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Integration of building physics models and machine learning models through transfer learning and application to building operations

通过迁移学习将建筑物理模型和机器学习模型集成并应用于建筑运营

基本信息

批准号：
22K04436
负责人：
樋山恭助
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04436/
关键词：
パッシブデザイン機械学習

项目摘要

本研究課題は、建築物に導入された自然換気や日射制御等のパッシブ技術の運用に関し、建築物理モデルと機械学習モデルを統合した高度な建物運用のための制御ロジックを構築する。一品生産となる建築物において、建物毎に異なる個々の特徴が、建物内の実現環境に対し顕著な差異を与える現象に対しては、一般的な機械学習モデルが求めるビッグデータを収集することは難しい。この課題に対し、本研究は、建築環境シミュレーションにより生成したデータ群を用いた初期モデルを構築することで、建築物理の法則に沿った特徴量変数と目的関数のネットワークを担保し、機械学習を用いることで実際の建物内で観測される現象に適合したモデルへ発展させることを検討する。初年度となる本年度は、この機械学習モデルの構築と高度化を目的に、転移学習における考え方の適用を検討した。転移学習は、既存のデータにより構築した学習モデルを転用し、限られた量の新規データに対しても活用可能な学習モデルを効率的に構築するものである。その手法としては、ニューラルネットワークの一部の層の学習を、新規データで再構築するものがあげられる。本課題では、設計時のシミュレーション環境上で構築する学習モデルを基に、運用時の実環境においても有効な学習モデルの再構築を実現するよう、転移学習の活用を候補に、その方法論を検討する。今年度は、仮想建物を対象に、建物条件の変更に伴う学習モデルの再構築における効率化を検討し、その有効性を確認した。

This research topic is related to the application of natural heat exchange and solar radiation control technology in buildings, the integration of mechanical learning and the construction of solar radiation control technology in buildings. The characteristics of different buildings, the actual environment of buildings, the differences between different phenomena, and the general mechanical learning are difficult to solve. This study aims to explore the characteristics of the building environment, the characteristics of the building environment, and the characteristics of the building environment. This year, we will discuss the application of mechanical learning to the construction of advanced goals and shift learning. Shift learning is the construction of existing learning systems, the use of new learning systems, the limitation of new learning systems, and the construction of existing learning systems. A new method of learning and reconstruction is proposed. This topic is to discuss the construction of learning system in design time, the reconstruction of learning system in application time, the candidate of shift learning and the methodology. This year, we want to improve the efficiency of building construction, and confirm the effectiveness of building construction.