公共建筑能耗預(yù)測方法研究及應(yīng)用

公共建筑能耗預(yù)測方法研究及應(yīng)用公共建筑能耗預(yù)測方法研究及應(yīng)用

摘要：

能耗預(yù)測是公共建筑能源管理的重要工作。本文針對公共建筑能耗預(yù)測問題進行了研究，并探討了基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的預(yù)測方法。首先對公共建筑能耗預(yù)測的背景和意義進行了介紹，然后詳細闡述了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在公共建筑能耗預(yù)測中的應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型選擇、特征選擇和模型評價等方面。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于支持向量機的公共建筑能耗預(yù)測方法，并應(yīng)用于某市政府辦公樓的實際預(yù)測中，取得了良好的預(yù)測效果。最后，對該方法進行了總結(jié)和展望。

關(guān)鍵詞：公共建筑；能耗預(yù)測；數(shù)據(jù)挖掘；支持向量機

一、引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，公共建筑的能源消耗越來越大，成為城市能源消耗的重要組成部分。對于政府和公共機構(gòu)而言，如何科學(xué)合理地進行能源管理，降低能源消耗，提高能源利用效率，已成為一項緊迫的任務(wù)。能耗預(yù)測作為能源管理的重要環(huán)節(jié)，可以為公共建筑的能源管理提供重要依據(jù)，因此備受關(guān)注。

由于公共建筑的能耗預(yù)測受到很多因素的影響，比如建筑結(jié)構(gòu)、用途、氣候等多個因素，傳統(tǒng)的預(yù)測方法往往難以滿足需求。而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)具有挖掘數(shù)據(jù)潛在規(guī)律的能力，可以對公共建筑能耗預(yù)測問題提供新思路。本文將介紹數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在公共建筑能耗預(yù)測中的應(yīng)用，重點探討了支持向量機在公共建筑能耗預(yù)測中的有效性和可行性。

二、公共建筑能耗預(yù)測方法研究

2.1數(shù)據(jù)預(yù)處理

數(shù)據(jù)預(yù)處理是數(shù)據(jù)挖掘的重要步驟，它主要包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)變換和數(shù)據(jù)規(guī)約等環(huán)節(jié)。在公共建筑能耗預(yù)測中，采集的數(shù)據(jù)來源廣泛，包括氣象數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、人員出入數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)。為了提高預(yù)測精度，需要先對采集到的數(shù)據(jù)進行清洗，排除無效數(shù)據(jù)和錯誤數(shù)據(jù)。然后將來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進行集成，形成一個完整的數(shù)據(jù)集合。接著進行數(shù)據(jù)變換，消除指標之間的量綱差異，防止變量間的權(quán)重受到量綱的影響。最后進行數(shù)據(jù)規(guī)約，選取有代表性的指標作為預(yù)測變量。

2.2模型選擇

模型選擇是公共建筑能耗預(yù)測的核心問題。常用的預(yù)測模型包括線性回歸模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、決策樹模型等。然而，由于公共建筑能耗預(yù)測的特殊性，傳統(tǒng)的預(yù)測方法往往難以滿足需求。支持向量機是一種新興的非線性預(yù)測模型，具有良好的泛化能力和魯棒性，適合于復(fù)雜的非線性問題。因此，在公共建筑能耗預(yù)測中，支持向量機被廣泛應(yīng)用。

2.3特征選擇

特征選擇是指從所選取的特征中保留最有用的特征。在公共建筑能耗預(yù)測中，指標數(shù)量龐大，存在大量的冗余指標。過多的指標不僅會增加計算負擔，還會降低預(yù)測精度。因此，需要對指標進行篩選，選出最具代表性和最有相關(guān)性的指標。通常采用基于相關(guān)性和信息熵的特征選擇方法進行特征選取。

2.4模型評價

模型評價是衡量模型預(yù)測能力的重要手段。常用的評價指標包括均方誤差、平均絕對誤差、相關(guān)系數(shù)等。在公共建筑能耗預(yù)測中，由于數(shù)據(jù)不同，評價指標也不同。因此，需要選取合適的評價指標對模型進行評價。

