデータを用いれば
良いかが決定されると共に、決定された入力要因が象徴
化データに変換され、この象徴化データに基づき入力要
因と出力要因とを関連づけたモデルが生成され、新たな
入力要因が入力されたときに上記モデルを用い数時間後
の熱負荷の予測が行われる。
Further, when predicting the heat load of the air conditioning system, data of the outside air temperature, the change amount of the outside air temperature, the discomfort index, the heat load and the change amount of the heat load are used as input factors. The data of the heat load that occurs several hours later is used as the output factor, and the input factor used to predict the heat load several hours later is used to determine how many hours ago the data should be used. Is converted into symbolized data, and a model that associates input factors with output factors is generated based on the symbolized data. When a new input factor is input, the heat load is predicted several hours later using the model. Is performed.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明に係る状態予測装置を適用したシス
テムの一実施例を示すブロック図であり、このシステム
は、地域冷暖房の空調負荷予測システムである。同図に
おいて、1は過去に例えば或る時間毎に観測された外気
温やこのときの不快指数等の事例データを記憶する記憶
装置、2はこの事例データを各月毎に類別するデータ類
別部、10は各月毎の事例データから認識モデルを作成
すると共に,実際に外気温等の新たなデータが入力され
たときにこの認識モデルに基づき各月への帰属性を認識
し負荷予測を行う状態認識自動生成装置、20は各月毎
の事例データから各月の因果関係モデルを作成すると共
に,新しいデータが入力されたときにこの因果関係モデ
ルに基づいて推論を行いかつその信憑性を算出する推論
装置、30は負荷予測値表示部、40は信憑性統合手
段、50は信憑性表示部である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a system to which a state prediction device according to the present invention is applied. This system is an air conditioning load prediction system for district cooling and heating. In the figure, reference numeral 1 denotes a storage device for storing case data such as an outside air temperature observed at certain time intervals in the past and a discomfort index at this time, and 2 denotes a data classification unit for classifying the case data for each month. Numeral 10 creates a recognition model from the case data for each month, and when new data such as outside temperature is actually input, recognizes the attribution to each month based on this recognition model and performs load prediction. The state recognition automatic generation device 20 creates a causal relationship model for each month from the case data for each month, and when new data is input, makes inferences based on the causal relationship model and calculates its credibility. An inference apparatus 30 is a load predicted value display unit, 40 is a credibility integration unit, and 50 is a credibility display unit.

【0014】ここで、状態認識自動生成装置10は、認
識モデル生成手段11、認識モデル学習手段12、認識
モデル記憶部13、認識モデル状況入力手段14、帰属
性認識手段15、最終予測値決定手段16から構成され
ている。そして認識モデル生成手段11は、過去の事例
データから認識のための要因抽出を行い各要因による認
識モデルを生成すると共に、認識モデル学習手段12は
外気温等の新事例データを入力した場合にこれを学習し
て上記認識モデルの更新等を行い、これらの認識モデル
は認識モデル記憶部13に記憶される。一方、帰属性認
識手段15は、認識モデル状況入力部14からの新事例
データを入力した場合、記憶部13の認識モデルに基づ
いて各要因への帰属性を認識してこの認識結果を最終予
測値決定手段16へ送出すると共に、最終予測値決定手
段16は、この認識結果と推論装置20の推論結果とを
加重平均して最終の負荷予測値として出力するものとな
っている。
Here, the state recognition automatic generation device 10 includes a recognition model generation unit 11, a recognition model learning unit 12, a recognition model storage unit 13, a recognition model situation input unit 14, an attribute recognition unit 15, a final predicted value determination unit. 16. Then, the recognition model generating means 11 extracts factors for recognition from past case data to generate a recognition model based on each factor, and the recognition model learning means 12 generates a recognition model when inputting new case data such as outside air temperature. And updates the above recognition model, and the like, and these recognition models are stored in the recognition model storage unit 13. On the other hand, when the new case data is input from the recognition model situation input unit 14, the attribution recognizing unit 15 recognizes the attribution to each factor based on the recognition model in the storage unit 13, and finalizes the recognition result. In addition to sending the result to the value determining means 16, the final predicted value determining means 16 outputs a weighted average of the recognition result and the inference result of the inference apparatus 20, and outputs the result as a final load predicted value.

【0015】また、推論装置20は、因果関係モデル生
成手段21、因果関係モデル学習手段22、因果関係モ
デル記憶部23、因果関係モデル状況入力部24、推論
手段25、信憑性計算手段26から構成されている。そ
して、因果関係モデル生成手段21は、過去の事例デー
タについてその入力要因とその数時間後の結果である例
えば室温との因果関係のモデルを生成すると共に、因果
関係モデル学習手段22は、新事例データが入力された
場合にこれを学習して上記因果関係モデルの更新等を行
い、これらの因果関係モデルは因果関係モデル記憶部2
3に記憶される。一方、推論手段25は、因果関係モデ
ル状況入力部24からの新事例データを入力すると、こ
の新事例データについて記憶部13の因果関係モデルに
基づき推論を行い、この推論結果を上記最終予測値決定
手段16へ送出して状態認識自動生成装置10による認
識結果と統合させ、負荷予測値表示部30にこの予測値
を表示させる。また推論手段25はその推論結果を信憑
性計算手段26へ送出して信憑性の演算を行わせ、信憑
性表示部50に表示させる。なお、推論手段25は、新
事例データを推論する場合、位相(topology)
に基づいて推論するようにしている。この位相とは、集
合に連続の概念が定義できるように与えられる構造のこ
とを言い、例えば新事例データと過去の事例データとの
距離や類似性の近さ等を示している。
The inference apparatus 20 includes a causal relation model generating means 21, a causal relation model learning means 22, a causal relation model storage unit 23, a causal relation model situation input unit 24, an inference means 25, and a credibility calculation means 26. Have been. Then, the causal relationship model generating means 21 generates a model of a causal relation between the input factor and the result several hours later, for example, room temperature, with respect to the past case data, and the causal relation model learning means 22 generates a new case model. When data is input, it learns the data and updates the causal relation model, and these causal relation models are stored in the causal relation model storage unit 2.
3 is stored. On the other hand, when the new case data is input from the causal relationship model situation input unit 24, the inference means 25 makes an inference based on the causal relationship model in the storage unit 13 for this new case data, and outputs the inference result to the final prediction value determination. The load is sent to the means 16 and integrated with the recognition result by the automatic state recognition generation device 10 to display the predicted value on the load predicted value display section 30. Further, the inference means 25 sends the inference result to the credibility calculation means 26 to cause the credibility calculation unit 26 to perform credibility calculation and display the result on the credibility display unit 50. When inferring new case data, the inference means 25 sets the topology.
Inferring based on. The phase refers to a structure given to a set so that the concept of continuity can be defined, and indicates, for example, a distance between similar new case data and past case data, similarity between similar cases, and the like.

