(57)【要約】      （修正有）【課題】予測される挙動を伝えることによりシステム動作をユーザフレンドリーな態様で説明するハイブリッド制御システムを与える。【解決手段】ハイブリッド制御器は、状態遷移制御器、状態履歴追跡器及び適応ユーザインタフェイス生成器を含み、状態遷移制御器は、状態遷移の実行により多数の離散動作状態間で遷移し、状態履歴追跡器は、状態遷移制御器が実行した一連の状態遷移、及び／又は当該状態遷移から得られた一連の動作状態を含む状態履歴を記録し、適応ユーザインタフェイス生成器は、多数の離散動作状態とそれらの間の状態遷移との一表現を含む適応ユーザインタフェイスを生成し、適応ユーザインタフェイスは、状態履歴をナビゲートして当該状態履歴が画定する動作状態を選択するべく動作可能な状態履歴制御部を含み、適応ユーザインタフェイス生成器は、選択された動作状態についての情報を与えるべく適応ユーザインタフェイスを自動的に更新する。【選択図】図１
2018026129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物制御システムであって、
建物に配置されて前記建物における監視対象変数の測定値を与えるように構成された一以上のセンサと、
動作することにより前記監視対象変数に影響を及ぼすように構成された建物設備と、
前記センサから前記測定値を受信して制御信号を前記建物設備に与えるように構成されたハイブリッド制御器と
を含み、
前記ハイブリッド制御器は、
状態遷移を実行することにより多数の離散動作状態間で遷移するように構成された状態遷移制御器と、
前記状態遷移制御器が実行した一連の状態遷移、及び前記状態遷移から得られた一連の動作状態の少なくとも一方を含む状態履歴を記録するように構成された状態履歴追跡器と、
前記多数の離散動作状態とそれらの間の状態遷移との一表現を含む適応ユーザインタフェイスを生成するように構成された適応ユーザインタフェイス生成器と
を含み、
前記適応ユーザインタフェイスはさらに、前記状態履歴をナビゲートして前記状態履歴が画定する動作状態を選択するべく動作可能な状態履歴制御部を含み、
前記適応ユーザインタフェイス生成器は、選択された動作状態についての情報を与えるべく前記適応ユーザインタフェイスを自動的に更新する建物制御システム。
【請求項２】
前記選択された動作状態についての情報は、前記選択された動作状態における制御動作の説明を含む請求項１の建物制御システム。
【請求項３】
前記適応ユーザインタフェイス生成器は、
前記状態履歴を使用して、前記選択された動作状態に入る遷移をするように前記状態遷移制御器が実行した状態遷移を識別することと、
前記識別された状態遷移についての情報を与えるべく、前記適応ユーザインタフェイスを自動的に更新することと
を行うように構成される請求項１の建物制御システム。
【請求項４】
前記識別された状態遷移についての情報は、前記識別された状態遷移のトリガーとなるべく充足された一以上の遷移条件の説明を含む請求項３の建物制御システム。
【請求項５】
前記ハイブリッド制御器は、
前記適応ユーザインタフェイスの提示を受けるユーザ及びユーザ区分の少なくとも一方を識別するように構成されたユーザ識別器と、
前記選択された動作状態についての情報を前記識別されたユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズするように構成された適応状態情報生成器と
を含む請求項１の建物制御システム。
【請求項６】
前記選択された動作状態の多数の異なる記述を格納する記述テキストデータベースをさらに含み、
前記多数の異なる記述のそれぞれが異なるユーザ又はユーザ区分に対応し、
前記適応状態情報生成器は、前記記述テキストデータベースから取得した前記選択された動作状態についての情報をカスタマイズするように構成され、
前記選択された動作状態の記述が、前記識別されたユーザ又はユーザ区分に対応する請求項５の建物制御システム。
【請求項７】
前記選択された動作状態に関連付けられたデータ点に対する一セットの予測値を格納する予測状態データベースをさらに含み、
前記選択された動作状態についての情報は、前記選択された動作状態に関連付けられたデータ点に対する前記一セットの予測値を含む請求項１の建物制御システム。
【請求項８】
前記選択された動作状態についての情報はさらに、前記選択された動作状態に関連付けられたデータ点に対する一セットの実際値を含み、
前記適応ユーザインタフェイス生成器は、前記一セットの予測値及び前記一セットの実際値の双方を、前記適応ユーザインタフェイスを介して同時に提示するように構成される請求項７の建物制御システム。
【請求項９】
建物制御システムであって、
建物に配置されて前記建物における監視対象変数の測定値を与えるように構成された一以上のセンサと、
動作することにより前記監視対象変数に影響を及ぼすように構成された建物設備と、
前記センサから前記測定値を受信して制御信号を前記建物設備に与えるように構成されたハイブリッド制御器と
を含み、
前記ハイブリッド制御器は、
状態遷移を実行することにより多数の離散動作状態間で遷移するように構成された状態遷移制御器と、
前記多数の離散動作状態から選択された動作状態についての情報を含む適応ユーザインタフェイスを生成するように構成された適応ユーザインタフェイス生成器と、
前記適応ユーザインタフェイスの提示を受けるユーザ及びユーザ区分の少なくとも一方を識別するように構成されたユーザ識別器と、
前記選択された動作状態についての情報を前記識別されたユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズするように構成された適応状態情報生成器と
を含む建物制御システム。
【請求項１０】
前記ユーザ識別器は、前記識別されたユーザ又はユーザ区分にとって好ましい学習スタイルを識別するように構成され、
前記適応状態情報生成器は、前記選択された動作状態についての情報を、前記識別されたユーザ又はユーザ区分にとって好ましい学習スタイル向けに適合させるように構成される請求項９の建物制御システム。
【請求項１１】
前記ユーザ識別器は、前記好ましい学習スタイルが聴覚学習スタイルか否かを決定するように構成され、
前記ハイブリッド制御器はさらに、前記好ましい学習スタイルが前記聴覚学習スタイルであるとの決定に応答して、前記選択された動作状態についての情報を聴覚フォーマットで提示するように構成された音声命令モジュールを含む請求項１０の建物制御システム。
【請求項１２】
前記選択された動作状態についての情報は、前記選択された動作状態における制御動作の説明を含む請求項９の建物制御システム。
【請求項１３】
前記ハイブリッド制御器は、前記状態遷移制御器が実行した一連の状態遷移、及び前記状態遷移から得られた一連の動作状態の少なくとも一方を含む状態履歴を記録するように構成された状態履歴追跡器を含む請求項９の建物制御システム。
【請求項１４】
前記適応ユーザインタフェイス生成器は、
