科技项目专项课题实施方案.doc
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1、重点研发计划重点专项课题实施方案课题名称: 绿色建筑大数据管理平台开发及工程示范 所属项目: 基于全过程的大数据绿色建筑管理技术研究与示范 所属专项: 绿色建筑及建筑工业化 指南方向: 基于全过程的大数据绿色建筑管理技术 课题牵头承担单位(公章): 课题负责人(签字) 执行期限: 20XX 年 7 月 至 20XX 年 6 月 编 报 要 求一、课题承担单位会同参与单位共同编制课题实施方案。二、课题实施方案要求文字简练,文本第一次出现外文名称时要写清全称和缩写,再出现时可以使用缩写。三、经过论证后修改的课题实施方案文本应统一用A4幅面纸双面打印装订,加盖公章、签字后按照项目承担单位要求递交。第
2、 45页 /共45页一、课题目标和考核指标(一)总体目标通过调研各省级能耗平台运行及应用情况,构建以数据驱动的公共建筑能耗在线监测云端信息库,集成公共建筑能耗数据分析方法和预测诊断技术,建设集数据采集与汇总、机制与管理、分析与诊断、公示与应用于一体的绿色建筑大数据管理平台,实现数据的综合开发与利用,提升绿色建筑信息化、定量化与精准化管理水平。(二)具体目标、考核指标和考核方式序号具体目标考核指标考核方式完成单位1绿色建筑大数据管理平台应用需求与架构研究构建以多维数据分析为核心的绿色建筑大数据管理平台系统架构及功能架构形成技术鉴定报告或专题科技报告提交至“科技报告服务系统”,并通过专家评审论文3
3、项论文发表/录用完成2篇,完成1篇。2绿色建筑大数据平台管理技术与管控机制研究建立高效运行、经济适用、扩展性强的大数据平台管理体系与资源管控机制形成技术鉴定报告或专题科技报告提交至“科技报告服务系统”,并通过专家评审论文2项论文发表/录用完成2篇。3绿色建筑大数据管理平台开发申请软件著作权3项软件著作权、第三方检测报告由和共同完成。建立绿色建筑大数据管理平台,实现公共建筑用能状况的在线监测、能耗统计、能效评价、对标分析、预测诊断、优化控制等智能化分析及管理功能新产品鉴定4绿色建筑大数据管理平台应用示范完成建筑面积不少于1000万平方米,数量不少于200栋的示范工程示范工程现场验收,提供第三方检
4、测报告或通过专家评审;完成不少于15栋,面积不少于85万平米;完成不少于20栋,面积不少于115万平米;公司完成不少于25栋,面积不少于200万平米;公司完成不少于25栋,面积不少于100万平米;公司完成不少于6栋,面积不少于70万平米;公司完成不少于42栋,面积不少于175万平米;公司完成不少于35栋,面积不少于200万平米.4绿色建筑大数据管理平台应用示范论文3篇论文发表/录用论文3篇:由各家参与单位共同完成出版绿色建筑示范工程高效运行案例集1册案例集出版案例集1册:由参与单位共同完成5科技报告考核指标专题科技报告3份各单位提供技术报告,课题组统一汇总年度技术进展报告3份各单位提供技术报告
5、,课题组统一汇总最终科技报告1份各单位提供技术报告,课题组统一汇总(三)成果形式课题成果主要包括绿色建筑大数据管理平台应用需求与架构研究报告,该报告通过对省级公共建筑能耗监测、医院、商业综合体中使用的能耗监测平台从使用情况和架构设计方面进行部分调研,总结其在覆盖面、系统性方面存在的不足,为后期平台设计与开发奠定基础。课题关键技术主要包括:关键技术1:智能化绿色建筑大数据管理平台利用云技术,以大数据平台为载体,结合、地区、建筑终端等多层次的数据流特征,综合集成各项技术,形成具有智能化、精准化、可视化特色的应用系统,建立基于全过程的绿色建筑大数据管理平台,为该领域的核心集成技术。关键技术2:绿色建