【0016】図2は上記状態予測装置の要部を示す機能
ブロック図であり、上記したデータ類別部2,認識モデ
ル生成手段11及び因果関係モデル生成手段21からな
る状態予測モデル生成部Aと、認識モデル学習手段12
及び因果関係モデル学習手段22からなるモデル学習部
Bと、帰属性認識手段15,推論手段25及び最終予測
値決定手段16からなる状況予測部Cと、信憑性計算手
段26と、負荷予測値表示部30及び信憑性表示部50
からなる結果表示部Dとから構成されている。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a main part of the state predicting apparatus. The state predicting model generating unit A includes the data classifying unit 2, the recognition model generating unit 11 and the causal relation model generating unit 21. Recognition model learning means 12
A model learning unit B including a causal relationship model learning unit 22, a situation prediction unit C including an attribute recognition unit 15, an inference unit 25, and a final predicted value determination unit 16, a credibility calculation unit 26, and a load predicted value display. Unit 30 and credibility display unit 50
And a result display section D.

【0017】ここで、図3〜図8を用い、状態予測モデ
ル生成部A内のデータ類別部2,認識モデル生成手段1
1及び状態予測部C内の帰属性認識手段15の各機能の
詳細について説明する。今、外気温や不快指数等の入力
変数をXj (i=1,・・・,n)、及び数時間後の熱
負荷等の出力変数をyとし、入出力変数の組で決定され
るような年間を通じた状態モデルがあるとする。ここで
状態モデルを作成する場合、各変数の例えば年間レンジ
に対するモデルを作成しようとすると、非常に複雑な入
出力空間になってしまうことから、各月毎のモデルを既
存のモデリング手法で作成し、その状態モデルをMi
(i=1,・・・,12)とする(つまり、この月とい
うものが上記データ類別部2のデータ類別時の類別基準
であり、年間の状態を類別するためのものである)。即
ち、各月の入力変数の組に対し、各月の変数レンジにお
けるモデルを式(2)にしたがって作成する。なお、説
明の簡略化のために、後述する識別変数が入力変数の中
にあるものとして考察を進める。
Here, referring to FIGS. 3 to 8, the data classification unit 2 and the recognition model generation unit 1 in the state prediction model generation unit A will be described.
The details of each function of the attribute recognition unit 15 in the state prediction unit 1 and the state prediction unit C will be described. Now, X j (i = 1,..., N) is an input variable such as an outside air temperature and a discomfort index, and y is an output variable such as a heat load several hours later. Suppose there is a state model throughout the year like this. When creating a state model, creating a model for each variable, for example, an annual range, would result in a very complicated input / output space. , the state model M i
(I = 1,..., 12) (that is, this month is a classification criterion for the data categorization of the data categorizing unit 2 and categorizes the yearly state). That is, for each set of input variables for each month, a model in the variable range for each month is created according to equation (2). For the sake of simplicity, the discussion proceeds assuming that an identification variable described later is included in the input variables.

【0018】[0018]

【数2】 (Equation 2)

【0019】また、各入力変数に対する年間レンジを式
(3)にしたがって決定する。この年間レンジの状況は
図3に示すようになる。
Further, the annual range for each input variable is determined according to equation (3). The situation of this annual range is as shown in FIG.

【0020】[0020]

【数3】 (Equation 3)

【0021】次に階層化を行うために、各入力変数のメ
ンバシップ関数の作成を行うが、ここではまず、図4に
示すように各入力変数の年間レンジに対するm等分の分
割(デジタイズ)を行う。
Next, in order to create a hierarchy, a membership function for each input variable is created. Here, first, as shown in FIG. 4, each input variable is divided into m equal parts with respect to the annual range (digitization). I do.

【0022】そして、m等分に分割されたレンジに対し
て各入力変数の月のデータがどのデジットに幾つ属する
かを演算する。この演算の結果、例えば外気温や不快指
数等のデータ分布は、図5に示すようになる。
Then, with respect to the range divided into m equal parts, a calculation is made as to which digit and how many digits the month data of each input variable belongs to. As a result of this calculation, for example, the data distribution such as the outside air temperature and the discomfort index is as shown in FIG.

【0023】次に可能性分布を計算し、これをメンバシ
ップ関数とするために、図6に示すような各月のデータ
分布におけるデータの最大値(maxNO.of i)
で正規化を行う。この結果、メンバシップ関数Axjは図
7に示すようになる。
Next, in order to calculate the possibility distribution and use it as a membership function, the maximum value (maxNO.ofi) of the data in the data distribution of each month as shown in FIG.
Perform normalization with. As a result, the membership function A xj becomes as shown in FIG.

【0024】こうして各状態モデルのメンバシップ関数
が定められると、階層化のための変数を選択することに
より、各状態モデルの特徴づけを行う要因を抽出する。
即ち、変数Xj (j=1,・・・,n)のうち、各月の
モデルの特徴が識別できる変数で階層化を行う。即ちこ
こでは、図8に示すような各月のメンバシップ関数の重
心値C(Axj Mi)を計算すると共に、この計算値と各月
の前後2ケ月の重心値C(Axj M-2 ),C(Axj M+2
との距離をそれぞれ計算する。そして、式(4)にした
がい、この計算された距離が年間レンジに対して或しき
い値q以上ならば上記した識別変数として自動選択す
る。また、このようなメンバシップ関数の分布を表示さ
せるようにして、扱い者へ報知すれば、扱い者は識別変
数を容易に選択することもできる。
When the membership function of each state model is determined in this manner, factors for characterizing each state model are extracted by selecting variables for hierarchization.
That is, hierarchization is performed using variables that can identify the features of the model of each month among the variables X j (j = 1,..., N). That is, here, the center of gravity C (A xj Mi ) of the membership function of each month as shown in FIG. 8 is calculated, and the calculated value and the center of gravity C (A xj M−2 ) of two months before and after each month are calculated. ), C (A xj M + 2 )
Calculate the distance to each. Then, according to equation (4), if the calculated distance is equal to or more than a certain threshold value q with respect to the annual range, the distance is automatically selected as the above-mentioned identification variable. Further, by displaying the distribution of such a membership function and notifying the operator, the operator can easily select an identification variable.

