基于ProjectHaystack開源數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)的建筑系統(tǒng)和設(shè)備數(shù)

PAGEPAGE1Haystack智能設(shè)備數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn) 基于ProjectHaystack開源數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)的建筑系統(tǒng)和設(shè)備數(shù)據(jù)建模指南規(guī)范v2017-08-28由北京水木天工科技有限公司翻譯1.0目標(biāo)：這個模型標(biāo)準(zhǔn)的目的是提供一套統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的方法，用于命名和描述數(shù)據(jù)點，數(shù)據(jù)點用于表示包括設(shè)備自動化系統(tǒng)、設(shè)備系統(tǒng)、能源計量系統(tǒng)、移動設(shè)備在內(nèi)的其他智能設(shè)備等相關(guān)信息，與設(shè)備相關(guān)的描述性信息，也可稱為元數(shù)據(jù)。1.1背景：現(xiàn)代自動化系統(tǒng)和智能設(shè)備可以輕松收集大量數(shù)據(jù)，包括環(huán)境條件，設(shè)備運行狀態(tài)，能源用量和效率等。然而事實上，這些數(shù)據(jù)通常沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，或以低級自定義的格式存在，如果不通過投入大量人力，很難對其進行趨勢判斷，性能分析，或生成有用的報告及可視化工作。結(jié)果是現(xiàn)在有大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)充斥在我們周圍，但我們卻不能輕易地從中獲得價值。將智能設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可操作的智能數(shù)據(jù)的第一步是給出數(shù)據(jù)“上下文”，以便我們準(zhǔn)確地理解每條數(shù)據(jù)的意思，以及其整個系統(tǒng)中的含義。例如，如果需要將空調(diào)機組的送風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度進行比較，我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)？目前，我們了解一個數(shù)據(jù)點的含義，通常是通過破譯當(dāng)初由系統(tǒng)集成商在系統(tǒng)調(diào)節(jié)階段隨意起的名稱，例如“DA_TEMP”。

鑒于以前針對建筑系統(tǒng)和設(shè)施運維相關(guān)的數(shù)據(jù)點命名還沒有共同接受的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，所以行業(yè)面臨的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是建立一套常用的詞匯集，用于描述不同建筑系統(tǒng)收集的信息含義。從復(fù)雜系統(tǒng)的角度來看待這個挑戰(zhàn)，顯而易見，即使能夠標(biāo)準(zhǔn)化命名，也不可能僅通過數(shù)據(jù)點名稱來獲取所需的全部信息。例如，建立一個完整的送風(fēng)系統(tǒng)模型時，需要確定每臺空調(diào)機組（AHU）對應(yīng)了哪些變風(fēng)量系統(tǒng)（VAV）末端；或者在配電系統(tǒng)中需要了解支路電表和設(shè)備負(fù)載之間的具體關(guān)系。建立了這樣的模型，可以從系統(tǒng)層面，建筑層面，甚至從整個建筑投資組合的層面進行數(shù)據(jù)分析。這些信息如果都通過點的名稱來描述，將使點的名稱長得無法接受，因此需要對數(shù)據(jù)點結(jié)構(gòu)化。ProjectHaystack的使命是定義一種方法和常用詞匯表，使建筑系統(tǒng)和智能設(shè)備的模型可以實現(xiàn)在各種不同軟件和基于Web的應(yīng)用程序中實現(xiàn)自動解釋。這將使業(yè)主，運營商，制造商和服務(wù)提供商更有效地從智能系統(tǒng)收集來的海量數(shù)據(jù)中獲得價值。Haystack標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了建筑系統(tǒng)和相關(guān)智能設(shè)備的整個價值鏈。業(yè)主和咨詢公司通過對建筑內(nèi)樓宇自控系統(tǒng)和類似系統(tǒng)中包含的數(shù)據(jù)以Haystack標(biāo)準(zhǔn)約定，從而確保形成有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織，并易于與外部應(yīng)用集成。Project-Haystack組織還促進了Haystack語義標(biāo)簽與其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的“映射”。