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基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统及方法

阅读:1051发布:2020-06-01

专利汇可以提供基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 具体涉及基于 物联网 数据的建筑运行安全诊断与分析系统及方法,包括 数据采集 器、配置单元、数据点位分类器、数据点位计算器、数据存储分发器、诊断分析中心、展示中心;实现了可以根据各类建筑运行安全管理的复杂场景灵活定义匹配的报警规则,进而对建筑系统、设备、环境的异常状态进行诊断,大大提高了建筑运行安全相关的报警故障诊断的可靠性,降低了报警故障处理和应对的能 力 要求。同时,通过对异常发生的对象、时间、 频率 、分布等规律进行统计分析,提前预测潜在的系统或设备运行故障,提前向现场管理人员发出预警,进一步减少安全事故的发生,大大提高了建筑运行安全管理的效率和 水 平,充分保障了建筑运行的安全。,下面是基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统及方法专利的具体信息内容。

1.基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统,其特征在于:包括数据采集器、配置单元、数据点位分类器、数据点位计算器、数据存储分发器、诊断分析中心、展示中心;其中:
所述数据采集器,能够与建筑物联网系统和设备连接;根据配置单元配置的建筑运行安全诊断与分析需要的数据采集要求,获取由建筑物联网系统和采集设备采集的数据;对获取的数据进行解析和标签处理,进而输出给数据存储分发器;接收来自诊断分析中心的控制指令,输出下发给建筑物联网系统和设;
所述配置单元,为根据建筑运行的安全诊断与分析进而配置数据采集需求;所述数据采集需求通过数据点位的形式进行定义,即:所述数据采集需求包含所需采集的数据点位名称、数据点位编码、数据点位分类标签、数据点位特性标签、数据点位采集标签、对应物联网系统和采集设备中的点位编码;所述配置单元,将数据采集需求输出给数据采集器,将数据点位信息配置输出至数据点位分类器和数据点位计算器;
所述数据点位分类器,用于根据配置单元定义的数据点位分类标签将需要采集的数据点位分别类地输出给诊断分析中心;
所述数据点位计算器,接收配置单元的数据点位信息;以配置单元输入的数据点位作为基础数据点位;通过定义数据点位计算规则将基础数据点位进行组合形成新的数据点位,并将新数据点位及其关联信息传输至诊断分析中心;
所述数据存储分发器,接收数据采集器输入的数据并进行存储和分发,根据配置单元的数据采集需求对数据进行定时存储,以及对数据进行分类传输至诊断中心;同时,接收诊断分析中心输出的需要存储的诊断分析结果数据;
所述诊断分析中心,基于规则定义模板定义建筑运行安全诊断的报警规则,根据规则应用情况提取数据进行规则判断,当规则条件满足时则根据规则配置情况选择执行输出诊断结果至展示中心,或执行推送消息至客户端消息接收工具,或执行控制指令下发至数据采集器并进一步下发至物联网系统和设备;同时,对已经触发的报警规则和诊断结果进行进一步的统计分析,总结报警发生的对象、时间、频率、分布规律,提前预测潜在的系统或设备运行故障,提前向现场管理人员发出预警,并将统计分析结果输出至展示中心;所述基于规则定义模板定义建筑运行安全诊断的报警规则的具体包括:所述数据点位分类器将数据点位分为条件类点位与动作类点位,条件类点位输出至规则条件配置单元实现创建规则条件的过程,动作类点位输出至规则动作配置单元实现创建规则动作的过程;将规则条件与规则动作结合输入相应的规则模板即实现创建报警诊断规则模板;
所述展示中心,用于展示报警诊断结果信息和报警统计分析信息。
2.根据权利要求1所述的基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统,其特征在于:所述数据采集器包括数据接口、驱动协议库、数据解析单元、数据传输单元,其中:
所述数据接口,用于与建筑物联网系统和设备建立连接,实现建筑运行安全诊断与分析系统与建筑物联网系统和设备之间数据的双向流通;所述驱动协议库,用于存储和运行数据采集驱动程序,能够根据配置单元输出的采集配置自由适配,进而实现数据的采集传输;
所述数据解析单元,用于根据配置单元输出的数据采集配置信息进行数据采集,对采集获取的数据进行解析编译,然后将重新编译和标识后的数据输出给数据传输单元;
所述数据传输单元,用于将经过数据解析单元重新编译和标识后的数据传输给数据存储分发器,同时接收来自诊断分析中心下发的控制指令。
3.根据权利要求1所述的基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统,其特征在于:,所述数据点位计算器包括函数库、数据点位处理单元,其中:所述函数库,用于存储和定义数据点位处理所需用到的函数;所述数据点位处理单元,用于定义数据点位计算处理规则,根据定义好的规则进行数据点位处理形成新的数据点位,并将新的数据点位信息输出给诊断分析中心。
