(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211209955.9 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 长江勘测规划设计 研究有限责任公 司 地址 430010 湖北省武汉市解 放大道186 3 号 (72)发明人 谌东海　王宁　王伟　罗波　郭靖　 徐超　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 专利代理师 陈家安 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种基于融合聚类的智能建筑节能评估方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于融合聚类的智能建 筑节能评估 方法， 该方法包括如下步骤： S1、 建立 数据库： 收集关于建筑物能源使用的信息及其与 能源使用的相关特性， 建立建筑能耗数据库； S2、 数据预处理： 对步骤S1收集的数据进行预处理； S3、 特征选择： 利用MI特征选择算法筛选出对能 耗影响最大的特征数据， 构成新的数据集； S4、 聚 类分析： 利用轮廓系数的计算公 式计算聚类的轮 廓系数， 确定聚类簇个数， 并重新对数据进行聚 类； S5、 不同聚类能耗基准值的确定： 计算欧式距 离， 统计汇总绘制成统计直方图， 并利用3σ准则 确定建筑能耗评估的节能等级标准； S6、 建筑节 能评估结果。 本发明评估方法更加简洁和便捷、 利于理解， 同时更能直观的反映出建筑的评估结 果。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115526501 A 2022.12.27 CN 115526501 A 1.一种基于融合聚类的智能建筑节能评估方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： S1、 建立数据库： 收集关于建筑物能源使用的信息及其与能源使用的相关特性， 建立建 筑能耗数据库； S2、 数据预处理： 对步骤S1收集的数据进行预处理， 包括对数据进行缺失值处理、 异常 值处理和数据规约； S3、 特征选择： 对步骤S2处理后的数据利用MI特征选择算法筛选出对能耗影响最大的 特征数据， 构成新的数据集； S4、 聚类分析： 将步骤S3筛选得到的新数据集， 分为训练集和测试集； 利用训练集的数 据计算聚类的轮廓系数， 确定聚类簇个数， 并重新对数据进行聚类； S5、 不同聚类能耗基准值的确定： 计算步骤S4得到的聚类各个簇中各个点距离簇中心 点的欧式距离， 统计汇总绘制成统计直方图， 并利用3σ 准则确定建筑能耗评估的节能等级 标准， 确定建筑节能评估 模型； S6、 建筑节能评估模型评估测试： 采用确定的建筑能耗节能评估模型对测试集数据进 行建筑节能评估。 2.根据权利要求1所述的基于融合聚类的智能建筑节能评估方法， 其特征在于： 所述步 骤S2中， 缺失值处理采用回归填补方法处理建筑能耗数据库中的缺失值， 选择能预测缺失 值的自变量， 建立回归方程估算 缺失值。 3.根据权利要求1所述的基于融合聚类的智能建筑节能评估方法， 其特征在于： 所述步 骤S2中， 异常值处理先对变量做统计量分析， 刷选不合理的数据， 然后通过3σ 准则和箱线图 来确定异常值并删除。 4.根据权利要求1所述的基于融合聚类的智能建筑节能评估方法， 其特征在于： 所述步 骤S2中， 数据规约将数据进行 标准化处理， 采用如下公式处 理： 式中， x为输入特征数据， xmin是该特征所有数据 中的最小值， xmax为该特征所有数据中 的最大值， x*是标准化处理之后的数据。 5.根据权利要求1所述的基于融合聚类的智能建筑节能评估方法， 其特征在于： 所述步 骤S3中， MI特征选择算法采用互信息法， 捕捉每一个特征与标签之间的线性或者非线性关 系， 互信息量化了两个随机变量之间的相互依赖的量度， 两个离散的随即变量的互信息定 义为如下公式所示： 式中， p(x,y)为X和Y的联合概率密度函数， p(x)和p(y)分别为X和Y的边缘概率密度函 数， I(X； Y)为X和Y的互信息量。 6.根据权利要求1所述的基于融合聚类的智能建筑节能评估方法， 其特征在于： 所述步 骤S4中， 轮廓系数的计算公式如下： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526501 A 2将上述公式解析变形为： 式中， s为轮廓系数， a为示样本与同一簇中所有其他点之间的平均距离， b为样本与下 一个最近 簇中的所有点之间的平均距离 。 7.根据权利要求1所述的基于融合聚类的智能建筑节能评估方法， 其特征在于： 所述步 骤S5中， 欧式距离的计算公式如下： 式中， x为簇中样本点， μ为该簇的中心点， xi为簇中样本点x的分量坐标， μi为簇中心点 μ 的分量坐标。 8.根据权利要求1所述的基于融合聚类的智能建筑节能评估方法， 其特征在于： 所述步 骤S5中， 利用3σ 准则确 定建筑能耗评估的节能等级标准具体为： 将落在0 ‑1σ 范围内的点评 估为第一个等级； 将落在1σ ‑2σ 范围内的点评估为第二个等级； 将落在2σ ‑3σ 范围内的点评 估为第三个等级； 将3σ ‑∞范围内的点评估为第四个等级。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526501 A 3