本發(fā)明涉及智能建筑，尤其涉及一種基于統(tǒng)計模型檢驗的智能建筑系統(tǒng)規(guī)則沖突檢測方法。

背景技術：

1、傳統(tǒng)的建筑智能化系統(tǒng)將系統(tǒng)業(yè)務流程、設備測控邏輯直接編寫在應用程序代碼之中，當業(yè)務邏輯很復雜并且發(fā)生變化時，系統(tǒng)的修改和擴展需要花費很大的代價。顯然，這種高度耦合的方式已經難以適應建筑智能化系統(tǒng)業(yè)務邏輯的快速構建和開發(fā)。規(guī)則引擎通過將復雜的業(yè)務邏輯從具體的程序代碼中抽取出來，支持用戶以低代碼的形式對系統(tǒng)業(yè)務流程和設備測控邏輯進行定制開發(fā)，降低了系統(tǒng)二次開發(fā)和運行維護的成本。為降低建筑智能化系統(tǒng)開發(fā)難度、提高開發(fā)效率，現(xiàn)有建筑智能化系統(tǒng)多采用基于“if-then”規(guī)則的規(guī)則引擎進行開發(fā)。然而，隨著系統(tǒng)業(yè)務邏輯復雜性的上升，設備與設備、設備與子系統(tǒng)、子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的動態(tài)交互行為日益頻繁，設備之間存在連鎖反應，不同規(guī)則之間極易發(fā)生動作沖突、時空沖突、規(guī)則覆蓋、規(guī)則冗余等沖突問題，易引發(fā)設備誤操作與設備故障、能源浪費等問題，甚至威脅人身安全。如何通過規(guī)則沖突檢測與分析驗證將規(guī)則沖突問題消除在上線執(zhí)行前，提高基于規(guī)則引擎的建筑智能化系統(tǒng)的可靠性成為亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于統(tǒng)計模型檢驗的智能建筑系統(tǒng)規(guī)則沖突檢測方法。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種基于統(tǒng)計模型檢驗的智能建筑系統(tǒng)規(guī)則沖突檢測方法，該方法的技術方案如下：

3、步驟1：基于價格時間自動機網絡，構建智能建筑系統(tǒng)規(guī)則模型，并利用統(tǒng)計模型檢驗技術，計算所述智能建筑系統(tǒng)規(guī)則模型所定義的每條規(guī)則的執(zhí)行動作可達性；

4、步驟2：基于每條規(guī)則的執(zhí)行動作可達性，判斷智能建筑系統(tǒng)是否存在規(guī)則循環(huán)沖突、執(zhí)行動作沖突、時空交叉沖突、條件覆蓋沖突、系統(tǒng)約束沖突、觸發(fā)條件沖突、規(guī)則覆蓋沖突或執(zhí)行結果沖突。

5、本發(fā)明的一種基于統(tǒng)計模型檢驗的智能建筑系統(tǒng)規(guī)則沖突檢測方法的有益效果如下：

6、本發(fā)明的方法能夠有效降低智能建筑系統(tǒng)規(guī)則建模與沖突檢測的難度，并提高了智能建筑系統(tǒng)的可靠性。

7、在上述方案的基礎上，本發(fā)明的一種基于統(tǒng)計模型檢驗的智能建筑系統(tǒng)規(guī)則沖突檢測方法還可以做如下改進。

8、在一種可選的方式中，所述智能建筑系統(tǒng)規(guī)則模型為五元組r:＝<t,a,r,p,c>；其中：

9、t表示規(guī)則的觸發(fā)條件(triggers)，所述觸發(fā)條件包括：系統(tǒng)時間、變量越限和設備狀態(tài)變化；

10、a表示在滿足條件時相應的系統(tǒng)操作(actions)，所述系統(tǒng)操作包括：設備啟停、參數設置和子系統(tǒng)聯(lián)動，a用賦值函數表示；

11、r表示規(guī)則作用區(qū)域(region)，規(guī)則定義時的觸發(fā)條件t和系統(tǒng)操作a作用于全局范圍，當設置區(qū)域r后，規(guī)則作用于本區(qū)域內的監(jiān)測變量和設備動作；

12、p表示規(guī)則的優(yōu)先級(priority)，規(guī)則定義時默認優(yōu)先級為1，用戶可根據實際業(yè)務需求和設備測控要求修改優(yōu)先級，高優(yōu)先級的規(guī)則比低優(yōu)先級的規(guī)則優(yōu)先執(zhí)行；

13、c表示規(guī)則執(zhí)行的約束條件(constraints)，默認條件下規(guī)則不設置約束條件，觸發(fā)條件t滿足時系統(tǒng)操作a即可執(zhí)行，即t→a；當設置約束條件c后，觸發(fā)條件t滿足，且約束條件同時滿足，系統(tǒng)操作a才可執(zhí)行，即t,c→a。

14、在一種可選的方式中，步驟1中的利用統(tǒng)計模型檢驗技術，計算所述智能建筑系統(tǒng)規(guī)則模型所定義的每條規(guī)則的執(zhí)行動作可達性的步驟，包括：

15、采用加權度量時序邏輯，確定規(guī)則執(zhí)行動作可達性表達式，并將所述規(guī)則執(zhí)行動作可達性表達式和所述智能建筑系統(tǒng)規(guī)則模型載入至目標統(tǒng)計模型檢驗工具中，計算所述智能建筑系統(tǒng)規(guī)則模型所定義的每條規(guī)則的執(zhí)行動作可達性。

