【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医院综合能源领域，特别是基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统和方法。
技术介绍
1、由于医院建筑功能定位多样、医疗和辅助设备设施多、人流量大，医院的各项能耗尤为突出。在智慧医院建设的大趋势下，医院对能源系统要求较高，如何帮助医院实现用能管理，实现降本增效成为了很多医院探讨的重要课题，在智慧医院建设的大趋势下，基于能源托管的综合能源服务模式成为了比较好的解决方案。
2、在能源托管服务中，做好用能数据管理、及时发现能源边界调整、分析用能习惯，对于帮助医院推进节能降耗工作、降低万元收入，有着至关重要的作用。同时能源边界是影响托管合同履行非常重要的一环，边界的变化会带来项目盈亏的重大变化，因此识别能源边界对于能源托管来说变得尤为重要。
3、目前能源边界变化的识别主要靠项目上运维服务人员主观识别，有以下几个特点：(1)比较容易识别的边界包括医院有新增用能区域、新增某些业务、就诊量突增；(2)新增一些功率较大的医疗大型设备、冷暖供应时段等，运维人员无法及时感知；(3)对于有多个场景共同导致出现边界变化的情况，运维人员无法识别。边界的定位分析对于运维人员来说是一件比较困难的事情。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于解决现在依赖工作人员去识别能源边界变更的现状，提供一种基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别方法，能够自动检测医院用能变化点，实现对能源管理项目的边界自动识别，既能减少运维人员的工作量，也能分析出现边界的原因，实现医院综合能源领域的用能
2、为了达成上述目的，本专利技术提出一种基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统和方法，其技术方案如下：
3、基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，包括有：
4、智慧医院管理平台，用于集成医院多个管理子系统，打破数据孤岛，将关键数据沉淀到智慧医院管理平台上；所述多个管理子系统，指医院信息系统、天气服务、医疗设备管理系统、门诊预约系统、手术预约系统等；所述关键数据包括医院门诊数据、住院数据、手术数据、医疗设备数据等，特别是其中的能源数据。
5、能源管理模块，置于智慧医院管理平台上，用于采集实时值，建立医院的用能树模型，统计和分析所述用能树模型中各个用能节点的能耗值情况，通过在线检测并进行展示，为自动识别能源边界点提供可靠性支撑。
6、相关性分析模块，置于智慧医院管理平台上，根据能源边界产生的时间，用于推断产生能源边界发生变化的原因。
7、本专利技术中所述的能源边界，是指用能能源类型、用能对象、用能设备、用能区域的集合。在用能过程中，某个时间由于某些原因使得能源边界发生变化导致能耗发生稳定抬升，即为能源边界事件。
8、进一步的，所述能源管理系统的采集实时值，是指通过能源测量设备采集医院的水、电、燃气、蒸汽这些能源类型的能耗数据。
9、进一步的，所述医院的用能树模型，是按照用能节点和关联设备建立关联关系，得到能耗统计逻辑；其中，所述关联设备指能源测量设备，例如电能表、水表、流量计、燃气表。
10、进一步的，所述医院的用能树模型中建立的关联关系中，用能节点的能耗用量＝关联设备的能耗总和。
11、进一步的，所述医院的用能树模型中，如果父节点没有对应的关联设备，则该父节点的能耗用量＝子节点能耗之和。
12、进一步的，所述相关性分析模块，建立有能耗的影响因子库，再建立影响因子与用能节点的关联关系，最后通过计算person(皮尔逊)相关系数，来判断用能节点的能耗与每个影响因子的关联性。
13、进一步的，所述影响因子库，是基于医院智慧管理平台上集成的医院多个管理子系统数据而形成的可能会影响能耗的影响因子集合，包括重大医疗设备使用情况、门诊作息时间、就诊量、手术台数、冷暖用能时间、用能面积中的一项或多项。所述影响因子的参数可以从医院智慧管理平台获得，如重大设备台数/使用时长/设备使用功率、节点用能设备、设备负载率、气候数据、手术台数等。
14、所述相关性分析模块中person相关系数的计算公式为：
15、
16、其中，xi表示每天的能耗数据，yi表示影响因子参数，x表示能耗数据的平均值，y表示影响因子参数值的平均值，i表示选取的样本数。
17、根据上述公式计算出相关系数后，通过对应的取值范围判断相关的强度。
18、基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别方法，是一种基于贝叶斯在线变化点检测的算法，结合医院智慧管理平台统计到的能耗消耗数据，分析用能节点的能耗数据，识别能耗数据发生明显抬升时间点。
19、对于该医院综合能源边界识别方法，其步骤如下：
20、1、对于医院智慧管理平台建立的用能树模型，检测用能节点去重；
21、由于用能节点之间存在挂的表计相同、父子节点能耗统计逻辑相同的情况，所以对检测节点做了过滤，避免产生重复的能源边界。
22、2、贝叶斯在线变化点检测
23、1)对窗口期内的能耗异常值进行过滤处理；窗口期为预设的一定时间长度，系统每天分析当天之前窗口期的各用能节点能耗；
24、2)基于贝叶斯在线变化点检测方法，检测到能耗均值开始发生显著变化，且持续较长一段时间(比如1周或1个月)的时间点，识别出能耗变化点；
25、在时间序列领域，该问题对应step detection(台阶检测)与changepointdetection(变化点检测)。
26、3、对步骤2中识别出的能耗变化点，进行二次阈值判断；
27、提取能耗变化点的前期中位数与后期中位数，判断是否发生了能耗抬升，如果确定发生了能耗抬升并且抬升的偏差值超过一定阈值，则初步识别是发生了能源边界事件。
28、根据用能特点，设置分段阈值，即不同的用能区间使用不同的阈值。
