基于协同仿真的人行为能耗模拟方法

在目前的建筑能耗模拟中,房间内人员数量、建筑设备的开关状态等信息主要采用简单的固定作息来描述,不能实现人员活动的随机性、复杂性和多样性等行为的定量刻画。开发了一个人行为功能模型单元(obFMU),实现了基于功能模型接口(FMI)标准的obFMU与能耗模拟软件的协同仿真;并通过建筑人行为空调开关操控算例说明了obFMU协同仿真的使用方法与适用性。

建筑能耗软件协同开发及可靠性技术方法

建筑全性能模拟软件具有功能模块繁多、模块结构各异、独立性强等特征,面对其软件开发的多团队协同、多模块集成、可靠准确验证等需求,提出了建筑能耗模拟软件协同开发管理体系,采用GitLab平台进行代码管理及其协同开发与集成,同时给出了软件可靠性在线检测工具,以及ASHRAE-140标准的软件准确性检验方法,建立了一套多家协同、科学可靠、准确高效的协同开发管理体系,实现了建筑全性能仿真平台内核的开发研制。

太阳辐射的室内表面能量计算方法研究与开发

针对建筑室内表面太阳辐射计算问题,研究其所涉及的建筑透过体系的太阳二次直接透射、建筑围护内表面太阳辐射能、室内平均照度的计算方法;提出并完成室内太阳辐射计算方法以及相应的软件开发。

基于蚁群算法的LED分拣路径优化

提出基于蚁群算法对LED芯片分拣路径进行优化。对分拣工作芯片块间移动策略进行分析,降低盘片变形。在此基础上采用蚁群算法,建立分拣路径的全连接无向图并对分拣时间、分拣路径模型进行建模和优化。对蚂蚁数量、蚁群算法的时间复杂度、信息素挥发因子等参数进行优化。试验表明,该方法与传统方法相比能够缩短分拣时间,提高效率,为LED芯片分拣路径规划提供了一种有效的方法。

虚拟人行为仿真智能化探讨

在虚拟人-机-环境系统研究中,为了评估人与环境的匹配性和协调性,不仅需要虚拟人具有某些静态属性和一般意义上的肢体运动属性,还需要虚拟人逼真地模拟人类执行各种任务的过程。通常,进行序列运动后目的物的操作由手或脚完成。本文在分析虚拟人运动结构及控制的基础上,研究了虚拟人行走、坐立、弯腰、转体等行为动作的实现方法,提出了虚拟人操作行为连续、复合运动仿真的逻辑步骤,并给出了相应举例。

虚拟环境适人化、虚拟人智能化及相互感知、认知的探索性研究

为了实现人与环境的适配性与协调性,在虚拟环境技术与无障碍环境式人工现实技术基础上提出了适人化虚拟环境与智能化虚拟人相互感知、认知的新思路。分析了无障碍环境式人工现实技术在国外的研究状况、发展趋势和应用前景。针对虚拟人(或虚拟化身)与虚拟环境进行交互的要求,提出了它们之间相互感知认知的相关技术基础以及初始阶段的研究内容,最后给出了本课题探索性研究举例。

一种新型电子束曝光文件格式设计及其应用

提出一种新型的电子束曝光数据格式,引入了面向对象的设计和适应于矢量型电子束扫描方式的设计,提高了对通用图形数据格式转换的精确度和效率,同时更便于对电子束曝光机的曝光控制。该设计已在电工所的科研项目“纳米级电子束曝光系统”中得到应用,被称之为EDF数据格式。

高速列车运行与控制的计算机图形、图像仿真

建造了高速列车仿真环境模型 ,以图像生成器作为图像处理工具模拟高速列车的运行和控制。

人-机工程系统CAD精度及计算机仿真置信度研究

提出了一个典型的人 -机工程系统 CAD精度及计算机仿真置信度实验研究模型 .通过对同一数据的物理模型和计算机模型的测量数据和计算数据进行计算和分析 ,定量给出 CAD精度和计算机仿真置信度 .研究结果表明 ,对于由人控制、操作的机械系统 ,用 CAD和计算机仿真代替实物模型的物理模拟 ,既可以在制造之前进行工效预测 ,也可以对现有系统进行性能评估 .

基于CPLD的LED芯片光谱采集系统的研究

发光二极管(light emitting diode,LED)芯片的光谱检测是LED芯片规模化制造中的一项关键技术。根据光谱测量原理,针对LED芯片光谱测量应用的要求,文章研究了基于复杂可编程逻辑器件(com-plex programmable logic device,CPLD)的LED芯片光谱采集系统。以CPLD为主芯片,为线阵电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)提供工作时序信号,同时控制信号调理、转换、传输模块中的采样率和数据的存储与传输。采用光栅单色仪作为分光器件,线阵CCD作为光电转换器件,检测LED芯片的相对光谱能量分布曲线,同时计算LED芯片光学特性的光谱参数。基于CPLD的LED芯片光谱采集系统简单、快速,同时能达到LED芯片光谱检测精度的要求。