16、在一種可選的方式中，所述規(guī)則執(zhí)行動作可達性表達式為：pr[<＝time](ai)，表示第i條規(guī)則的執(zhí)行動作在time時刻內的執(zhí)行動作可達性。

17、在一種可選的方式中，所述目標統(tǒng)計模型檢驗工具為uppaal-smc。

18、在一種可選的方式中，步驟2包括：

19、步驟2-1：當統(tǒng)計模型檢驗結果顯示存在芝諾行為時，若存在至少兩條規(guī)則滿足預設條件時，判定所述智能建筑系統(tǒng)存在規(guī)則循環(huán)沖突；否則，判定所述智能建筑系統(tǒng)不存在規(guī)則循環(huán)沖突；

20、步驟2-2：當任意一條規(guī)則的執(zhí)行動作可達性小于90％時，根據在所有規(guī)則中遍歷得到的含有相同動作變量的規(guī)則，判斷所述智能建筑系統(tǒng)是否存在執(zhí)行動作沖突、時空交叉沖突或條件覆蓋沖突；

21、步驟2-3：當任意一條規(guī)則的執(zhí)行動作可達性大于或等于90％時，判斷所述智能建筑系統(tǒng)是否存在系統(tǒng)約束沖突、觸發(fā)條件沖突、規(guī)則覆蓋沖突或執(zhí)行結果沖突。

22、在一種可選的方式中，步驟2-1還包括：

23、當統(tǒng)計模型檢驗結果顯示不存在芝諾行為時，判斷任意一條規(guī)則的執(zhí)行動作可達性是否小于90％。

24、在一種可選的方式中，所述預設條件為：每相鄰兩條規(guī)則中的前一條規(guī)則的執(zhí)行動作等于后一條規(guī)則的觸發(fā)條件，且最后一條規(guī)則的執(zhí)行動作等于第一條規(guī)則的觸發(fā)條件。

25、在一種可選的方式中，步驟2-2包括：

26、步驟2-2-1：當任意一條規(guī)則的執(zhí)行動作可達性小于90％時，在所有規(guī)則中遍歷含有相同動作變量的規(guī)則，得到至少一個雙元素集合dk{rki，rkj}；其中，dk為第k個雙元素集合，rki為第k個雙元素集合中的第i條規(guī)則，rkj為第k個雙元素集合中的第j條規(guī)則；

27、步驟2-2-2：針對雙元素集合dk中的兩條規(guī)則rki和rkj，當即tki∩且aki≠akj時，判定rki和rkj存在執(zhí)行動作沖突，否則，判定rki和rkj不存在執(zhí)行動作沖突；其中，tki為第k個雙元素集合中的第i條規(guī)則的觸發(fā)條件，tkj為第k個雙元素集合中的第j條規(guī)則的觸發(fā)條件，aki為第k個雙元素集合中的第i條規(guī)則的執(zhí)行動作，akj為第k個雙元素集合中的第j條規(guī)則的執(zhí)行動作；

28、步驟2-2-3：針對雙元素集合dk中的兩條規(guī)則rki和rkj，當tki(t)＝＝true且tkj(t)＝＝true且aki≠akj時，判定rki和rkj存在時空交叉沖突，否則，判定rki和rkj不存在時空交叉沖突；

29、步驟2-2-4：針對雙元素集合dk中的兩條規(guī)則rki和rkj，當tki→tkj或tkj→tki且aki＝akj時，判定rki和rkj存在條件覆蓋沖突，否則，判定rki和rkj不存在條件覆蓋沖突。

30、在一種可選的方式中，步驟2-3包括：

31、步驟2-3-1：分別驗證執(zhí)行動作可達性大于或等于90％的每條規(guī)則是否滿足相應的約束條件；若任意一條規(guī)則不滿足相應的約束條件時，判定所述智能建筑系統(tǒng)存在系統(tǒng)約束沖突，否則，判定所述智能建筑系統(tǒng)不存在系統(tǒng)約束沖突；

32、步驟2-3-2：分別驗證執(zhí)行動作可達性大于或等于90％的每條規(guī)則的反向動作的可達性是否大于10％，若任意一條規(guī)則的反向動作的可達性大于10％，判定所述智能建筑系統(tǒng)存在觸發(fā)條件沖突，否則，判定所述智能建筑系統(tǒng)不存在觸發(fā)條件沖突；

33、步驟2-3-3：針對雙元素集合dk中的兩條規(guī)則rki和rkj，當tki＝＝tkj且時，判定所述智能建筑系統(tǒng)存在規(guī)則覆蓋沖突；當所有雙元素集合均不滿足tki＝＝tkj且則判定所述智能建筑系統(tǒng)不存在規(guī)則覆蓋沖突；

34、步驟2-3-4：利用統(tǒng)計模型檢驗工具uppaal-smc，對每條規(guī)則ai中的動作變量進行仿真，若任意一條規(guī)則的動作變量出現(xiàn)震蕩或仿真無效現(xiàn)象，則判定所述智能建筑系統(tǒng)存在執(zhí)行結果沖突，若所有規(guī)則的動作變量均未出現(xiàn)震蕩和仿真無效現(xiàn)象，則判定所述智能建筑系統(tǒng)不存在執(zhí)行結果沖突。

35、上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實施方式。