【0025】[0025]

【数4】 (Equation 4)

【0026】なお、この識別変数を選択する場合、本実
施例では或る月のメンバシップ関数の重心値とその前後
2ケ月の重心値の距離を算出しており、前後1ケ月とは
していない。これは各月の境界にあいまいさを持たせる
ためである。一般的には、各重心値C(Axj Mi)間の距
離を或しきい値q’以上として識別変数を選択すれば良
い。また、扱い者が表示されたメンバシップ関数の分布
から感覚的に決定することも容易である。
When this discriminant variable is selected, in the present embodiment, the distance between the center of gravity value of the membership function of a certain month and the center of gravity values of two months before and after that is calculated, and one month before and after is calculated. Absent. This is to make the boundaries of each month ambiguous. Generally, the discrimination variable may be selected by setting the distance between the respective barycentric values C (A xj Mi ) to a certain threshold value q 'or more. Further, it is easy for the operator to intuitively determine the distribution of the displayed membership functions.

【0027】ここで、或るレンジに対し幾つメンバシッ
プ関数が定義されたかをカウントしてその数をNとし、
このメンバシップ関数Nとしきい値qの関係が式(5)
を満たすような場合に、メンバシップ関数が識別可能な
位置に配置されたと考えられる。
Here, the number of membership functions defined for a certain range is counted, and the number is defined as N.
The relationship between the membership function N and the threshold value q is expressed by equation (5).
When the condition is satisfied, it is considered that the membership function is arranged at a position where it can be identified.

【0028】[0028]

【数5】 (Equation 5)

【0029】このようにして、認識モデル生成手段11
により、各状態モデルの特徴づけを行う要因が抽出され
ると共に、これに基づく認識モデルの生成が行われる。
次に、新たな入力データに対し、どの月に属する可能性
が最も高いかを示す帰属性(可能性)を帰属性認識手段
15により認識する。即ち、上記の識別変数をXi (i
=1’,・・・,n’)とするとき、入力データXi
(t)(i=1,・・・,n)が与えられると、各月へ
の帰属性Poss(Mi)は、式(6)に基づいて決定
される。即ち、
Thus, the recognition model generating means 11
As a result, factors for characterizing each state model are extracted, and a recognition model is generated based on the factors.
Next, the membership recognizing unit 15 recognizes the membership (possibility) indicating which month the user is most likely to belong to the new input data. That is, the above-mentioned identification variable X i (i
= 1 ′,..., N ′), the input data Xi
Given (t) (i = 1,..., N), the attribution Pos (Mi) to each month is determined based on the equation (6). That is,

【0030】[0030]

【数6】 (Equation 6)

【0031】したがって、識別変数Xi (i=1’,・
・・,n’)によって階層化が行われたことになる。次
に、こうして決定された階層化モデルの推論値を決定す
る。即ち、入力データXi(t)(i=1,・・・,
n)に対し、予め作成されている月モデルにより推論値
y(t)Mi(i=1,・・・,12)を得る。これによ
り推論値y(t)は、式(7)に基づいて算出され、各
状態モデルを統合した全体モデルの推論値が得られる。
Therefore, the identification variables X i (i = 1 ′,.
.., n ') means that the hierarchization has been performed. Next, the inference value of the hierarchical model thus determined is determined. That is, the input data Xi (t) (i = 1,...,
With respect to n), an inference value y (t) Mi (i = 1,..., 12) is obtained using a previously created month model. As a result, the inference value y (t) is calculated based on Expression (7), and the inference value of the entire model obtained by integrating the state models is obtained.

【0032】[0032]

【数7】 (Equation 7)

【0033】このように、複雑な入出力関係の状態の類
を認識するモデルが自動的に、または扱い者の判断によ
り容易に生成できるために、モデル作成の工数が削減で
きると共に、複雑な入出力関係を類別できるため、モデ
ルの記述性が向上する。例えば年間モデル等の最下層の
状態モデルである月モデルは、各入出力空間のレンジが
月のレンジに限定されるため、そのレンジに対してモデ
ルの記述を行えば良く、したがってモデルの精度が向上
する。また最下層の状態モデルの入出力関係データ(入
出力変数)だけをメモリに記憶すれば良く、少ない容量
のメモリでモデリングが行える。なお、新たな入力デー
タがあった場合に、認識モデル学習手段12は、上記認
識モデルに基づいて学習を行い、これを更新する。
As described above, since a model recognizing the kind of complicated input / output relation can be automatically or easily generated by the judgment of the operator, the man-hour for model creation can be reduced and the complicated input / output state can be reduced. Since the output relation can be categorized, the description of the model is improved. For example, the monthly model, which is the state model of the lowest layer such as the annual model, has a range of each input / output space limited to the range of the moon. improves. In addition, only the input / output relation data (input / output variables) of the state model in the lowermost layer need be stored in the memory, and modeling can be performed with a small capacity memory. When there is new input data, the recognition model learning means 12 performs learning based on the above recognition model and updates it.

【0034】次に、状況予測モデル生成部Aを構成する
因果関係モデル生成手段21及び状況予測部Cを構成す
る推論手段25,最終予測値決定手段16の機能の詳細
について説明する。推論手段25は、過去の事例データ
について外気温や不快指数等の入力要因とその数時間後
の結果である例えば室温との因果関係について扱うもの
であり、入力空間としてX=<x1,x2,・・・,x
n>を、また出力空間としてY=<y>を仮定した場合
に、時刻tにおいて生じた事象X1(t),X2
(t),・・・,Xn(t)がα時間後に出力Y(t+
α)を生じるような、つまり入出力データとして{X1
(t),X2(t),・・・,Xn(t),Y(t+
α)}(t=1,・・・,N)の関係を有し、各入出力
変数が連続的に変化するようなデータを推論するもので
ある。
Next, the details of the functions of the causal relation model generation means 21 constituting the situation prediction model production section A, the inference means 25 constituting the situation prediction section C, and the final predicted value determination means 16 will be described. The inference means 25 handles the causal relationship between input factors such as the outside air temperature and the discomfort index of past case data and the result several hours later, for example, room temperature, and X = <x1, x2, as an input space. ..., x
n> and Y = <y> as the output space, events X1 (t) and X2 occurring at time t
(T),..., Xn (t) are output after α hours, and output Y (t +
α), that is, 入 出力 X1
(T), X2 (t), ..., Xn (t), Y (t +
α)} (t = 1,..., N), and infers data in which each input / output variable changes continuously.

