本发明涉及照明设备数据监测，具体为基于多数据收集的数据实时监测方法及系统。
背景技术：
1、照明设备的能源消耗较大，特别是在一些大型公共场所，如商场、展览馆、地铁站等，照明设备的能耗占据了相当大的比例，不能满足要求；及时发现室内照明设备的异常能耗，是一项减少能源消耗的重要举措；照明异常能耗是指在照明系统中，由于设备故障、系统配置错误、人为操作不当等原因，导致照明设备长时间运行或过度运行，从而造成能源浪费和能源消耗增加的现象；目前，大多场所都采用定期人工检测的方式对室内异常的照明设备能耗进行检测，这样的异常能耗检测具有局限性，消耗时间较长，实际并不具备节能的作用；为此，如何增加异常能耗照明设备的检测效率，进而减少照明设备的能源消耗成为了一个亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供基于多数据收集的数据实时监测方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、在本发明的一个方面，提供基于多数据收集的数据实时监测方法，包括：
3、s1-1，获取照明设备的历史功率数据和室内不同区域的历史平均照度数据；
4、s1-2，基于照明设备的历史功率数据和照度数据，确定照明设备随着使用时间增加，照明设备发出光通量的衰减情况；
5、s1-3，基于照明设备的实时功率和规格数据，计算得到室内不同区域的平均照度数据；
6、s1-4，判断室内不同区域的平均照度数据与照明设备规格是否相匹配，若不匹配，则区域内的照明设备存在异常情况，将区域涉及到的照明设备纳入重点监控范围，对照明设备进行检修和调节；若匹配，则无须纳入重点监控范围。
7、在步骤s1-2中，还包括以下步骤：
8、获取照明设备安装时对于一个作业面的初始照度数据，安装之后在工作人员对照明设备进行检修时，照明设备对于同一个作业面的照度数据，比较两次结果，取检修时得到的照度数据与初始照度数据的比值，得到照明设备发出光通量的衰减情况；对在不同工作模式下的同一照明设备进行测试，得到所有规格照明设备发出光通量的衰减情况，记为f(pn，t)，其中pn为正整数，表示不同规格的照明设备的工作模式；t为照明设备的使用时长。
9、可选地，f(pn，t)可以通过维护系数mf近似进行代替，维护系数考虑了光源衰减、照明设备积尘等因素对照明效果的影响，通过照明设备的照明设计手册和相关标准中可以查找到维护系数mf的推荐值。
10、室内不同区域的平均照度数据通过以下公式进行计算：
11、eav＝∑iwi×ui×f(pn，t)i，其中eav表示平均照度，i表示室内的照明设备安装位置；wi表示照明设备位置对平均照度的影响，ui表示照明设备规格对平均照度的影响，f(pn，t)i表示照明设备发出光通量的衰减情况；
12、计算特定区域的平均照度通常适用以下公式：
13、式中为照明设备的光通量，cu是空间利用系数，a是区域的面积；而空间利用系数与照明设备位置、照明设备规格、区域的性质和面积等相关，这些因素中，除了照明设备规格之外，其余因素都不会随着时间发生变化；mf为照明系统在长期使用后，作业面上的平均照度与新安装时的平均照度的比值，与照明设备规格和使用时长有关；照明设备的光通量则与照明设备规格有关；因此，能够使用wi和ui表示一个安装位置的照明设备对区域平均照度的影响，增加wi之后能够得到所有安装位置照明设备对区域平均照度的影响；
14、室内的区域可以通过房间等建筑自动进行划分，也可手动进行划分；如一个房间就能够形成一个区域；
15、在正常工作模式下：找出区域的中心及区域中心所处垂直线与照明设备安装位置平面的交点ints，找到与交点ints对称的不同规格的照明设备；从历史数据中找出不同规格照明设备带来的平均照度epn1和epn2，将epn1和fpn2分别消去照明设备发出光通量的衰减情况后，取比值得到upn1/upn2并记为c，将upn1表示为c×upn2；pn1和pn2为pn取值范围为的不同值；当不存在历史数据时，则手动进行测试获取数据；将所有规格的照明设备都以相同方式统一，用同一个照明设备规格的ui进行表示；基于区域的平均照度数据，建立方程组{eav＝∑iwi×ui×f(pn，t)i并求解，包括一个照明设备规格对平均照度的影响变量ui，多个照明设备位置对平均照度的影响变量wi，得到所有照明设备位置对平均照度的影响变量wi和一个照明设备规格对平均照度的影响变量ui，再根据照明设备规格的统一方式将一个照明设备规格对平均照度的影响变量ui还原得到所有的照明设备规格对平均照度的影响；
16、在对称位置处，照明设备位置对区域的平均照度带来的影响是相同的，因此通过比值能够将对称位置处不同照明设备规格的影响统一；室内所有区域的照明设备规格是互通的，当一个区域不存在对称位置的照明设备时，能够使用其他区域的数据；室内全区域照明设备规格对平均照度的影响保持一致；
