基于RIA技术的建筑能耗监控系统的设计与研究

徐金锋

（西安铁路职业技术学院 陕西 西安710600）

基于RIA技术的建筑能耗监控系统的设计与研究

徐金锋

（西安铁路职业技术学院 陕西 西安710600）

随着经济技术和科学技术的不断发展下，我国建筑能耗不断增加，在这种环境下实施建筑能耗统计和管理工作具有重要的意义。通过RIA技术的建筑能耗系统设计过程，利用Wed技术、X3D技术、数据库技术以及J2EE技术等实现对大型公共建筑能耗三维可视化动态监控和直观展示，提高对建筑节能监控信息的有效管理。结果证明该系统具有较高的可靠性，降低建筑能耗的30%左右，为建筑能耗提供科学的参考。

RIA技术；建筑能耗；监控系统；设计

改革开放以后，我国工程化、城镇化建设速度不断提高，与此同时建筑能耗也不断增加，给我国生态和环境造成较大的压力。目前建筑节能已经成为缓解社会经济发展和能源供应不足的主要问题之一，提高能源利用率，构建建筑能耗统计管理系统是解决建筑运用过程中问题的主要措施。RIA技术应用于建筑能耗监控系统设计中能够很好的优化建筑能耗统计管理系统，实现能耗数据信息化管理。

1 RIA技术简介

RIA（Rich Internet Applications）是一种集桌面应用程序、用户界面功能、Web应用程序、互动多媒体通信技术为一体的新一代网络应用程序。RIA技术具有互动性强、功能强大、用户体验丰富等特点，而且能够实施完整的数据处理，促进交互性体验效果的提高。另外RIA技术提供了多种数据模型来处理客户端复杂的数据操作，使用的RIA能够根据部分原先需要的后台程序进行处理，使数据能够被缓存在客户端，实现系统相应速度的提高；RIA技术还能够提供比HTML更为丰富的界面表现元素，相应速度更好快捷的体验，提供用户提供更好的体验。

RIA技术具有较好的发展前景，在今后的几年间传统的Web应用程序和RIA技能并存，实现丰富客户端交互应用的重任。利用Flash/Flex应用程序、C++语言和Flash/Flex应用程序在完了程序上的主导地位，从技术难度上对系统进行深入的分析，构建一个快速的RIA平台。

2 建筑能耗监控系统优化设计分析

2.1 总体结构设计

本次研究利用RIA技术构建建筑能耗监控系统，利用三层体系结构构建系统整体结构，这里的三层主要指的是数据层、逻辑层以及表示层等等，系统在实际实施过程中分为应用服务层、数据存储层和应用系统层，系统总体设计结构图见图1。

其中数据存储层功能的实现主要是利用核心实时信息组件进行工作，并利用系统的解析能耗数据进行下一步的分析，这样能够实现建筑能耗统计模型的设计和计算，而且能够将统计分析结果按照一定的程序进行划分，并将这些信息存储到系统的关系数据库中，从而能够很好的实现系统数据存储。在系统结构中应用服务层进行信息数据服务，一般利用J2EE框架标准组件功能来实现，在数据分析的过程中将系统数据库中表示数据表映射成节能监管的部分进行整体分析，这样能够很好的操作和理解软件功能，并且能够实现系统的立体可视化分析，监测点的数据分析一般是按照设计建筑能耗的统计模型进行设置，并且能够从这些模型分析中获取信息组件中的实时信息，然后在系统设计中将数据直观、形象的呈现给用户。

图1 系统总体结构图

2.2 数据设计分析

系统数据库设计的过程中要依据系统功能需求进行系统规划分析，并采用合适的数据形式实施数据库设计，其设计方式如下，根据系统功能需求、建筑群基本信息表、建筑对应关系表、建筑基本项目数据表以及附加文件表等改造信息表格等。系统中建筑能耗统计数据库包含的项目比较多，有分类能耗表、能耗结果以及分类结果能耗表等，在系统数据设计的过程中要合理分析这些信息，并将信息表格中的数据整理为一个整体。而系统中计量表检测数据库设计一般包含计量表能搞结果表、计算公式表以及计量表字典表等；3D建筑模型展示图一般是通过3D数据库进行设计。