【0035】ここで推論手段25により推論を行う前
に、まず、因果関係モデル手段21により過去の事例デ
ータについて事例ベースを作成する。即ち、まず入力空
間を離散化して有限個の入力事象に分割し、同一入力現
象に属する入出力データを統合化することで1つの事例
を生成する。このとき事例の条件部、つまり外気温や不
快指数等のデータは、離散化された入力データ{X1,
X2,・・・,Xn}となり、また事例の結論部、つま
りα時間後の室温は、出力データの重心値Y,同一入力
事象が起こった回数n及びその偏微分値の重心値ΔY/
ΔX1,・・・,ΔY/ΔXn、即ち{Y,n,ΔY/
ΔX1,・・・,ΔY/ΔXn}となる。
Before inference is performed by the inference means 25, first, a case base is created for past case data by the causality model means 21. That is, an input space is first discretized and divided into a finite number of input events, and one case is generated by integrating input / output data belonging to the same input phenomenon. At this time, the condition part of the case, that is, the data such as the outside air temperature and the discomfort index is obtained by discretized input data {X1,
Xn}, and the conclusion of the case, that is, the room temperature after α hours, is the barycentric value Y of the output data, the number n of times the same input event has occurred, and the barycentric value ΔY /
ΔX1,..., ΔY / ΔXn, that is, {Y, n, ΔY /
ΔX1,..., ΔY / ΔXn}.

【0036】例えば、入力データとして外気温X1
(℃)及び不快指数X2(%)が観測され、これらのデ
ータの或期間内の各時刻t(t=1,・・・,N)を通
しての最大値(max),最小値(min)がそれぞ
れ、 X1(max)=30.0,X1(min)=20.0 X2(max)=80.0,X2(min)=70.0 となり、かつ時刻t=t1 におけるデータ X1(t1 )=25.6,X2(t1 )=78.7 が得られたとき、この入力空間を離散化するための離散
化数を「10」(最大値と最小値間を10分割する)と
すれば、離散化されたデータは例えばX1=6,X2=
9として表され、{6,9}という1つの事象に象徴化
される。ここで、時刻t=t1 +αにおける室温Y(t
1 +α)を25.0とすると、{6,9}→25.0と
いう因果関係が得られたことになる。
For example, as input data, the outside air temperature X1
(° C.) and the discomfort index X2 (%) are observed, and the maximum value (max) and the minimum value (min) of these data during each time t (t = 1,..., N) in a certain period are obtained. each, X1 (max) = 30.0, X1 (min) = 20.0 X2 (max) = 80.0, X2 (min) = 70.0 , and the and the data at time t = t 1 X1 (t 1 ) = 25.6, X2 (t 1 ) = 78.7, and the discretization number for discretizing this input space is “10” (division between the maximum value and the minimum value is divided into 10). Then, the discretized data is, for example, X1 = 6, X2 =
9 and is symbolized by one event {6,9}. Here, the room temperature Y (t at time t = t 1 + α)
If (1 + α) is 25.0, a causal relationship of {6, 9} → 25.0 is obtained.

【0037】また、時刻t=t1 +1における事象が X1(t1 )=25.8,X2(t1 )=78.79で
室温Y(t1 +α+1)=25.5 であるときは、入力事象は同一の{6,9}に属し、同
一入力事象に対して生じた事象として {6,9}→25.25[={25.0+25.5}/
2、ここでn=2] として平均化され、事例データの圧縮が行われる。この
結果、事例ベースに要するメモリの容量を従来例に比べ
格段に少なくできる。また、上記した各偏微分値とは、
各入力変数の変化量に対する出力の変化量であり、この
場合各入出力変数が連続データであることから、この偏
微分値ΔY/ΔXi(t)は式(8)により計算するこ
とができる。
When the event at time t = t 1 +1 is X1 (t 1 ) = 25.8, X2 (t 1 ) = 78.79 and the room temperature Y (t 1 + α + 1) = 25.5, The input events belong to the same {6, 9}, and {6, 9} → 25.25 [= {25.0 + 25.5} /
2, where n = 2] and the case data is compressed. As a result, the capacity of the memory required for the case base can be significantly reduced as compared with the conventional example. Further, each partial differential value described above is
This is the amount of change in output with respect to the amount of change in each input variable. In this case, since each input / output variable is continuous data, the partial differential value ΔY / ΔXi (t) can be calculated by equation (8).

【0038】[0038]

【数8】 (Equation 8)

【0039】以上のように、過去の事例(既存事例)に
ついて事例ベースの作成を行った後に、次に新事例につ
いての推論を推論手段25により行う。まず、新事例の
条件部を{Xi* }(i=1,2,・・・,n)とし、
既存事例を{Xi,Y,n,ΔY/ΔXi}(i=1,
2,・・・,n)とする。ここで、新事例の条件部は、
入力と同時に上記のように離散化され、かつ象徴化され
ている。
As described above, after a case base is created for a past case (existing case), inference about a new case is performed by the inference means 25 next. First, let the condition part of the new case be {Xi * } (i = 1, 2,..., N),
The existing case is defined as {Xi, Y, n, ΔY / ΔXi} (i = 1,
2,..., N). Here, the condition part of the new case is
At the same time as the input, it is discretized and symbolized as described above.

【0040】ここで新事例の推論を行う場合は、まず新
事例に対する既存事例の類似度を決定する(この類似度
とは、位相における近傍系という概念に相応する)。新
事例に対する既存事例の類似度は次のような定義により
決定する。即ち、 類似度0は、|Xi* −Xi|=0 (i=1,
2,・・・,n) 類似度1は、|Xi* −Xi|≦qXi (i=1,
2,・・・,n) 類似度2は、|Xi* −Xi|≦qXi+1(i=1,
2,・・・,n) 類似度3は、|Xi* −Xi|≦qXi+2(i=1,
2,・・・,n) のように定義する。ここで、qXiはしきい値と呼ばれ、
既存事例データから、Y(既存事例の結論部)の許容精
度に対するXi(既存事例の条件部)の分散により決定
したデジット値である。
Here, when inferring a new case, first, the similarity of the existing case to the new case is determined (this similarity corresponds to the concept of a neighborhood system in phase). The similarity of the existing case to the new case is determined by the following definition. That is, the similarity 0 is | Xi * −Xi | = 0 (i = 1,
2,..., N) The similarity 1 is | Xi * −Xi | ≦ q Xi (i = 1,
2,..., N) Similarity 2 is | Xi * −Xi | ≦ q Xi +1 (i = 1,
2,..., N) The similarity 3 is | Xi * −Xi | ≦ q Xi +2 (i = 1,
2,..., N). Here, q Xi is called a threshold,
It is a digit value determined from variance of Xi (condition part of existing case) with respect to allowable accuracy of Y (conclusion part of existing case) from existing case data.

