基于大数据节约能耗的监控方法及系统.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310535670.2(22)申请日 2023.05.12(71)申请人 南京信息工程大学地址 210044 江苏省南京市江北新区宁六路219号(72)发明人 王红林(74)专利代理机构 南京纵横知识产权代理有限公司 32224专利代理师 董建林(51)Int.Cl.G06Q 10/04(2023.01)G06Q 50/06(2012.01)G06F 17/11(2006.01)G06F 17/18(2006.01)(54)发明名称一种基于大数据节约能耗的监控方法及系统(57)摘要本发明公开。

2、了一种基于大数据节约能耗的监控方法及系统，包括：采集目标监控区域内各电气设备的的历史使用周期时长Ti、历史过渡周期时长ti以及中断次数ri；当结束电气设备使用后捕捉实时使用周期时长Tk，对电气设备的过渡周期时长和中断次数进行预测；基于中断次数预测值和实时使用周期时长Tk计算过渡周期预测时长内电气设备的未出现中断的概率值P；当概率值P小于阈值时，提示工作人员对电气设备采取待机操作；当概率值P小于阈值时，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作；以节约企业电气设备在实际使用消耗的能耗。权利要求书2页 说明书6页 附图2页CN 116502。

3、761 A2023.07.28CN 116502761 A1.一种基于大数据节约能耗的监控方法，其特征在于，包括：采集目标监控区域内各电气设备的状态数据并进行数据预处理，构建状态数据集合；所述状态数据包括电气设备的历史使用周期时长Ti、历史过渡周期时长ti以及在历史过渡周期时长ti内电气设备的中断次数ri；拟合电气设备的历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri的关系方程f(x)；对目标监控区域内电气设备的使用状态进行监测，当结束电气设备使用后捕捉实时使用周期时长Tk，基于历史使用周期时长Ti和历史过渡周期时长ti对电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长进行预测，得到过渡周期预测时长；将过渡周期。

4、预测时长带入所述关系方程f(x)，获得过渡周期预测时长内电气设备的中断次数预测值；基于中断次数预测值和实时使用周期时长Tk计算过渡周期预测时长内电气设备的未出现中断的概率值P；当概率值P小于阈值时，提示工作人员对电气设备采取待机操作；当概率值P小于阈值时，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据节约能耗的监控方法，其特征在于，对各电气设备的历史过渡周期时长ti数据进行预处理的方法包括：获取工作人员对电气设备产生误使用操作时对应的反应时长ta；剔除小于或等于反应时长ta的历史过渡周期时长ti，将大。

5、于反应时长ta的历史过渡周期时长ti存储至状态数据集合。3.根据权利要求1所述的一种基于大数据节约能耗的监控方法，其特征在于，拟合电气设备的历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri的关系方程f(x)的方法包括：逐次将各历史过渡周期时长ti作为自变量x，将对应的中断次数ri作为因变量y，拟合得到历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri之间的关系方程f(x)，表达公式为：ygx+b其中，b表示常数；g表示因变量y与自变量x的关联系数。4.根据权利要求1所述的一种基于大数据节约能耗的监控方法，其特征在于，基于历史使用周期时长Ti和历史过渡周期时长ti对电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长进行预测，得。

6、到过渡周期预测时长的方法包括：计算各历史过渡周期时长ti的平均值，得到时长tr；计算各历史使用周期时长Ti的平均值，得到时长te；当|Tkte|Tb时，输出报警信息；当|Tkte|Tb时，判断电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长为时长tr。5.根据权利要求4所述的一种基于大数据节约能耗的监控方法，其特征在于，基于中断次数预测值和实时使用周期时长Tk计算过渡周期预测时长内电气设备的未出现中断的概率值P，计算公式为：其中，Ntr表示为过渡周期预测时长内电气设备的中断次数预测值。权利要求书1/2 页2CN 116502761 A26.根据权利要求5所述的一种基于大数据节约能耗的监控方法，其特征在。