4.根据权利要求1所述的基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统,其特征在于:所述诊断分析中心包括规则条件配置单元、规则动作配置单元、规则配置单元、应用场景配置单元、触发执行单元、消息接口,其中:所述规则条件配置单元,用于配置报警规则的触发条件,以供规则配置时选用;所述规则动作配置单元,用于配置报警规则的联动动作,以供规则配置时选用;所述规则配置单元,用于配置报警规则,即通过将规则条件与规则动作进行组合连接,以及对规则对应的报警等级、报警分类、规则执行方式、报警原因、报警处理指导意见信息进行配置,实现报警规则的定义,以供应用场景配置时选用;所述应用场景配置单元,用于配置报警规则应用的场景,包含定义场景名称、规则应用的时间;所述触发执行单元,用于接收来自应用场景配置单元的报警规则应用场景,根据报警规则配置的数据点位提取数据,判断报警规则的触发条件是否满足,如果满足,则生成相应的联动动作,将每一步联动动作的执行状态变化反馈至触发执行单元;根据规则判断结果和执行反馈结果将结果输出给展示中心;所述消息接口,用于与第三方消息推送平台对接,通过接收来自触发执行单元的指令来实现通过第三方消息平台向客户端消息接收工具推送报警消息的功能。
5.根据权利要求1所述的基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统,其特征在于:所述展示中心包括报警记录单元、报警工单单元、报警分析单元,其中:
所述报警记录单元,用于展示报警记录相关的信息,含报警时间、报警设备、报警位置、报警持续时长、报警等级、报警描述、关联工单编号及状态、报警设备当前状态、报警过程记录、报警原因、报警处理指导意见;所述报警工单单元,用于展示由报警规则触发生成的报警工单信息,实现报警处理全过程信息的完整记录,包含了工单提报、任务分派、执行汇报、验收确认四个阶段的信息;
所述报警分析单元,用于展示报警统计分析结果,包含报警发生的对象、时间、频率、分布规律。
6.基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析方法,为如权利要求1至5任一权利要求所述的基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的诊断与分析方法,其特征在于:
包括以下步骤:
步骤一:数据采集初始化;具体包括:通过对建筑运行安全诊断与分析系统要采集分析的建筑运行安全数据进行数据特性分析、数据分类分析、数据采集存储分析,进而基于数据采集配置表的模板文件录入需要采集分析的数据点位及相关基本信息,以及为这些点位配置数据特性标签、分类标签、采集标签,进而完成数据采集配置表的整理,然后将数据采集配置表导入建筑运行安全诊断与分析系统,通过其配置单元完成数据采集配置信息的读取和配置,将数据采集要求配置给数据采集器,将数据点位信息配置给数据点位分类器和数据点位计算器;
步骤二:数据点位分类处理;具体包括:根据所述数据采集初始化时配置的数据特性标签和分类标签,对数据点位进行分类,将条件类数据点位输出至规则条件配置单元,将动作类数据点位输出至规则动作配置单元;
步骤三:数据点位计算处理;具体包括:对数据采集初始化时配置的基础数据点位进行二次处理,通过定义数据点位计算规则将基础数据点位进行组合形成新的数据点位,并将新数据点位分类输出至规则条件配置单元和规则动作配置单元;
步骤四:创建规则条件;具体包括:选择模板、配置模板、生成条件、形成条件库等四个过程;是基于规则条件模板库选择所需的规则条件模板,通过配置条件模板的相关信息,创建生成规则条件,进而形成规则条件库;其中:所述规则条件模板库,包含多种类型的条件模板,不同的条件模板基于不同的模板框架,不同的模板框架内含不同的算法程序,能够实现通过简单的数据点位选择和参数配置完成规则条件计算程序的编写和输出;
步骤五:创建规则动作;具体包括:选择模板、配置模板、生成动作、形成动作库等四个过程;是基于规则动作模板库选择所需的规则动作模板,通过配置动作模板的相关信息,创建生成规则动作,进而形成规则动作库;其中:所述规则动作模板库,包含多种类型的动作模板,不同的动作模板基于不同的模板框架,不同的模板框架内含不同的算法程序,可以实现通过简单的数据点位选择和参数配置完成规则动作计算程序的编写和输出;
步骤六:创建报警诊断规则;具体包括:选择模板、配置模板、生成规则、形成规则库等四个过程;是基于规则模板库选择所需的规则模板,通过配规则模板的相关信息,创建生成报警诊断规则,进而形成报警诊断规则库,其中:所述规则模板库,包含多种类型的规则模板,不同的规则模板基于不同的模板框架,不同的模板框架内含不同的算法程序,能够实现通过简单的规则条件选择、规则动作选择、逻辑关系选择,完成规则计算和逻辑判断程序的编写和输出;