17、当照明设备处于除正常工作模式之外的其他工作模式下时：基于存在处于其他工作模式的照明设备时区域的平均照度数据，将已知的照明设备位置对平均照度的影响变量wi、和照明设备发出光通量的衰减情况f(pn，t)i代入到方程组中，计算照明设备规格对平均照度的影响变量。
18、照明设备存在不同的工作模式，包括正常工作、节能工作和调节色温等，通过照明设备规格对照明设备的不同工作模式进行区分。
19、所述多个照明设备位置对平均照度的影响变量wi，通过以下方式对变量的数目进行减少：
20、对于相互对称的照明设备位置，照明设备位置对平均照度的影响变量相同，通过一个变量可以表示出另一个变量；
21、在正常工作模式下：找出不处于对称位置的同一规格的照明设备，从存在的历史数据中找出不同照明设备位置带来的平均照度epn3和epn4，将epn3和epn4分别消去照明设备发出光通量的衰减情况后，取比值得到upn3/upn4并记为d，将upn3表示为d×upn4；pn3和pn4为pn取值范围的不同值；将照明设备位置变量的数目减少。
22、相同规格的照明设备，消除使用时长的影响后，只剩下位置变量带来的影响，通过比值能够位置变量的数目减少。
23、在步骤s1-4中，还包括以下步骤：
24、获取历史照明设备属性数据和室内区域的平均照度数据的实测值；基于照明设备规格和使用时长计算出室内区域的平均照度数据，取平均照度数据的实测值与计算值之间的差值；所有差值中的最小值为误差区间的起点，所有差值中的最大值为误差区间的终点；基于当前时刻照明设备规格和使用时长，将误差区间的起点和终点乘上修正系数k，判断区域平均照度数据的计算值是否处于修正后的误差区间内，若是，则照明设备功耗与平均照度相匹配；若不是，则照明设备功耗与平均照度不匹配。平均照度计算公式与实际情况存在误差，因为需要设置一个误差范围，当计算值和实测值误差处于误差范围内时，照明设备规格与平均照度是相符的。
25、所述修正系数k通过以下步骤确定：
26、获取当前照明设备的属性，所述照明设备属性包括照明设备的规格、功率、使用时长和寿命；将范畴型的照明设备规格数据转化为数值型；对照明设备属性数据进行kmeans聚类；基于聚类结果得到聚类中心，若不存在孤立点，则修正系数为1，照明设备未出现异常情况；若存在孤立点，则照明设备的功耗存在异常情况，找到与孤立点最近的聚类中心，计算孤立点与最近的聚类中心的距离ed1，最近聚类中心与所属聚类簇中最远的照明设备属性数据点之间的距离ed2，孤立点带来的偏移值为式中j的取值范围与i相同，表示照明设备的安装位置；通过改变孤立点的功率数据，将距离ed1修正为ed2，修正前与修正后的功率之差为δpj；将所有孤立点带来的偏移值取代数和之后加1，得到修正系数k。
27、照明设备规格中包括了照明设备的运行状态和照明设备的具体参数，如光通量、光效、光源类型和色温等；当照明设备存在异常功率时，会对误差范围产生影响；当照明设备的功率大于照明设备规格所对应的额定功率时，照明设备的实测值会变大，因此需要将误差区间也随之发生移动；反之亦然；同一区域内存在多个照明设备，位置变量为主要影响因素，一个照明设备按照位置变量的占比对整个区域产生影响；可能的原因包括照明设备发生异常耗电问题、控制回路出现问题等；当控制回路输出的控制信号为节能模式，而照明设备按照正常模式进行工作时，此时照明设备出现异常功率，若计算值和实测值误差处于误差范围内，则说明照明设备的发光性能未出现问题，能够判断出照明设备存在异常耗电问题；若计算值和实测值误差未处于误差范围内，则能够说明照明设备规格与照明设备实际发光效果不匹配；当照明设备的功率未检测出异常情况时，能够利用平均照度数据对照明设备进一步进行检测，判断照明设备的规格与照明设备实际发光效果是否匹配，改善照明设备的检测结果；同时，无论聚类结果如何，平均照度都能够对照明设备的照明功能进行检测。
28、在本发明的另一个方面，提供基于多数据收集的数据实时监测系统，包括：数据收集模块、数据存储模块、照度分析模块、功耗分析模块和检测模块；所述数据收集模块的输出端与所述数据存储模块和所述功耗分析模块的输入端相互连接，用于获取室内照明设备的功率数据和不同区域的照度信息；所述数据存储模块的输出端与所述照度分析模块和所述功耗分析模块的输入端相互连接，用于存储照明设备的属性数据和各个区域的照度信息；所述功耗分析模块的输出端与所述照度分析模块的输入端相互连接，用于对照明设备的功耗数据进行分析，找到存在异常功耗的照明设备；所述照度分析模块的输出端与所述监测模块的输入端相互连接，基于照明设备功耗数据的分析结果，判断室内区域的照度数据与照明设备功耗数据是否匹配，若不匹配，则将区域涉及到的照明设备纳入重点监控范围；若匹配，则以常规方式对照明设备进行检修和调节；所述检测模块，对重点监控范围内的照明设备，进行细致的检修和调节，对重点监控范围外的照明设备，以常规方式进行检修和调节。
29、所述功耗分析模块还包括数据类型转换单元、kmeans聚类单元和预处理单元；所述数据类型转换单元用于将范畴型的照明设备属性数据转化为数值型数据；所述预处理单元用于将数值型的照明设备属性数据进行归一化；所述kmeans聚类单元对照明设备属性数据进行kmeans聚类，找出存在异常功率也就是异常能耗的照明设备。
