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AI预测天气预报的准确性,为智能控制系统节约能源

AI预测天气预报的准确性,为智能控制系统节约能源

如果天气预报说要下雨,你可能会带着伞。同样的准备工作也发生在建筑物中,其中复杂的加热和冷却系统根据预测的天气自行调整。但是,当预测不完美时,建筑物会浪费能源。

康奈尔大学Fengqi You教授开发出一种新方法,使用机器学习模型预测天气预报的准确性,用多年的预报数据和实际天气情况训练该模型。该预测器与考虑建筑特征的数学模型相结合,包括房间的大小和形状,建筑材料,传感器的位置和窗户的位置。

根据团队在康奈尔大学校园内近90年历史的建筑物Toboggan Lodge进行的一项案例研究,结果是智能控制系统能够将能耗降低多达10%。

AI预测天气预报的准确性,为智能控制系统节约能源

团队表示,“如果建筑本身智能到足以了解天气状况,或者至少在某种程度上了解天气预报信息,就会做出更好的调整,自动控制其供暖和制冷系统,以节省能源。基于场景的随机模型预测控制的数据驱动的稳健优化方法。”

“例如,如果知道太阳很快会出现,那么可能不需要给房子加热过多。如果知道今晚会有暴风雨来临,那么我会尝试加热,这样人体就可以保持舒适,我们试图使能源系统变得智能化,因此它可以预测未来并做出最佳决策。”

有了这些信息,该模型不仅可以检测温度,还可以检测降水,阳光和位置条件差异。根据预测中的不确定性水平,模型相应地进行自我调整。

AI预测天气预报的准确性,为智能控制系统节约能源

即使是最好的天气预报系统也不会给你最准确的信息,另外,天气预报信息通常是针对特定地区而非特定地点。“我们没有完美的方法来预测天气,所以我们能做的最好的事情就是将AI和机械建模结合在一起,过去这两个部分从未以系统的方式协调自动控制和能源管理。”

结合机器学习算法和数学编程方法创建了一个比其中任何一个都更加准确和更智能的控制系统,框架在建筑控制系统和农业灌溉控制方面具有潜在的应用,可用于在大城市中越来越受欢迎的垂直农场和工厂工厂中更有效的室内环境控制。

论文:www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959152418305663?via%3Dihub

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