2.0技術(shù)概述2.1總體設(shè)計概念：對于建筑物和設(shè)備系統(tǒng)的Haystack數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)，是基于時下廣泛接受的“標(biāo)簽”概念定義的，如下所述。標(biāo)簽：標(biāo)簽是以“鍵/值”對定義的，與AHU（空調(diào)機組），電表等實體相關(guān)聯(lián)。標(biāo)簽非常簡單，并且可動態(tài)調(diào)整結(jié)構(gòu)，可以靈活的為不同系統(tǒng)和設(shè)備建立標(biāo)準(zhǔn)化模型。標(biāo)簽是一種建模技術(shù)，可以輕松的在每個任務(wù)、每個項目或每個設(shè)備的基礎(chǔ)上定制數(shù)據(jù)模型，同時保留供外部應(yīng)用程序使用標(biāo)準(zhǔn)的定義的方法和詞匯表來解釋的能力。標(biāo)簽應(yīng)支持以下基本數(shù)據(jù)元素的定義：實體：實體是現(xiàn)實世界中物體的抽象。實體包括站點，設(shè)施，設(shè)備，傳感器點，氣象站等。在軟件系統(tǒng)中，建模后的實體可以是數(shù)據(jù)庫中的一條記錄，也可以是樓宇自動化系統(tǒng)中的一個對象，或者可能只是csv文件中的一行代碼或一頁電子表格。Id：id標(biāo)簽用于使用Ref值類型對系統(tǒng)中實體的模型進行唯一標(biāo)識。Ref值類型由單獨的應(yīng)用決定。實體的范圍可能未定義，但在給定的系統(tǒng)或項目中必須是唯一的。該標(biāo)識符可在其他實體或者系統(tǒng)中關(guān)聯(lián)和引用。Dis：Dis標(biāo)簽與實體一起使用來定義用于描述實體的顯示文本。Dis值應(yīng)該設(shè)置的比較短（少于30或40個字符），并為用戶完整描述實體。標(biāo)簽種類：定義標(biāo)簽應(yīng)遵循如下提供的標(biāo)簽值類型：Marker:這個標(biāo)簽類型是一個沒有對應(yīng)值的標(biāo)記標(biāo)簽。Marker標(biāo)簽用于表示一個“類型”或“是”關(guān)系。Bool:布爾值"true"或"false".Number:用于測量計數(shù)的整數(shù)或浮點數(shù)，通常為所測量的值定義了度量單位。Str:表示一個Unicode字符。Uri:統(tǒng)一資源定位符Ref:引用另一個實體。這個標(biāo)簽類型用于相互引用實體，雖然Haystack項目目前尚未規(guī)定具體的說明或參考機制。引用標(biāo)簽的格式需要使用前導(dǎo)符“@”，同時要使用特定的ASCII字符子集：a-z，A-Z，0-9，下劃線，冒號，破折號或點。Bin：二進制標(biāo)簽，具有格式為Bin（MIME/plain）的MIME類型的二進制數(shù)據(jù)類型。Date：日期標(biāo)簽，參照ISO8601規(guī)定的日期格式：年，月，日，例如：2011-06-07。Time：時間標(biāo)簽，參照ISO8601規(guī)定的時間格式：小時，分，秒，例如：09:51：:27.354。

DateTime：數(shù)據(jù)時間標(biāo)簽，參照ISO8601規(guī)定的時間，時間戳后跟時區(qū)名稱，例如：2011-06-07T09:51:27-04:00New_York2012-09-29T14:56:18.277ZUTC使用示例：以下為描述一個站點實體的示例：id:@whitehousedis:"WhiteHouse"sitearea:55,000ft2geoAddr:"1600PennsylvaniaAvenueNW,Washington,DC"tz:"New_York"weatherRef:@weather.washington該示例展現(xiàn)的實體由七個標(biāo)簽描述：id，site，dis，area，geoAddr，tz和weatherRef。通常，每個標(biāo)簽為一行或用逗號分隔。site標(biāo)簽沒有明確的值，它被認(rèn)為是Marker標(biāo)簽。dis，geoAddr和tz標(biāo)簽具有字符串值，通常由雙引號指示，也可以進一步標(biāo)準(zhǔn)化。area標(biāo)簽以數(shù)值結(jié)合ft2或m2的單位表示。weatherRef標(biāo)簽是對另一個實體的引用，通常用“@”字符開頭表示。2.2標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽庫和可擴展性標(biāo)準(zhǔn)庫：ProjectHaystack數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)提供了一個標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽的綜合庫，用于描述常用設(shè)備，系統(tǒng)和設(shè)備類型。