基于RIA技術的建筑能耗監控系統的設計與研究

徐金鋒

（西安鐵路職業技術學院 陜西 西安710600）

基于RIA技術的建筑能耗監控系統的設計與研究

徐金鋒

（西安鐵路職業技術學院 陜西 西安710600）

隨著經濟技術和科學技術的不斷發展下，我國建筑能耗不斷增加，在這種環境下實施建筑能耗統計和管理工作具有重要的意義。通過RIA技術的建筑能耗系統設計過程，利用Wed技術、X3D技術、數據庫技術以及J2EE技術等實現對大型公共建筑能耗三維可視化動態監控和直觀展示，提高對建筑節能監控信息的有效管理。結果證明該系統具有較高的可靠性，降低建筑能耗的30%左右，為建筑能耗提供科學的參考。

RIA技術；建筑能耗；監控系統；設計

改革開放以后，我國工程化、城鎮化建設速度不斷提高，與此同時建筑能耗也不斷增加，給我國生態和環境造成較大的壓力。目前建筑節能已經成為緩解社會經濟發展和能源供應不足的主要問題之一，提高能源利用率，構建建筑能耗統計管理系統是解決建筑運用過程中問題的主要措施。RIA技術應用于建筑能耗監控系統設計中能夠很好的優化建筑能耗統計管理系統，實現能耗數據信息化管理。

1 RIA技術簡介

RIA（Rich Internet Applications）是一種集桌面應用程序、用戶界面功能、Web應用程序、互動多媒體通信技術為一體的新一代網絡應用程序。RIA技術具有互動性強、功能強大、用戶體驗豐富等特點，而且能夠實施完整的數據處理，促進交互性體驗效果的提高。另外RIA技術提供了多種數據模型來處理客戶端復雜的數據操作，使用的RIA能夠根據部分原先需要的后臺程序進行處理，使數據能夠被緩存在客戶端，實現系統相應速度的提高；RIA技術還能夠提供比HTML更為豐富的界面表現元素，相應速度更好快捷的體驗，提供用戶提供更好的體驗。

RIA技術具有較好的發展前景，在今后的幾年間傳統的Web應用程序和RIA技能并存，實現豐富客戶端交互應用的重任。利用Flash/Flex應用程序、C++語言和Flash/Flex應用程序在完了程序上的主導地位，從技術難度上對系統進行深入的分析，構建一個快速的RIA平臺。

2 建筑能耗監控系統優化設計分析

2.1 總體結構設計

本次研究利用RIA技術構建建筑能耗監控系統，利用三層體系結構構建系統整體結構，這里的三層主要指的是數據層、邏輯層以及表示層等等，系統在實際實施過程中分為應用服務層、數據存儲層和應用系統層，系統總體設計結構圖見圖1。

其中數據存儲層功能的實現主要是利用核心實時信息組件進行工作，并利用系統的解析能耗數據進行下一步的分析，這樣能夠實現建筑能耗統計模型的設計和計算，而且能夠將統計分析結果按照一定的程序進行劃分，并將這些信息存儲到系統的關系數據庫中，從而能夠很好的實現系統數據存儲。在系統結構中應用服務層進行信息數據服務，一般利用J2EE框架標準組件功能來實現，在數據分析的過程中將系統數據庫中表示數據表映射成節能監管的部分進行整體分析，這樣能夠很好的操作和理解軟件功能，并且能夠實現系統的立體可視化分析，監測點的數據分析一般是按照設計建筑能耗的統計模型進行設置，并且能夠從這些模型分析中獲取信息組件中的實時信息，然后在系統設計中將數據直觀、形象的呈現給用戶。

