基于新一代人工智能关键技术--群智能的新型建筑智能化系统，是在**十三五**研发项目支持下建立起来的我国原创的技术体系，打破了国外厂商长期垄断的集中式分层架构的建筑智能化技术体系。本书可为读者理解群智能建筑的基本概念，为广大技术和管理人员使用和研发群智能设备或软件提供的理论基础。本书系统地介绍了基于群智能的建筑智能化系统的理论基础，涉及群智能建筑的基本概念、建筑基本单元的数学模型、约束优化问题的并行分布式算法、典型管理控制问题的应用等。

第1篇体 系 架 构 第1章群智能建筑自动化系统 1.0符号列表 1.1引言 1.2典型的建筑自动化系统架构 1.2.1建筑自动化的基本单元 1.2.2基本单元的协作方式 1.3群智能建筑平台 1.3.1硬件组成 1.3.2面向并行计算的分布式操作系统 1.4典型应用案例 1.4.1变风量系统控制 1.4.2并联冷机自动加减机控制 1.5本章小结 参考文献 第2章智能建筑无**平台架构研究 2.1研究背景介绍 2.1.1当前原因分析 2.1.2现代建筑运行管理的新需求 2.1.3建筑群智能系统构想 2.2群智能建筑平台介绍 2.2.1CPN的功能与结构 2.2.2CPN与标准信息集 2.2.3并行计算模式 2.3系统对象概念分析 2.3.1基本单元的概念 2.3.2系统的组合形态和网络化 2.4运行任务及案例分析 2.4.1建筑运行任务 2.4.2群智能建筑平台数学模型 2.4.3案例简介与分析 2.5本章小结 参考文献 第3章群智能建筑智能化系统平台技术 3.0符号列表 3.1研究背景介绍 3.2新架构和关键功能特征 3.3理论基础 3.4案例研究 3.5本章小结 参考文献 第4章群智能、扁平化建筑自动化系统 4.0符号列表 4.1研究背景介绍 4.2楼控系统模型 4.2.1空间导向型和扁平化 4.2.2有限影响： 建筑中物理过程的特殊性 4.3群智能建筑自动化系统 4.3.1基本单元 4.3.2网络和交互 4.3.3群智能系统的计算和控制 4.4基于群智能系统的案例 4.4.1紧急情况下的撤离 4.4.2并联水泵控制 4.5本章小结 参考文献 第2篇分布式算法 第5章非线性问题的迭代方法 5.0符号列表 5.1压缩映射理论 5.1.1一般性结论 5.1.2常用的压缩映射 5.2无约束优化 5.2.1主要算法 5.2.2非线性算法 5.3约束优化 5.3.1*优条件和映射定理 5.3.2梯度投影算法 5.3.3比例梯度投影算法 5.3.4非线性算法 5.4本章小结 参考文献 第6章多智能体优化的分布式次梯度方法 6.0符号列表 6.1研究背景概述 6.2多智能体次梯度优化算法 6.2.1信息交换模型 6.2.2优化算法 6.3分布式次梯度算法的性质 6.3.1基本性质 6.3.2Φ(s)的极限 6.4次梯度方法收敛性 6.5本章小结 参考文献 第7章大规模网络化系统的分散式差分进化算法 7.0符号列表 7.1引言 7.2分散式优化问题的定义 7.3分散式差分进化算法 7.4DDE算法的仿真实验设定 7.4.1仿真实验所用的测试问题 7.4.2实验中的参数设定 7.5实验结果 7.6本章小结 参考文献 第3篇标准信息集 第8章群智能建筑基本单元信息模型标准 8.1群智能建筑基本单元信息模型标准概述 8.2建筑空间单元信息模型研究 8.2.1建筑空间概述 8.2.2建筑空间单元信息模型描述 8.2.3建筑空间物理信息词条研究 8.2.4末端从属设备信息词条研究 8.2.5人员信息词条研究 8.3源类设备单元信息模型研究 8.3.1冷冻站基本单元信息模型 8.3.2空调风系统基本单元信息模型 8.4本章小结 参考文献 第4篇拓 扑 识 别 第9章建筑空间中的分布式图匹配算法 9.0符号列表 9.1问题简介 9.2问题描述 9.2.1假设 9.2.2数学模型 9.3建筑空间图匹配算法 9.4收敛性分析 9.5实验验证 9.6本章小结 参考文献 第10章基于群智能技术的暖通空调系统拓扑描述方法及控制系统的自动集成 10.0符号列表 10.1引言 10.2暖通空调控制系统新型架构性能要求 10.3群智能概念介绍 10.4群智能控制系统的识别与集成 