【0041】一例として、X1を外気温,X2を不快指
数とし,Y=α時間後の室温を考えた場合、室温Yと予
測値との誤差が2度以内の予測をしようとしたとき、入
力空間と同様に1デジットが2度となるように離散化を
行う。そして離散化数が例えば「20」であったとする
と、 デジット1〜20それぞれに対し同一デジットに属す
るY* (新事例の結論部)を既存事例データから収集し
クラスタリングを行い、同一のクラスに属した新事例の
条件部X1,X2の分散を求める。 Y(既存事例の結論部)のデジットiに属する新事例
の条件部X1,X2の各クラスターの分散を離散値とし
て計算し、クラスタ数で平均化することでデジット値q
X1,qiX2を求める。 デジット値qiX1,qiX2を下式にしたがって平均化
する。即ち、 qX1=ΣqiX1/20,qX2=ΣqiX2/20
As an example, when X1 is the outside air temperature, X2 is the discomfort index, and the room temperature after Y = α hours is considered, when an error between the room temperature Y and the predicted value is attempted within two degrees, an input is made. Discretization is performed so that one digit becomes twice as in the case of space. If the discretization number is, for example, "20", Y * (conclusion part of a new case) belonging to the same digit for each of digits 1 to 20 is collected from existing case data, clustered, and belong to the same class. The variance of the conditional parts X1 and X2 of the new case is obtained. The variance of each cluster of the condition parts X1 and X2 of the new case belonging to the digit i of Y (conclusion part of the existing case) is calculated as a discrete value, and the digit value q is obtained by averaging with the number of clusters.
i X1 and qi X2 are obtained. Digit values qi X1 and qi X2 are averaged according to the following equation. That is, q X1 = Σqi X1 / 20, q X2 = Σqi X2 / 20

【0042】ここで、最も近いデジット値として、qX1
=2,qX2=3(実際には、qX1=2.123・・・,
X2=3.456・・・)とする。しかし、Yが1度以
内を必要とすれば、qX1=1,qX2=2となり、要求さ
れる精度によってデジット値qXiは異なる。即ち、各変
数Xiに対し既存事例と新事例との距離がqXiより小さ
ければ条件部の位相が近いとされ、その時には新事例の
結論部は、既存事例の結論部に対して要求される精度内
に入っていると見なされる。
Here, the closest digit value is q X1
= 2, q X2 = 3 (actually, q X1 = 2.123...,
q X2 = 3.456...). However, if Y needs to be within 1 degree, q X1 = 1 and q X2 = 2, and the digit value q Xi differs depending on the required precision. That is, the distance between the existing case and new case for each variable Xi is the phase of the condition part is smaller than q Xi is closer, the conclusion part of the new case at that time is required for the conclusion of the existing case Considered to be within precision.

【0043】次に、推論手段25は新事例に対する類似
事例を検索する。即ち、新事例に対する類似度が高い順
に、最適事例の既存事例を類似事例として抽出する。こ
の最適事例数は、例えば既存事例によるシミュレーショ
ンから最も推論が良くなる事例数を選択する。同一類似
度の既存事例が最適事例数より多く存在する場合は、各
変数XiがYに与える影響度、即ち後述する相関係数R
Xiの大小によって各変数に優先度を設定して抽出する。
Next, the inference means 25 searches for a similar case to the new case. That is, the existing case of the optimal case is extracted as a similar case in the order of higher similarity to the new case. As the optimum number of cases, for example, the number of cases that makes the best inference from a simulation based on existing cases is selected. If there are more existing cases with the same degree of similarity than the optimal case number, the degree of influence of each variable Xi on Y, that is, the correlation coefficient R
The priority is set for each variable according to the magnitude of Xi and extracted.

【0044】次に、推論手段25は、新事例に対する類
似事例の重要度を決定する。この場合、入力空間に距離
を定義して事例間の位相を考慮する。ここでは例として
式(9)に示すような距離Lを導入する。
Next, the inference means 25 determines the importance of the similar case with respect to the new case. In this case, a distance is defined in the input space and the phase between cases is considered. Here, a distance L as shown in Expression (9) is introduced as an example.

【0045】[0045]

【数9】 (Equation 9)

【0046】ここで、Φiは変数Xiにおける距離の重
みである。そして抽出された最適事例数m個の類似事例
の推論時の重要度Wjを式(10)を用いて定義する。
即ち、
Here, Φi is the weight of the distance in the variable Xi. Then, the importance Wj at the time of inference of the extracted m similar cases of the number of optimal cases is defined using Expression (10).
That is,

【0047】[0047]

【数10】 (Equation 10)

【0048】こうして抽出されたm個の類似事例を用い
て、新事例Xi* (i=1,2,・・・,n)に対する
推論値Y* を式(11)式を用いて計算し統合化する。
Using the m similar cases extracted in this way, an inference value Y * for a new case Xi * (i = 1, 2,..., N) is calculated using Expression (11) and integrated. Become

【0049】[0049]

【数11】 [Equation 11]

【0050】ここで、Lijはi番目の事例のj入力変数
軸上での入力データからの距離、yiはi番目の類似既
存事例の結論値、ΔY/ΔXjはi番目の類似既存事例
のj番目の変動が結論値に与える変動の割合をそれぞれ
示している。
Here, Lij is the distance of the i-th case from the input data on the j-input variable axis, yi is the conclusion value of the i-th similar existing case, and ΔY / ΔXj is j of the i-th similar existing case. The percentage of the change that the second change gives to the conclusion value is shown.

【0051】次に推論結果の信憑性判定を信憑性計算手
段26の計算結果に基づいて行う。即ち、推論に使用さ
れた類似事例の新事例に対する類似度を用い、推論結果
に対する信憑性を判定する。例えば、推論に用いられた
類似事例の新事例に対する類似度の中で、最も高い類似
度がこの推論結果に対する信憑性であると定義すると、
最も高い類似度が「1」である推論結果は、信憑性が
「1」であると判定される。この場合、信憑性「0」が
最も信憑度が高く、数字が大きくなるにつれ信憑度が低
くなる。そして、推論手段25により得られた推論結果
と帰属性認識手段15の帰属結果とが最終予測値決定手
段(予測値統合手段)16により加重平均されて結果表
示部Dに表示される一方、信憑性計算手段26の信憑性
結果も結果表示部Dに表示される。
Next, the credibility judgment of the inference result is performed based on the calculation result of the credibility calculating means 26. That is, the credibility of the inference result is determined using the similarity of the similar case used in the inference to the new case. For example, if the similarity used in the inference is similar to the new case, the highest similarity is defined as the credibility of the inference result.
The inference result with the highest similarity “1” is determined to have credibility “1”. In this case, the credibility “0” has the highest credibility, and the credibility decreases as the number increases. Then, the inference result obtained by the inference means 25 and the attribution result of the attribution recognizing means 15 are weighted and averaged by the final predicted value determining means (predicted value integrating means) 16 and displayed on the result display section D, while the authenticity is verified. The authenticity result of the sex calculating means 26 is also displayed on the result display section D.

