智能建筑環(huán)境CPS系統(tǒng)實(shí)時(shí)性優(yōu)化研究.pdf

1、本課題的研究意義在于使信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem，CPS)在智能建筑領(lǐng)域的應(yīng)用中發(fā)揮其實(shí)時(shí)高效的特點(diǎn)，達(dá)到未來(lái)智能建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。在CPS系統(tǒng)的諸多特性中，實(shí)時(shí)性是“融合”的最佳體現(xiàn)。實(shí)時(shí)性在現(xiàn)今的控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算技術(shù)等領(lǐng)域都是較難突破的部分。如何能使該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得到加強(qiáng)，而同時(shí)保持良好的系統(tǒng)性能是研究的重點(diǎn)內(nèi)容。
　　本文首先對(duì)CPS進(jìn)行了概念的介紹，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與CPS

2、技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比，提出構(gòu)建建筑環(huán)境的CPS體系結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步提出以優(yōu)化計(jì)算形式及計(jì)算資源的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的優(yōu)化方案。
　　從優(yōu)化計(jì)算形式的角度上，本文提出一種基于多Agent和分布式并行計(jì)算的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理方法。該方法以智能Agent作為計(jì)算和控制的最小單元，構(gòu)建有向無(wú)環(huán)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用數(shù)據(jù)的聚類分析處理和基于信任度的合同網(wǎng)模型，并與閾值相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和快速求解，體現(xiàn)系統(tǒng)的智能性和實(shí)時(shí)性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該

3、計(jì)算方式使系統(tǒng)的計(jì)算速率顯著提高，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性處理。
　　從計(jì)算資源優(yōu)化的角度上，本文提出一種基于合作博弈的計(jì)算資源優(yōu)化分配方案。該方案將多Agent網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為具有分布性、智能計(jì)算能力的單位網(wǎng)格，構(gòu)建網(wǎng)格計(jì)算形式的資源分配網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合博弈論理論，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的優(yōu)化分配，避免計(jì)算資源的浪費(fèi)，提高資源利用率，縮短計(jì)算資源調(diào)用的時(shí)間，從而達(dá)到實(shí)時(shí)性優(yōu)化的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方案可以有效的提高系統(tǒng)處理計(jì)算任務(wù)的速度，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)實(shí)