7、于，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作的方法包括：获得电气设备关机再重启需要的重启耗能值，记为Wk；获取电气设备在待机状态时需要的电压Uk和电流Ik；计算电气设备待机耗能值，表达公式为：WtrUkIktr公式中，Wtr表示为过渡周期预测时长内待机耗能值。当WtrWk时，提示工作人员对结束使用的电气设备选择关机操作；当WtrWk时，提示工作人员对结束使用的电气设备选择待机操作。7.一种基于大数据节约能耗的监控系统，其特征在于，包括：采集模块，用于采集目标监控区域内各电气设备的状态数据并进行数据预处理，构建状态数据集合；所述状态数据。

8、包括电气设备的历史使用周期时长Ti、历史过渡周期时长ti以及在历史过渡周期时长ti内电气设备的中断次数ri；预测模块，对目标监控区域内电气设备的使用状态进行监测，当结束电气设备使用后捕捉实时使用周期时长Tk，基于历史使用周期时长Ti和历史过渡周期时长ti对电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长进行预测，得到过渡周期预测时长；处理分析模块，用于拟合电气设备的历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri的关系方程f(x)；将过渡周期预测时长带入所述关系方程f(x)，获得过渡周期预测时长内电气设备的中断次数预测值；基于中断次数预测值和实时使用周期时长Tk计算过渡周期预测时长内电气设备的未出现中断的概率值。

9、P；执行模块，当概率值P小于阈值时，提示工作人员对电气设备采取待机操作；当概率值P小于阈值时，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作。8.根据权利要求7所述的一种基于大数据节约能耗的监控方法，其特征在于，数据采集模块包括采集单元、数据处理单元和数据记录单元；所述采集单元用于获取工作人员对电气设备产生误使用操作时对应的反应时长ta；所述数据处理单元用于剔除小于或等于反应时长ta的历史过渡周期时长ti，数据记录单元用于将大于反应时长ta的历史过渡周期时长ti存储至状态数据集合。9.根据权利要求7所述的一种基于大数据节约能耗的监控方法，其。

10、特征在于，预测模块包括第一捕捉单元和预测单元；所述第一捕捉单元用于对目标监控区域内电气设备的使用状态进行监测，当结束电气设备使用后捕捉实时使用周期时长Tk；所述预测单元用于计算各历史过渡周期时长ti的平均值，得到时长tr；计算各历史使用周期时长Ti的平均值，得到时长te；当|Tkte|Tb时，输出报警信息；当|Tkte|Tb时，判断电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长为时长tr。10.电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行权利要求1至权利要求6任一项所述基于大数据节约能耗的监控方法的步骤。权利要求书2/2 页3CN 11650。

11、2761 A3一种基于大数据节约能耗的监控方法及系统技术领域0001本发明属于能耗监测领域，具体涉及基于大数据节约能耗的监控方法及系统。背景技术00020003目前我国很多企业在生产过程中都需要使用很多高耗能的电气设备，一般企业对于高耗能设备使用时间较长，不会频繁更换使用的电气设备，加上对于电气设备在管理上十分混乱，很多管理者只顾着企业盈利情况对电气设备如何节能如何降耗不是很重视，这就导致在企业在实际使用电气设备时，存在着非常大的能源消耗的无端浪费。因此对于电气设备的节能降耗，也是对环境的进一步保护，节约能源消耗的重要步骤。由此可见，节约企业电气设备在实际使用消耗的能耗十分必要。发明内容000。

12、4本发明的目的在于提供一种基于大数据节约能耗的监控方法及系统，以节约企业电气设备在实际使用消耗的能耗。0005为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：0006本发明第一方面提供了一种基于大数据节约能耗的监控方法，包括：0007采集目标监控区域内各电气设备的状态数据并进行数据预处理，构建状态数据集合；所述状态数据包括电气设备的历史使用周期时长Ti、历史过渡周期时长ti以及在历史过渡周期时长ti内电气设备的中断次数ri；拟合电气设备的历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri的关系方程f(x)；0008对目标监控区域内电气设备的使用状态进行监测，当结束电气设备使用后捕捉实时使用周期时长Tk，基于历史。