【0052】なお事例ベース学習を行う場合は、因果関
係モデル学習手段22により新事例を学習し事例ベース
を更新する。このような事例ベースの更新は次の手順に
より行われる。ただし、*が付いているものは新事例を
示している。即ち、前回までの同一条件部の事象回数を
nとすると、この事象回数を1つ増加させてn+1にす
ると共に、出力値Yを(Y×n+Y* )/(n+1)と
し、さらに偏微分値ΔY/ΔX1を(ΔY/ΔX1×n
+ΔY/ΔX1* )/(n+1)とする。
When performing case-based learning, a new case is learned by the causal relationship model learning means 22 to update the case base. Such case-based updating is performed by the following procedure. However, those marked with * indicate new cases. That is, assuming that the number of events of the same condition part up to the previous time is n, the number of events is increased by one to n + 1, the output value Y is (Y × n + Y * ) / (n + 1), and the partial differential value ΔY / ΔX1 is (ΔY / ΔX1 × n
+ ΔY / ΔX1 * ) / (n + 1).

【0053】図10は、実際の記録データを基に推論を
行った結果を示すグラフである。モデルとしては、19
89年の6月から11月までの1時間毎の記録データを
用いると共に、事例データの条件部としては外気温,不
快指数,外気温の変化量,熱負荷の変化量及び熱負荷を
用い、また事例データの結論部としては4時間後の熱負
荷を用いている。そして各月毎に事例データを類別し、
月毎の事例ベースモデルを状態予測モデル生成部A内の
因果関係モデル生成手段21により自動生成した。
FIG. 10 is a graph showing the result of inference based on actual recording data. As a model, 19
In addition to using the recorded data every hour from June to November 1989, as the condition part of the case data, the outside temperature, the discomfort index, the change in the outside temperature, the change in the heat load, and the heat load were used. As the conclusion of the case data, the heat load after 4 hours is used. And classify case data every month,
The monthly case-based model was automatically generated by the causal relation model generation unit 21 in the state prediction model generation unit A.

【0054】次に、各月への帰属性を認識するために、
状態予測モデル生成部A内の認識モデル生成手段11に
より事例データの各条件部、即ち外気温〜熱負荷に対
し、認識のための特徴抽出を行ったところ、図9に示す
ような外気温,不快指数及び熱負荷が選択され、これら
を用いた帰属性認識モデルを自動生成した。そして、こ
れら1989年の事例(知識)を用い、状況予測部C内
の帰属性認識手段15及び推論手段25により、199
0年の8月27日〜9月30日の負荷予測を行った。即
ち、1990年の事例データの条件部である外気温〜熱
負荷値に対して4時間後に起こる負荷(状況)を予測す
る実験を行った。なお、この時期を選んだのは、気候の
変動が激しく従来の予測モデルでは予測精度の維持が困
難であるためである。
Next, in order to recognize the attribution to each month,
When the recognition model generation unit 11 in the state prediction model generation unit A performed feature extraction for recognition on each condition part of the case data, that is, from outside temperature to heat load, the outside air temperature as shown in FIG. The discomfort index and the heat load were selected, and an attribute recognition model using these was automatically generated. Then, using these 1989 cases (knowledge), the membership recognizing unit 15 and the inference unit 25 in the situation prediction unit C provide 199
Load prediction was performed from August 27 to September 30 of the year 0. That is, an experiment was performed to predict a load (situation) occurring four hours after the external temperature to the heat load value, which is a condition part of the 1990 case data. The reason for selecting this period is that it is difficult to maintain the prediction accuracy with the conventional prediction model due to severe climate change.

【0055】この実験結果によると、従来のモデルの相
対誤差(=|予測誤差|/実測値)が15.5%である
のに対し、本実施例装置の相対誤差は8.9%であり、
予測精度が約2倍となり精度の向上が図られている。ま
た、9月6日と7日は温度差にして10度も異なってお
り、雨が降り急激な気候変動にもかかわらず本装置は良
好な精度を維持している。この理由としては、9月6日
は前年の6月及び10月の状態に近く、これらの情報は
予測結果と共に表示される信憑性情報で得たものであ
る。
According to the experimental results, the relative error of the conventional model (= | prediction error | / measured value) is 15.5%, while the relative error of the apparatus of this embodiment is 8.9%. ,
The prediction accuracy is approximately doubled, and the accuracy is improved. In addition, the temperature difference between September 6 and 7 is different by as much as 10 degrees, and the apparatus maintains good accuracy despite rainfall and rapid climate change. The reason for this is that September 6 is close to the state of June and October of the previous year, and this information was obtained from the credibility information displayed together with the prediction result.

【0056】次に、図11は、本状態予測装置の他の実
施例を示す図であり、空調システムの熱負荷を予測する
空調負荷予測装置の要部を示す機能ブロック図である。
同図において、この空調負荷予測装置は、過去の事例デ
ータである外気温等の入力変数を入力する入力手段10
0、遅れ時間決定手段101、入力状況象徴化手段10
2、上述の因果関係モデル生成手段21に相当する入出
力関係モデリング手段103、及び上述の推論手段25
から構成される。この空調負荷予測装置は、入力変数
(即ち、事例データの条件部)として図9に示す外気
温,不快指数,及び熱負荷の他に、図12に示す外気温
の変化量及び熱負荷の変化量の各データを用いると共
に、出力変数(事例データの結論部)として数時間後に
生じた熱負荷データを用い、新たな状況が生じてその入
力変数が入力されたときにその数時間後の熱負荷を予測
するものである。
Next, FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the present state prediction device, and is a functional block diagram showing a main part of the air conditioning load prediction device for predicting the heat load of the air conditioning system.
In FIG. 1, the air-conditioning load prediction device includes an input unit 10 for inputting input variables such as outside air temperature as past case data.
0, delay time determining means 101, input status symbolizing means 10
2. Input / output relation modeling means 103 corresponding to the causal relation model generation means 21 described above, and inference means 25 described above
Consists of The air-conditioning load predicting apparatus includes, as input variables (that is, condition parts of case data), the outside air temperature, the discomfort index, and the heat load shown in FIG. In addition to using the data of each quantity, and using the heat load data generated several hours later as the output variable (conclusion part of the case data), when a new situation occurs and the input variable is input, the heat This is to predict the load.