29、4、对初步识别出的能源边界事件，进行相关性分析，通过计算得到的person相关系数，自动识别发生能源边界的可能原因。
30、5、收集可能导致能源边界事件发生的原因，建立边界因子库；随着系统运行逐渐积累，边界因子库可作为能耗抬升点的可靠性提供支撑。
31、本专利技术的有益效果如下：
32、本专利技术用于医院的能源托管业务中时，可有效根据能源边界制定用能预算，及时发现用能事件变更，自动识别能源边界事件，有助于协助医院及时调整用能预算、做好用能的审计核定管理工作，从而达到节能降耗的目的。
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1.基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于包括有：
2.根据权利要求1所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述能源管理系统采集的实时值，至少包括医院的水、电、煤的能源数据。
3.根据权利要求1所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述医院的用能树模型，是按照用能节点和关联设备建立关联关系，得到能耗统计逻辑；所述关联设备指能源测量设备。
4.根据权利要求3所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述医院的用能树模型中建立的关联关系中，用能节点的能耗用量＝关联设备的能耗总和。
5.根据权利要求3所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述医院的用能树模型中，如果父节点没有对应的关联设备，则该父节点的能耗用量＝子节点能耗之和。
6.根据权利要求1所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述相关性分析模块，建立有能耗的影响因子库，再建立影响因子与用能节点的关联关系，最后通过计算Perso
7.根据权利要求6所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述影响因子库，是基于医院智慧管理平台上集成的医院多个管理子系统数据而形成的可能会影响能耗的影响因子集合；所述影响因子至少包括重大医疗设备台数/使用时间/使用功率、门诊作息时间、就诊量、手术台数、冷暖用能时间和/或用能面积。
8.根据权利要求6所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述相关性分析模块中Person相关系数的计算公式为：
9.基于权利要求1-8任意一项所述基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统实现的识别方法，其特征在于：基于贝叶斯在线变化点检测的算法，结合医院智慧管理平台中统计到的能耗消耗数据，识别能耗数据发生明显抬升的时间点。
10.根据权利要求9所述基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别方法，其特征在于，步骤如下：
11.根据权利要求10所述基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别方法，其特征在于：步骤S3中的二次阈值判断，是提取能耗变化点的前期中位数与后期中位数，判断是否发生了能耗抬升，如果确定发生了能耗抬升并且抬升的偏差值超过一定阈值，则初步识别是发生了能源边界事件。
12.根据权利要求11所述基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别方法，其特征在于：所述一定阈值，是根据用能特点设置分段阈值，即不同的用能区间使用不同的阈值。
...【技术特征摘要】
1.基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于包括有：
2.根据权利要求1所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述能源管理系统采集的实时值，至少包括医院的水、电、煤的能源数据。
3.根据权利要求1所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述医院的用能树模型，是按照用能节点和关联设备建立关联关系，得到能耗统计逻辑；所述关联设备指能源测量设备。
4.根据权利要求3所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述医院的用能树模型中建立的关联关系中，用能节点的能耗用量＝关联设备的能耗总和。
5.根据权利要求3所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述医院的用能树模型中，如果父节点没有对应的关联设备，则该父节点的能耗用量＝子节点能耗之和。
6.根据权利要求1所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述相关性分析模块，建立有能耗的影响因子库，再建立影响因子与用能节点的关联关系，最后通过计算person相关系数，来判断用能节点的能耗与每个影响因子的关联性。
7.根据权利要求6所述的基于在线变化点检测的医院综合能源边界识别系统，其特征在于：所述影...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆颖，胡值彬，马如明，吴启洋，张建，万直鹏，林冬冬，
申请(专利权)人：南京天溯自动化控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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