13、使用周期时长Ti和历史过渡周期时长ti对电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长进行预测，得到过渡周期预测时长；0009将过渡周期预测时长带入所述关系方程f(x)，获得过渡周期预测时长内电气设备的中断次数预测值；0010基于中断次数预测值和实时使用周期时长Tk计算过渡周期预测时长内电气设备的未出现中断的概率值P；0011当概率值P小于阈值时，提示工作人员对电气设备采取待机操作；当概率值P小于阈值时，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作。0012优选的，对各电气设备的历史过渡周期时长ti数据进行预处理的方法包括：0013获取工作人员。

14、对电气设备产生误使用操作时对应的反应时长ta；0014剔除小于或等于反应时长ta的历史过渡周期时长ti，将大于反应时长ta的历史过渡周期时长ti存储至状态数据集合。0015优选的，拟合电气设备的历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri的关系方程f(x)说明书1/6 页4CN 116502761 A4的方法包括：0016逐次将各历史过渡周期时长ti作为自变量x，将对应的中断次数ri作为因变量y，拟合得到历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri之间的关系方程f(x)，表达公式为：0017ygx+b0018其中，b表示常数；g表示因变量y与自变量x的关联系数。0019优选的，基于历史使用周期时长Ti和历。

15、史过渡周期时长ti对电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长进行预测，得到过渡周期预测时长的方法包括：0020计算各历史过渡周期时长ti的平均值，得到时长tr；计算各历史使用周期时长Ti的平均值，得到时长te；0021当|Tkte|Tb时，输出报警信息；当|Tkte|Tb时，判断电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长为时长tr。0022优选的，基于中断次数预测值和实时使用周期时长Tk计算过渡周期预测时长内电气设备的未出现中断的概率值P，计算公式为：00230024其中，Ntr表示为过渡周期预测时长内电气设备的中断次数预测值。0025优选的，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能。

16、值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作的方法包括：0026获得电气设备关机再重启需要的重启耗能值，记为Wk；0027获取电气设备在待机状态时需要的电压Uk和电流Ik；计算电气设备待机耗能值，表达公式为：0028WtrUkIktr0029公式中，Wtr表示为过渡周期预测时长内待机耗能值。0030当WtrWk时，提示工作人员对结束使用的电气设备选择关机操作；当WtrWk时，提示工作人员对结束使用的电气设备选择待机操作。0031本发明第二方面提供了一种基于大数据节约能耗的监控系统，包括：0032采集模块，用于采集目标监控区域内各电气设备的状态数据并进行数据预处理，构建状态数据集合；所述状态。

17、数据包括电气设备的历史使用周期时长Ti、历史过渡周期时长ti以及在历史过渡周期时长ti内电气设备的中断次数ri；0033预测模块，对目标监控区域内电气设备的使用状态进行监测，当结束电气设备使用后捕捉实时使用周期时长Tk，基于历史使用周期时长Ti和历史过渡周期时长ti对电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长进行预测，得到过渡周期预测时长；0034处理分析模块，用于拟合电气设备的历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri的关系方程f(x)；将过渡周期预测时长带入所述关系方程f(x)，获得过渡周期预测时长内电气设备的中断次数预测值；基于中断次数预测值和实时使用周期时长Tk计算过渡周期预测时长内电气设备。

18、的未出现中断的概率值P；0035执行模块，当概率值P小于阈值时，提示工作人员对电气设备采取待机操作；当概率值P小于阈值时，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作。说明书2/6 页5CN 116502761 A50036优选的，数据采集模块包括采集单元、数据处理单元和数据记录单元；所述采集单元用于获取工作人员对电气设备产生误使用操作时对应的反应时长ta；所述数据处理单元用于剔除小于或等于反应时长ta的历史过渡周期时长ti，数据记录单元用于将大于反应时长ta的历史过渡周期时长ti存储至状态数据集合。0037优选的，预测模块包括第一捕捉单。

