СТАТИСТИЧНИЙ АНАЛІЗ ТЕПЛОВИХ ПАРАМЕТРІВ РОЗУМНИХ БУДИНКІВ

Анотація

У роботі проведений кореляційний аналіз відкритих для використання даних "розумних будинків", які були отримані в рамках дослідницького проекту REFIT. Метою проекту було здійснення дослідження проблематики енергозбереження в "розумних будинків" для побудови ефективних алгоритмів мінімізації енерговитрат в умовах індустрії 4.0 (Industry 4.0). Серед усіх зібраних даних, зокрема, були виокремленні набори даних, що містять розподіли зовнішньої та внутрішньої температур, температури на поверхні обігрівальних елементів та розподіл споживання газу у 20 будинках за період від 7 березня 2014 року до 7 березня 2015 року.

Для швидкого і зручного доступу до отриманих даних було створено sqlite базу даних, інтегровану з Python API. З використанням розроблених алгоритмів здійснено обробку сирих даних, яка включала заповнення пропущених значень у часових рядах методом інтерполяції, згладжування нехарактерних "піків" та пониження частоти даних. Оброблені таким чином дані були розміщені в базі даних для подальшого їх використання у дослідженні.

Для оцінки залежностей між наборами даних (споживання газу та зовнішніми температурами/температурами на поверхні обігрівальних елементів, температурами на поверхні обігрівальних елементів та зовнішніми температурами, різницею між внутрішньою і зовнішньою температурами та температурами на поверхні обігрівальних елементів) проведений кореляційний аналіз та обчислені кореляційні коефіцієнти. Значення цих коефіцієнтів підтвердили гіпотезу про високу кореляцію між наборами даних та дали кількісний критерій для визначення неопалювальних приміщень будинків. Також, на основі результатів кореляційного аналізу була встановлена можливість використання даних такого типу не лише для задач прогнозування витрат, а й для формулювання обернених варіаційних задач визначення ефективних теплофізичних коефіцієнтів "розумних будинків", наприклад, ефективного теплообміну та теплоємності.

Ключові слова: розумний будинок, автоматизація будинку, система збору даних, інтелектуальний аналіз даних.