【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及圖像數(shù)據(jù)處理，具體地說(shuō)是一種耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、海綿設(shè)施是綠色建筑中重要的組成部分。海綿設(shè)施是指利用海綿城市的理念和技術(shù)，在城市中應(yīng)用可持續(xù)的雨水管理系統(tǒng)，旨在提高水資源的利用效率，降低洪澇風(fēng)險(xiǎn)，改善水環(huán)境，提升城市環(huán)境質(zhì)量。
2、現(xiàn)有技術(shù)中的海綿設(shè)施，雖然有“熱島有緩解”的提法，但如何定量減輕還不清晰，其雖然能有效進(jìn)行雨水徑流滯蓄和水質(zhì)凈化，但在調(diào)節(jié)城市熱環(huán)境方面卻未經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，所以效能還比較低。而隨著城市化進(jìn)程的加速，城市“熱島效應(yīng)”日益嚴(yán)重，而傳統(tǒng)海綿設(shè)施由于缺乏智能化管理，因?yàn)闇钅繕?biāo)和防止蚊蠅壓力，大多數(shù)要求在24小時(shí)內(nèi)必須排空積水，故無(wú)法根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)境溫度和濕度，導(dǎo)致城市熱環(huán)境舒適度難以得到有效提升。此外，現(xiàn)有的海綿設(shè)施在數(shù)據(jù)收集、處理和應(yīng)用方面也顯得智能化不足，無(wú)法充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制和優(yōu)化管理。
3、因此，需要設(shè)計(jì)一種耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)熱舒適度，并與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)深度融合，從而提升城市環(huán)境的整體舒適度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)熱舒適度，并與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)深度融合，從而提升城市環(huán)境的整體舒適度。
2、為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提供一種耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的
3、s1，熱舒適度調(diào)節(jié)功能模塊：
4、s1-1，通過(guò)特定傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度和濕度，用于根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)；
5、s1-2，調(diào)節(jié)為：在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉太陽(yáng)能泵和電控閥門(mén)，用于保持環(huán)境舒適度；
6、s2，大數(shù)據(jù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模塊：
7、s2-1，系統(tǒng)中實(shí)時(shí)接收并處理來(lái)自下游雨水管線傳感器的數(shù)據(jù)，以及居民出行大數(shù)據(jù)信息；
8、s2-2，數(shù)據(jù)的處理應(yīng)通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，用于設(shè)施的智能化管理；
9、s3，耦合算法模塊：
10、s3-1，基于實(shí)時(shí)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，用于實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能泵和電控閥門(mén)的精準(zhǔn)控制；
11、s3-2，算法包含預(yù)測(cè)模型，用于根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前環(huán)境參數(shù)預(yù)測(cè)未來(lái)的熱舒適度和降雨情況，從而提前進(jìn)行調(diào)整；
12、s4，特殊群體模塊：
13、s4-1，系統(tǒng)在各類人群群體經(jīng)常活動(dòng)的區(qū)域，設(shè)置額外的遮陽(yáng)和降溫設(shè)備；
14、s4-2，系統(tǒng)包括警報(bào)系統(tǒng)，當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)降溫措施并通知相關(guān)人員；
15、s5，多功能集成模塊：
16、s5-1，系統(tǒng)在提升熱舒適度調(diào)節(jié)功能的同時(shí)，其雨水徑流滯蓄能力至少與現(xiàn)有海綿設(shè)施相當(dāng)，且不得降低水質(zhì)凈化能力。
17、s3中的耦合算法具體公式為：
18、[?f_{control}?=?f(q,?qd,?λ,?pmv,?e,?p_1,?p_2,?...,?p_{11})?]；
19、[?f_{control}是海綿設(shè)施的控制函數(shù)，并根據(jù)以下參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整：
20、q：天氣預(yù)報(bào)未來(lái)雨量，影響海綿設(shè)施的蓄水和排水需求；
21、qd：目前海綿城市設(shè)施的已有蓄水量，反映設(shè)施當(dāng)前的水資源利用情況；
22、λ：未來(lái)相對(duì)濕度，影響空氣濕度和人體感覺(jué)舒適度；
23、pmv：人體熱舒適度指數(shù)（predicted?mean?vote），用于評(píng)估人體熱舒適感；
24、其中含有快遞員、汽車駕駛員、廣場(chǎng)舞活躍老人等特殊脆弱群體的活動(dòng)場(chǎng)地分布；
25、e：年徑流總量控制率，衡量海綿設(shè)施對(duì)城市雨水徑流的控制能力。
26、耦合算法具體公式中的?p_1?到p_{11}具體為：
27、p_1：土壤濕度，影響海綿設(shè)施的滲水能力和植物生長(zhǎng)；
28、p_2：地下水位，關(guān)聯(lián)到海綿設(shè)施的蓄水能力和排水效果；
29、p_3：設(shè)施老化程度，反映海綿設(shè)施的使用壽命和維護(hù)需求，含泄露等意外情況；
30、p_4：周圍植被覆蓋率，影響地表的蒸散作用和微氣候；
31、p_5：太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度，關(guān)聯(lián)到太陽(yáng)能泵的工作效率；