步骤七:与物联网子系统和设备建立连接;具体包括:通过数据通讯线缆将数据采集器与物联网子系统和设备进行连接,实现数据通讯网络的建立;
步骤八:数据采集存储传输;具体包括:数据采集器根据所述数据采集初始化时配置的数据采集要求从物联网子系统和设备实时获取数据,并按要求对数据进行存储和传输;
步骤九:应用与执行报警诊断规则;具体包括:将所述创建报警诊断规则时创建的报警诊断规则按照需求进行选择并应用,通过实时获取所述数据采集存储传输过程传输的数据,将实时数据赋值给报警诊断规则中的数据点位,进而通过执行规则的计算和逻辑判断程序,完成数据的诊断与分析;
步骤十:诊断结果输出与展示;具体包括:对所述应用于执行报警诊断规则过程的诊断与分析的结果输出至所述结果的进一步统计分析过程,同时对结果进行展示,以及对所述结果的进一步统计分析过程的结果进行展示;
步骤十一:结果的进一步统计分析;具体包括:通过所述诊断结果输出与展示过程接收来至所述应用与执行报警诊断规则过程的诊断与分析结果,进行进一步的统计分析,包括对报警发生的对象、时间、频率、分布等规律进行统计分析,然后再将新的统计分析结果输出至所述结果输出与展示过程。

说明书全文

基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及智能建筑领域,具体涉及一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统及方法。

背景技术

[0002] 建筑运行安全包括保障建筑相关系统和设备的正常运行,营造建筑相关系统和设备正常运行所需的合理环境,营造室内人员安全、健康地工作和学习所需的合理环境,营造建筑财产及重要物品保存所需的合理环境,营造建筑消防安全所需的合理环境等多个方面。
[0003] 建筑运行安全的有效管理具有重要意义,关乎生命和财产安全。不合理的建筑运行安全管理轻则可能影响建筑系统和设备的运行效率和使用寿命,导致能源浪费;重则引起建筑系统和设备运行崩溃,影响正常工作、生产、学习,甚至导致重大安全事故,以及生命和财产损失。传统的建筑运行安全管理,主要依靠人工现场巡检方式来发现安全隐患和安全问题,这种方式无法做到全天候实时主动探测,无法保障及时、有效地发现安全隐患和安全问题,对于建筑运行安全的有效管理仍然存在较大隐患。
[0004] 随着物联网技术的发展,建筑中越来越多地安装应用物联网系统和设备,实现建筑系统、设备的实时运行数据和室内环境的实时动态数据的采集、监测,进而辅助建筑运行的安全管理。目前采用的技术手段通常是:(1)在物联网传感器中预置报警上下限值,当采集到的数据超过限值即触发传感器报警,通过声音或灯光的形式提示现场人员;(2)通过在系统软件上为物联网系统和设备采集的数据设置报警上下限值,当采集到的数据超过限值即通过短信的方式通知现场运行管理人员。
[0005] 然而,目前的技术手段只是实现了简单的限值判断进而触发报警,虽然可以在一些建筑运行场景下辅助发现一些建筑运行安全问题,但其灵活性和适用范围有限;而且由于判断条件过于简单,建筑运行环境的扰动变化容易造成误报,导致报警信息泛滥,报警数量严重超出现场管理人员的处理能和应对能力;加上报警信息缺乏归类和分级管理,需要现场管理人员进行二次判断,严重影响运维工作效率;久而久之,也就无人重视这些报警信息,甚至将相关系统和设备弃之不用,改为传统的人工巡检方式。

发明内容

[0006] 1.所要解决的技术问题:为了克服现有技术中的上述不足,本发明的目的在于提供一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统,内置多种类型的报警规则定义模板以及提供灵活的报警规则定义工具,可以根据各类建筑运行安全管理的复杂场景自由定义报警规则,进而基于建筑系统、设备、环境的实时状态数据对建筑运行的异常状态进行诊断,并对异常发生的对象、时间、频率、分布等规律进行统计分析,大大提高了建筑运行安全相关的报警故障诊断的可靠性,降低了报警故障处理和应对的能力要求,并且能够根据统计分析数据进行高效地判断或预测潜在的系统或设备运行故障,以提醒现场管理人员及时处理,进一步减少安全事故的发生,大大提高了建筑运行安全管理的效率和平。
[0007] 2.技术方案:基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统,其特征在于:包括数据采集器、配置单元、数据点位分类器、数据点位计算器、数据存储分发器、诊断分析中心、展示中心;
所述数据采集器,能够与建筑物联网系统和设备连接;根据配置单元配置的建筑运行安全诊断与分析需要的数据采集要求,获取由建筑物联网系统和采集设备采集的数据;对获取的数据进行解析和标签处理,进而输出给数据存储分发器;接收来自诊断分析中心的控制指令,输出下发给建筑物联网系统和设备。