前記状態履歴を使用して、前記選択された動作状態に入る遷移をするように前記状態遷移制御器が実行した状態遷移を識別することと、
前記識別された状態遷移についての情報を与えるべく、前記適応ユーザインタフェイスを自動的に更新することと
を行うように構成される請求項１３の建物制御システム。
【請求項１５】
前記識別された状態遷移についての情報は、前記識別された状態遷移のトリガーとなるべく充足された一以上の遷移条件の説明を含む請求項１４の建物制御システム。
【請求項１６】
建物システムを制御する方法であって、
ハイブリッド制御器が、建物における監視対象変数の測定値を、前記建物に配置された一以上のセンサから受信することと、
前記ハイブリッド制御器が、前記センサからの測定値に基づいて状態遷移を実行することにより、多数の離散動作状態間で遷移することと、
前記ハイブリッド制御器から、前記監視対象変数に影響を及ぼすように動作する建物設備に、前記離散動作状態の一以上で動作している間に制御信号を与えることと、
一連の実行された状態遷移、及び前記実行された状態遷移から得られた一連の動作状態の少なくとも一方を含む状態履歴を記録することと、
前記多数の離散動作状態とそれらの間の状態遷移との一表現を含む適応ユーザインタフェイスを生成することと、
前記状態履歴が画定した動作状態を、前記適応ユーザインタフェイスを介して受信したユーザ入力に基づいて選択することと、
前記選択された動作状態についての情報を与えるべく、前記適応ユーザインタフェイスを自動的に更新することと
を含む方法。
【請求項１７】
前記適応ユーザインタフェイスの状態履歴制御部を介して前記ユーザ入力を受信することと、
前記状態履歴制御部を介して受信した前記ユーザ入力に基づいて、現行動作状態と、前記状態履歴により画定された一以上の過去動作状態とをナビゲートすることと
をさらに含む請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記適応ユーザインタフェイスの提示を受けるユーザ及びユーザ区分の少なくとも一方を識別することと、
前記選択された動作状態についての情報を、前記識別されたユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることと
をさらに含む請求項１６の方法。
【請求項１９】
前記選択された動作状態についての情報をカスタマイズすることは、
前記選択された動作状態の、異なるユーザ又はユーザ区分にそれぞれが対応する多数の異なる記述を、記述テキストデータベースに格納することと、
前記記述テキストデータベースにおいて、前記識別されたユーザ又はユーザ区分に対応する前記選択された動作状態の記述を識別することと、
前記選択された動作状態の前記識別された記述を記述テキストデータベースから取得することと
を含む請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記選択された動作状態についての情報を与えるべく適応ユーザインタフェイスを更新することは、
前記選択された動作状態に関連付けられたデータ点に対する一セットの予測値を予測状態データベースに格納することと、
前記選択された動作状態に関連付けられた前記データ点に対する一セットの実際値を取得することと、
前記一セットの予測値及び前記一セットの実際値を双方とも、前記適応ユーザインタフェイスを介して同時に提示することと
を含む請求項１６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、建物用の制御システム（例えば建物ＨＶＡＣシステム）又は建物管理システムに関する。本開示は詳しくは、適応ユーザインタフェイスを有する建物用のハイブリッド制御システムに関する。
【０００２】
関連特許出願の相互参照
本願は、その開示がすべてここに参照として組み入れられる２０１６年８月９日出願の米国特許出願第１５／２３２，８００号の利益及び優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
ハイブリッド制御システムは、離散制御システムと閉ループ制御システムとの機能を組み合わせる。離散制御システムは、有限状態図（ＦＳＤ）を使用して記述することができ、有限状態機械（ＦＳＭ）に実装することができる。離散制御システムにおいて、制御器は、状態遷移条件を（例えば、制御されたシステムからのフィードバックを使用して）評価し、一以上の状態遷移条件が充足される場合に様々な動作状態間で遷移する。離散制御システムにおける各動作状態は、対応する制御出力のセットを有し得る。いくつかの実施形態において、離散制御システムにおける制御出力は、制御器が同じ動作状態のままである限り一定のままであり、制御器が新たな動作状態に入るように遷移する場合にのみ変化する。
【０００４】
閉ループ制御システムは、様々な制御技術（例えば、フィードバック制御、フィードフォワード制御、極値探索制御、比例積分制御、比例積分微分制御、モデル予測制御等）のいずれかを使用して実装することができる。閉ループ制御システムにおいて、制御器は、所望の効果を達成するための一定範囲の値にわたる制御出力（すなわち被操作変数）を変調して制御対象システムへと与える。例えば、制御器は、監視対象変数を設定点へと駆動するべく制御出力を変調することができる。いくつかの実施形態において、制御器は、制御対象システムからのフィードバックを使用して設定点及び監視対象変数間の誤差を決定する。制御器は、誤差をゼロへと駆動するべく、当該一定範囲の値の中で制御出力を可変的に増加又は減少させることができる。
【０００５】
いくつかのハイブリッド制御システムは、ユーザにとって理解し易い態様で動作する。例えば、単純なハイブリッド制御システムの挙動を観測する人間のオペレータは、システムが各動作状態において何をしているのか、及び当該システムが現行の動作状態で動作しているのがなぜなのかを容易に理解することができる。しかしながら、特に、状態遷移条件が非直感的であり、かつ、動作状態内での閉ループ制御技術が複雑な場合、ユーザにとって、多数の動作状態を有する複雑なシステムの挙動を理解するのは困難となり得る。
【０００６】