基于PC的LED外延片无损检测扫描系统

介绍了对新型发光二极管外延片光致发光系统的改进,以VC.net为语言工具编制软件,对发光二极管外延片关键性能参数的测量结果进行分析。增加了薄膜厚度测量的性能,完善了测量系统的功能。基于PC的检测系统智能化、自动化,实现了对LED外延片的无损、快速、准确的在线扫描测量。

基于人员位置大数据的建筑人员作息模式研究

建筑中的人行为对建筑能耗具有重要的影响,建筑的人员作息是建筑能耗模拟的重要输入参数。然而,当前获取建筑人员作息的主要方法,如红外传感法和人员计数法等,存在精度较低、有系统误差或耗时耗力等问题,在实际工程中不能很好地推广应用。随着社交媒体软件的普及,其中的人员定位信息可以用于反映建筑人员作息。通过聚类分析的方法得到了典型的人员逐日及逐周的作息,并在此基础上提出了一系列分别反映人员逐日和逐周作息特征的描述性指标。以北京某医院建筑的人员作息为例进行了分析,并进一步通过对比发现,基于人员位置大数据的人员作息与能耗标准中的人员作息具有十分显著的差异,前者可以更客观地反映建筑人员在室特征。

基于大规模问卷调研的住宅夏季空调典型行为模式研究

建筑中人行为是影响建筑能耗的重要因素。由于人行为多样性的特点,具有不同用能特征的人行为将导致建筑能耗的巨大差异。为在标准制定、节能措施和政策研究等工程应用中定量研究人行为的影响,一方面需要定量的人行为模型,另一方面也需要形成几种典型的人行为模式及分布,以一种简化而符合用能行为现状的方式描述大量人的行为特征。本文对人行为模式及分布的生成方法做了初步研究,基于在中国成都做的大规模人行为问卷调查,采用模拟的方法得到不同空调行为模式下的能耗,并以模拟的能耗作为指标,对多样的行为模式做了分类,获得了几种典型的行为模式及数量上的分布。可进一步研究的内容包括其他行为的分类,对人行为分类的算法,以及分类结果的验证。

面向照明设计师的计算机辅助照明设计方法的研究

该文在现有的计算机辅助照明方法的基础上进行研究,对它的功能进行扩充,改进灯具光源数据库,使得计算机真正参与到辅助照明设计师进行照明设计的过程中来。

建筑能耗模拟软件的BIM数据接口开发与应用

目前我国建筑行业的建筑专业、结构、空调、照明等行业辅助设计软件数据交换彼此间脱节,无法全面贯彻绿色建筑全过程设计、集成化和精细化设计与评价的理念。本文针对DeST软件的发展,开发了该软件的gbXML接口、完成了软件BIM能力的提升。本文主要介绍了gbXML剖析、DeST软件结构及BIM数据信息的表达、gbXML接口描述与实现,同时给出了gbXML模型样例。

基于DeST平台的联合仿真系统开发

随着建筑能耗模拟技术的广泛应用,越来越地需要多个具有不同功能与独立知识产权的软件工具来实现联合模拟计算,因此要求模拟软件平台应该具有标准外部扩展接口,以实现对多个外部模块的联合仿真。本文根据对功能模型接口(FMI)、联合仿真(Co-Simulation)技术的研究,以及所具有的DeST建筑负荷软件开发基础,开展建筑负荷多模块联合仿真技术研究,建立了建筑负荷多模块联合仿真软件架构,开发完成了基于DeST软件的外部扩展功能接口、以及独立人行为(开关空调)功能模型单元(FMU),由此构建了建筑负荷多模块联合仿真系统,实现了建筑负荷与独立人行为功能模型单元的联合仿真;并通过建筑人行为空调开关操控算例,说明了多模块建筑负荷模拟平台的联合仿真方法与适用性。

建筑用能人行为模型的XML描述方法研究

建筑中的人行为是指人员在室内外行走移动以及对建筑设备进行操控的行为;人员移动与操控动作可以用随机模型来定量化描述,它们是影响建筑实际使用方式及能耗的主要因素之一。本文根据目前国内外建筑人行为定量描述及刻画模型的研究现状,提出了建筑人行为定量描述的扩展标识语言架构(ob XML Schema),给出了影响建筑能耗的人行为定量因素分析,以及ob XML核心节点描述,较全面地刻画了建筑人员用能行为关键元素及模型参数;同时完成了建筑用能人行为模块的ob XML接口开发,为建筑人行为能耗模拟、软件开发研究提供了一套有效的国际标准数据交换语言及实现方法。

基于碰撞检测技术的快速阴影算法及其在DeST软件中的实现

由于表面关系复杂,对复杂建筑物日影进行全年逐时模拟计算往往需要消耗大量计算资源,本文基于实时碰撞检测算法技术,提出"阳光通道空间碰撞测试方法",优化改进建筑阴影处理技术,在DeST软件阴影计算模块中应用该算法,取得了显著的效果。