2.3 系统功能设计阐述

建筑能耗监控系统功能设计主要包含建筑能耗统计模型管理、建筑能耗监控、建筑能耗数据统计以及系统管理四个子系统，系统功能见图2。从图中可以看出建筑能耗统计管理包含的主要是建筑相关基本信息的描述和管理，并且根据这些信息完善系统统计模型，在能耗健康和统计分析的基础上提出系统功能设计的框架，从而为监控系统提供更加合理的检索、分析模式，也为本次研究中的建筑能耗提供框架结构。建筑能耗的数据系统设计要个根据系统统计、系统分析和系统总结等形式，依据一定的管理模式实现系统比较全面的建筑状况分析，与此同时能了解建筑能耗系统的调控和监督，为系统的精细化管理提供标准。

图2 系统功能结构

3 系统技术实现方面的阐述

3.1 系统可视化技术原理分析

本次研究中，建筑能耗系统的可视化分析一般通过可视化监控信息来完成，这个系统的设计是建立在可视化技术基础上，面向大众展示的一种系统设计形式，为系统信息管理提供更加全面、直观、形象的平台。在系统设计的过程中利用RIA技术作为可视化技术的实现方式，并以此来完成监控技术的分析，本次研究监控技术原理图见图3。从图中可以看出利用RIA技术实现建筑能耗监控，能够比较直观的实现系统的监控信息，而且在应用的过程中能够将3D导航系统应用在系统展示中，提高系统智能化水平。系统实现的过程中还应用了RIA技术中引擎的建筑统计模型，利用这种模型形式来搜索系统内的动态监控信息，以便能够实现客户端在系统内对整个建筑能耗的管理和控制。系统搜索在监控内容的界面利用3D定位系统思想定位RIA技术搜索，然后由系统引擎将导航图片传输到用户的Web浏览器中，利用信息提交数据中的查询请求，来完成实时信息的显示，从而实现动静结合的系统监控界面。

图3 3D能耗监控技术原理

3.2 RIA技术的应用和实现

在系统设计结构中，一般利用B/S结构进行系统分析，并在此基础上利用J2EE开源框架实现主体结构的构建。在此界面的表现层采用RIA技术进行设计，RIA技术属于一种专门为互联网发展而设计的三维图像标记形式，这种语言技术的应用可以有效的实现系统三维模型的设置，RIA技术和3D技术的结合运用能够有效的实现系统设计构成，系统设计完成后必须在系统的界面导出相应的文件格式，然后将这种形式在系统中继续引用[16]。与此同时在分析系统可视化技术的过程中，将系统中显示的建筑群当做一个较为完善的场景设计形式纳入在模板中，这样能够在系统中首先建筑能耗模块的动态分析，系统在运行的过程中实施场景切换和动态引用，利用RIA技术在浏览器中展示各个区域的信息，而且在客户的用户浏览器系统中能够比较顺利的完成浏览器的安装，以便实现系统的动态分析，促进系统功能的提高，实现了建筑能耗监控系统的实时、动态显示。

3.3 用户交互系统的设计和分析

系统交互设计的过程中用户可以使用鼠标进行辅助操作，点击进入主页面后可以利用键盘上面的上下键实现各个部门的操作，同时也能够利用3技术中场景导航的功能实现各个技术的操作。在系统实现的过程中所有的动态内容都是由J2EE程序提供，信息检索也是由J2EE程序控制完成，从而做好系统交互水平的提高。如图4为3D和J2EE交互过程图。

图4 3D和J2EE交互图分析

3.4 实时数据显示

系统的实时数据显示，页面中有一个可以隐藏的区域，这个区域的主要任务是搜集相关信息，并将信息动态的展现给用户；与此同时底层消息接口设计方式一般利用Web Service和JNI方式设实现系统分析。利用这种形式实施数据的动态分析能够很好的促进数据信息的实施更新和显示，从而更加合理的应用系统实现交互体验，提高系统功能，促进我国建筑能耗管理水平的提高。

3.5 图形化数据显示分析

系统设计过程中，建筑能耗监控系统中图形数据显示的实现采用第三方报表引擎生成用户需要的各类能耗统计报表，根据报表中的各种信息，分析图形数据显示规律，从而能够很好的促进系统数据完善，与此同时在系统中分析图形设计标准[17]，通过浏览器向用户展示图形化界面的过程，从而实现交互信息的动态显示，为用户提供更加好的交互体验。

4 系统实现

4.1 建筑能耗统计模型实现

进入系统界面的方法是“户名验证”，进入主界面后点击“建筑能耗统计模型管理”主菜单，页面会显示菜单明细，用户要想进行信息维护就可以点击相应的菜单明细来实现，这个过程就是统计模型的实现和系统信息维护。

