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面向污染企业数字孪生体构建的多粒度时空实体建模

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遥感学报 2024年第5期28卷 1364-1373页

作者：崔晓琛田云张健钦赵苗苗马茂鑫胡超男姜会忠北京建筑大学测绘与城市空间信息学院北京102616 甘肃省生态环境部信息中心兰州730030 生态环境部信息中心北京100029 正元地理信息集团股份有限公司科技中心北京101399

污染企业数字孪生体是指与污染企业物理实体完全等价的计算机信息模型,是实现在产污染企业场地管控智能化的基础。目前数字孪生体的构建方法在面对污染企业污染源种类多、源汇关系复杂及溯源难度大的情况时,难以实现对污染企业物理实体... 详细信息

污染企业数字孪生体是指与污染企业物理实体完全等价的计算机信息模型,是实现在产污染企业场地管控智能化的基础。目前数字孪生体的构建方法在面对污染企业污染源种类多、源汇关系复杂及溯源难度大的情况时,难以实现对污染企业物理实体特征数据的完整表达。因此,本文提出一种构建污染企业数字孪生体的多粒度时空实体建模方法,通过对污染企业时空实体相关特征和关系的建模分析,以数据模型的形式实现对污染企业场地实体全面多维的信息描述与刻画。以广州市某橡胶厂为应用案例,进行数据模型的实例验证。结果表明,多粒度时空实体建模能高效组织和表达实体多维度的特征,实现污染企业数字孪生体模型的精准构建,为污染企业数字孪生应用服务提供有效方法和数据模型基础。

关键词：遥感污染企业数字孪生体实体特征数据多粒度时空实体建模数据模型

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换热站并联水泵分布式优化控制

控制理论与应用 2024年第2期41卷 342-354页

作者：赵安军席江涛荆竞赵啸西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055 中国建筑西北设计研究院有限公司陕西西安710018

针对现有换热站并联水泵优化算法在集中式架构下控制适应性不足的问题,本文提出了一种改进的分布式并联水泵优化算法.首先,建立了并联水泵的分布式控制系统,并对该优化问题的数学模型进行描述,在目标函数中引入自适应非线性因子;然后,... 详细信息

针对现有换热站并联水泵优化算法在集中式架构下控制适应性不足的问题,本文提出了一种改进的分布式并联水泵优化算法.首先,建立了并联水泵的分布式控制系统,并对该优化问题的数学模型进行描述,在目标函数中引入自适应非线性因子;然后,设计了改进的分布式果蝇优化算法,在该算法中每台水泵的控制器仅通过与邻居控制器交互信息即可完成并联水泵的优化;并且,在嗅觉搜索阶段,使用正弦余弦策略替代赋予个体距离与方向的随机策略;最后,以两个实际换热站中不同并联水泵系统为例对算法进行仿真验证,并基于仿真结果进行性能分析.结果表明,相较于传统算法,改进的分布式果蝇优化算法能得到更优的控制策略,有着收敛速度快、稳定性好和鲁棒性强的特点;并且该算法适用于不同系统的并联水泵优化问题,具有可扩展性.在实际工程验证中相较于集中式算法,该算法在总功率和计算时间上分别平均降低了5.47%和29.90%,因此,能够满足实际换热站中对并联水泵热负荷优化分配的需求.

关键词：换热站并联水泵分布式控制系统果蝇优化算法负荷优化分配

首都功能核心区居住空间热环境差异与形态响应研究

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现代城市研究 2024年第6期39卷 83-92页

作者：李硕石炀管亚平张杰北京建筑大学建筑与城市规划学院北京星天地信息科技有限公司清华大学建筑学院

探究首都功能核心区内居住空间形态对城市热环境的影响,可为优化居住空间形态,改善居住空间热环境提供科学依据。以首都功能核心区为例,利用遥感数据和城市基础空间信息数据,以局地气候区分类体系为基础,划分核心区居住空间形态类型,利... 详细信息

探究首都功能核心区内居住空间形态对城市热环境的影响,可为优化居住空间形态,改善居住空间热环境提供科学依据。以首都功能核心区为例,利用遥感数据和城市基础空间信息数据,以局地气候区分类体系为基础,划分核心区居住空间形态类型,利用单窗算法进行地表温度反演,对比不同居住空间形态的热环境差异;借助相关分析与回归分析探究居住空间形态和城市热环境之间的关系。研究发现,核心区什刹海、南锣鼓巷、大栅栏、西四北等历史住区的地表温度总体上较多层老旧小区、高层住区高,自由肌理历史住区地表温度总体上较规整肌理历史住区高;建筑密度对空间热环境效应呈正相关,建筑平均层数则呈负相关,且这种相关性在冬季强于夏季。最后,探讨了除建筑高度、建筑密度、肌理类型等空间形态因素,建筑材料、经济社会和住房条件也可能是影响热环境差异的主要原因,并提出热环境改善措施。

