基于旅客时空分布预测的航站楼新风节能优化控制方法技术

本发明专利技术涉及机场航站楼环境控制系统智能控制技术领域，尤其涉及基于旅客时空分布预测的航站楼新风节能优化控制方法，包括以下步骤：S1、基于卡方分布，建立机场航站楼旅客抵港概率模型，并运用流体动力学原理，实现航站楼旅客流线的客流时空分布预测；S2、基于门控循环单元网络和旅客时空分布预测结果，建立机场航站楼室内空气品质预测模型；S3、基于模糊控制理论和室内空气品质预测结果，形成机场航站楼空调系统新风模糊控制策略，给出空调系统新风量最佳控制输入序列。本发明专利技术通过航班动态信息预测航站楼旅客流量，并将其作为输入参数用于航站楼室内空气品质预测，进而实现航站楼空调系统新风量的节能优化控制。调系统新风量的节能优化控制。调系统新风量的节能优化控制。

【技术实现步骤摘要】
基于旅客时空分布预测的航站楼新风节能优化控制方法


[0001]本专利技术涉及机场航站楼环境控制系统智能控制
，尤其涉及基于旅客时空分布预测的航站楼新风节能优化控制方法。

技术介绍

[0002]机场航站楼作为重要的城市交通枢纽，对城市的可持续发展和城镇化建设具有重要的战略意义。随着我国民用航空业的快速发展，2019年全国旅客吞吐量和旅客运输量都有所增加，促进了我国机场的新建和扩建。作为服务旅客的核心区域，机场航站楼的室内环境对旅客服务质量至关重要，尤其自Covid
‑
19疫情发生以来，室内空气品质成为了影响旅客健康的关键因素。而另一方面，由于人员流动规模大、全年运行时间长等特点，航站楼的平均能耗强度是普通公共建筑的2.9倍，是城镇住宅建筑的8.0倍，其中暖通空调系统能耗占据了航站楼总能耗的40％～80％(DOI:10.1016/j.buildenv.2019.03.011；DOI:10.1016/j.scs.2021.103619；DOI:10.1016/j.enbenv.2022.06.006；DOI:10.1016/j本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于旅客时空分布预测的航站楼新风节能优化控制方法，其特征在于，步骤如下：S1、机场航站楼旅客时空分布预测：基于卡方分布，建立机场航站楼旅客抵港概率模型，并运用流体动力学思想，实现航站楼旅客流线的客流时空分布预测，具体步骤如下：S1.1、航站楼旅客抵港概率卡方分布模型机场航站楼旅客流量与航班班次时刻密切相关，具有显著的计划性和预知性；通过提取航班信息与旅客安检信息，旅客最早与最晚抵港时间分别表示为t
EA
和t
LA
；采样间隔设为ε，分析航站楼旅客抵港概率与航班班次的关联关系；采用卡方分布概率密度函数，建立航站楼旅客抵港概率模型；其中，f(t)表示旅客抵港百分比；Γ(
·
)表示伽马函数；t表示旅客抵港时间；t
SD
、t
EA
和t
LA
分别表示航班计划起飞时间以及旅客最早和最晚抵港时间；d为自由度；s为变换因子；S1.2、航站楼旅客时空分布预测模型运用流体动力学思想，基于航站楼旅客抵港概率卡方分布模型，建立航站楼旅客流线的客流时空分布预测模型；设定旅客时空分布预测范围为24小时，模型采用一天中的相对时间，并假设旅客登机服从均匀分布；时间，并假设旅客登机服从均匀分布；其中，Z
j
表示第j个空间单元的编号；G
f,i
表示航班i的登机口编号；表示t时刻第j个空间单元的旅客数量；C
f,i
表示航班i的载客量；L
in,j
和L
out,j
表示第j个空间单元的入口和出口距安检通道的距离；m为预测范围内的航班总数；p为旅客出勤率；v为旅客的平均步速；g(t)为旅客登机概率分布模型；t
SB
和t
EB
表示开始登机时间和截止登机时间；如果航班i的登机口G
f,i
在空间单元Z
j
中，则旅客进入空间单元直至登机离开；如果航班i的登机口G
f,i
不在空间单元Z
j
中，则旅客仅穿过空间单元；航班的开始登机时间t
SB
可能早于旅客最晚抵港时间t
LA
；S1.3、旅客时空分布预测模型辨识与校准旅客时空分布预测模型中包含旅客出勤率p、旅客平均步速v、旅客开始登机时间t
SB
和截止登机时间t
EB
四项未知参数，需进行模型辨识与校准；定义旅客时空分布预测模型评价指标，包括均方根误差RMSE、平均绝对误差MAPE和相关指数R2；监测航站楼实际旅客流量，采用粒子群优化算法，求解模型未知参数；
其中，和代表在第τ次迭代中第α个粒子的位置和速度；和gbest
τ
表示第τ次迭代中的个体最优值和全局最优值；a1和a2为学习因子，可取2；r1和r2为0～1之间的随机数；w为惯性权重；Y
t
和分别表示航站楼实际旅客流量实时值和平均值；err表示航站楼实际旅客流量与模型预测值的误差向量；n表示样本数量；S2、机场航站楼室内空气品质预测：基于门控循环单元网络和旅客时空分布预测结果，建立机场航站楼室内空气品质预测模型，具体步骤如下：S2.1、航站楼室内空气品质理论分析航站楼室内空气品质与旅客流量、空调系统通风量和室外空气品质密切相关；航站楼室内空气品质与旅客流量、空调系统通风量和室外空气品质密切相关；G
v
＝G
o
‑
G
e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)其中，G
v
、G
o
和G
e
分别表示通风量、新风量和排风量；Q
p
和δ
p
分别表示室内总污染物发生量和人均污染物发生量；c
i
和c
o
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志伟，张吉礼，惠磊，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：