標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)社區(qū)提供了公開的論壇，用于行業(yè)專家和有關(guān)各方針對各種設(shè)備，系統(tǒng)和應(yīng)用程序的標(biāo)簽和標(biāo)準(zhǔn)模式進行討論，提交，微調(diào)并最終批準(zhǔn)標(biāo)簽。討論過程是公開的，透明的，以便持續(xù)開發(fā)和完善這種分類法，使其能夠?qū)π袠I(yè)內(nèi)外的普遍的設(shè)施工程數(shù)據(jù)進行語義定義。3.0RESTAPIProjectHaystack數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)提供了一套文檔化的表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移，應(yīng)用程序編程接口（RESTAPI），定義了一種簡單的機制在Web服務(wù)上交換“標(biāo)簽化”數(shù)據(jù)。REST服務(wù)器被編程實現(xiàn)一系列“操作”。操作是接收請求并返回響應(yīng)的uri。標(biāo)準(zhǔn)操作定義為查詢數(shù)據(jù)庫，設(shè)置訂閱或讀/寫時序數(shù)據(jù)的歷史。操作是可插入的，供應(yīng)商可以自定義增值功能的開放性REST接口，以實現(xiàn)其更多的業(yè)務(wù)應(yīng)用。請求和響應(yīng)都被建模為網(wǎng)格（grids）。網(wǎng)格使用標(biāo)準(zhǔn)的多用途Internet郵件擴展（MIME）類型進行網(wǎng)格序列化編碼，可以通過HTTP內(nèi)容協(xié)商和其他標(biāo)準(zhǔn)化Web服務(wù)協(xié)議進行插入。ProjectHaystackRESTAPI的“操作”的設(shè)計更像是一個遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）模型，“REST”這個詞是用來區(qū)分不同的設(shè)計，從傳統(tǒng)的Web服務(wù)，使用可擴展標(biāo)記語言（XML）、簡單對象訪問協(xié)議（SOAP），和其他的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，雖然目前的設(shè)計可以很容易地通過這些技術(shù)實現(xiàn)。4.0應(yīng)用Haystack數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是確保構(gòu)建系統(tǒng)、設(shè)備和相關(guān)數(shù)據(jù)的一致性建模。下面的應(yīng)用需求概述了建模標(biāo)準(zhǔn)在建筑物、能源和設(shè)施管理中的應(yīng)用。

4.1最小模型要求：Haystack項目的實施應(yīng)該利用定義的數(shù)據(jù)建模標(biāo)簽來創(chuàng)建一個擴展的、連貫的模型，在面向設(shè)施的應(yīng)用程序中使用以下最小項、層次結(jié)構(gòu)和關(guān)系：Sites：包括顯示名稱，描述，大?。娣e）這三個作為最少條件。強烈推薦參考互聯(lián)網(wǎng)可用的氣象站，并創(chuàng)建標(biāo)簽反映站點的其他相關(guān)特征，如建造時間，設(shè)施使用類型，占用類別，運行時間表，建筑系統(tǒng)類型（例如，中央暖通空調(diào)（HVAC））Equipment：包括通過ID引用和顯示名作為站點的標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)聯(lián)。還推薦設(shè)備和軟件供應(yīng)商、型號、安裝年份和類似的描述性元數(shù)據(jù)。Points：包括通過ID引用，與站點和設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)聯(lián)，計量單位作為最小條件。在可能的情況下，推薦增加可接受值的范圍。4.2通過RESTAPI訪問ProjectHaystack模型：軟件和Web服務(wù)應(yīng)用程序包括控制系統(tǒng)設(shè)備將使用ProjectHaystack標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的ProjectHaystackRESTAPI來公開上述模型的定義，在地址：/doc/Rest公開并保持更新。4.3軟件參考實現(xiàn)：Project-haystack標(biāo)準(zhǔn)提供了在Java中的一個參考實現(xiàn)，對應(yīng)用軟件的HaystackREST協(xié)議的實現(xiàn)提供的示例代碼。4.4商業(yè)可用產(chǎn)品的開源代碼模塊。ProjectHaystack社區(qū)已經(jīng)開發(fā)并提供了一個全面實施的Haystack協(xié)議，基于NiagaraAX系統(tǒng)的軟件模塊。該模塊稱為NHaystack，根據(jù)學(xué)術(shù)免費許可證（“AFL”）3.0版許可。可通過站點公開訪問NHaystack軟件模塊并進行維護。當(dāng)使用NiagaraAX的系統(tǒng)