[0008] 所述配置单元,为根据建筑运行的安全诊断与分析进而配置数据采集需求;所述数据采集需求通过数据点位的形式进行定义,即:所述数据采集需求包含所需采集的数据点位名称、数据点位编码、数据点位分类标签、数据点位特性标签、数据点位采集标签、对应物联网系统和采集设备中的点位编码;所述配置单元,将数据采集需求输出给数据采集器,将数据点位信息配置输出至数据点位分类器和数据点位计算器。
[0009] 所述数据点位分类器,用于根据配置单元定义的数据点位分类标签将需要采集的数据点位分别类地输出给诊断分析中心。
[0010] 所述数据点位计算器,接收配置单元的数据点位信息;以配置单元输入的数据点位作为基础数据点位;通过定义数据点位计算规则将基础数据点位进行组合形成新的数据点位,并将新数据点位及其关联信息传输至诊断分析中心。
[0011] 所述数据存储分发器,接收数据采集器输入的数据并进行存储和分发,根据配置单元的数据采集需求对数据进行定时存储,以及对数据进行分类传输至诊断中心;同时,接收诊断分析中心输出的需要存储的诊断分析结果数据。
[0012] 所述诊断分析中心,基于规则定义模板定义建筑运行安全诊断的报警规则,根据规则应用情况提取数据进行规则判断,当规则条件满足时则根据规则配置情况选择执行输出诊断结果至展示中心,或执行推送消息至客户端消息接收工具,或执行控制指令下发至数据采集器并进一步下发至物联网系统和设备;同时,对已经触发的报警规则和诊断结果进行进一步的统计分析,总结报警发生的对象、时间、频率、分布规律,提前预测潜在的系统或设备运行故障,提前向现场管理人员发出预警,并将统计分析结果输出至展示中心;所述基于规则定义模板定义建筑运行安全诊断的报警规则的具体包括:所述数据点位分类器将数据点位分为条件类点位与动作类点位,条件类点位输出至规则条件配置单元实现创建规则条件的过程,动作类点位输出至规则动作配置单元实现创建规则动作的过程;将规则条件与规则动作结合输入相应的规则模板即实现创建报警诊断规则模板。
[0013] 所述展示中心,用于展示报警诊断结果信息和报警统计分析信息。进一步地,所述数据采集器包括数据接口、驱动协议库、数据解析单元、数据传输单元,其中:所述数据接口,用于与建筑物联网系统和设备建立连接,实现建筑运行安全诊断与分析系统与建筑物联网系统和设备之间数据的双向流通;所述驱动协议库,用于存储和运行数据采集驱动程序,能够根据配置单元输出的采集配置自由适配,进而实现数据的采集传输;
所述数据解析单元,用于根据配置单元输出的数据采集配置信息进行数据采集,对采集获取的数据进行解析编译,然后将重新编译和标识后的数据输出给数据传输单元。
[0014] 所述数据传输单元,用于将经过数据解析单元重新编译和标识后的数据传输给数据存储分发器,同时接收来自诊断分析中心下发的控制指令。
[0015] 进一步地,所述数据点位计算器包括函数库、数据点位处理单元,其中:所述函数库,用于存储和定义数据点位处理所需用到的函数;所述数据点位处理单元,用于定义数据点位计算处理规则,根据定义好的规则进行数据点位处理形成新的数据点位,并将新的数据点位信息输出给诊断分析中心。
[0016] 进一步地,所述诊断分析中心包括规则条件配置单元、规则动作配置单元、规则配置单元、应用场景配置单元、触发执行单元、消息接口,其中:所述规则条件配置单元,用于配置报警规则的触发条件,以供规则配置时选用;所述规则动作配置单元,用于配置报警规则的联动动作,以供规则配置时选用;所述规则配置单元,用于配置报警规则,即通过将规则条件与规则动作进行组合连接,以及对规则对应的报警等级、报警分类、规则执行方式、报警原因、报警处理指导意见信息进行配置,实现报警规则的定义,以供应用场景配置时选用;所述应用场景配置单元,用于配置报警规则应用的场景,包含定义场景名称、规则应用的时间;所述触发执行单元,用于接收来自应用场景配置单元的报警规则应用场景,根据报警规则配置的数据点位提取数据,判断报警规则的触发条件是否满足,如果满足,则生成相应的联动动作,将每一步联动动作的执行状态变化反馈至触发执行单元;根据规则判断结果和执行反馈结果将结果输出给展示中心;所述消息接口,用于与第三方消息推送平台对接,通过接收来自触发执行单元的指令来实现通过第三方消息平台向客户端消息接收工具推送报警消息的功能。
[0017] 进一步地,所述展示中心包括报警记录单元、报警工单单元、报警分析单元,其中:所述报警记录单元,用于展示报警记录相关的信息,含报警时间、报警设备、报警位置、报警持续时长、报警等级、报警描述、关联工单编号及状态、报警设备当前状态、报警过程记录、报警原因、报警处理指导意见;所述报警工单单元,用于展示由报警规则触发生成的报警工单信息,实现报警处理全过程信息的完整记录,包含了工单提报、任务分派、执行汇报、验收确认四个阶段的信息。
[0018] 所述报警分析单元,用于展示报警统计分析结果,包含报警发生的对象、时间、频率、分布规律。