19、元和预测单元；所述第一捕捉单元用于对目标监控区域内电气设备的使用状态进行监测，当结束电气设备使用后捕捉实时使用周期时长Tk；所述预测单元用于计算各历史过渡周期时长ti的平均值，得到时长tr；计算各历史使用周期时长Ti的平均值，得到时长te；当|Tkte|Tb时，输出报警信息；当|Tkte|Tb时，判断电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长为时长tr。0038第三方面本发明电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述基于大数据节约能耗的监控方法的步骤。0039与现有技术相比，本发明的有益效果：0040本发明计算过渡周期预测时长内电气。

20、设备的未出现中断的概率值P；当概率值P小于阈值时，提示工作人员对电气设备采取待机操作；当概率值P小于阈值时，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作，本发明根据预测结果做出对不影响电气设备使用的操作，以节约企业电气设备在实际使用消耗的能耗。附图说明0041图1是本发明提供的一种基于大数据节约能耗的监控方法的流程图；0042图2是本发明提供的一种基于大数据节约能耗的监控系统的结构图。具体实施方式0043下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。0044实施例一00。

21、45如图1所示，本实施例提供了一种基于大数据的安全性能监测系统，包括：0046采集目标监控区域内各电气设备的历史过渡周期时长ti数据并进行数据预处理，得到电气设备的历史过渡周期时长子集合ti1,ti2,tij；ti1,ti2,tij表示为第i个电气设备从结束使用到再次使用出现的第1、2、.、j个过渡周期时长，计算各历史过渡周期时长ti的平均值，得到时长tr；0047对各电气设备的历史过渡周期时长ti数据进行预处理的方法包括：0048获取工作人员对电气设备产生误使用操作时对应的反应时长ta；剔除小于或等于反应时长ta的历史过渡周期时长ti，将大于反应时长ta的历史过渡周期时长ti存储至状态数据集。

22、合。0049采集目标监控区域内各电气设备的历史使用周期时长Ti数据，得到历史使用周期时长子集合Ti1,Ti2,Tih；其中，Ti1,Ti2,Tih表示为工作人员在第i个电气设备上出现的第1、2、.、h个历史使用周期时长；计算各历史使用周期时长Ti的平均值，得到时长te；说明书3/6 页6CN 116502761 A60050对目标监控区域内电气设备的使用状态进行监测，当结束电气设备使用后捕捉实时使用周期时长Tk，基于历史使用周期时长Ti和历史过渡周期时长ti对电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长进行预测，当|Tkte|Tb时，输出报警信息；当|Tkte|Tb时，判断电气设备出现再次被使用所。

23、需的过渡周期时长为时长tr。0051设置单位捕捉周期，对电气设备在历史过渡周期时长子集合ti1,ti2,tij内各个历史过渡周期时长中出现状态中断的次数进行捕捉，汇集得到一个对应的中断次数集合ri1,ri2,rij；ri1,ri2,rij表示为电气设备分别在各历史过渡周期时长内的中断次数；所述历史过渡周期时长子集合ti1,ti2,tij、历史使用周期时长子集合Ti1,Ti2,Tih和中断次数集合ri1,ri2,rij组成状态数据集合。0052拟合电气设备的历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri的关系方程f(x)的方法包括：0053逐次将各历史过渡周期时长ti作为自变量x，将对应的中断次数ri作。

24、为因变量y，拟合得到历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri之间的关系方程f(x)，表达公式为：0054ygx+b0055其中，b表示常数；g表示因变量y与自变量x的关联系数。0056将过渡周期预测时长带入所述关系方程f(x)，获得过渡周期预测时长内电气设备的中断次数预测值；0057基于中断次数预测值和实时使用周期时长Tk计算过渡周期预测时长内电气设备的未出现中断的概率值P，计算公式为：00580059其中，Ntr表示为过渡周期预测时长内电气设备的中断次数预测值。0060当概率值P小于阈值时，提示工作人员对电气设备采取待机操作；0061当概率值P小于阈值时，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测。

