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Fast machine learning for building management systems

delete2025-04-17
delete0
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OA
AI
M
Mohammed Mshragi *
I
Ioan Petri
DOI:10.1007/s10462-025-11226-6delete
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摘要

摘要

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建筑管理系统(BMSs)正越来越多地整合先进的机器学习(ML)和人工智能(AI)能力,以提升运营效率和响应能力。BMSs的转型涉及广泛的环境、行为、经济和技术因素,以及最优性能考量,旨在实现能源效率并确保长期可持续性。现有BMSs只能通过为建成资产创建和管理信息来提供局部适应性,缺乏基于性能目标进行学习和适应的能力。本研究对BMSs中的ML技术进行了全面综述,特别强调并展示了在真实案例研究中应用的快速机器学习(FastML)技术。该研究回顾了ML算法的优化方法,聚焦于使用长短期记忆(LSTM)网络进行能耗预测,并探索利用硬件加速器实现低延迟、高吞吐量处理的解决方案。机器学习高层次综合(HLS4ML)框架促进了FastML模型与BMSs的部署,在资源受限环境中实现了硬件效率和推理速度的显著提升。研究发现,HLS4ML优化的模型在保持准确性的同时,通过剪枝和量化等技术提供计算效率,支持实时BMS应用。本研究通过整合ML算法与先进硬件解决方案,显著推动了智能BMSs的发展,最终提升了现代建筑中的能源管理、 occupant comfort 和安全性。
Keyword:
Fast machine learning
Building management systems
Energy forecasting
High level specification languages
Building automation

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