6、筑大数据平台管理技术与管控机制研究利用大数据技术,从大数据安全接入与数据质量,高效存储与调用,高效计算与处理等关键核心基础服务出发,建立数据来源可溯、流向可追、质量可控、运行高效、扩展性强的大数据平台管理体系, 采用信息流节点控制模式,实现业务流程的快速响应、反馈及优化,形成以数据驱动的平台管理关键技术和产品,该项技术为大数据平台管理技术创新性的应用。该课题成果中软件产品主要包括:1:绿色建筑大数据管理平台2:绿色建筑大数据管理平台可视化及移动端软件3:绿色建筑大数据资源管控软件该课题成果中 绿色建筑大数据管理平台 将进行新产品鉴定。基于课题研究成果组织在不同气候区域、不同功能、不同规模的公共
7、建筑中实施示范工程,组织实施示范工程数据接入,接入200栋公共建筑(面积不少于1000万平米)。组织实施示范建筑能耗监测数据的采集传输、储存、质量控制、分析应用、支撑服务全过程的应用,全面示范应用相应的研究成果。对成果应用情况进行跟踪评价,并在实践中检验相应研究成果的科学性、合理性和实际应用效果,并根据实际应用效果完善相应的研究成果改进,并扩充平台功能。对大数据平台进行示范与验证,并进一步改进平台功能,完善其实用性。二、课题的主要研究内容子课题1: 绿色建筑大数据管理平台应用需求与架构研究调研内外典型公共建筑能耗监测平台运行现状,对平台运行实施效果进行全面评价,从数据采集、数据存储、数据服务、
8、数据挖掘,流程控制、应用集成等方面,对平台的功能和性能进行全面系统梳理和分析。针对管理部门、建筑业主、节能服务公司、社会公众等不同群体开展大数据管理平台的需求调研活动,研究提出大数据管理平台在数据交换、数据发布、信息共享、权限划分、运行载体等方面的服务功能及形式方案,并确定相应的数据使用要求和约束条件。围绕大数据采集接入层、大数据能源管理服务层、用户应用服务层开展研究,构建以多维数据分析为核心的基于公有云、私有云或混合云技术的绿色建筑大数据管理平台功能架构及系统架构。预期成果包括:高水平科技论文3篇。子课题2: 绿色建筑大数据平台管理技术与管控机制研究该项研究内容具体包括:1针对当前现有省市级
9、平台在建筑用能数据接入过程中存在安全性低、稳定性差及缺失率高的问题,通过运用数据安全、网络安全等保障技术及智能化、接口化、自动化、可视化等手段,实现海量建筑用能数据高效接入、高并发处理与高效检索输出等效果,同时,基于多维数据分析,形成海量数据对位建模及多维数据统计的方法。2基于公共建筑用能诊断、预测、预警、评价、优化等分析模型,研究相关模型特征参数及运算法则,采用面向对象或嵌入式相结合的方法,形成模块化应用接口,以云端数据为支撑,以大数据平台为载体,实现各项技术的综合集成。3解决不同数据源之间整合和重构的障碍,实现数据及服务能力池化管理,建立大数据平台公共建筑信息流节点控制模式。以数量质量控制
10、为基石,以数据应用为目标,基于对大数据平台应用系统运行参数的分析,建立可视、协同及精细化管理的资源管控机制,根据数据应用方向及行政指令的需求导向,动态调控资源,实现业务流程的快速响应、反馈及优化。预期成果包括:高水平科技论文2篇。子课题3: 绿色建筑大数据管理平台开发该项研究内容具体包括:1采用基于机器学习技术的多源知识融合自动构建知识库的方法,形成层次清晰、覆盖全面、内容准确的知识库。以数据库、模型库、知识库为基础,以综合能效评价、用能诊断等分析模型为方法,通过关联规则挖掘方法以及基于决策树的能耗基准评价模型研究建筑用能智能化分析方法。基于大数据管理平台的系统架构和功能架构,整合大数据标准云