关键词：热环境居住空间空间形态局地气候分区首都功能核心区

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地铁站台空调系统非线性预测控制策略

控制与决策 2024年第2期39卷 509-518页

作者：魏东肖志铭安硕熊亚选北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044 建筑大数据智能处理方法研究北京市重点实验室北京100044 青岛市人防建筑设计研究院有限公司山东青岛266100 北京建筑大学环境与能源工程学院北京100044

地铁站台空调系统回路众多且具有强耦合和非线性特性,PID控制方法参数整定困难,无法兼顾乘客舒适性和能效最优,由于系统建模困难,非线性优化算法计算量大,智能控制方法难以实现工程应用.对此,提出一种地铁站台空调系统预测控制策略.首先... 详细信息

地铁站台空调系统回路众多且具有强耦合和非线性特性,PID控制方法参数整定困难,无法兼顾乘客舒适性和能效最优,由于系统建模困难,非线性优化算法计算量大,智能控制方法难以实现工程应用.对此,提出一种地铁站台空调系统预测控制策略.首先,根据热湿负荷平衡和能量守恒定律建立地铁站台热动态特性预测模型;然后,将满足乘客舒适性并节省能耗作为系统优化目标,使用神经网络作为优化反馈控制器,将系统优化目标函数作为控制器优化性能指标,结合变分法和随机梯度下降法,对神经网络控制器的权值和阈值进行在线滚动优化,算法计算量小,占用存储空间适中.仿真实验结果表明,所提出的预测控制策略与传统PID控制方法相比,在满足乘客舒适性要求的前提下,系统响应时间可缩短约39.6%,末端风机能耗降低约73.39%.

关键词：地铁空调系统模型预测控制机理建模非线性优化算法神经网络建筑节能

基于改进的遥感生态指数的黄河三角洲生态环境质量时空变化分析

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生态与农村环境学报 2024年

作者：王远轲刘浦东刘建涛张冬王凌翔黄丽山东建筑大学测绘地理信息学院潍坊河海水文科技有限公司齐鲁空天信息研究院

在黄河流域生态保护和高质量发展的背景下，为监测黄河三角洲整体生态环境变化，对区域未来发展提供合理建议，以黄河三角洲为研究区，选取5期Landsat影像为数据源，在遥感生态指数（RSEI）模型基础上，用盐度指数SI代替干度指标，同时... 详细信息

在黄河流域生态保护和高质量发展的背景下，为监测黄河三角洲整体生态环境变化，对区域未来发展提供合理建议，以黄河三角洲为研究区，选取5期Landsat影像为数据源，在遥感生态指数（RSEI）模型基础上，用盐度指数SI代替干度指标，同时引入空气质量指标（DI）构建改进的遥感生态指数（MRSEI），并结合景观指数，借助空间自相关分析方法，通过地理探测器进行驱动因子分析，定量评价黄河三角洲生态环境时空分异特征。结果表明：（1）MRSEI相比RSEI更接近EI值，评价结果与真实地表情况更为接近，更适用于黄河三角洲生态环境质量评价。（2）黄河三角洲生态环境表现为略微变差，生态指数均值由0.53降到0.51。生态差的区域主要集中在沿海滩涂附近，生态较好的区域分布在东南部与黄河沿岸地区，随着靠近海岸生态环境逐渐表现为降低。（3）不同等级的遥感生态指数斑块破碎度都不断上升，景观格局趋于破碎化发展。（4）各时期区域生态指数空间分布都存在显著的空间自相关性，局部主要以高-高聚集与低-低聚集，与生态指数分布变化趋于一致。（5）土地利用是影响区域生态环境空间分异性的主要因素，各因子间的交互作用均表现为双因子增强。

关键词：生态环境改进的遥感生态指数景观指数空间自相关地理探测器黄河三角洲

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制冷站双目标权重自适应非线性预测控制

控制理论与应用 2024年第1期41卷 49-58页

作者：魏东闫畔冯浩东北京建筑大学电气与信息工程学院北京100032 北京市建筑大数据智能处理重点实验室北京100032 北京北方华创微电子装备有限公司北京100176

针对传统制冷站控制系统易产生振荡,且无法实现系统性能整体优化的问题,本文提出一种制冷站非线性预测控制策略,优化目标函数设计为满足建筑冷量需求的同时,尽可能提高系统整体能效.为解决上述两个优化目标之间的矛盾关系,本文采用模糊... 详细信息