25、时长内待机耗能值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作的方法包括：0062获得电气设备关机再重启需要的重启耗能值，记为Wk；0063获取电气设备在待机状态时需要的电压Uk和电流Ik；计算电气设备待机耗能值，表达公式为：0064WtrUkIktr0065公式中，Wtr表示为过渡周期预测时长内待机耗能值。0066当WtrWk时，提示工作人员对结束使用的电气设备选择关机操作；当WtrWk时，提示工作人员对结束使用的电气设备选择待机操作；本实施例根据预测结果做出对不影响电气设备使用的操作，以节约企业电气设备在实际使用消耗的能耗。0067实施例二0068如图2所示，本实施例提供了一种基于大数据节。

26、约能耗的监控系统，所述监控系统可以应用于实施例一所述监控方法，监控系统包括：0069数据采集模块，用于采集目标监控区域内各电气设备的状态数据并进行数据预处理，构建状态数据集合；所述状态数据包括电气设备的历史使用周期时长Ti、历史过渡周期时长ti以及在历史过渡周期时长ti内电气设备的中断次数ri；说明书4/6 页7CN 116502761 A70070预测模块，对目标监控区域内电气设备的使用状态进行监测，当结束电气设备使用后捕捉实时使用周期时长Tk，基于历史使用周期时长Ti和历史过渡周期时长ti对电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长进行预测，得到过渡周期预测时长；0071判断模块，用于拟合电。

27、气设备的历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri的关系方程f(x)；将过渡周期预测时长带入所述关系方程f(x)，获得过渡周期预测时长内电气设备的中断次数预测值；基于中断次数预测值和实时使用周期时长Tk计算过渡周期预测时长内电气设备的未出现中断的概率值P；0072执行模块，当概率值P小于阈值时，提示工作人员对电气设备采取待机操作；当概率值P小于阈值时，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作。0073数据采集模块包括采集单元、数据处理单元和数据记录单元；所述采集单元用于获取工作人员对电气设备产生误使用操作时对应的反应时长ta；所述数据处理。

28、单元用于剔除小于或等于反应时长ta的历史过渡周期时长ti，数据记录单元用于将大于反应时长ta的历史过渡周期时长ti存储至状态数据集合。0074预测模块包括第一捕捉单元和预测单元；所述第一捕捉单元用于对目标监控区域内电气设备的使用状态进行监测，当结束电气设备使用后捕捉实时使用周期时长Tk；所述预测单元用于计算各历史过渡周期时长ti的平均值，得到时长tr；计算各历史使用周期时长Ti的平均值，得到时长te；当|Tkte|Tb时，输出报警信息；当|Tkte|Tb时，判断电气设备出现再次被使用所需的过渡周期时长为时长tr。0075判断模块包括第二捕捉单元、第一计算单元和判断单元；第二捕捉单元用于对电气设。

29、备在历史过渡周期时长子集合ti1,ti2,tij内各个历史过渡周期时长中出现状态中断的次数进行捕捉，汇集得到一个对应的中断次数集合ri1,ri2,rij；ri1,ri2,rij表示为电气设备分别在各历史过渡周期时长内的中断次数；0076第一计算单元用于拟合合电气设备的历史过渡周期时长ti和对应中断次数ri的关系方程f(x)；将过渡周期预测时长带入所述关系方程f(x)，获得过渡周期预测时长内电气设备的中断次数预测值；0077判断单元，用于基于中断次数预测值和实时使用周期时长Tk计算过渡周期预测时长内电气设备的未出现中断的概率值P；0078执行模块包括第二计算单元、分析单元、执行单元；0079第二。

30、计算单元用于计算电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能值；0080分析单元用于对比概率值P和设定阈值；0081执行单元用于当概率值P小于阈值时，提示工作人员对电气设备采取待机操作；当概率值P小于阈值时，根据电气设备的重启耗能值和过渡周期预测时长内待机耗能值提示工作人员对电气设备采取关机操作或者待机操作。0082实施例三0083电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行实施例一所述基于大数据节约能耗的监控方法的步骤。0084本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序说明书5/6 页8CN 1165。

31、02761 A8产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CDROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。0085本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，。

32、使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。0086这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。0087这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。0088以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。说明书6/6 页9CN 116502761 A9图1说明书附图1/2 页10CN 116502761 A10图2说明书附图2/2 页11CN 116502761 A11。