[0019] 基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析方法,包括以下步骤:步骤一:数据采集初始化;具体包括:通过对建筑运行安全诊断与分析系统要采集分析的建筑运行安全数据进行数据特性分析、数据分类分析、数据采集存储分析,进而基于数据采集配置表的模板文件录入需要采集分析的数据点位及相关基本信息,以及为这些点位配置数据特性标签、分类标签、采集标签,进而完成数据采集配置表的整理,然后将数据采集配置表导入建筑运行安全诊断与分析系统,通过其配置单元完成数据采集配置信息的读取和配置,将数据采集要求配置给数据采集器,将数据点位信息配置给数据点位分类器和数据点位计算器。
[0020] 步骤二:数据点位分类处理;具体包括:根据所述数据采集初始化时配置的数据特性标签和分类标签,对数据点位进行分类,将条件类数据点位输出至规则条件配置单元,将动作类数据点位输出至规则动作配置单元。
[0021] 步骤三:数据点位计算处理;具体包括:对数据采集初始化时配置的基础数据点位进行二次处理,通过定义数据点位计算规则将基础数据点位进行组合形成新的数据点位,并将新数据点位分类输出至规则条件配置单元和规则动作配置单元。
[0022] 步骤四:创建规则条件;具体包括选择模板、配置模板、生成条件、形成条件库等四个过程;是基于规则条件模板库选择所需的规则条件模板,通过配置条件模板的相关信息,创建生成规则条件,进而形成规则条件库;其中:所述规则条件模板库,包含多种类型的条件模板,不同的条件模板基于不同的模板框架,不同的模板框架内含不同的算法程序,能够实现通过简单的数据点位选择和参数配置完成规则条件计算程序的编写和输出。
[0023] 步骤五:创建规则动作;具体包含选择模板、配置模板、生成动作、形成动作库等四个过程;是基于规则动作模板库选择所需的规则动作模板,通过配置动作模板的相关信息,创建生成规则动作,进而形成规则动作库;其中:所述规则动作模板库,包含多种类型的动作模板,不同的动作模板基于不同的模板框架,不同的模板框架内含不同的算法程序,可以实现通过简单的数据点位选择和参数配置完成规则动作计算程序的编写和输出。
[0024] 步骤六:创建报警诊断规则;具体包括选择模板、配置模板、生成规则、形成规则库等四个过程;是基于规则模板库选择所需的规则模板,通过配规则模板的相关信息,创建生成报警诊断规则,进而形成报警诊断规则库,其中:所述规则模板库,包含多种类型的规则模板,不同的规则模板基于不同的模板框架,不同的模板框架内含不同的算法程序,能够实现通过简单的规则条件选择、规则动作选择、逻辑关系选择,完成规则计算和逻辑判断程序的编写和输出。
[0025] 步骤七:与物联网子系统和设备建立连接;具体包括:通过数据通讯线缆将数据采集器与物联网子系统和设备进行连接,实现数据通讯网络的建立。
[0026] 步骤八:数据采集存储传输;是数据采集器根据所述数据采集初始化时配置的数据采集要求从物联网子系统和设备实时获取数据,并按要求对数据进行存储和传输;步骤九:应用与执行报警诊断规则;是将所述创建报警诊断规则时创建的报警诊断规则按照需求进行选择并应用,通过实时获取所述数据采集存储传输过程传输的数据,将实时数据赋值给报警诊断规则中的数据点位,进而通过执行规则的计算和逻辑判断程序,完成数据的诊断与分析。
[0027] 步骤十:诊断结果输出与展示;是对所述应用于执行报警诊断规则过程的诊断与分析的结果输出至所述结果的进一步统计分析过程,同时对结果进行展示,以及对所述结果的进一步统计分析过程的结果进行展示。
[0028] 步骤十一:结果的进一步统计分析;是通过所述诊断结果输出与展示过程接收来至所述应用与执行报警诊断规则过程的诊断与分析结果,进行进一步的统计分析,包括对报警发生的对象、时间、频率、分布等规律进行统计分析,然后再将新的统计分析结果输出至所述结果输出与展示过程。
[0029] 3.有益效果:本发明提供的基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析的系统,实现了可以根据各类建筑运行安全管理的复杂场景灵活定义匹配的报警规则,进而对建筑系统、设备、环境的异常状态进行诊断,大大提高了建筑运行安全相关的报警故障诊断的可靠性,降低了报警故障处理和应对的能力要求。同时,通过对异常发生的对象、时间、频率、分布等规律进行统计分析,提前预测潜在的系统或设备运行故障,提前向现场管理人员发出预警,进一步减少安全事故的发生,大大提高了建筑运行安全管理的效率和水平,充分保障了建筑运行的安全。
附图说明
[0030] 图1为一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的结构示意图;图2为一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的数据采集器的结构示意图;
图3为一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的数据点位计算器的结构示意图;
图4为一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的诊断分析中心的结构示意图;
图5为一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的展示中心的结构示意图;