従来型インタフェイスを使用すると、ユーザにとって、制御システムが何をしているのか、及びどうしてそうしているのかを理解することが困難となり得る。例えば、ユーザに提示される情報は、各動作状態において制御システムが何をしているのか、及び／又は制御システムがなぜ現行動作状態において動作しているのかを明確に示さない場合が多い。その結果、いくつかの自動制御システムが、当該システムが適切に動作しているのか否かが人間のオペレータに理解されないことを理由に、手動でオーバーライドされ又は無効にされる場合が多い。かかる手動オーバーライドにより、システム性能が低下し、次善の動作となり得る。所望されるのは、予測される挙動を伝えることによりシステム動作をユーザフレンドリーな態様で説明するハイブリッド制御システムを与えることである。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一実装は建物制御システムである。建物制御システムは、建物に配置されて当該建物における監視対象変数の測定値を与えるように構成された一以上のセンサと、動作することにより当該監視対象変数に影響を及ぼす建物設備と、当該センサから測定値を受信して当該建物設備に制御信号を与えるように構成されたハイブリッド制御器とを含む。ハイブリッド制御器は、状態遷移制御器、状態履歴追跡器、及び適応ユーザインタフェイス生成器を含む。状態遷移制御器は、状態遷移を実行することにより、多数の離散動作状態間で遷移するように構成される。状態履歴追跡器は、状態遷移制御器が実行した一連の状態遷移、及び当該状態遷移から得られた一連の動作状態の少なくとも一方を含む状態履歴を記録するように構成される。適応ユーザインタフェイス生成器は、多数の離散動作状態とそれらの間の状態遷移との一表現を含む適応ユーザインタフェイスを生成するように構成される。適応ユーザインタフェイスは、状態履歴をナビゲートして当該状態履歴が画定する動作状態を選択するべく動作可能な状態履歴制御部を含む。適応ユーザインタフェイス生成器は、選択された動作状態についての情報を与えるべく適応ユーザインタフェイスを自動的に更新するように構成される。
【０００８】
いくつかの実施形態において、選択された動作状態についての情報は、当該選択された動作状態における制御動作の一説明を含む。いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイス生成器は、選択された動作状態に入る遷移をするように状態遷移制御器が実行した状態遷移を識別するべく状態履歴を使用し、識別された状態遷移についての情報を与えるべく適応ユーザインタフェイスを自動的に更新する。いくつかの実施形態において、識別された状態遷移についての情報は、当該識別された状態遷移のトリガーとなるべく充足された一以上の遷移条件の一説明を含む。
【０００９】
いくつかの実施形態において、ハイブリッド制御器は、適応ユーザインタフェイスの提示を受けるユーザ及びユーザ区分の少なくとも一方を識別するように構成されたユーザ識別器を含む。ハイブリッド制御器は、選択された動作状態についての情報を、識別されたユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズするように構成された適応状態情報生成器を含み得る。
【００１０】
いくつかの実施形態において、システムは、選択された動作状態の多数の異なる記述を格納する記述テキストデータベースを含む。多数の異なる記述はそれぞれが、異なるユーザ又はユーザ区分に対応し得る。いくつかの実施形態において、適応状態情報生成器は、選択された動作状態についての情報を、識別されたユーザ又はユーザ区分に対応する当該選択された動作状態の記述を記述テキストデータベースから取得することによってカスタマイズするように構成される。
【００１１】
いくつかの実施形態において、システムは、選択された動作状態に関連付けられたデータ点のための一セットの予測値を格納する予測状態データベースを含む。選択された動作状態についての情報は、選択された動作状態に関連付けられたデータ点のための一セットの予測値を含み得る。いくつかの実施形態において、選択された動作状態についての情報はさらに、当該選択された動作状態に関連付けられたデータ点のための一セットの実際値を含む。適応ユーザインタフェイス生成器は、一セットの予測値と一セットの実際値との双方を、適応ユーザインタフェイスを介して同時に提示するように構成することができる。
【００１２】
本開示の他の実装は建物制御システムである。建物制御システムは、建物に配置されて当該建物における監視対象変数の測定値を与えるように構成された一以上のセンサと、動作することにより監視対象変数に影響を及ぼすように構成された建物設備と、当該センサからの測定値を受信して当該建物設備に制御信号を与えるように構成されたハイブリッド制御器とを含む。ハイブリッド制御器は、状態遷移制御器、適応ユーザインタフェイス生成器、ユーザ識別器、及び適応状態情報生成器を含む。状態遷移制御器は、状態遷移を実行することにより、多数の離散動作状態間で遷移するように構成される。適応ユーザインタフェイス生成器は、多数の離散動作状態から選択された動作状態についての情報を含む適応ユーザインタフェイスを生成するように構成される。ユーザ識別器は、適応ユーザインタフェイスの提示を受けるユーザ及びユーザ区分の少なくとも一方を識別するように構成される。適応状態情報生成器は、選択された動作状態についての情報を、識別されたユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズするように構成される。
【００１３】
いくつかの実施形態において、ユーザ識別器は、識別されたユーザ又はユーザ区分にとって好ましい学習スタイルを識別するように構成される。適応状態情報生成器は、選択された動作状態についての情報を、識別されたユーザ又はユーザ区分にとって好ましい学習スタイルに適合させるように構成することができる。いくつかの実施形態において、ユーザ識別器は、好ましい学習スタイルが聴覚学習スタイルであるか否かを決定するように構成される。ハイブリッド制御器は、好ましい学習スタイルが聴覚学習スタイルであるとの決定に応答して、選択された動作状態についての情報を聴覚フォーマットで提示するように構成された音声命令モジュールを含み得る。
【００１４】
いくつかの実施形態において、選択された動作状態についての情報は、選択された動作状態における制御動作の一説明を含む。いくつかの実施形態において、ハイブリッド制御器は、状態遷移制御器が実行する一連の状態遷移、及び当該状態遷移から得られた一連の動作状態の少なくとも一方を含む状態履歴を記録するように構成された状態履歴追跡器を含む。
【００１５】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイス生成器は、状態遷移制御器が実行した、選択された動作状態に入る遷移をする状態遷移を識別するべく状態履歴を使用し、識別された状態遷移についての情報を与えるべく適応ユーザインタフェイスを自動的に更新するように構成される。いくつかの実施形態において、識別された状態遷移についての情報は、当該識別された状態遷移のトリガーとなるべく充足された一以上の遷移条件の一説明を含む。
【００１６】
本開示の他の実装は、建物システムを制御する方法である。方法は、ハイブリッド制御器が、建物における監視対象変数の測定値を、当該建物に配置された一以上のセンサから受信することを含む。方法は、センサからの測定値に基づいて状態遷移を実行することにより、ハイブリッド制御器を多数の離散動作状態間で遷移させることを含む。方法は、ハイブリッド制御器からの制御信号を、離散動作状態の一以上で動作しながら監視対象変数に影響を及ぼすべく動作する建物設備へと与えることを含む。方法は、一連の実行された状態遷移、及び実行された状態遷移から得られた一連の動作状態の少なくとも一方を含む状態履歴を記録することを含む。方法は、多数の離散動作状態とそれらの間の状態遷移との一表現を含む適応ユーザインタフェイスを生成することを含む。方法は、状態履歴により画定された動作状態を、適応ユーザインタフェイスを介して受信したユーザ入力に基づいて選択し、選択された動作状態についての情報を与えるべく当該適応ユーザインタフェイスを自動的に更新することを含む。
