基于GA-BPNN的节能居住建筑多目标优化模型构建研究
发布时间：2021-08-15 09:56
随着我国经济类型和产业结构的调整,城市化进程的发展以及人类对高舒适度的居住建筑的追求,目前占社会终端能耗20%的建筑能耗的比例将上升到30%40%。节能居住建筑作为建筑的重要组成部分,其鲜明的个体特征导致居住建筑能耗不但与建筑自身有关,更与居住者的行为意识、生活习惯等密切相关。在当前的市场经济条件下,节能居住建筑多目标优化研究已成为大家关注的热点。人们生活水平的不断提高,以单目标、双目标进行优化设计的居住建筑,很难满足人们对住宅经济性、舒适性、节能性等多方面需求。针对节能居住建筑多目标优化这一难题,本文作了以下研究:第一、建立典型居住模型,进行仿真模拟试验,训练数据集。首先,通过层次抽样法,统计居住建筑原始数据,利用相似理论归纳居住建筑多目标优化相关特征因素,对相似值进行分析评价,找出可以精确反应原型的特征因素,达到简化模型目的。然后,建立典型房屋模型,用Designbuilder进行仿真模拟,收集整理数据,作为GA-BPNN多目标优化模型的训练数据集、测试数据集。第二、选择建筑能耗、室内热舒适度、建造成本、太阳能利用率作为优化目标,结合BP神经网络基本原理、遗传...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
对解决仿真模拟实验中相关数据处理等问题，必将大有裨益。2.2 神经网络基本理论本小节是关于 GA-BPNN 多目标优化模型中的 BPNN 模型构建的理论基础，对神经网络模型基本原理进行学习和梳理，分析归纳神经网络的特点，为后续实验模型、验证模型的研究奠定理论基础。2.2.1 BP 神经网络定义神经元结构图如下图 2.1 所示，图中紫色触须状汇集在细胞体周围的是树突。树突接受外来刺激，并将刺激信号传入细胞核内，进行信息处理，该过程便是信息的输入。图中黄色髓稍、施旺细胞、细胞结用于连接两个神经元，即为轴突。轴突的主要功能是一个神经元的信息传递至其他神经元，该过程就是神经元的输出。人脑便是由 860 亿个这样的神经元组成，所有思维意识，都以它为基本单元，连接成网络实现的。
内蒙古科技大学硕士学位论文-13-图2.2 神经元结构简化图BP 神经网络是一种具有误差反向传播的多层前馈网络。BP 神经网络结构，可以简化为节点和箭线。节点模仿树突接受输入信息，箭头线模仿神经元的轴突传递信息渠道。按神经元的分布位置，神经网络可分为输入层、隐藏层和输出层。同层节点间无联系，异层节点按箭头方向连接。将数据通过输入层的节点输入，隐含层和输出层的节点对数据进行激活和运算。图2.3 BP 神经网络结构图激活就是将节点通过求和得到的值进行某种数学变形输出的过程。例如，上图2.3 就是 BP 神经网络结构图，它可以表示为 y1=g(x1)。BP 神经网络模型算法的实质就是通过向后传播计算误差和同时修正误差来不断调整网络模型参数，不断接近目标的一一对应关系。因此
【参考文献】：
期刊论文
[1]政策工具视域下中国既有建筑节能改造政策文本量化研究[J]. 伍红民,郭汉丁,李柏桐. 建筑经济. 2019(04)
[2]居住建筑单位面积能耗的“稀释效应”研究[J]. 高景鑫,任宏,蔡伟光,马先睿,唐妙涵. 系统工程理论与实践. 2019(03)
[3]被动式超低能耗木结构建筑外围护结构节能设计[J]. 姜雷. 科学技术与工程. 2019(08)
[4]既有建筑节能改造市场运行理论研究综述[J]. 秦广蕾,郭汉丁. 建筑经济. 2019(03)
[5]夏热冬冷地区农村住宅节能改造研究[J]. 张钱,罗美莲,孙诗琦,贺迎昕. 建筑节能. 2019(02)
[6]冀中山地民居建筑节能设计与改造策略研究——以石家庄市平山县为例[J]. 孔俊婷,杨超,孙腾辉,罗浩. 建筑节能. 2019(02)
[7]多方博弈视角下既有建筑节能改造市场主体行为策略[J]. 伍红民,郭汉丁,李柏桐. 土木工程与管理学报. 2019(01)
[8]高层剪力墙建筑结构的多目标优化[J]. 李双龙,梁晓东,胡守营,王传甲. 山西建筑. 2019(04)
[9]保温隔热材料在围护结构的应用研究[J]. 付波,张鑫. 新型建筑材料. 2019(01)
[10]基于灰色系统理论的居住建筑外窗节能改造方案评价与优选[J]. 马琰. 山东理工大学学报(自然科学版). 2019(02)