4.2 建筑能源数据统计与实现

系统验证后进行建筑能耗系统设计和实现，然后用户通过点击系统左侧菜单栏的“建筑能源数据统计”进入这个子系统的菜单明细，接下来用户可以点击每个菜单明细，实现系统数据的分析、统计和总结。然后点击界面右侧统计数据列表，再点击打印按钮，这样就能够将报表数据库完整的打印出来。

4.3 建筑能源消耗监控系统的实现技术

用户经过身份认证后进入系统，然后可以点击系统左侧菜单栏中的“建筑能源消耗监控”主菜单，主菜单下方出现菜单明细，点击菜单明细后可以实现系统可视化展示。显示窗口中会包含比较常用的功能操作，比如楼宇查询、图标分析以及地图缩放等，这样能够促进用户使用，提高用户交互体验。建筑能耗系统中每一个楼宇间的动态图形的显示，可以利用鼠标右键进行判断，这样能够比较客观、动态的反映整个系统内的动态图形，同时楼宇的内部结构也会显示出来。

5 结束语

本次研究采用RIA技术构建建筑能耗监控系统，利用Web技术、3D技术和J2EE技术等现代信息技术构建建筑能耗平台，实现建筑能耗的动态管理，并且利用这些技术实施可视化监控处理，提高系统交互体验。此次研究中系统对建筑能耗信息实施一体化存储处理，这种系统形式方便了政府部门对大型建筑能耗的管理和控制，从而实现建筑节能，降低能源消耗的作用，为政府部门的工作提供了一些系统、详细的平台，更好的促进我国可持续国家的建设。

[1]廖胜利，高上上，程春田，等.基于RIA技术的中小水电管理系统设计与实现[J].电力系统自动化，2011，35（23）:102-106.

[2]张宏，丰江帆，闾国年，等.基于RIA技术的WebGIS研究[J].地球信息科学，2007，9（2）:37-42.

[3]曾立斌，黄牧，戎晓力，等.地下工程施工监控地质地理信息系统研究[J].岩土力学，2010，31（z1）:342-348.

[4]朱付保，杨金梅，郭倩倩，等.RIA技术在应急地理信息系统中的应用与实践[J].郑州轻工业学院学报：自然科学版，2012，27（2）:73-76.

[5]于文革，孙莹，李惠琳，等.RIA技术在区域自动气象站WEB平台中的应用[J].安徽农业科学，2011，39（3）:1571-1573.

[6]刘小驰，汪洋.基于RIA技术的WebGIS应用开发[J].信息技术，2014，（5）:139-143.

[7]贾保先，杨琳，王存刚，等.基于RIA技术的农业电子商务个性门户设计分析[J].安徽农业科学，2011，39（15）:9407-9409.

[8]聂乔，肖桂荣.基于RIA的武夷山保护区生态水文信息系统[J].人民黄河，2013（12）:30-32，36.

[9]蒲清平，李百战，喻伟，等.重庆城市居住建筑能耗预测模型[J].中南大学学报：自然科学版，2012，43（4）:1551-1556.

[10]郭兴忠，杨闯，张超，等.节能门窗热工性能对建筑能耗影响的模拟研究[J].建筑材料学报，2014，17（2）:261-265，297.

[11]赵超，戴坤成，王贵评，等.基于 KPCA-WLSSVM的建筑能耗预测模型[J].土木建筑与环境工程，2015（5）:109-115.

[12]石欣，张琦，赵莹，等.RC热网络建筑能耗预测模型综述[J].仪器仪表学报，2014（z2）:59-65.

[13]李红莲，杨柳，于军琪，等.建筑能耗模拟典型年中气象参数权重的确定[J].土木建筑与环境工程，2015（1）:23-28，34.

[14]刘大龙，刘加平，杨柳，等.气候变化下建筑能耗模拟气象数据研究[J].土木建筑与环境工程，2012，34（2）:110-114.

[15]闫成文，姚健，周燕，等.夏热冬冷地区外窗传热系数对建筑能耗的影响[J].重庆建筑大学学报，2008，30（6）:120-123.

[16]王文龙，张少博，陈海峰.一种试验数据处理软件设计[J].火箭推进，2012（1）：76-80.

[17]熊来红，高健，汪皓钰.COM技术和遗传算法在无功优化软件开发中的应用[J].陕西电力，2011（12）:22-26，75.

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稿件编号：201606179

徐金锋（1980—），男，陕西岐山人，硕士，讲师 。研究方向：土建交通。