【００１７】
いくつかの実施形態において、方法は、適応ユーザインタフェイスの状態履歴制御部を介してユーザ入力を受信し、当該状態履歴制御部を介して受信したユーザ入力に基づいて、現行動作状態と、状態履歴により画定された一以上の過去動作状態とをナビゲートすることを含む。
【００１８】
いくつかの実施形態において、方法は、適応ユーザインタフェイスの提示を受けるユーザ及びユーザ区分の少なくとも一方を識別し、選択された動作状態についての情報を、識別されたユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることを含む。いくつかの実施形態において、選択された動作状態についての情報をカスタマイズすることは、選択された動作状態の多数の異なる記述を記述テキストデータベースに格納することを含む。多数の異なる記述はそれぞれが、異なるユーザ又はユーザ区分に対応し得る。選択された動作状態についての情報をカスタマイズすることはさらに、識別されたユーザ又はユーザ区分に対応する選択された動作状態の記述を、記述テキストデータベースにおいて識別することと、当該選択された動作状態の識別された記述を、記述テキストデータベースから取得することとを含む。
【００１９】
いくつかの実施形態において、選択された動作状態についての情報を与えるべく適応ユーザインタフェイスを更新することは、当該選択された動作状態に関連付けられたデータ点に対する一セットの予測値を予測状態データベースに格納することと、当該選択された動作状態に関連付けられたデータ点に対する一セットの実際値を取得することと、当該一セットの予測値と当該一セットの実際値との双方を、当該適応ユーザインタフェイスを介して同時に提示することとを含む。
【００２０】
当業者であれば、発明の概要が単なる例示であって、なんら限定を意図しないことがわかる。特許請求の範囲によってのみ規定されるような、ここに述べる装置及び／又はプロセスの他の側面、進歩的特徴及び利点が、ここに記載の詳細な説明において、添付の図面を併せて参酌することによって明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】いくつかの実施形態に係るＨＶＡＣシステムが装備された建物の図である。
【図２】いくつかの実施形態に係る、図１の建物とともに使用可能な水側システムの模式的な図である。
【図３】いくつかの実施形態に係る、図１の建物とともに使用可能な空気側システムの模式的な図である。
【図４】いくつかの実施形態に係る、図１の建物を監視及び制御するべく使用可能な建物管理システム（ＢＭＳ）のブロック図である。
【図５】いくつかの実施形態に係る、図１の建物を監視及び制御するべく使用可能な他のＢＭＳのブロック図である。
【図６】いくつかの実施形態に係る、図１の建物を監視及び制御するべく使用可能なハイブリッド制御システムのブロック図である。
【図７】いくつかの実施形態に係る、図６のハイブリッド制御システムより使用可能ないくつかの離散動作状態及び状態遷移を例示する状態遷移図である。
【図８】いくつかの実施形態に係る、図６のハイブリッド制御システムにより使用可能な閉ループ制御技術例示するブロック図である。
【図９】いくつかの実施形態に係る、図６のハイブリッド制御システムにより使用可能な極値探索制御技術のブロック図である。
【図１０】いくつかの実施形態に係る、多くの動作状態及び状態遷移を有する氷貯蔵器制御器の状態遷移図である。
【図１１】いくつかの実施形態に係る、図１の建物を監視及び制御するべく使用可能な他のハイブリッド制御システムのブロック図である。
【図１２】いくつかの実施形態に係る、図１１のハイブリッド制御器により生成可能な適応ユーザインタフェイスの図である。
【図１３】いくつかの実施形態に係る、ハイブリッド制御システムを動作させ、状態履歴制御部を有する適応ユーザインタフェイスを生成するプロセスのフローチャートである。
【図１４】いくつかの実施形態に係る、ハイブリッド制御システムを動作させ、適応ユーザインタフェイスを、当該適応ユーザインタフェイスの提示を受けるユーザ又はユーザ区分の識別に基づいて生成する他のプロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面を一般に参照すると、様々な典型的な実施形態に係る適応ユーザインタフェイスを有する建物制御システムが示される。建物制御システムはハイブリッド制御器を含み得る。ハイブリッド制御器は、状態遷移条件と多数の動作状態間の遷移とを評価する有限状態機械として動作し得る。ハイブリッド制御器はまた、各動作状態内の閉ループ制御器として動作し得る。
【００２３】
ハイブリッド制御器は、情報をユーザフレンドリーな態様で提示する適応ユーザインタフェイスを生成して与えることができる。有利なことに、ユーザインタフェイスは、提示された情報を特定のユーザ又はユーザ区分に対してあつらえるべく、ハイブリッド制御器によりカスタマイズすることができる。例えば、ハイブリッド制御器は、現行のユーザを（例えばログイン認証、顔認識、音声認識等を介して）識別し、カスタマイズされた情報のセットを識別されたユーザに提示するユーザインタフェイスを生成することができる。様々な実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、個別のユーザ向けにカスタマイズすることができ、及び／又はハイブリッド制御器と対話可能なユーザの様々な区分（例えばサービス技術者、操作職員、建物居住者等）向けにカスタマイズすることができる。
【００２４】
適応ユーザインタフェイスは、ハイブリッド制御器の現行動作状態、状態遷移の履歴若しくは以前の動作状態、現行動作状態におけるシステムの予測される挙動、及び／又は特定のユーザ若しくはユーザ区分に関連し得る他の情報についての情報を提示することができる。ハイブリッド制御器は、特定のユーザ又はユーザ区分にとって最も有用となり得る記述テキスト、チャート、グラフ、又はインタフェイス要素を生成することができる。例えば、ユーザがユーザ区分「操作職員」のメンバーとして識別されると、ハイブリッド制御器は、操作職員メンバーに対し現行動作状態におけるシステムの予測される挙動を説明するのに役立つようにカスタマイズされた記述テキストを含むユーザインタフェイスを生成することができる。
【００２５】