10.5建筑空间的拓扑描述方法 10.6暖通空调风系统的拓扑描述 10.7暖通空调水系统的拓扑描述 10.8暖通空调冷冻站的拓扑描述 10.9讨论 10.10本章小结 参考文献 第11章快速集中式拓扑匹配算法研究与实现 11.0符号列表 11.1拓扑匹配问题概述 11.2拓扑匹配问题解法综述 11.3快速集中式拓扑匹配方法 11.3.1VF2算法介绍 11.3.2基于度的匹配顺序优化 11.3.3邻域信息筛选策略优化 11.3.4非递归实现优化 11.3.5实验结果分析 11.4本章小结 参考文献 第5篇仿 真 建 模 第12章消防系统在群智能建筑平台下的仿真实验研究 12.1引言 12.2仿真平台的搭建 12.3消防系统的仿真 12.3.1仿真条件 12.3.2设备建模 12.3.3应用程序开发 12.4仿真结果分析 12.5本章小结 参考文献 第6篇物理场校核 第13章基于群智能的暖通空调输配管网流量和压力辨识 13.0符号列表 13.1引言 13.2群智能概念介绍 13.3输配管网中的流量和压力辨识 13.3.1暖通空调系统输配管网描述 13.3.2辨识过程 13.4结果与讨论 13.5本章小结 参考文献 第14章基于群智能平台的多传感器分布式卡尔曼滤波算法 14.0符号列表 14.1引言 14.2基本原理 14.2.1问题描述 14.2.2传统卡尔曼滤波 14.2.3含等式约束的分布式卡尔曼滤波 14.2.4仿真结果 14.3硬件测试与工程实践 14.3.1硬件测试 14.3.2工程实例 14.4本章小结 参考文献 第7篇人 员 分 布 第15章基于WiFi的群智能建筑系统人员估计算法 15.0符号列表 15.1引言 15.2WiFi信号具有非加密性、突发性及间歇性 15.3人员分布估计系统模型 15.4基于分类的群智能建筑人员分布朴素估计方法 15.4.1问题分析及系统模型 15.4.2基于分类的室内人员计数方法 15.4.3实验验证及性能分析 15.5基于关联规则分析的室内人员计数修正算法 15.5.1问题分析及系统模型 15.5.2高频项目集k扩展特性讨论 15.5.3基于p坚持1扩展的室内人员计数修正方法设计 15.5.4实验验证及性能分析 15.6本章小结 参考文献 第16章基于红外的群智能建筑系统人员估计算法 16.0符号列表 16.1引言 16.2单向通行场景下的人员计数方法研究 16.2.1基于PCCS的室内人员进出辨识模型 16.2.2基于PCCS的室内人员计数方法 16.2.3实验验证及性能分析 16.3双向通行场景下的人员计数方法研究 16.3.1基于LSTM的室内人员分布估计方法 16.3.2实验验证及性能分析 16.4本章小结 参考文献 第17章室内人员分布的估计与应用 17.0符号列表 17.1建筑内人员运动的分层模型 17.1.1室内人员运动模型综述 17.1.2室内人员运动的分层模型 17.1.3室内人员检测常用传感器的误差模型 17.1.4案例研究 17.2室内人员分布的信息融合方法 17.2.1基于蒙特卡罗方法的双红外贝叶斯估计近似算法 17.2.2单传感器*优估计特性 17.2.3基于热释电红外传感器检测特性的双红外信息融合算法 17.3基于群智能的室内人员分布估计方法 17.3.1基于进出事件修正的人员分布信息协同感知 17.3.2基于异质信息融合的人员分布信息协同感知 17.4本章小结 参考文献 第8篇故 障 诊 断 第18章**空调系统群智能传感器故障诊断方法研究 18.0符号列表 18.1变量关联方程的建立 18.2群智能传感器故障诊断模型的建立 18.2.1群智能传感器故障诊断模型统一描述 18.2.2群智能传感器故障诊断模型特点分析 18.3群智能传感器故障诊断方法研究 18.3.1群智能传感器故障诊断网络搭建 18.3.2群智能传感器故障诊断算法研究 18.4群智能传感器故障诊断仿真实验 18.5群智能传感器故障诊断硬件实验平台测试 18.6本章小结 参考文献 第19章传感器故障检测的分布式算法 19.0符号列表 19.1传感器故障检测概述 19.2问题建模 19.3检测算法 19.3.1集中式算法 19.3.2分布式算法 