【0057】ここで、遅れ時間決定手段101は、入力
変数入力手段100から過去の事例データである各時間
毎の外気温,不快指数,外気温の変化量,熱負荷,及び
熱負荷の変化量の各入力変数データを入力し、さらにそ
の数時間後に空調システムに実際に生じた出力変数であ
る熱負荷データを入力した場合、この出力変数の入力時
点を基準としてこの基準時点から上記各入力変数データ
を何時間前のデータにするかを決定する。即ち例えば、
上記外気温データは上記基準時点から1時間前の値を、
また不快指数データは2時間前の値を、という具合に上
記5個の入力変数データについてそれぞれ決定し、この
決定された入力変数を出力変数とともに入力状況象徴化
手段102へ送る。
Here, the delay time determination means 101 receives the past case data from the input variable input means 100, the outside air temperature, the discomfort index, the change amount of the outside air temperature, the heat load, and the change amount of the heat load. When inputting the input variable data of the above, and further inputting the heat load data, which is an output variable actually generated in the air conditioning system several hours later, when the input time of this output variable is used as a reference, Determine how many hours ago the data should be. That is, for example,
The outside temperature data is the value one hour before the reference time,
The discomfort index data is determined two hours before, for each of the five input variable data, and the determined input variables are sent to the input situation symbolizing means 102 together with the output variables.

【0058】入力状況象徴化手段102は、これらの入
力変数及び出力変数の各データを入力すると、上記した
ような、入力変数データの象徴化を行ってデータを圧縮
し入出力関係モデリング手段103へ送る。入出力関係
モデル生成手段103は象徴化された入力変数と出力変
数とを関連づけて入出力関係モデルを作成する。ここ
で、推論手段25は新たな外気温等の入力変数を入力す
ると、入出力関係モデリング手段103により生成され
た入出力関係モデルに基づいてこの空調システムの数時
間後の空調負荷予測値を推論し、その推論結果を出力す
る。このように、入力要因として外気温,外気温の変化
量,不快指数,熱負荷及び熱負荷の変化量の各データを
同時に考慮して数時間後の空調負荷を予測するモデルを
生成することで、現象の正確な把握が可能になり、この
結果、正確な負荷予測を行うことが可能になる。
When input data of these input variables and output variables is input, the input situation symbolizing means 102 symbolizes the input variable data as described above, compresses the data, and sends the data to the input / output relation modeling means 103. send. The input / output relationship model generation means 103 creates an input / output relationship model by associating the symbolized input variables and output variables. Here, when the inference means 25 inputs an input variable such as a new outside air temperature, the inference means 25 infers an air-conditioning load predicted value of the air-conditioning system several hours later based on the input / output relation model generated by the input / output relation modeling means 103. And outputs the inference result. In this way, a model for predicting the air-conditioning load several hours later is generated by simultaneously considering each data of the outside air temperature, the change amount of the outside air temperature, the discomfort index, the heat load, and the change amount of the heat load as input factors. Therefore, it is possible to accurately grasp the phenomenon, and as a result, it is possible to perform accurate load prediction.

【0059】以上説明したように本発明は、状態予測に
よる制御やオペレーション分野において、数時間後の状
態の要因を多数考慮できることで、複雑な現象の記述が
可能になり、分類したモデルから状況に応じて適切なモ
デルを自動的に選択できるため、急激な変動や状態の属
性が不明確な場合でも予測精度の維持が可能になる。特
に空調負荷予測の場合においては、急激な気候変動や季
節の変わり目等の状態に対し有効となる。その結果とし
て、この予測値を基にオペレーションや制御を行う場
合、正確なスケジューリングやパラメータの設定等を行
うことができる。即ち、空調負荷予測においては、多数
の冷凍機等の熱供給機器の発停(スケジューリング)を
正確なタイミングで行えることになり、またビルの空調
コントローラに対しては適切なパラメータを設定するこ
とができる。また、正確な予測と共に、予測値の信憑性
が表示できることから、予測値が誤って使用されること
を防止でき、したがって危険を伴う制御分野では大きな
効果が得られる。この結果、扱い者は安心と余裕をもっ
て、より正確なオペレーションを行うことが可能になる
と共に、扱い者の負担を軽減できる。
As described above, according to the present invention, in the field of control and operation based on state prediction, a large number of factors of the state after several hours can be taken into consideration, so that a complicated phenomenon can be described. Since an appropriate model can be automatically selected in response to the change, it is possible to maintain the prediction accuracy even in the case where the attribute of the sudden change or the state is unclear. In particular, in the case of air conditioning load prediction, it is effective for a situation such as a rapid climate change or a change of season. As a result, when performing operations and controls based on the predicted values, accurate scheduling, parameter setting, and the like can be performed. That is, in the air-conditioning load prediction, the start and stop (scheduling) of a large number of heat supply devices such as refrigerators can be performed at accurate timing, and appropriate parameters can be set for the air-conditioning controller of the building. it can. Further, since the credibility of the predicted value can be displayed together with the accurate prediction, it is possible to prevent the erroneous use of the predicted value, and therefore, a great effect is obtained in a dangerous control field. As a result, the operator can perform more accurate operations with a sense of security and margin, and can reduce the burden on the operator.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
状態の予測を行う場合、入力要因に対する数時間後の状
態の要因を多数考慮できることで、複雑な現象の記述が
可能になると共に、分類したモデルから状況に応じた適
切なモデルが自動的に選択できるため、例えば負荷の急
激な変動や状態の属性が不明確な場合でも、予測精度の
維持が可能になる。また、正確な予測値と共に、予測値
の信憑性が演算できることから、予測値が誤って使用さ
れることを防止でき、危険を伴う制御分野において優れ
た効果を奏する。また、空調システムの熱負荷を予測す
る場合、入力要因として外気温,外気温の変化量,不快
指数,熱負荷及び熱負荷の変化量の各データを同時に考
慮して数時間後の空調負荷を予測するモデルを生成する
と共に、このモデルに基づき推論するため、現象の正確
な把握が可能になり、この結果、正確な負荷予測を行う
ことができる。
As described above, according to the present invention,
When predicting the state, it is possible to describe complex phenomena by being able to consider many factors of the state several hours after the input factor, and the appropriate model according to the situation is automatically selected from the classified models Therefore, for example, even when the load suddenly changes or the attribute of the state is unclear, the prediction accuracy can be maintained. Further, since the credibility of the predicted value can be calculated together with the accurate predicted value, it is possible to prevent the erroneous use of the predicted value, and an excellent effect is obtained in a dangerous control field. Also, when predicting the heat load of the air conditioning system, the air conditioning load after several hours is taken into consideration simultaneously as input factors, such as the outside air temperature, the change amount of the outside air temperature, the discomfort index, the heat load, and the change amount of the heat load. Since a model to be predicted is generated and inference is performed based on the model, it is possible to accurately grasp the phenomenon, and as a result, it is possible to perform accurate load prediction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る状態予測装置を適用したシステム
の一実施例を示す機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing one embodiment of a system to which a state prediction device according to the present invention is applied.