图6为一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的条件模板的结构示意图;
图7为一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的动作模板的结构示意图;
图8为一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的规则模板的结构示意图;
图9为一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的方法的流程示意图;
图10为一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析系统的数据采集需求配置表的数据点位示意图。

具体实施方式

[0031] 下面结合附图对本发明进行具体的说明。
[0032] 如附图1至9所示:所述数据采集器,能够与建筑物联网系统和设备连接;根据配置单元配置的建筑运行安全诊断与分析需要的数据采集要求,获取由建筑物联网系统和采集设备采集的数据;对获取的数据进行解析和标签处理,进而输出给数据存储分发器;接收来自诊断分析中心的控制指令,输出下发给建筑物联网系统和设备。
[0033] 所述配置单元,为根据建筑运行的安全诊断与分析进而配置数据采集需求;所述数据采集需求通过数据点位的形式进行定义,即:所述数据采集需求包含所需采集的数据点位名称、数据点位编码、数据点位分类标签、数据点位特性标签、数据点位采集标签、对应物联网系统和采集设备中的点位编码;所述配置单元,将数据采集需求输出给数据采集器,将数据点位信息配置输出至数据点位分类器和数据点位计算器。
[0034] 所述数据点位分类器,用于根据配置单元定义的数据点位分类标签将需要采集的数据点位分门别类地输出给诊断分析中心。
[0035] 所述数据点位计算器,接收配置单元的数据点位信息;以配置单元输入的数据点位作为基础数据点位;通过定义数据点位计算规则将基础数据点位进行组合形成新的数据点位,并将新数据点位及其关联信息传输至诊断分析中心。
[0036] 所述数据存储分发器,接收数据采集器输入的数据并进行存储和分发,根据配置单元的数据采集需求对数据进行定时存储,以及对数据进行分类传输至诊断中心;同时,接收诊断分析中心输出的需要存储的诊断分析结果数据。
[0037] 所述诊断分析中心,基于规则定义模板定义建筑运行安全诊断的报警规则,根据规则应用情况提取数据进行规则判断,当规则条件满足时则根据规则配置情况选择执行输出诊断结果至展示中心,或执行推送消息至客户端消息接收工具,或执行控制指令下发至数据采集器并进一步下发至物联网系统和设备;同时,对已经触发的报警规则和诊断结果进行进一步的统计分析,总结报警发生的对象、时间、频率、分布规律,提前预测潜在的系统或设备运行故障,提前向现场管理人员发出预警,并将统计分析结果输出至展示中心;所述基于规则定义模板定义建筑运行安全诊断的报警规则的具体包括:所述数据点位分类器将数据点位分为条件类点位与动作类点位,条件类点位输出至规则条件配置单元实现创建规则条件的过程,动作类点位输出至规则动作配置单元实现创建规则动作的过程;将规则条件与规则动作结合输入相应的规则模板即实现创建报警诊断规则模板。
[0038] 所述展示中心,用于展示报警诊断结果信息和报警统计分析信息。
[0039] 在本方法中,对数据进行解析和标签处理,指的是对采集获取的数据进行识别,并为不同数据标记类型标签、存储标签、计算标签等。因此本方法的核心在于:通过重新梳理定义“报警”——一次报警对应一条报警记录,一次报警包含了报警的持续过程,即“从初始触发报警规则开始,延续中间报警持续过程,再到报警结束”的一个完整过程,在一次报警过程中不会产生新报警;并对报警进行等级划分、类型划分,提供易于理解的语义化报警消息,提供多种报警规则模板和灵活的报警规则自定义工具,实现了可以根据各类建筑运行安全管理的复杂场景灵活定义匹配的的报警规则,充分保障了基于报警规则进行建筑运行安全诊断的可靠性,同时也降低了报警处理和应对的能力要求。
[0040] 进一步地,如附图2所示,所述数据采集器包括数据接口、驱动协议库、数据解析单元、数据传输单元,其中:所述数据接口,用于与建筑物联网系统和设备建立连接,实现建筑运行安全诊断与分析系统与建筑物联网系统和设备之间数据的双向流通;所述驱动协议库,用于存储和运行数据采集驱动程序,能够根据配置单元输出的采集配置自由适配,进而实现数据的采集传输。
[0041] 所述数据解析单元,用于根据配置单元输出的数据采集配置信息进行数据采集,对采集获取的数据进行解析编译,然后将重新编译和标识后的数据输出给数据传输单元。
[0042] 所述数据传输单元,用于将经过数据解析单元重新编译和标识后的数据传输给数据存储分发器,同时接收来自诊断分析中心下发的控制指令。