博士论文
[1]寒冷地区零能耗太阳能居住建筑多目标优化设计研究[D]. 吴伟东.天津大学 2016
[2]寒冷地区居住建筑体型设计参数与建筑节能的定量关系研究[D]. 张海滨.天津大学 2012
硕士论文
[1]基于遗传算法的建筑节能集成优化设计初探[D]. 王南.西南交通大学 2016
[2]前郭县乡村住居形态及其适应性研究[D]. 徐阳.大连理工大学 2013
[3]蒙古族民居及其环境特性研究[D]. 刘铮.西安建筑科技大学 2001
本文编号：3344329
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
对解决仿真模拟实验中相关数据处理等问题，必将大有裨益。2.2 神经网络基本理论本小节是关于 GA-BPNN 多目标优化模型中的 BPNN 模型构建的理论基础，对神经网络模型基本原理进行学习和梳理，分析归纳神经网络的特点，为后续实验模型、验证模型的研究奠定理论基础。2.2.1 BP 神经网络定义神经元结构图如下图 2.1 所示，图中紫色触须状汇集在细胞体周围的是树突。树突接受外来刺激，并将刺激信号传入细胞核内，进行信息处理，该过程便是信息的输入。图中黄色髓稍、施旺细胞、细胞结用于连接两个神经元，即为轴突。轴突的主要功能是一个神经元的信息传递至其他神经元，该过程就是神经元的输出。人脑便是由 860 亿个这样的神经元组成，所有思维意识，都以它为基本单元，连接成网络实现的。
内蒙古科技大学硕士学位论文-13-图2.2 神经元结构简化图BP 神经网络是一种具有误差反向传播的多层前馈网络。BP 神经网络结构，可以简化为节点和箭线。节点模仿树突接受输入信息，箭头线模仿神经元的轴突传递信息渠道。按神经元的分布位置，神经网络可分为输入层、隐藏层和输出层。同层节点间无联系，异层节点按箭头方向连接。将数据通过输入层的节点输入，隐含层和输出层的节点对数据进行激活和运算。图2.3 BP 神经网络结构图激活就是将节点通过求和得到的值进行某种数学变形输出的过程。例如，上图2.3 就是 BP 神经网络结构图，它可以表示为 y1=g(x1)。BP 神经网络模型算法的实质就是通过向后传播计算误差和同时修正误差来不断调整网络模型参数，不断接近目标的一一对应关系。因此
【参考文献】：
期刊论文
[1]政策工具视域下中国既有建筑节能改造政策文本量化研究[J]. 伍红民,郭汉丁,李柏桐. 建筑经济. 2019(04)
[2]居住建筑单位面积能耗的“稀释效应”研究[J]. 高景鑫,任宏,蔡伟光,马先睿,唐妙涵. 系统工程理论与实践. 2019(03)
[3]被动式超低能耗木结构建筑外围护结构节能设计[J]. 姜雷. 科学技术与工程. 2019(08)
[4]既有建筑节能改造市场运行理论研究综述[J]. 秦广蕾,郭汉丁. 建筑经济. 2019(03)
[5]夏热冬冷地区农村住宅节能改造研究[J]. 张钱,罗美莲,孙诗琦,贺迎昕. 建筑节能. 2019(02)
[6]冀中山地民居建筑节能设计与改造策略研究——以石家庄市平山县为例[J]. 孔俊婷,杨超,孙腾辉,罗浩. 建筑节能. 2019(02)
[7]多方博弈视角下既有建筑节能改造市场主体行为策略[J]. 伍红民,郭汉丁,李柏桐. 土木工程与管理学报. 2019(01)
[8]高层剪力墙建筑结构的多目标优化[J]. 李双龙,梁晓东,胡守营,王传甲. 山西建筑. 2019(04)
[9]保温隔热材料在围护结构的应用研究[J]. 付波,张鑫. 新型建筑材料. 2019(01)
[10]基于灰色系统理论的居住建筑外窗节能改造方案评价与优选[J]. 马琰. 山东理工大学学报(自然科学版). 2019(02)
博士论文
[1]寒冷地区零能耗太阳能居住建筑多目标优化设计研究[D]. 吴伟东.天津大学 2016
[2]寒冷地区居住建筑体型设计参数与建筑节能的定量关系研究[D]. 张海滨.天津大学 2012
硕士论文
[1]基于遗传算法的建筑节能集成优化设计初探[D]. 王南.西南交通大学 2016
[2]前郭县乡村住居形态及其适应性研究[D]. 徐阳.大连理工大学 2013
[3]蒙古族民居及其环境特性研究[D]. 刘铮.西安建筑科技大学 2001
本文编号：3344329
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