针对传统制冷站控制系统易产生振荡,且无法实现系统性能整体优化的问题,本文提出一种制冷站非线性预测控制策略,优化目标函数设计为满足建筑冷量需求的同时,尽可能提高系统整体能效.为解决上述两个优化目标之间的矛盾关系,本文采用模糊逻辑设计了优化目标权重自适应模块,实时求取权重因子最优解;针对非线性系统在线优化求解困难问题,本文提出了基于神经网络的非线性滚动优化算法,采用神经网络作为反馈优化控制器,并将系统优化目标函数作为在线寻优性能指标,结合Euler-Lagrange方法和随机梯度下降法对控制器权值和阈值进行在线寻优,算法计算量小,占用存储空间适中,便于采用低成本的现场控制器实现制冷站预测控制.仿真实验结果表明,本文所提出的预测控制策略与PID控制相比,在未加入优化目标函数权重自适应模块情况下,系统平均能效比提高约32.5%;进行优化目标函数权重自适应寻优后,系统平均能效提高约39.43%.

关键词：制冷站非线性系统预测控制神经网络权重自适应模糊逻辑双目标优化

城镇地下式污水处理厂的水系统消防设计的实践与思考

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中国建筑金属结构 2024年第8期23卷 163-165页

作者：李想李会林成都市市政工程设计研究院有限公司四川成都610023 宁波华聪建筑信息科技有限公司浙江宁波315000

为解决城镇地下式污水处理厂水系统消防设计所暴露出的若干问题,如将地下室污水处理厂定性为地下建筑,过度设计消防水池、消防水泵,过度设置稳压设备等,本文通过具体工程案例,分析梳理了设计中的问题,概括了设计关键点,并据此提出了设... 详细信息

为解决城镇地下式污水处理厂水系统消防设计所暴露出的若干问题,如将地下室污水处理厂定性为地下建筑,过度设计消防水池、消防水泵,过度设置稳压设备等,本文通过具体工程案例,分析梳理了设计中的问题,概括了设计关键点,并据此提出了设计策略。最后结论认为:城镇地下式污水处理厂水系统消防设计应充分理解现行规范规则,以工艺要求为导向,提出了合规且经济的设计实践与思考。

关键词：建筑定性消火栓系统自动喷水灭火系统气体灭火系统

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风光沼储交直流混合农村微电网经济技术优化

中国电力 2024年第3期57卷 27-33页

作者：谭虎王小亮徐亭亭赵珂宿连超张文玉辛征国网山东省电力公司潍坊供电公司山东潍坊261021 山东建筑大学信息与电气工程学院山东济南250101

搭建了风光沼储交直流混合微电网系统模型,在满足系统供电可靠性的条件下,以新能源利用率最高、经济成本最优、碳排放最小进行多目标优化,研究了在某气候条件下,该微电网能源系统的经济技术最优配置。

关键词：电力市场多能互补系统农村微电网

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基于GRA/EEMD-Informer混合模型的光储直柔配电系统多数据预测方法

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电力科学与技术学报 2024年第3期39卷 86-95页

作者：王炳铮岳云涛李炳华万珊珊北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044 悉地(北京)国际建筑设计顾问有限公司北京100013

针对现有时间序列模型预测光储直柔配电系统短期发用电数据精度不高的问题,提出一种基于灰色关联度分析/集合经验模态分解(grey relation analysis,ensemble empirical mode decomposition,GRA/EEMD-Informer)的光储直柔配电系统多数据... 详细信息

针对现有时间序列模型预测光储直柔配电系统短期发用电数据精度不高的问题,提出一种基于灰色关联度分析/集合经验模态分解(grey relation analysis,ensemble empirical mode decomposition,GRA/EEMD-Informer)的光储直柔配电系统多数据预测模型,通过灰色关联度分析、模态分解,结合自注意力蒸馏机制,有效捕捉输出和输入之间较精确的长程相关性耦合,降低了时空复杂度,极大缓解了传统编解码的局限性。将已建成并投入使用的光伏发电站某月数据、典型办公建筑某月电力数据及电动汽车充电站运行数据作为原始数据,以均方误差、平均绝对误差、均方根误差作为评价指标对模型进行检验,并进行消融实验与分析,最后与长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)、基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的长短期记忆网络(PSO-LSTM)、Transformer时间序列预测方法对比,结果表明该方法的拟合程度明显高于其他预测方法,验证了GRA/EEMDInformer算法对提高预测能力的有效性和实用性。

关键词：光储直柔 GRA/EEMD-Informer 光伏发电输出功率建筑电力负荷电动汽车负荷