三、實例應(yīng)用

本文將所述的支持向量機模型應(yīng)用于某市政府辦公樓能耗預(yù)測中。該樓為11層，共有4個空調(diào)主機組和42個空調(diào)末端設(shè)備，能耗數(shù)據(jù)包括自來水、電、空調(diào)和網(wǎng)絡(luò)幾個方面。在支持向量機模型進行建模之前，需要對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和特征選擇。最后，將模型得到的預(yù)測結(jié)果與實際能耗進行比較，分析模型的預(yù)測精度和可靠性。

四、總結(jié)與展望

本文從數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型選擇、特征選擇和模型評價等方面，詳細介紹了公共建筑能耗預(yù)測中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用方法。通過實例應(yīng)用，證明支持向量機在公共建筑能耗預(yù)測中具有良好的預(yù)測精度和可行性。未來，還需進一步研究和探索如何將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與公共建筑能源管理相結(jié)合，實現(xiàn)能源管理的智能化和可持續(xù)發(fā)展本文主要介紹了在公共建筑能耗預(yù)測中應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的方法和步驟。首先，對原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)清洗、缺失值處理和異常值處理等。然后，通過比較和選擇，選取合適的模型進行建模，同時通過交叉驗證等方法來評估模型的性能和泛化能力。接下來，對指標進行篩選和特征選擇，選取最具代表性和最有相關(guān)性的指標。最后，通過將支持向量機模型應(yīng)用于某市政府辦公樓能耗預(yù)測，得到了良好的預(yù)測精度和可行性。未來，需要進一步研究如何將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與公共建筑能源管理相結(jié)合，實現(xiàn)能源管理的智能化和可持續(xù)發(fā)展在公共建筑能耗預(yù)測中應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是當前提高能源利用效率和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。本文中的方法和步驟可以幫助能源管理者和工程師快速和準確預(yù)測能耗，并采取相應(yīng)的調(diào)整措施，降低建筑能耗和減少環(huán)境污染。

首先，預(yù)處理是數(shù)據(jù)挖掘中的重要一步。數(shù)據(jù)預(yù)處理包括數(shù)據(jù)清洗、缺失值處理和異常值處理。通過刪除無用數(shù)據(jù)和缺失值以及修復(fù)異常數(shù)據(jù)，可以提高后續(xù)模型的精度和穩(wěn)定性。

其次，模型建立是預(yù)測能耗的核心步驟。選擇合適的模型對精度和泛化能力的提升至關(guān)重要。機器學(xué)習(xí)模型中，支持向量機是一種有效實用的分類器和回歸器。支持向量機的優(yōu)點是通過核技巧將高維數(shù)據(jù)映射到低維特征空間進行模型構(gòu)建，在處理傳統(tǒng)線性模型和非線性模型上具有很好的性能。

接下來，為了提高模型預(yù)測精度和保持模型結(jié)構(gòu)的簡單性，需要進行指標篩選和特征選擇。根據(jù)經(jīng)驗和領(lǐng)域知識，選擇最具代表性和最相關(guān)性的指標，可以有效降低計算復(fù)雜度和保持過擬合的可能性。

最后，將支持向量機模型應(yīng)用于某市政府辦公樓能耗預(yù)測，得到了較好的預(yù)測精度。這說明選擇合適的預(yù)處理方式、模型算法和特征選擇方法是成功應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)于能耗預(yù)測的關(guān)鍵。預(yù)測精度的提高和可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)需要更多的長期研究和實踐同時，為了進一步提高能源利用效率，還可以采取以下措施：

1.推廣使用可再生能源：在政府辦公樓中使用太陽能，風(fēng)能等可再生能源，降低對化石能源的依賴，達到節(jié)能減排的效果。

2.加強建筑節(jié)能措施：政府辦公樓可以采用更加高效的建筑結(jié)構(gòu)，使用隔熱、保溫材料和雙層玻璃等能耗減少材料，提高建筑的隔熱性能，達到減少能耗的目的。

3.引入智能化能源管理系統(tǒng)：通過安裝智能電表、智能開關(guān)、動態(tài)調(diào)節(jié)空調(diào)等智能裝置，實現(xiàn)對能源的細致管理和控制，避免能源的浪費，并實時對能源數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和記錄，方便能耗的分析和調(diào)整。

總之，能源管理是一個十分重要的領(lǐng)域，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用為能源的預(yù)測和調(diào)整提供了有效的方法和手段，同時也需要政府和企業(yè)積極推進綠色能