ハイブリッド制御器は、適応ユーザインタフェイスを、ユーザにとって適切な詳細レベルと、ユーザにより最も理解し易いフォーマットとを有する情報を提示するようにカスタマイズすることができる。例えば、サービス技術者は、ＢＭＳ設備の補修をするときに有用となり得る詳細な診断情報、及びシステム動作の丁寧な記述を受けることができる一方、建物所有者は、建物オートメーションシステム又は建物制御部の豊富な知識を有しない個人が容易に理解できるようにカスタマイズされた一般的な情報を受けることができる。いくつかの実施形態において、ハイブリッド制御器は、ユーザの個別の学習スタイルに最も適したフォーマットで情報を提示する。例えば、ハイブリッド制御器は、視覚学習者として識別されたユーザに視覚的フォーマット（例えばチャート、グラフ、表等）で情報を提示することができる一方、聴覚学習者として識別されたユーザに聴覚的フォーマット（例えばテキスト読み上げモジュール又は音声命令モジュール）で情報を提示することができる。ハイブリッド制御器のこれらの及び他の特徴を以下に詳述する。
【００２６】
建物管理システム及びＨＶＡＣシステム
【００２７】
ここで図１〜５を参照すると、典型的な実施形態に係る、本開示のシステム及び方法が実装され得る典型的な建物１０及びＨＶＡＣシステム１００が示される。特に図１を参照すると、建物１０の斜視図が示される。建物１０には建物管理システム（ＢＭＳ）が与えられる。ＢＭＳは一般に、建物又は建物領域の中の又はこれらのまわりの設備を制御、監視及び管理するように構成された複数の装置の一システムである。ＢＭＳは、例えば、建物の機能若しくは装置、又はこれらの任意の組み合わせを管理することができるＨＶＡＣシステム、保安システム、照明システム、火災警報システム、任意の他のシステムを含み得る。建物１０に実装され得るＢＭＳの例は、図４〜５を参照して詳細に記載される。
【００２８】
建物１０に供用されるＢＭＳはＨＶＡＣシステム１００を含む。ＨＶＡＣシステム１００は、建物１０に対して加熱、冷却、換気、又は他のサービスを提供するように構成された複数のＨＶＡＣ装置（例えば、ヒーター、チラー、空気ハンドリングユニット、ポンプ、ファン、熱エネルギー貯蔵器等）を含み得る。例えば、ＨＶＡＣシステム１００は、水側システム１２０及び空気側システム１３０を含むように示される。水側システム１２０は、加熱又は冷却された流体を、空気側システム１３０の空気ハンドリングユニットに与えることができる。空気側システム１３０は、加熱又は冷却された流体を使用して、建物１０に与えられる空気流を加熱又は冷却することができる。ＨＶＡＣシステム１００に使用され得る典型的な水側システム及び空気側システムが、図２〜３を参照して詳細に記載される。
【００２９】
ＨＶＡＣシステム１００は、チラー１０２、ボイラー１０４、及び屋上空気ハンドリングユニット（ＡＨＵ）１０６を含むように示される。水側システム１２０は、ボイラー１０４及びチラー１０２を使用して作動流体（例えば水、グリコール等）を加熱又は冷却し、当該作動流体をＡＨＵ１０６へと循環させることができる。様々な実施形態において、水側システム１２０のＨＶＡＣ装置は、（図１に示されるように）建物１０の中に若しくはそのまわりに、又は中心プラント（例えばチラープラント、蒸気プラント、熱プラント等）のようなオフサイト場所に配置することができる。作動流体は、建物１０において必要とされているのが加熱なのか冷却なのかに応じてボイラー１０４において加熱され、又はチラー１０２において冷却される。ボイラー１０４は、循環されている流体に対し、例えば、可燃性物質（例えば天然ガス）を燃焼させることにより、又は電気加熱要素を使用することにより、熱を加えることができる。チラー１０２は、循環されている流体を、熱交換器（例えば気化器）において当該循環されている流体から吸熱するべく他の流体（例えば冷媒）との熱交換関係に置くことができる。チラー１０２及び／又はボイラー１０４からの作動流体は、配管１０８を介してＡＨＵ１０６へと輸送することができる。
【００３０】
ＡＨＵ１０６は、作動流体を（例えば一段以上の冷却コイル及び／又は加熱コイルを介して）ＡＨＵ１０６を通過する空気流との熱交換関係に置くことができる。空気流は、例えば、外気、建物１０内からの還気、又は双方の組み合わせとしてよい。ＡＨＵ１０６は、空気流及び作動流体間で熱を伝達させて当該空気流の加熱又は冷却を行うことができる。例えば、ＡＨＵ１０６は、空気流を、作動流体を包含する熱交換器を経由又は通過させるように構成された一以上のファン又はブロワを含み得る。作動流体はその後、配管１１０を介してチラー１０２又はボイラー１０４へと戻ることができる。
【００３１】
空気側システム１３０は、ＡＨＵ１０６により供給された空気流（すなわち給気流）を、空気供給ダクト１１２を介して建物１０へと送達し、空気戻りダクト１１４を介して建物１０からＡＨＵ１０６への還気を与えることができる。いくつかの実施形態において、空気側システム１３０は、多数の可変空気容積（ＶＡＶ）ユニット１１６を含む。例えば、空気側システム１３０は、建物１０の各フロア又はゾーンに別個のＶＡＶユニット１１６を含むように示される。ＶＡＶユニット１１６は、建物１０の個別のゾーンへと与えられる給気流の量を制御するべく動作可能なダンパー又は他の流量制御要素を含み得る。他の実施形態において、空気側システム１３０は、中間のＶＡＶユニット１１６又は他の流量制御要素を使用することなく、（例えば供給ダクト１１２を介して）給気流を建物１０の一以上のゾーンへと送達する。ＡＨＵ１０６は、給気流の属性を測定するように構成された様々なセンサ（例えば温度センサ、圧力センサ等）を含み得る。ＡＨＵ１０６は、ＡＨＵ１０６内及び／又は建物ゾーン内に配置されたセンサから入力を受信し、ＡＨＵ１０６を通る給気流の流速、温度、又は他の属性を調整して建物ゾーンの設定点条件を達成することができる。
【００３２】
水側システム
【００３３】
ここで図２を参照すると、典型的な実施形態に係る水側システム２００のブロック図が示される。様々な実施形態において、水側システム２００は、ＨＶＡＣシステム１００における水側システム１２０を補充又は置換することができ、ＨＶＡＣシステム１００とは別個に実装することもできる。ＨＶＡＣシステム１００に実装される場合、水側システム２００は、ＨＶＡＣシステム１００におけるＨＶＡＣ装置のサブセット（例えばボイラー１０４、チラー１０２、ポンプ、弁等）を含み、加熱又は冷却された流体をＡＨＵ１０６へと供給するべく動作可能である。水側システム２００のＨＶＡＣ装置は、建物１０内に（例えば水側システム１２０のコンポーネントとして）配置し、又は中心プラントのようなオフサイト場所に配置することができる。
【００３４】