圖1 系統總體結構圖

2.2 數據設計分析

系統數據庫設計的過程中要依據系統功能需求進行系統規劃分析，并采用合適的數據形式實施數據庫設計，其設計方式如下，根據系統功能需求、建筑群基本信息表、建筑對應關系表、建筑基本項目數據表以及附加文件表等改造信息表格等。系統中建筑能耗統計數據庫包含的項目比較多，有分類能耗表、能耗結果以及分類結果能耗表等，在系統數據設計的過程中要合理分析這些信息，并將信息表格中的數據整理為一個整體。而系統中計量表檢測數據庫設計一般包含計量表能搞結果表、計算公式表以及計量表字典表等；3D建筑模型展示圖一般是通過3D數據庫進行設計。

2.3 系統功能設計闡述

建筑能耗監控系統功能設計主要包含建筑能耗統計模型管理、建筑能耗監控、建筑能耗數據統計以及系統管理四個子系統，系統功能見圖2。從圖中可以看出建筑能耗統計管理包含的主要是建筑相關基本信息的描述和管理，并且根據這些信息完善系統統計模型，在能耗健康和統計分析的基礎上提出系統功能設計的框架，從而為監控系統提供更加合理的檢索、分析模式，也為本次研究中的建筑能耗提供框架結構。建筑能耗的數據系統設計要個根據系統統計、系統分析和系統總結等形式，依據一定的管理模式實現系統比較全面的建筑狀況分析，與此同時能了解建筑能耗系統的調控和監督，為系統的精細化管理提供標準。

圖2 系統功能結構

3 系統技術實現方面的闡述

3.1 系統可視化技術原理分析

本次研究中，建筑能耗系統的可視化分析一般通過可視化監控信息來完成，這個系統的設計是建立在可視化技術基礎上，面向大眾展示的一種系統設計形式，為系統信息管理提供更加全面、直觀、形象的平臺。在系統設計的過程中利用RIA技術作為可視化技術的實現方式，并以此來完成監控技術的分析，本次研究監控技術原理圖見圖3。從圖中可以看出利用RIA技術實現建筑能耗監控，能夠比較直觀的實現系統的監控信息，而且在應用的過程中能夠將3D導航系統應用在系統展示中，提高系統智能化水平。系統實現的過程中還應用了RIA技術中引擎的建筑統計模型，利用這種模型形式來搜索系統內的動態監控信息，以便能夠實現客戶端在系統內對整個建筑能耗的管理和控制。系統搜索在監控內容的界面利用3D定位系統思想定位RIA技術搜索，然后由系統引擎將導航圖片傳輸到用戶的Web瀏覽器中，利用信息提交數據中的查詢請求，來完成實時信息的顯示，從而實現動靜結合的系統監控界面。

圖3 3D能耗監控技術原理

3.2 RIA技術的應用和實現

在系統設計結構中，一般利用B/S結構進行系統分析，并在此基礎上利用J2EE開源框架實現主體結構的構建。在此界面的表現層采用RIA技術進行設計，RIA技術屬于一種專門為互聯網發展而設計的三維圖像標記形式，這種語言技術的應用可以有效的實現系統三維模型的設置，RIA技術和3D技術的結合運用能夠有效的實現系統設計構成，系統設計完成后必須在系統的界面導出相應的文件格式，然后將這種形式在系統中繼續引用[16]。與此同時在分析系統可視化技術的過程中，將系統中顯示的建筑群當做一個較為完善的場景設計形式納入在模板中，這樣能夠在系統中首先建筑能耗模塊的動態分析，系統在運行的過程中實施場景切換和動態引用，利用RIA技術在瀏覽器中展示各個區域的信息，而且在客戶的用戶瀏覽器系統中能夠比較順利的完成瀏覽器的安裝，以便實現系統的動態分析，促進系統功能的提高，實現了建筑能耗監控系統的實時、動態顯示。

3.3 用戶交互系統的設計和分析

系統交互設計的過程中用戶可以使用鼠標進行輔助操作，點擊進入主頁面后可以利用鍵盤上面的上下鍵實現各個部門的操作，同時也能夠利用3技術中場景導航的功能實現各個技術的操作。在系統實現的過程中所有的動態內容都是由J2EE程序提供，信息檢索也是由J2EE程序控制完成，從而做好系統交互水平的提高。如圖4為3D和J2EE交互過程圖。

