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空調熱源システムの長期高効率運用のための異常検知診断モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13879
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分23020:建築環境および建築設備関連
研究機関東京大学

研究代表者

林 鍾衍  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90773391)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード異常検知診断 / 空調熱源システム / 深層学習 / 省エネ建築 / コミッショニング / 異常検知
研究実績の概要

本研究は「空調熱源システムの長期高効率運用のための異常検知診断モデルの開発」と題して、本来のシステム性能を発揮させた上で得られたデータに基づき正 常状態のシステム挙動を定義するとともに、そこらからのずれよりシステム異常を検知、またその原因を診断することで、性能低下によるエネルギー効率低下や 稼働停止等のリスクの削減を図る取り組みである。異常検知のためにはまずシステムの本来の性能を把握することが優先されるべきである。当該年度には比較的 シンプルな空調熱源システムの対象とし、そのシステム全体の挙動に対する再現度の高い物理モデルを構築した。そのシミュレーションを用いて、7種類の異常 ラベル付きデータセットを作成し,これを異常データベースとして学習データ・テストデータを用意した。次にこのデータベースを詳細に分析し,システム挙動 の異常が合理的に再現できているか確認した。そして,従来のニューラルネットワークに対して高い性能を発揮できる深層学習の代表的な手法である畳み込み ニューラルネットワーク(以下、CNN)に作成した学習データを与え、学習したCNNに作成したテストデータと実際の計測データを入力することで,CNNによる異 常検知診断を試みた。また、実際データに対するの検知診断の確からしさを高めるための、より適切なデータ前処理手法 を提案することと、提案したデータ前処理手法を採用して実際データに不具合検知診断を実施し、その有効性を明らかにした。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Fault detection and diagnosis for heat source system using convolutional neural network with imaged faulty behavior data2020

    • 著者名/発表者名
      Miyata Shohei,Lim Jongyeon,Akashi Yasunori,Kuwahara Yasuhiro,Tanaka Katsuhiko
    • 雑誌名

      Science and Technology for the Built Environment

      巻: 26 号: 1 ページ: 52-60

    • DOI

      10.1080/23744731.2019.1651619

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 機械学習を用いた空調熱源システムの不具合検知・診断2018

    • 著者名/発表者名
      宮田翔平、赤司泰義、林鐘衍、本村彬、田中勝彦、田中覚、桑原康浩
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会 論文集

      巻: 43 号: 261 ページ: 1-9

    • DOI

      10.18948/shase.43.261_1

    • NAID

      130007757390

    • ISSN
      0385-275X, 2424-0486
    • 年月日
      2018-12-05
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 建築熱源システムを対象としたデータ駆動型不具合検知・診断(第 1 報)BEMS データを用いた性能評価と不具合分析2018

    • 著者名/発表者名
      安達沙樹、赤司泰義、林鍾衍、宮田翔平、張淑芬、本村彬、田中勝彦、田中覚、桑原康浩
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 建築熱源システムを対象としたデータ駆動型不具合検知・診断(第 2 報)データクレンジングとしての BEMS データにおける欠損値補間2018

    • 著者名/発表者名
      張淑芬、赤司泰義、林鍾衍、宮田翔平、安達沙樹、本村彬、田中勝彦、田中覚、桑原康浩
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 建築熱源システムを対象としたデータ駆動型不具合検知・診断(第 3 報)熱源システムシミュレーションを用いた不具合の教師データベースの作成と分析2018

    • 著者名/発表者名
      本村彬、赤司泰義、林鍾衍、宮田翔平、安達沙樹、張淑芬、田中勝彦、田中覚、桑原康浩
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 建築熱源システムを対象としたデータ駆動型不具合検知・診断(第 4 報)畳み込みニューラルネットワークによる不具合の程度と複数不具合の診断2018

    • 著者名/発表者名
      宮田翔平、赤司泰義、林鍾衍、本村彬、安達沙樹、張淑芬、田中勝彦、田中覚、桑原康浩
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Model-based analysis and evaluation of sensor faults in heat source system2018

    • 著者名/発表者名
      Motomura, Akira; Miyata, Shohei; Akashi, Yasunori; Lim, Jongyeon; Tanaka, Katsuhiko; Tanaka, Satoru; Kuwahara, Yasuhiro
    • 学会等名
      ASIM 2018: The 4th IBPSA Asia Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Model-based fault diagnosis using convolutional neural networks in heat source system with water thermal storage tankModel-based fault diagnosis using convolutional neural networks in heat source system with water thermal storage tank2018

    • 著者名/発表者名
      Miyata, Shohei; Akashi, Yasunori; Lim, Jongyeon; Tanaka, Katsuhiko; Tanaka, Satoru; Kuwahara, Yasuhiro
    • 学会等名
      ASIM 2018: The 4th IBPSA Asia Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Missing data estimation using BPNN tuned by GA: Application of BEMS data with missing values2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Shufen; Akashi, Yasunori; Lim, Jongyeon; Miyata, Shohei
    • 学会等名
      ASIM 2018: The 4th IBPSA Asia Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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