19.3.3复杂度分析 19.4数值结果 19.4.1仿真案例 19.4.2效率对比 19.5本章小结 参考文献 第20章树状能量网络故障检测 20.0符号列表 20.1研究背景介绍 20.2相关定义 20.3主要定理及其证明 20.4数值仿真 20.5本章小结 参考文献 第21章基于网络演算的网络故障检测方法 21.0符号列表 21.1网络故障检测概述 21.2问题描述 21.3主要结果 21.3.1故障检测原理 21.3.2检测原理假设的可满足性讨论 21.3.3故障检测算法 21.4仿真算例与对比 21.4.1仿真算例 21.4.2效果对比 21.5本章小结 参考文献 第22章面向群智能系统架构的防护工程配电网故障诊断方法研究 22.0符号列表 22.1引言 22.2BP神经网络 22.3群智能系统架构下故障诊断模型 22.3.1CPN自组网过程 22.3.2BP神经网络样本训练集的构建 22.3.3群智能算法定位故障点 22.4仿真实验与分析 22.5本章小结 参考文献 第23章群智能系统在某商业建筑的工程应用 23.1群智能建筑平台 23.2工程背景及群智能方案 23.3群智能系统的工程实施 23.3.1智能单元的“开机自检”，在施工现场实现“出厂预制化”的严格 质检过程 23.3.2智能单元运行数据的智能化分析，试运行阶段协助发现隐藏 问题 23.3.3智能单元之间网络连接拓扑的自辨识 23.3.4小结 23.4群智能系统的实际运行 23.5本章小结 参考文献 第9篇设备运行优化 第24章HVAC冷站分散式节能优化 24.0符号列表 24.1暖通空调系统研究背景概述 24.2优化问题建模 24.2.1冷机 24.2.2冷却塔 24.2.3冷却塔风机 24.2.4质量平衡与能量平衡 24.3分散式优化算法 24.4案例分析 24.5本章小结 参考文献 第25章采暖通风与空调系统分散式节能优化研究 25.0符号列表 25.1引言 25.2优化问题建模 25.2.1冷却塔子系统的建模 25.2.2冷机子系统的建模 25.2.3AHU子系统的建模 25.3分散式CMDSAES 25.4算例分析 25.5本章小结 参考文献 第26章不依赖模型的**空调优化运行方法 26.0符号列表 26.1不依赖模型的优化运行方法概述 26.1.1模型不确定性分析 26.1.2不依赖模型的优化运行方法介绍 26.2不依赖模型的群智能设备优化决策方法研究 26.2.1不依赖模型的群智能设备优化决策方法总体设计 26.2.2不依赖模型的群智能设备优化决策算法研究 26.2.3不依赖模型的群智能设备优化决策理论证明 26.3不依赖模型的群智能设备优化决策实验测试 26.3.1半物理实验平台 26.3.2群智能设备优化决策硬件平台测试 26.4本章小结 参考文献 第27章基于群智能平台的微电网经济调度算法研究 27.0符号列表 27.1微电网经济调度问题概述 27.2用于本章研究的微电网经济调度模型 27.2.1微电网拓扑结构 27.2.2微电源模型 27.3基于局部信息交互粒子群的调度算法 27.3.1势能博弈 27.3.2分布式粒子群算法 27.4仿真实验 27.4.1实验结果 27.4.2参数影响分析 27.5本章小结 参考文献 第28章并联变频水泵转速优化控制研究 28.0符号列表 28.1引言 28.2并联变频水泵模型 28.3并联变频水泵转速优化控制问题分析 28.3.1相似工作点不变的条件 28.3.2并联水泵工作点的*优分配 28.3.3并联水泵*优转速比值 28.4准则实例应用与验证 28.4.1准则应用 28.4.2准则验证 28.5本章小结 参考文献 第29章基于群智能技术的高层建筑集中供暖系统控制与优化研究 29.0符号列表 29.1集中供暖系统群智能控制 29.1.1集中供暖系统控制现状 29.1.2集中供暖系统群智能控制方法 29.1.3建筑模型建立 29.1.4模型验证 29.1.5换热站并联水泵模型 29.2集中供暖系统群智能控制算法设计 29.2.1室内温度模型预测群智能控制 29.2.2换热站并联水泵群智能优化控制 29.3集中供暖系统群智能控制研究结果及分析 