圖4 3D和J2EE交互圖分析

3.4 實時數據顯示

系統的實時數據顯示，頁面中有一個可以隱藏的區域，這個區域的主要任務是搜集相關信息，并將信息動態的展現給用戶；與此同時底層消息接口設計方式一般利用Web Service和JNI方式設實現系統分析。利用這種形式實施數據的動態分析能夠很好的促進數據信息的實施更新和顯示，從而更加合理的應用系統實現交互體驗，提高系統功能，促進我國建筑能耗管理水平的提高。

3.5 圖形化數據顯示分析

系統設計過程中，建筑能耗監控系統中圖形數據顯示的實現采用第三方報表引擎生成用戶需要的各類能耗統計報表，根據報表中的各種信息，分析圖形數據顯示規律，從而能夠很好的促進系統數據完善，與此同時在系統中分析圖形設計標準[17]，通過瀏覽器向用戶展示圖形化界面的過程，從而實現交互信息的動態顯示，為用戶提供更加好的交互體驗。

4 系統實現

4.1 建筑能耗統計模型實現

進入系統界面的方法是“戶名驗證”，進入主界面后點擊“建筑能耗統計模型管理”主菜單，頁面會顯示菜單明細，用戶要想進行信息維護就可以點擊相應的菜單明細來實現，這個過程就是統計模型的實現和系統信息維護。

4.2 建筑能源數據統計與實現

系統驗證后進行建筑能耗系統設計和實現，然后用戶通過點擊系統左側菜單欄的“建筑能源數據統計”進入這個子系統的菜單明細，接下來用戶可以點擊每個菜單明細，實現系統數據的分析、統計和總結。然后點擊界面右側統計數據列表，再點擊打印按鈕，這樣就能夠將報表數據庫完整的打印出來。

4.3 建筑能源消耗監控系統的實現技術

用戶經過身份認證后進入系統，然后可以點擊系統左側菜單欄中的“建筑能源消耗監控”主菜單，主菜單下方出現菜單明細，點擊菜單明細后可以實現系統可視化展示。顯示窗口中會包含比較常用的功能操作，比如樓宇查詢、圖標分析以及地圖縮放等，這樣能夠促進用戶使用，提高用戶交互體驗。建筑能耗系統中每一個樓宇間的動態圖形的顯示，可以利用鼠標右鍵進行判斷，這樣能夠比較客觀、動態的反映整個系統內的動態圖形，同時樓宇的內部結構也會顯示出來。

5 結束語

本次研究采用RIA技術構建建筑能耗監控系統，利用Web技術、3D技術和J2EE技術等現代信息技術構建建筑能耗平臺，實現建筑能耗的動態管理，并且利用這些技術實施可視化監控處理，提高系統交互體驗。此次研究中系統對建筑能耗信息實施一體化存儲處理，這種系統形式方便了政府部門對大型建筑能耗的管理和控制，從而實現建筑節能，降低能源消耗的作用，為政府部門的工作提供了一些系統、詳細的平臺，更好的促進我國可持續國家的建設。

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Design and research of building energy consumption monitoring system based on RIA technology

XU Jin-feng
（Xi'an Institute of Railway Technology，Xi'an 710600，China）

In recent years，under the technology and economy and the development of science and technology，increasing building energy consumption in ourcountry，in this environment the implementation of building energy consumption statistics and management has the vital significance.By RIA technology of health that xiong KaoFa process，building energy consumption by Wed，X3D technology，database technology and J2EE technology of large-scale public building energy consumption dynamic monitoring and intuitive display 3 d visualization，machine guns on the effective management of construction energy conservation monitoring information.Results show that the system has high reliability，reduce building energy consumption of about 30%，to provide scientific reference for building energy consumption.

RIA technology；building energy consumption；monitor and control system；design

TN99

A

1674－6236（2017）16-0073-04

2016-06-23稿件編號：201606179

徐金鋒（1980—），男，陜西岐山人，碩士，講師 。研究方向：土建交通。