図２において、水側システム２００は、複数のサブプラント２０２〜２１２を有する中心プラントとして示される。サブプラント２０２〜２１２は、ヒーターサブプラント２０２、熱回収チラーサブプラント２０４、チラーサブプラント２０６、冷却塔サブプラント２０８、ホット熱エネルギー貯蔵器（ＴＥＳ）サブプラント２１０、及びコールド熱エネルギー貯蔵器（ＴＥＳ）サブプラント２１２を含むように示される。サブプラント２０２〜２１２は、建物又はキャンパスの熱エネルギー負荷（例えば熱水、冷水、加熱、冷却等）のサービスを行うべく公共施設からの資源（例えば水、天然ガス、電気等）を消費する。例えば、ヒーターサブプラント２０２は、ヒーターサブプラント２０２及び建物１０間で熱水を循環させる熱水ループ２１４において水を加熱するように構成することができる。チラーサブプラント２０６は、チラーサブプラント２０６及び建物１０間で冷水を循環させる冷水ループ２１６において水を冷却するように構成することができる。熱回収チラーサブプラント２０４は、熱水に付加的な加熱を与え、及び冷水に付加的な冷却を与えるべく、冷水ループ２１６から熱水ループ２１４へと熱を伝達するように構成することができる。凝縮器水ループ２１８は、チラーサブプラント２０６において冷水から吸熱し、吸収された熱を冷却塔サブプラント２０８において排熱し、又は吸収された熱を熱水ループ２１４へと伝達する。ホットＴＥＳサブプラント２１０及びコールドＴＥＳサブプラント２１２は、ホット及びコールド熱エネルギーをそれぞれ、その後の使用のために貯蔵することができる。
【００３５】
熱水ループ２１４及び冷水ループ２１６は、加熱され及び／又は冷却された水を、建物１０の屋上に配置された空気ハンドラ（例えばＡＨＵ１０６）に、又は建物１０の個別のフロア又はゾーン（例えばＶＡＶユニット１１６）に送達することができる。空気ハンドラは、空気のための加熱又は冷却を与えるべく水が流れる熱交換器（例えば加熱コイル又は冷却コイル）を通るように空気を押し出す。加熱された又は冷却された空気は、建物１０の熱エネルギー負荷のサービスを与えるべく、建物１０の個別のゾーンに送達することができる。その後、水は、サブプラント２０２〜２１２に戻ってさらなる加熱又は冷却を受ける。
【００３６】
サブプラント２０２〜２１２が、建物に対する循環のための加熱及び冷却された水として示されかつ記載されるが、熱エネルギー負荷のサービスを与えるべく水の代わりに又は水に加えて、任意の他のタイプの作動流体（例えばグリコール、ＣＯ２等）も使用できることが理解される。他の実施形態において、サブプラント２０２〜２１２は、中間熱伝達流体を必要とすることなく、加熱及び／又は冷却を建物又はキャンパスに直接与えることができる。これらの及び他の水側システム２００のバリエーションは、本発明の教示の範囲内である。
【００３７】
サブプラント２０２〜２１２はそれぞれが、サブプラントの機能を容易にするように構成された様々な設備を含み得る。例えば、ヒーターサブプラント２０２は、熱水ループ２１４の熱水に熱を加えるように構成された複数の加熱要素２２０（例えばボイラー、電気ヒーター等）を含むように示される。ヒーターサブプラント２０２はまた、熱水ループ２１４に熱水を循環させ、及び個別の加熱要素２２０を通る熱水の流速を制御するように構成されたいくつかのポンプ２２２及び２２４を含むように示される。チラーサブプラント２０６は、冷水ループ２１６の冷水から熱を除去するように構成された複数のチラー２３２を含むように示される。チラーサブプラント２０６はまた、冷水ループ２１６に冷水を循環させ、及び個別のチラー２３２を通る冷水の流速を制御するように構成されたいくつかのポンプ２３４及び２３６を含むように示される。
【００３８】
熱回収チラーサブプラント２０４は、熱を冷水ループ２１６から熱水ループ２１４へと伝達するように構成された複数の熱回収熱交換器２２６（例えば冷凍回路）を含むように示される。熱回収チラーサブプラント２０４は、熱回収熱交換器２２６を通して熱水及び／又は冷水を循環させ、並びに個別の熱回収熱交換器２２６を通る水の流速を制御するように構成されたいくつかのポンプ２２８及び２３０を含むように示される。冷却塔サブプラント２０８は、凝縮器水ループ２１８の凝縮器水から熱を除去するように構成された複数の冷却塔２３８を含むように示される。冷却塔サブプラント２０８はまた、凝縮器水ループ２１８に凝縮器水を循環させ、及び個別の冷却塔２３８を通る凝縮器水の流速を制御するように構成されたいくつかのポンプ２４０を含むように示される。
【００３９】
ホットＴＥＳサブプラント２１０は、後の使用のために熱水を貯蔵するべく構成されたホットＴＥＳタンク２４２を含むように示される。ホットＴＥＳサブプラント２１０はまた、ホットＴＥＳタンク２４２の中に入り又はホットＴＥＳタンク２４２の外へ出る熱水の流速を制御するように構成された一以上のポンプ又は弁を含み得る。コールドＴＥＳサブプラント２１２は、後の使用のために冷水を貯蔵するべく構成されたコールドＴＥＳタンク２４４を含むように示される。コールドＴＥＳサブプラント２１２はまた、コールドＴＥＳタンク２４４の中に入り又はコールドＴＥＳタンク２４４から外へ出る冷水の流速を制御するように構成された一以上のポンプ又は弁を含み得る。
【００４０】
いくつかの実施形態において、水側システム２００における一以上のポンプ（例えばポンプ２２２、２２４、２２８、２３０、２３４、２３６及び／又は２４０）又は水側システム２００におけるパイプラインは、関連する隔離弁を含む。隔離弁は、水側システム２００において流体の流れを制御するべく、ポンプと統合し、又はポンプの上流若しくは下流に位置決めすることができる。様々な実施形態において、水側システム２００は、水側システム２００の特定の構成、及び水側システム２００が与える負荷のタイプに基づいて、これと比べて多い、少ない又は異なるタイプの装置及び／又はサブプラントを含み得る。
【００４１】
空気側システム
【００４２】
ここで図３を参照すると、典型的な実施形態に係る空気側システム３００のブロック図が示される。様々な実施形態において、空気側システム３００は、ＨＶＡＣシステム１００における空気側システム１３０を補充又は置換することができ、ＨＶＡＣシステム１００とは別個に実装することもできる。ＨＶＡＣシステム１００に実装される場合、空気側システム３００は、ＨＶＡＣシステム１００におけるＨＶＡＣ装置のサブセット（例えばＡＨＵ１０６、ＶＡＶユニット１１６、ダクト１１２〜１１４、ファン、ダンパー等）を含み、建物１０の中に又はまわりに配置することができる。空気側システム３００は、水側システム２００が与える加熱又は冷却された流体を使用して、建物１０に与えられる空気流を加熱又は冷却するように動作することができる。
【００４３】
図３において、空気側システム３００は、エコノマイザー型空気ハンドリングユニット（ＡＨＵ）３０２を含むように示される。エコノマイザー型ＡＨＵは、空気ハンドリングユニットが加熱又は冷却を目的として使用する外気及び還気の量を変化させる。例えば、ＡＨＵ３０２は、還気ダクト３０８を介して建物ゾーン３０６から還気３０４を受け、給気ダクト３１２を介して建物ゾーン３０６へと給気３１０を送達することができる。いくつかの実施形態において、ＡＨＵ３０２は、還気３０４及び外気３１４の双方を受けるように建物１０の屋根に配置又は位置決めされた屋上ユニット（例えば図１に示されるＡＨＵ１０６）である。ＡＨＵ３０２は、混合して給気３１０を形成する外気３１４及び還気３０４の量を制御するべく、排気ダンパー３１６、混合ダンパー３１８及び外気ダンパー３２０を動作させるように構成することができる。混合ダンパー３１８を通過しない任意の還気３０４は、排気ダンパー３１６を介して排気３２２としてＡＨＵ３０２から排出される。
【００４４】