29.3.1室内温度模型预测群智能控制结果 29.3.2换热站循环水泵群智能控制结果分析 29.4本章小结 参考文献 第30章基于分布式人工鱼群的并联水泵运行优化方法 30.0符号列表 30.1并联水泵分布式运行优化概述 30.1.1研究背景 30.1.2分布式控制系统架构 30.1.3分布式人工鱼群优化算法的提出 30.2基于DAFSA的并联水泵供水量分配优化方法 30.2.1智能水泵建模与适应度函数的建立 30.2.2人工鱼群算法简介 30.2.3分布式人工鱼群算法 30.3并联水泵供水量分布式分配优化控制仿真 30.3.1仿真案例 30.3.2案例仿真结果与讨论 30.4本章小结 参考文献 第31章并联水泵系统的一种分布式节能控制方法 31.0符号列表 31.1研究背景概述 31.2问题建模 31.3群智能优化算法 31.4理论分析 31.5并联水泵系统分布式优化实验验证 31.6本章小结 参考文献 第32章一种新型的基于群智能架构的冷水机组负荷优化分配算法 32.0符号列表 32.1冷水机组负荷优化分配群智能算法 32.1.1冷水机组负荷分配算法现状 32.1.2问题描述 32.2冷水机组负荷优化分配群智能算法设计 32.2.1种群初始化 32.2.2适应度函数 32.2.3混沌变异算子 32.2.4建立高斯分布模型 32.2.5产生下一代种群 32.2.6迭代终止条件 32.3基于群智能的并联冷机负荷优化分配研究结果及分析 32.3.1案例研究 32.3.2参数分析 32.3.3结果分析 32.4本章小结 参考文献 第33章**空调系统并联水泵节能优化群智能控制算法研究 33.0符号列表 33.1引言 33.2**空调系统并联水泵群智能控制系统 33.3**空调系统并联水泵优化控制问题 33.4分布式概率估计算法 33.5案例研究与节能仿真分析 33.5.1同型号水泵系统仿真验证结果与分析 33.5.2不同型号水泵系统仿真验证结果与分析 33.6本章小结 参考文献 第34章机电设备群控的分布式快速优化方法 34.0符号列表 34.1引言 34.2设备组群控一般性问题建模 34.2.1群控问题的一般模型 34.2.2群控问题分解子问题 34.3分布式快速优化算法 34.3.1DFOA介绍 34.3.2算法的分布式实现 34.4水泵组群控案例分析 34.4.1算法有效性对照试验 34.4.2全时段模拟分析 34.5本章小结 参考文献 第35章群智能系统并联冷机优化控制 35.0符号列表 35.1研究背景介绍 35.2集中式架构和群智能控制架构 35.3去**化的算法描述 35.4典型案例分析 35.5硬件应用 35.6本章小结 参考文献 第10篇路 径 引 导 第36章基于分布式建筑控制策略的人员疏散系统研究 36.1研究背景概述 36.2分布式建筑控制策略 36.2.1分布式建筑控制策略的结构设计 36.2.2分布式建筑控制策略的优劣势分析 36.3建筑分区和信息传输网络拓扑结构 36.3.1建筑分区的构建 36.3.2信息传输网络拓扑结构设计 36.4基于分布式建筑控制策略的人员疏散系统 36.4.1分布式疏散系统及算法 36.4.2分布式系统的疏散实验与模拟 36.5本章小结 参考文献 第37章基于群智能算法的仓库拣选路径优化 37.0符号列表 37.1仓库作业群智能算法概述 37.2仓库管理控制系统架构 37.2.1仓库管理集散式控制系统 37.2.2仓库管理群智能控制系统 37.3仓库拣选路径群智能算法设计 37.3.1算法结构 37.3.2采用并行蚁群算法求解*优路径 37.3.3算法描述 37.4仿真实验与分析 37.5本章小结 参考文献 第11篇编 程 语 言 第38章INR： 一种用于群智能建筑App开发的编程模型 38.0符号列表 38.1绪论 38.2相关工作 38.3INR编程模型概述 38.3.1INR的一般架构 38.3.2INR的关键机制 38.4INR的实现 38.4.1定义个体 38.4.2定义邻域 38.4.3定义域 38.5案例研究 38.5.1案例描述 38.5.2编程需求分析 38.5.3开发模式设计 38.6本章小结 参考文献