11、端数据库系统、地理信息系统,数据采集系统、数据处理系统、数据诊断分析系统、数据预测预警系统、数据优化系统等,面向不同受众群体开发绿色建筑大数据管理平台应用系统及运行后台管理系统,实现公共建筑用能状况的在线监测、能耗统计、能效评价、对标分析、预测诊断、优化控制等功能。2结合、地区、建筑终端等多层次的数据流特征,从用能总览、数据面板、能耗地图等不同角度,通过采用前后端分离加中间件的开发技术构建以数据驱动的绿色建筑大数据管理平台可视化展示界面,结合高维度非结构化数据特征、数据挖掘技术、BIM与人机交互技术,实现数据统计分析可视化、设备仿真运行可视化、宏观态势可视化;移动端采用交互式可视化方法与跨平台
12、设计,与绿色建筑大数据管理平台建立接口互联,实现移动端数据开发利用。预期成果包括:软件著作权3项。子课题4: 绿色建筑大数据管理平台应用示范 基于课题研究成果组织在不同气候区域、不同功能、不同规模的公共建筑中实施示范工程,组织实施示范工程数据接入,接入200栋公共建筑(面积不少于1000万平米)。织实施示范建筑能耗监测数据的采集传输、储存、质量控制、分析应用、支撑服务全过程的应用,全面示范应用相应的研究成果。对成果应用情况进行跟踪评价,并在实践中检验相应研究成果的科学性、合理性和实际应用效果,并根据实际应用效果完善相应的研究成果改进,并扩充平台功能。对大数据平台进行示范与验证,并进一步改进平台
13、功能,完善其实用性。预期成果包括:高水平科技论文3篇,绿色建筑示范工程高效运行案例集1册。三、课题任务的分解与统筹课题任务总体分为架构研究,平台管理,平台开发,平台应用四大模块,模块间存在支撑,反馈优化等多种关系,密不可分。其中架构研究为整个课题的基础,通过对现有课题的充分调研与分析,总结优缺点,形成标准化架构方法,为平台架构设计打下坚实基础。架构研究中将重点关注不同层次用户的需求以及从数据采集、数据存储、数据服务、数据挖掘,流程控制、应用集成等方面对架构进行综合评价。基于平台架构研究成果,开展绿色建筑大数据平台管理技术与管控机制研究的研究,平台管理主要包括数据管理,资源与流程管理,集成管理等
14、多方面内容。数据管理主要完成大数据接入与安全,资源与流程管理主要实现系统的弹性伸缩需求,基于数据接入和资源与流程管理技术支撑可实现其它课题应用成果在平台上的高效集成。基于绿色建筑大数据平台管理技术与管控机制进行大数据管理平台开发,主要包括管理系统与交互可视化系统开发,可视化系统采用大数据环境下适合的交互表现方式将管理系统中的信息高效的呈现在用户面前。最后基于绿色建筑大数据平台开展数据接入与成果应用与评价工作,发现问题后及时反馈,不断完善平台功能,真正实现课题价值。各任务之间相互关系图 课题参与单位分工表序号研究任务负责单位参与单位1国内已有能耗监测平台运行状况及用户应用需求调研与分析公司2面向
15、不同层级用户应用需求调研及分析公司3大数据管理平台架构设计研究公司4建筑大数据接入与处理技术研究5建筑大数据分析应用集成技术研究6大数据平台流程与资源管控机制研究公司7绿色建筑大数据管理平台系统开发公司8绿色建筑大数据管理平台可视化及移动端软件开发9示范工程数据接入公司10成果应用与效果评价公司公司公司公司公司公司各任务统筹协调措施:(1)课题采用统筹方法做好课题管理工作,保证课题的快速、有序实施。我们将整个课题分为三个阶段,分别为需求调研与关键技术研究,项目开发,工程实施与应用示范。需求调研与关键技术研究阶段,项目同时启动绿色建筑大数据平台应用需求与架构研究;平台调研与分析、用户需求调研分析
16、和平台架构研究,由和公司共同完成;绿色建筑大数据平台管理技术与管控机制研究:开展大数据接入与处理技术、大数据分析应用集成技术的研究,由研究完成;大数据平台流程与资源管控机制研究工作由公司完成。这些工作是课题的基础,大部分工作必须在项目开发阶段开始前完成,对于一些难度较大模块,可以顺延到该模块开发前结束,所以这个阶段与项目开发阶段会有部分重叠。 项目开发阶段,根据项目特点将首先启动绿色建筑大数据管理软件的开发,当系统完成数据库与接口开发后,开始启动可视化软件的开发工作,管理平台与可视化开发结束时间基本一致,从而保证整个系统的可用性。系统开发中的绿色建筑大数据管理平台系统开发由公司完成,绿色建筑大