30、所述照度分析模块还包括修正系数计算单元、平均照度数据计算单元和误差区间计算单元，所述修正系数计算单元基于功耗分析模块确定的异常功耗照明设备，生成修正系数对平均照度数据的误差区间进行修正；所述平均照度数据计算单元，基于照明设备的规格和使用时长，获取区域的平均照度数据；所述误差区间计算单元用于确定平均照度数据的实测值与计算值之间允许的误差。
31、所述平均照度数据计算单元，通过以下公式：eav＝∑iwi×ui×f(pn，t)i对区域的平均照度数据进行计算，并通过构建方程组对公式中的参数进行求解；其中eav为平均照度，i表示室内的照明设备安装位置；wi表示照明设备位置对平均照度的影响，ui表示照明设备规格对平均照度的影响，f(pn，t)i表示照明设备发出光通量的衰减情况。
32、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：通过对照明设备的属性进行聚类分析，能够检测出运行过程中存在异常能耗的照明设备；对室内区域的平均照度进行分析，对聚类分析的结果进行二次检验和补充，提高异常能耗照明设备的检测效率，同时能够对照明设备的照明功能进行检验；对照明设备进行针对性的检修和调节，可以实现照明设备长期高效运行，减少照明设备的更换频率，降低整体能耗；采用先进的节能技术实施智能化能源管理系统，提高能源利用率，建立高效的能耗监控体系，能够实现节能减排。
1.基于多数据收集的数据实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多数据收集的数据实时监测方法，其特征在于，在步骤s1-2中，还包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于多数据收集的数据实时监测方法，其特征在于，所述室内不同区域的平均照度数据通过以下公式进行计算：
4.根据权利要求3所述的基于多数据收集的数据实时监测方法，其特征在于，所述多个照明设备位置对平均照度的影响变量wi，通过以下方式对变量的数目进行减少：
5.根据权利要求4所述的基于多数据收集的数据实时监测方法，其特征在于，在步骤s1-4中，还包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于多数据收集的数据实时监测方法，其特征在于，所述修正系数k通过以下步骤确定：
7.基于多数据收集的数据实时监测系统，使用如权利要求1-6中任一项所述的基于多数据收集的数据实时监测方法，其特征在于，包括：数据收集模块、数据存储模块、照度分析模块、功耗分析模块和检测模块；所述数据收集模块的输出端与所述数据存储模块和所述功耗分析模块的输入端相互连接，用于获取室内照明设备的功率数据和不同区域的照度信息；所述数据存储模块的输出端与所述照度分析模块和所述功耗分析模块的输入端相互连接，用于存储照明设备的属性数据和各个区域的照度信息；所述功耗分析模块的输出端与所述照度分析模块的输入端相互连接，用于对照明设备的功耗数据进行分析，找到存在异常功耗的照明设备；所述照度分析模块的输出端与所述监测模块的输入端相互连接，基于照明设备功耗数据的分析结果，判断室内区域的照度数据与照明设备功耗数据是否匹配，若不匹配，则将区域涉及到的照明设备纳入重点监控范围；若匹配，则以常规方式对照明设备进行检修和调节；所述检测模块，对重点监控范围内的照明设备，进行细致的检修和调节，对重点监控范围外的照明设备，以常规方式进行检修和调节。
8.根据权利要求7所述的基于多数据收集的数据实时监测系统，其特征在于，所述功耗分析模块还包括数据类型转换单元、kmeans聚类单元和预处理单元；所述数据类型转换单元用于将范畴型的照明设备属性数据转化为数值型数据；所述预处理单元用于将数值型的照明设备属性数据进行归一化；所述kmeans聚类单元对照明设备属性数据进行kmeans聚类，找出存在异常功耗的照明设备。
9.根据权利要求7所述的基于多数据收集的数据实时监测系统，其特征在于，所述照度分析模块还包括修正系数计算单元、平均照度数据计算单元和误差区间计算单元，所述修正系数计算单元基于功耗分析模块确定的异常功耗照明设备，生成修正系数对平均照度数据的误差区间进行修正；所述平均照度数据计算单元，基于照明设备的规格和使用时长，获取区域的平均照度数据；所述误差区间计算单元用于确定平均照度数据的实测值与计算值之间允许的误差。
10.根据权利要求9所述的基于多数据收集的数据实时监测系统，其特征在于，所述平均照度数据计算单元，通过以下公式：eav＝σiwi×ui×f(pn,t)i对区域的平均照度数据进行计算，并通过构建方程组对公式中的参数进行求解；其中eav表示平均照度，i表示室内的照明设备安装位置；wi表示照明设备位置对平均照度的影响，ui表示照明设备规格对平均照度的影响，f(pm,t)i表示照明设备发出光通量的衰减情况。