ダンパー３１６〜３２０はそれぞれが、アクチュエータによって動かされ得る。例えば、排気ダンパー３１６はアクチュエータ３２４によって動作し、混合ダンパー３１８はアクチュエータ３２６によって動作し、外気ダンパー３２０はアクチュエータ３２８によって動作し得る。アクチュエータ３２４〜３２８は、通信リンク３３２を介してＡＨＵ制御器３３０と通信することができる。アクチュエータ３２４〜３２８は、ＡＨＵ制御器３３０から制御信号を受信し、フィードバック信号をＡＨＵ制御器３３０に与えることができる。フィードバック信号は、例えば、現行アクチュエータ若しくはダンパー位置の表示、アクチュエータが及ぼすトルク若しくは力の量、診断情報（例えばアクチュエータ３２４〜３２８が行う診断試験結果）、状態情報、試運転情報、構成設定、較正データ、及び／又は他のタイプの、アクチュエータ３２４〜３２８による収集、記憶若しくは使用が可能な情報若しくはデータを含んでよい。ＡＨＵ制御器３３０は、一以上の制御アルゴリズム（例えば、状態ベースのアルゴリズム、極値探索制御（ＥＳＣ）アルゴリズム、比例積分（ＰＩ）制御アルゴリズム、比例積分微分制御（ＰＩＤ）制御アルゴリズム、モデル予測制御（ＭＰＣ）アルゴリズム、フィードバック制御アルゴリズム等）を使用してアクチュエータ３２４〜３２８を制御するように構成されたエコノマイザー制御器とすることができる。
【００４５】
なおも図３を参照すると、ＡＨＵ３０２は、給気ダクト３１２内に位置決めされた冷却コイル３３４、加熱コイル３３６及びファン３３８を含むように示される。ファン３３８は、冷却コイル３３４及び／又は加熱コイル３３６を通るように給気３１０を強制して給気３１０を建物ゾーン３０６へと与えるように構成することができる。ＡＨＵ制御器３３０は、給気３１０の流速を制御するべく、通信リンク３４０を介してファン３３８と通信することができる。いくつかの実施形態において、ＡＨＵ制御器３３０は、ファン３３８の速度を変調することにより、給気３１０へと及ぼされる加熱又は冷却の量を制御する。
【００４６】
冷却コイル３３４は、水側システム２００から（例えば冷水ループ２１６から）配管３４２を介して、冷却された流体を受けることができ、当該冷却された流体を水側システム２００へと配管３４４を介して戻すことができる。弁３４６は、冷却された流体が冷却コイル３３４を通る流速を制御するべく、配管３４２又は配管３４４に沿うように位置決めすることができる。いくつかの実施形態において、冷却コイル３３４は、給気３１０に及ぼされる冷却の量を変調するべく、（例えばＡＨＵ制御器３３０、ＢＭＳ制御器３６６等により）独立してアクティブ及び非アクティブにされ得る多段の冷却コイルを含む。
【００４７】
加熱コイル３３６は、熱流体を水側システム２００から（例えば熱水ループ２１４から）配管３４８を介して受けることができ、当該熱流体を水側システム２００へと配管３５０を介して戻す。弁３５２は、熱流体が加熱コイル３３６を通る流速を制御するべく、配管３４８又は配管３５０に沿うように位置決めすることができる。いくつかの実施形態において、加熱コイル３３６は、給気３１０に及ぼされる加熱の量を変調するべく、（例えばＡＨＵ制御器３３０、ＢＭＳ制御器３６６等により）独立してアクティブ及び非アクティブにされ得る多段の加熱コイルを含む。
【００４８】
弁３４６及び３５２はそれぞれが、アクチュエータによって制御することができる。例えば、弁３４６をアクチュエータ３５４により制御し、弁３５２をアクチュエータ３５６により制御することができる。アクチュエータ３５４〜３５６は、通信リンク３５８〜３６０を介してＡＨＵ制御器３３０と通信することができる。アクチュエータ３５４〜３５６は、制御信号をＡＨＵ制御器３３０から受信し、フィードバック信号を制御器３３０に与えることができる。いくつかの実施形態において、ＡＨＵ制御器３３０は、給気ダクト３１２（例えば冷却コイル３３４及び／又は加熱コイル３３６の下流）に位置決めされた温度センサ３６２から給気温度の測定値を受信することができる。ＡＨＵ制御器３３０はまた、建物ゾーン３０６に配置された温度センサ３６４から、建物ゾーン３０６の温度測定値を受信することもできる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、ＡＨＵ制御器３３０は、（例えば給気３１０のための設定点温度を達成するべく、給気３１０の温度を設定点温度範囲内に維持するべく）アクチュエータ３５４〜３５６を介して弁３４６及び３５２を動作させ、給気３１０に与えられる加熱又は冷却の量を変調する。弁３４６及び３５２の位置は、冷却コイル３３４又は加熱コイル３３６によって給気３１０に供給される加熱量又は冷却量に影響を与え、所望給気温度を達成するべく消費されるエネルギー量に相関し得る。ＡＨＵ制御器３３０は、コイル３３４〜３３６をアクティブ又は非アクティブにすることにより、ファン３３８の速度を調整することにより、又はその双方の組み合わせにより、給気３１０及び／又は建物ゾーン３０６の温度を制御することができる。
【００５０】
なおも図３を参照すると、空気側システム３００は、建物管理システム（ＢＭＳ）制御器３６６及びクライアント装置３６８を含むように示される。ＢＭＳ制御器３６６は、システムレベル制御器、アプリケーション若しくはデータサーバ、ヘッドノード、又は、建物１０に供用される空気側システム３００、水側システム２００、ＨＶＡＣシステム１００及び／若しくは他の制御可能システムのためのマスタ制御器として機能する一以上のコンピュータシステム（例えば、サーバ、監視用制御器、サブシステム制御器等）を含み得る。ＢＭＳ制御器３６６は、同じ又は別個のプロトコル（例えばＬＯＮ、ＢＡＣｎｅｔ等）に従う通信リンク３７０を介して多数の下流側建物システム又はサブシステム（例えばＨＶＡＣシステム１００、保安システム、照明システム、水側システム２００等）と通信することができる。様々な実施形態において、ＡＨＵ制御器３３０及びＢＭＳ制御器３６６は別個にされ（図３に示されるように）又は統合されてよい。統合された実装において、ＡＨＵ制御器３３０は、ＢＭＳ制御器３６６のプロセッサにより実行されるように構成されたソフトウェアモジュールとしてよい。
【００５１】
いくつかの実施形態において、ＡＨＵ制御器３３０は、情報をＢＭＳ制御器３６６からを受信し（例えば指令、設定点、動作境界等）、情報をＢＭＳ制御器３６６へと与える（例えば温度測定値、弁又はアクチュエータの位置、動作状態、診断値等）。例えば、ＡＨＵ制御器３３０は、建物ゾーン３０６内の可変状態又は条件を監視又は制御するべくＢＭＳ制御器３６６により使用可能な、温度センサ３６２〜３６４からの温度測定値、設備オン／オフ状態、設備動作性能、及び／又は任意の他の情報をＢＭＳ制御器３６６に与えることができる。
【００５２】