17、数据管理平台可视化及移动端软件开发,由研究完成。 工程实施与示范工程阶段,考虑到工程实施需要一定的周期,所以在项目开发阶段进行到60%时就启动工程实施,从而保证项目开发完毕后能及时接入试点项目,保证项目的高效运行。该阶段还需要完成绿色建筑大数据管理平台应用示范,输出最终的成果应用与效果评价,该阶段与项目开发阶段会有部分重叠。上述工程示范由、公司、公司、公司、公司、公司、公司共同完成。 各任务时间逻辑关系图四、课题研究方法与技术路线(一)课题研究方法和技术路线在关键技术成果已形成相应的应用软件或模块的基础上,采用现场调研/头脑风暴/原型法开展应用需求与架构调研,基于分布式一致性算法构建分布式服务
18、框架,实现成果的高效集成;根据模型驱动架构原理形成业务流程的快速响应、反馈及优化机制;基于高响应比优先的作业调度模型实现大数据平台的高效运行;采用敏捷软件开发方法,建立基于全过程的绿色建筑大数据管理平台,基于示范项目实际应用效果,进一步完善系统平台。课题技术路线:以解决现有公共建筑能耗监测平台服务对象和功能单一,可扩展能力不强,数据不及时、不完备、不准确的问题以及现有公共建筑能耗监测平台数据利用效率低,无法针对绿色建筑用能特征进行常态化管控,无法形成可视、协同及精细化管理的长效机制,充分发挥平台价值的问题为导向,遵循科学的调研分析,理论研究,架构设计,开发实现,示范应用的流程实现绿色建筑大数据
19、管理平台与工程示范。(二)各任务研究方法和技术路线子任务1绿色建筑大数据管理平台应用需求与架构研究面向微观、中观、宏观三个不同层级的用户,充分调研不同受众群体的应用需求,研究绿色建筑大数据管理平台架构,从系统层级结构、数据流、业务流、用户体验等各个方面解决当前公共建筑能耗监测平台兼容性差、能耗分析与针对性弱、服务对象和服务模式单一等问题。(1)国内已有能耗监测平台运行状况及用户应用需求调研与分析调研典型公共建筑能耗监测平台运行现状,对平台运行实施效果进行全面评价,从数据采集、数据存储、数据服务、数据挖掘,流程控制、应用集成等方面,对平台的功能和性能进行全面系统梳理,分析基于能耗监测平台存在的主
20、要运行问题及系统的主要功能需求。(2)面向不同层级用户应用需求调研及分析针对建筑业主、节能服务公司、管理部门、社会公众等不同群体开展大数据管理平台的需求调研,研究提出大数据管理平台在数据交换、数据发布、信息共享、权限划分、运行载体等方面的服务功能及形式方案,并明确相应的数据使用要求和约束条件。子任务2绿色建筑大数据平台管理技术与管控机制研究(1)通过设立专用数据通信服务器并采用集群及多元进程运行的方式实现建筑用能数据的高效接入与存储;(2)通过建立分布式计算环境并引入基于机器学习库的数据诊断修复工具实现数据的高并发处理与数据修复;(3)通过在数据库系统建立精细化数据处理的存储过程并自动触发运行
21、,按照不同统计周期及周期序列设置数据存储结构表来实现结果数据的高效检索与输出。(4)基于统一的开发环境与语言,在关键技术成果已形成相应的应用软件或模块的基础上,形成模块化标准应用接口,采用面向对象或嵌入式相结合的方法,以大数据平台为载体,实现数据安全接入与分析应用技术的综合集成。(5)采用前后端分离加中间件的开发技术构建绿色建筑大数据管理平台可视化展示界面,按照不同用户层需求设置展示数据的广度和深度。基于统一数据层,实现移动端应用系统的数据推送与联动分析。技术路线图:子任务3绿色建筑大数据管理平台开发在关键技术成果已形成相应的应用软件或模块的基础上,采用现场调研/头脑风暴/原型法开展应用需求与
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