32、p_6：風(fēng)速，影響蒸發(fā)速率和人體感覺(jué)舒適度；
33、p_7：設(shè)施周圍的建筑密度，影響熱島效應(yīng)和通風(fēng)情況；
34、p_8：水質(zhì)指標(biāo)，反映海綿設(shè)施對(duì)水質(zhì)的凈化效果；
35、p_9：降雨量變化率，用于預(yù)測(cè)未來(lái)雨水徑流的動(dòng)態(tài)變化；
36、p_{10}：城市排水系統(tǒng)的容量，影響海綿設(shè)施與市政排水系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合；
37、p_{11}：居民藍(lán)牙或wifi反饋，居民可以通過(guò)手機(jī)終端app，了解本海綿設(shè)施的智慧運(yùn)作，并監(jiān)督和調(diào)控本設(shè)施的運(yùn)行效果，如果出現(xiàn)考慮不周的情況上傳資料予以修正。
38、耦合算法具體公式中的控制函數(shù)f是一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型，它內(nèi)嵌于海綿設(shè)施所在的單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)里，根據(jù)這些參數(shù)的綜合影響來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整海綿設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，用于使智慧控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)環(huán)境變化，提高城市熱環(huán)境舒適度，同時(shí)保持海綿設(shè)施的高效運(yùn)行。
39、運(yùn)行狀態(tài)包括：開(kāi)啟或關(guān)閉太陽(yáng)能泵、調(diào)整電控閥門(mén)的開(kāi)度。
40、本專利技術(shù)同現(xiàn)有技術(shù)相比，具備以下有益效果：
41、本專利技術(shù)的熱舒適度調(diào)節(jié)功能關(guān)注雨水徑流滯蓄和水質(zhì)凈化，還特別增強(qiáng)了調(diào)節(jié)城市小環(huán)境熱舒適度的能力，這是傳統(tǒng)設(shè)施還不具備的。
42、本專利技術(shù)的大數(shù)據(jù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用收集下游雨水管線的傳感器數(shù)據(jù)與居民出行等大數(shù)據(jù)信息，相比傳統(tǒng)收集方式更加高效與準(zhǔn)確。
43、本專利技術(shù)利用先進(jìn)的耦合算法利用收集到的大數(shù)據(jù)對(duì)太陽(yáng)能泵、電控閥門(mén)等設(shè)施進(jìn)行精準(zhǔn)控制。
44、本專利技術(shù)在增強(qiáng)熱舒適度調(diào)節(jié)功能的同時(shí)，保持甚至提升了原有的雨水徑流滯蓄和水質(zhì)凈化功能，且不影響年徑流總量控制率等關(guān)鍵海綿城市指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了多功能的集成和優(yōu)化。
45、本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)特殊群體的特別考慮：例如在快遞員、汽車駕駛員、廣場(chǎng)舞活躍老人等特殊群體經(jīng)常活動(dòng)的區(qū)域，設(shè)置額外的遮陽(yáng)和降溫設(shè)備，如噴霧降溫遮陽(yáng)篷。同時(shí)還設(shè)置了警報(bào)系統(tǒng)，當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)降溫措施并通知相關(guān)人員。
46、結(jié)合上述多項(xiàng)功能的創(chuàng)新，本專利技術(shù)在酷暑季節(jié)北方常見(jiàn)氣候條件下，該設(shè)施周邊局部環(huán)境實(shí)現(xiàn)了人體熱舒適度pmv值指標(biāo)改善了20%的目標(biāo)。
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1.一種耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述S3中的耦合算法具體公式為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合算法具體公式中的?P_1?到P_{11}具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合算法具體公式中的控制函數(shù)f是一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型，它內(nèi)嵌于海綿設(shè)施所在的單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)里，根據(jù)這些參數(shù)的綜合影響來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整海綿設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，用于使智慧控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)環(huán)境變化，提高城市熱環(huán)境舒適度，同時(shí)保持海綿設(shè)施的高效運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)行狀態(tài)包括：開(kāi)啟或關(guān)閉太陽(yáng)能泵、調(diào)整電控閥門(mén)的開(kāi)度。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述s3中的耦合算法具體公式為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智慧海綿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合算法具體公式中的?p_1?到p_{11}具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耦合熱舒適度優(yōu)化目標(biāo)的小區(qū)智...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：白偉嵐，孔柏涵，穆曉紅，蘇毅，付甜甜，高源，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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