【図2】上記装置の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the device.

【図3】上記装置において各入出力変数に対する月レン
ジや年間レンジの状況を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state of a monthly range or an annual range with respect to each input / output variable in the device.

【図4】上記装置において各入出力変数の年間レンジを
細分化した例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example in which the annual range of each input / output variable is subdivided in the above device.

【図5】上記装置において各月毎の入出力変数の分布状
況を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a distribution situation of input / output variables for each month in the above-mentioned device.

【図6】上記装置において各月毎の入出力変数の分布を
正規化した例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example in which the distribution of input / output variables for each month is normalized in the above-described apparatus.

【図7】上記装置において各月毎のメンバシップ関数の
分布状況を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a distribution status of a membership function for each month in the device.

【図8】上記装置において各月毎のメンバシップ関数の
重心値を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a barycentric value of a membership function for each month in the above device.

【図9】上記装置で用いられる入出力変数の状況を示す
グラフである。
FIG. 9 is a graph showing the status of input / output variables used in the device.

【図10】上記装置における予測結果の状況を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing a state of a prediction result in the device.

【図11】本発明の他の実施例を示す装置の機能ブロッ
ク図である。
FIG. 11 is a functional block diagram of an apparatus showing another embodiment of the present invention.

【図12】他の実施例装置で用いられる入出力変数の状
況を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the status of input / output variables used in another embodiment device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 データ類別部 11 認識モデル生成手段 12 認識モデル学習手段 15 帰属性認識手段 16 最終予測値決定手段 21 因果関係モデル生成手段 22 因果関係モデル学習手段 25 推論手段 26 信憑性計算手段 30 負荷予測値表示部 50 信憑性表示部 100 入力変数入力手段 101 遅れ時間決定手段 102 入力状況象徴化手段 103 入出力関係モデリング手段 A 状態予測モデル生成部 B モデル学習部 C 状況予測部 D 結果表示部 2 Data Classification Unit 11 Recognition Model Generation Means 12 Recognition Model Learning Means 15 Attribution Recognition Means 16 Final Predicted Value Determination Means 21 Causal Relation Model Generation Means 22 Causal Relation Model Learning Means 25 Inference Means 26 Credibility Calculation Means 30 Load Prediction Value Display Unit 50 credibility display unit 100 input variable input unit 101 delay time determination unit 102 input status symbolization unit 103 input / output relation modeling unit A state prediction model generation unit B model learning unit C status prediction unit D result display unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 17/00 F24F 11/02 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G06F 17/00 F24F 11/02 JICST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力要因により数時間後に発生する状態
を入力要因との関係付けに基づいて予測する状態予測装
置であって、 入力要因を示す事例データを所定基準により類別する手
段と、所定基準により類別された各類の事例データを入
力し認識のための要因抽出を行い抽出された各要因に基
づく認識モデルを生成する手段と、所定基準により類別
された各類の事例データを入力しこの入力要因とその数
時間後の状態との因果関係モデルを生成する手段と、新
たな状況が生じたときに認識モデルを用いて新たな状況
の各類への帰属性を演算する手段と、新たな状況が生じ
たときに因果関係モデルを用いて新たな状況における予
測値を演算する手段と、各類の帰属性と予測値とを加重
平均することによって最終的な推論値を演算する手段
と、予測値に対する信憑性を演算する手段と、新たな状
況と数時間後の実際に生じた状態とを認識モデルに基づ
いて学習する手段と、新たな状況と数時間後の実際に生
じた状態とを因果関係モデルに基づいて学習する手段と
を備えた状態予測装置。
1. A state prediction device for predicting a state occurring several hours later due to an input factor based on a relation with the input factor, comprising: means for classifying case data indicating the input factor according to a predetermined standard; Means for inputting case data of each type classified according to, extracting factors for recognition and generating a recognition model based on each extracted factor, and inputting case data of each type classified according to a predetermined criterion. A means for generating a causal relationship model between the input factor and the state several hours later, a means for calculating the attribution of a new situation to each class using a recognition model when a new situation occurs, Means for calculating a predicted value in a new situation using a causal relationship model when a certain situation occurs, means for calculating a final inferred value by weighted averaging of the attribution of each class and the predicted value, , Means for calculating the credibility of the value, means for learning the new situation and the state that has actually occurred several hours later based on the recognition model, and means for learning the new situation and the state that has actually occurred several hours later. Means for learning based on a causal relation model.
【請求項2】 入力要因により数時間後に発生する状態
を入力要因との関係付けに基づいて予測する状態予測装
置であって、 空調システムの熱負荷を予測する場合に前記入力要因と
して外気温,外気温の変化量,不快指数,熱負荷及び熱
負荷の変化量の各データを用いると共に、この入力要因
による出力要因として数時間後に生じる熱負荷のデータ
を用い、 数時間後の熱負荷の予測に用いる前記入力要因が何時間
前のデータを用いれば良いかを決定する入力要因決定手
段と、この入力要因決定手段により決定された入力要因
を象徴化データに変換する入力要因象徴化手段と、前記
象徴化データに基づき前記入力要因と出力要因とを関連
づけてモデルを生成するモデリング手段と、新たな入力
要因が入力されたときに前記モデルを用いて推論を行う
推論手段とを備えたことを特徴とする状態予測装置。
2. A state estimating device for estimating a state occurring several hours later due to an input factor based on a relationship with the input factor. Using the data on the change in outside temperature, the discomfort index, the heat load and the change in heat load, and using the data on the heat load occurring several hours later as the output factor due to this input factor, predicting the heat load several hours later An input factor determining means for determining how many hours before the input factor should be used for the input factor, and an input factor symbolizing means for converting the input factor determined by the input factor determining means into symbolized data, Modeling means for generating a model by associating the input factor with the output factor based on the symbolization data; and performing inference using the model when a new input factor is input. State predicting apparatus characterized by comprising a Cormorant inference means.
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