[0043] 上述的所述驱动协议库,内置多种建筑物联网数据通讯协议的驱动程序,包含BACnet、Modbus、OPC、TCP/IP、ODBC等主流通讯协议以及其他一些品牌厂商私有通讯协议的驱动程序,同时支持用户扩充加入新的驱动程序,以进一步适配不同建筑物联网系统和设备的数据采集。
[0044] 进一步地,如附图3所示所述数据点位计算器包括函数库、数据点位处理单元,其中:所述函数库,用于存储和定义数据点位处理所需用到的函数;所述数据点位处理单元,用于定义数据点位计算处理规则,根据定义好的规则进行数据点位处理形成新的数据点位,并将新的数据点位信息输出给诊断分析中心。
[0045] 本方法中通过的函数库,内置多种常用的计算函数,包括求和、求差、求积、求商、取最大值、取最小值、取平均值等,并提供函数自定义编写功能,进一步供用户根据需求定义新的函数以满足更多的数据点位处理需求。所述数据点位处理单元,支持任意调用函数库的函数进行数据点位计算处理公式的定义,进而完成数据点位的计算处理。
[0046] 进一步地,如附图4所示所述诊断分析中心包括规则条件配置单元、规则动作配置单元、规则配置单元、应用场景配置单元、触发执行单元、消息接口,其中:所述规则条件配置单元,用于配置报警规则的触发条件,以供规则配置时选用;所述规则动作配置单元,用于配置报警规则的联动动作,以供规则配置时选用;所述规则配置单元,用于配置报警规则,即通过将规则条件与规则动作进行组合连接,以及对规则对应的报警等级、报警分类、规则执行方式、报警原因、报警处理指导意见信息进行配置,实现报警规则的定义,以供应用场景配置时选用;所述应用场景配置单元,用于配置报警规则应用的场景,包含定义场景名称、规则应用的时间;所述触发执行单元,用于接收来自应用场景配置单元的报警规则应用场景,根据报警规则配置的数据点位提取数据,判断报警规则的触发条件是否满足,如果满足,则生成相应的联动动作,将每一步联动动作的执行状态变化反馈至触发执行单元;根据规则判断结果和执行反馈结果将结果输出给展示中心;所述消息接口,用于与第三方消息推送平台对接,通过接收来自触发执行单元的指令来实现通过第三方消息平台向客户端消息接收工具推送报警消息的功能。
[0047] 本方法中的规则条件配置单元,内置多种条件模板,如图6所示,包含数据丢失、启停比对、启停切换、数值大小比对、数值变化比对、数值波动比对、时间条件、消息状态、工单状态等条件模板,不同的条件模板基于不同的模板框架,内置不同的算法程序,用户只需选择相应的条件模板,并根据条件模板的格式要求配置具体的数据点位或设定具体的参数数值,即可完成条件的定义。所述规则动作配置单元,内置多种动作模板,如图7所示,包含显示视频、启停设备、调节设备、发送报警短信、推送报警消息(APP消息、微信消息)、生成报警记录、生成报警工单等模板,不同的动作模板基于不同的模板框架,内置不同的算法程序,用户只需选择相应的动作模板,并根据动作模板的格式要求配置具体的数据点位或设定具体的参数数值,即可完成动作的定义。所述规则配置单元,内置多种报警规则模板,如图8所示,包含单层级单条件单动作、单层级多条件多动作、多层级条件动作嵌套等模板,不同的规则模板基于不同的模板框架,内置不同的算法程序,用户只需根据需求选择相应的规则模板,并根据规则模板的格式要求选择相应的规则条件、规则动作和连接逻辑,即可完成规则的定义。具体来说,选择规则条件可以通过逻辑关系“and/or”自由组合多个规则条件,选择规则动作只可以通过逻辑关系“and”组合多个规则动作,连接逻辑可以通过选择“是/否”。通过这样,可以实现包含限值类报警规则(包含上下限值报警、上限值报警、下限值报警,以及增设持续时间判断)、数值变化异常类报警规则(即一定时间内数值变化幅度过大、过小、不变的判断)、数值波动异常类报警规则(即一定时间内数据波动的频率规律判断)、系统设备离线报警规则(即一定时间内持续未获取到数据)、多种条件组合的报警规则等多种多样的报警规则定义,进而满足不同建筑运行安全管理的需求。所述规则执行方式,包含自动定时执行,可以任意设置定时时间;手动触发执行,即需要人工手动点击触发。所述应用场景配置单元的规则应用时间定义支持多个时间区间的配置。需要说明的是,所述消息接口,包含邮件接口、短信接口、微信接口、APP接口。
[0048] 进一步地,如附图5所示,所述展示中心包括报警记录单元、报警工单单元、报警分析单元,其中:所述报警记录单元,用于展示报警记录相关的信息,含报警时间、报警设备、报警位置、报警持续时长、报警等级、报警描述、关联工单编号及状态、报警设备当前状态、报警过程记录、报警原因、报警处理指导意见;所述报警工单单元,用于展示由报警规则触发生成的报警工单信息,实现报警处理全过程信息的完整记录,包含了工单提报、任务分派、执行汇报、验收确认四个阶段的信息。
[0049] 所述报警分析单元,用于展示报警统计分析结果,包含报警发生的对象、时间、频率、分布规律。从而实现帮助现场管理人员提前预判潜在的系统或设备安全问题。
