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申请/专利权人：西安建筑科技大学

摘要：本发明公开了一种基于建筑节能的高校排课系统及方法，包括以下步骤；步骤1：通过采集模块收集数据资源并将数据资源输入到教务管理系统中；步骤2：在现有教务管理系统中增加能耗与热舒适度优化功能组件；步骤3：性能检测与改善；步骤4：推荐最优的排课方案。本发明有容易实施、操作灵活、投资较少、能够实现能源节约的特点。

主权项：1.一种基于建筑节能的高校排课系统的使用方法，其特征在于，所述高校排课系统包括采集模块和控制模块；采集模块利用数据采集设备收集教室能耗数据、室内和室外气象数据，其中室外气象采集设备安装于教学楼屋顶，其余采集设备安装于每个教室；利用问卷调查收集学生不同季节的服装热阻数据；利用建筑设计图纸获取建筑设计参数；然后将所有收集到的数据信息汇总并统一进行格式转换，形成数据中的表格，利用MySQL数据库服务器，在SQLyogEnt客户端连接其服务器，创建相关的数据表格，最后将所有的数据导入教务管理系统的数据库中，从而构成数据库；所述控制模块基于Matlab软件环境，采用C语言编译建筑能耗预测模型和热舒适度预测模型，利用遗传算法同时优化建筑能耗和学生热舒适度，其中两个目标的权重系数均设为0.5，即认为建筑能耗和学生热舒适度两个目标同等重要，或根据用户需求修改权重系数，最后输出建筑能耗最小且学生热舒适度最大的排课方案，显示最优方案下的学生课表、教师课表和教室课表；所述采集模块为控制模块中的能耗预测模型和热舒适度预测模型提供所需要的数据，控制模块根据采集模块传入的数据和遗传算法每次迭代产生的课程表方案，计算得到教学楼能耗和学生的热舒适度指标；所述使用方法包括以下步骤；步骤1：通过采集模块收集数据资源并将数据资源输入到教务管理系统中；步骤2：在现有教务管理系统中增加能耗与热舒适度优化功能组件；步骤3：性能检测与改善；步骤4：推荐最优的排课方案；所述步骤1具体的操作方法为：采集过去一年的教学楼建筑能耗数据、不同季节的学生服装热阻调查数据、气象数据、教学楼建筑设计参数，并将以上数据资源导入到教务系统中；所述步骤2中具体操作方法为：采用机器学习算法建立教学楼建筑能耗预测模型；基于新陈代谢率、服装热阻、空气温度、辐射温度、空气流速、相对湿度六个因素，建立PMV预测模型，根据PMV值得到学生的热舒适度；PMV值与热舒适度的对应关系 PMV -3 -2 -1 0 1 2 3 热舒适度 冷 凉 微凉 适中 微暖 暖 热 建立基于遗传算法的排课优化模型，其目标函数设置为：建筑能耗年总值最小化，每个季节学生热舒适度最大化，约束条件设置为：排课方案应满足的硬约束和软约束；输入所需要编排的课程及其相关信息，排课优化模型自动搜索可行的排课方案，最终输出满足迭代终止条件的最优排课方案；所述PMV预测模型的具体形式为： 其中：M为新陈代谢率；W为人体做功率，取值为0；Pa为环境空气中水蒸气分压力，为相对湿度；ta为空气温度；fcl为穿衣人体与裸体表面积之比；Icl为服装热阻；为平均辐射温度；tcl为穿衣人体外表面平均温度；hc为表面传热系数；所述步骤3具体为：测试能耗与热舒适度优化功能组件对教务管理系统运行效率、排课质量方面的影响，其中教务管理系统运行效率检测指对系统的运行时间和存储空间进行检测；若运行效率方面检测不符合要求，则需要改进步骤2中的相关模型和算法设计；若排课质量方面检测不符合要求，则需要对步骤2得到的排课方案进行调整，调整策略有调换两个课程的时间和教室或将不符合要求的课程换到同一时间的空教室；所述运行效率合格的判定标准：1获得最优方案的算法运行时间小于1个小时；2采集模块收集的数据量小于数据库的存储空间；排课质量合格的判定标准：重要的课程分布在上午上课时间段；若高校有更多的课程质量方面要求，再增加其他限制条件；所述步骤4具体为：在原有教务管理系统可视化开发工具和课表显示功能基础上，分别设置考虑建筑能耗和学生热舒适度的“学生课表”、“教师课表”、“教室课表”显示按钮，依据步骤2得到的最优排课方案，推荐节能方案下最优的学生课表、教师课表和教室课表。

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权利要求：

百度查询： 西安建筑科技大学 一种基于建筑节能的高校排课系统及方法