[0050] 一种基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析方法,包括以下步骤:步骤一:数据采集初始化;具体包括:通过对建筑运行安全诊断与分析系统要采集分析的建筑运行安全数据进行数据特性分析、数据分类分析、数据采集存储分析,进而基于数据采集配置表的模板文件录入需要采集分析的数据点位及相关基本信息,以及为这些点位配置数据特性标签、分类标签、采集标签,进而完成数据采集配置表的整理,然后将数据采集配置表导入建筑运行安全诊断与分析系统,通过其配置单元完成数据采集配置信息的读取和配置,将数据采集要求配置给数据采集器,将数据点位信息配置给数据点位分类器和数据点位计算器。如附图10所示为数据采集需求配置表的数据点位示意图。
[0051] 步骤二:数据点位分类处理;具体包括:根据所述数据采集初始化时配置的数据特性标签和分类标签,对数据点位进行分类,将条件类数据点位输出至规则条件配置单元,将动作类数据点位输出至规则动作配置单元。
[0052] 步骤三:数据点位计算处理;具体包括:对数据采集初始化时配置的基础数据点位进行二次处理,通过定义数据点位计算规则将基础数据点位进行组合形成新的数据点位,并将新数据点位分类输出至规则条件配置单元和规则动作配置单元。
[0053] 步骤四:创建规则条件;具体包括选择模板、配置模板、生成条件、形成条件库等四个过程;是基于规则条件模板库选择所需的规则条件模板,通过配置条件模板的相关信息,创建生成规则条件,进而形成规则条件库;其中:所述规则条件模板库,包含多种类型的条件模板,不同的条件模板基于不同的模板框架,不同的模板框架内含不同的算法程序,能够实现通过简单的数据点位选择和参数配置完成规则条件计算程序的编写和输出。规则条件模板框架库如附图6所示。
[0054] 步骤五:创建规则动作;具体包含选择模板、配置模板、生成动作、形成动作库等四个过程;是基于规则动作模板库选择所需的规则动作模板,通过配置动作模板的相关信息,创建生成规则动作,进而形成规则动作库;其中:所述规则动作模板库,包含多种类型的动作模板,不同的动作模板基于不同的模板框架,不同的模板框架内含不同的算法程序,可以实现通过简单的数据点位选择和参数配置完成规则动作计算程序的编写和输出。规则动作模板框架库如附图7所示。
[0055] 步骤六:创建报警诊断规则;具体包括选择模板、配置模板、生成规则、形成规则库等四个过程;是基于规则模板库选择所需的规则模板,通过配规则模板的相关信息,创建生成报警诊断规则,进而形成报警诊断规则库,其中:所述规则模板库,包含多种类型的规则模板,不同的规则模板基于不同的模板框架,不同的模板框架内含不同的算法程序,能够实现通过简单的规则条件选择、规则动作选择、逻辑关系选择,完成规则计算和逻辑判断程序的编写和输出。具体参照附图8的规则模板框架库图。
[0056] 步骤七:与物联网子系统和设备建立连接;具体包括:通过数据通讯线缆将数据采集器与物联网子系统和设备进行连接,实现数据通讯网络的建立。
[0057] 步骤八:数据采集存储传输;是数据采集器根据所述数据采集初始化时配置的数据采集要求从物联网子系统和设备实时获取数据,并按要求对数据进行存储和传输。
[0058] 步骤九:应用与执行报警诊断规则;是将所述创建报警诊断规则时创建的报警诊断规则按照需求进行选择并应用,通过实时获取所述数据采集存储传输过程传输的数据,将实时数据赋值给报警诊断规则中的数据点位,进而通过执行规则的计算和逻辑判断程序,完成数据的诊断与分析。
[0059] 步骤十:诊断结果输出与展示;是对所述应用于执行报警诊断规则过程的诊断与分析的结果输出至所述结果的进一步统计分析过程,同时对结果进行展示,以及对所述结果的进一步统计分析过程的结果进行展示。
[0060] 步骤十一:结果的进一步统计分析;是通过所述诊断结果输出与展示过程接收来至所述应用与执行报警诊断规则过程的诊断与分析结果,进行进一步的统计分析,包括对报警发生的对象、时间、频率、分布等规律进行统计分析,然后再将新的统计分析结果输出至所述结果输出与展示过程。
[0061] 本发明提供的基于物联网数据的建筑运行安全诊断与分析的系统和方法,能够根据各类建筑运行安全管理的复杂场景灵活定义匹配的报警规则,进而对建筑系统、设备、环境的异常状态进行诊断,大大提高了建筑运行安全相关的报警故障诊断的可靠性,降低了报警故障处理和应对的能力要求。同时,通过对异常发生的对象、时间、频率、分布等规律进行统计分析,提前预测潜在的系统或设备运行故障,提前向现场管理人员发出预警,进一步减少安全事故的发生,大大提高了建筑运行安全管理的效率和水平,充分保障了建筑运行的安全。
[0062] 虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但它们并不是用来限定本发明的,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明之精神和范围内,自当可作各种变化或润饰,因此本发明的保护范围应当以本申请权利要求保护范围所界定的为准。
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