クライアント装置３６８は、ＨＶＡＣシステム１００、そのサブシステム及び／又は装置を制御し、閲覧し、又はこれらと相互作用をするための一以上のヒューマン・マシンインタフェイス若しくはクライアントインタフェイス（例えばグラフィカルユーザインタフェイス、レポーティングインタフェイス、テキストベースコンピュータインタフェイス、クライアント向けウェブサービス、ウェブクライアントにページを提供するウェブサーバ等）を含み得る。クライアント装置３６８は、コンピュータワークステーション、クライアント端末、リモート若しくはローカルインタフェイス、又は任意の他のタイプのユーザインタフェイス装置としてよい。クライアント装置３６８は、静止型又は移動型端末としてよい。例えば、クライアント装置３６８は、デスクトップコンピュータ、ユーザインタフェイス付きコンピュータサーバ、ノートパソコン、タブレット、スマートフォン、ＰＤＡ、又は任意の他のタイプの移動型又は非移動型装置としてよい。クライアント装置３６８は、通信リンク３７２を介してＢＭＳ制御器３６６及び／又はＡＨＵ制御器３３０と通信することができる。
【００５３】
建物管理システム
【００５４】
ここで図４を参照すると、典型的な実施形態に係る建物管理システム（ＢＭＳ）４００のブロック図が示される。ＢＭＳ４００は、様々な建物の機能を自動的に監視及び制御するべく、建物１０に実装することができる。ＢＭＳ４００は、ＢＭＳ制御器３６６及び複数の建物サブシステム４２８を含むように示される。建物サブシステム４２８は、建物電気サブシステム４３４、情報通信技術（ＩＣＴ）サブシステム４３６、保安サブシステム４３８、ＨＶＡＣサブシステム４４０、照明サブシステム４４２、リフト／エスカレータサブシステム４３２、及び火災安全サブシステム４３０を含むように示される。様々な実施形態において、建物サブシステム４２８は、これよりも少ない、付加的な又は代替的なサブシステムを含み得る。例えば、建物サブシステム４２８は付加的に又は代替的に、建物１０を監視又は制御するべく制御可能設備及び／又はセンサを使用する冷凍サブシステム、広告若しくは標識サブシステム、調理サブシステム、販売サブシステム、プリンタ若しくはコピーサービスサブシステム、又は任意の他のタイプの建物サブシステムを含み得る。いくつかの実施形態において、建物サブシステム４２８は、図２〜３を参照して記載された水側システム２００及び／又は空気側システム３００を含む。
【００５５】
建物サブシステム４２８はそれぞれが、その個別の機能及び制御アクティビティを完了するための任意数の装置、制御器、及び接続部を含み得る。ＨＶＡＣサブシステム４４０は、図１〜３を参照して記載されたＨＶＡＣシステム１００と同じコンポーネントの多くを含み得る。例えば、ＨＶＡＣサブシステム４４０は、建物１０内の温度、湿度、空気流又は他の可変条件を制御するためのチラー、ボイラ、任意数の空気ハンドリングユニット、エコノマイザー、界磁制御器、監視用制御器、アクチュエータ、温度センサ、及び他の装置を含み得る。照明サブシステム４４２は、建物空間に与えられる照明量を制御可能に調整するように構成された任意数の照明器具、バラスト、照明センサ、調光器又は他の装置を含み得る。保安サブシステム４３８は、居住者センサ、ビデオ監視カメラ、デジタルビデオレコーダ、ビデオプロセシングサーバ、侵入検出装置、アクセス制御装置及びサーバ、又は他の保安関連装置を含み得る。
【００５６】
なおも図４を参照すると、ＢＭＳ制御器３６６は、通信インタフェイス４０７及びＢＭＳインタフェイス４０９を含むように示される。インタフェイス４０７は、ＢＭＳ制御器３６６及び／又はサブシステム４２８に対するユーザの制御、監視及び調整を許容するためのＢＭＳ制御器３６６と外部アプリケーション（例えば、監視及び報告アプリケーション４２２、企業制御アプリケーション４２６、リモートシステム及びアプリケーション４４４、クライアント装置常駐アプリケーション４４８等）との通信を容易にすることができる。インタフェイス４０７はまた、ＢＭＳ制御器３６６とクライアント装置４４８との通信を容易にすることができる。ＢＭＳインタフェイス４０９により、ＢＭＳ制御器３６６と建物サブシステム４２８（例えばＨＶＡＣ、照明保安、リフト、配電、ビジネス等）との通信を容易にすることができる。
【００５７】
インタフェイス４０７、４０９は、建物サブシステム４２８又は他の外部システム若しくは装置とのデータ通信を行うための有線又は無線通信インタフェイス（例えばジャック、アンテナ、送信器、受信器、送受信器、配線端子等）であり、又はこれらを含み得る。様々な実施形態において、インタフェイス４０７、４０９を介した通信は、直接的であっても（例えばローカル有線又は無線通信）、通信ネットワーク４４６を介してもよい（例えばＷＡＮ、インターネット、セルラーネットワーク等）。例えば、インタフェイス４０７、４０９は、イーサネット（登録商標）ベースの通信リンク又はネットワークを介したデータの送受信を目的とするイーサネットカード及びポートを含み得る。他例において、インタフェイス４０７、４０９は、無線通信ネットワークを介した通信を目的とするＷｉＦｉ（登録商標）送受信器を含み得る。他例において、インタフェイス４０７、４０９の一方又は双方は、セルラー又は移動型電話通信送受信器を含み得る。一実施形態において、通信インタフェイス４０７は電力線通信インタフェイスであり、ＢＭＳインタフェイス４０９はイーサネットインタフェイスである。他の実施形態において、通信インタフェイス４０７及びＢＭＳインタフェイス４０９は双方ともがイーサネットインタフェイスであり、又は同じイーサネットインタフェイスである。
【００５８】
なおも図４を参照すると、ＢＭＳ制御器３６６が、プロセッサ４０６及びメモリ４０８を含むプロセシング回路４０４を含むように示される。プロセシング回路４０４は、プロセシング回路４０４及びその様々なコンポーネントがインタフェイス４０７、４０９を介してデータを送受信できるように、ＢＭＳインタフェイス４０９及び／又は通信インタフェイス４０７に通信可能に接続される。プロセッサ４０６は、汎用若しくは専用のプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、一以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、一群のプロセシングコンポーネント、又は他の適切なプロセシングコンポーネントとして実装することができる。
【００５９】
メモリ４０８（例えばメモリ、メモリユニット、記憶装置等）は、本願に記載の様々なプロセス、層及びモジュールを完成させ又は容易にするデータ及び／又はコンピュータコードを格納する一以上の装置（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクストレージ等）を含み得る。メモリ４０８は、揮発性メモリ又は不揮発性メモリとしてよく、又はこれらを含んでよい。メモリ４０８は、本願に記載の様々なアクティビティ及び情報構造をサポートするデータベースコンポーネント、オブジェクトコードコンポーネント、スクリプトコンポーネント、又は任意の他のタイプの情報構造を含み得る。典型的な実施形態によれば、メモリ４０８は、プロセシング回路４０４を介してプロセッサ４０６に通信可能に接続され、ここに記載の一以上のプロセスを（例えばプロセシング回路４０４及び／又はプロセッサ４０６により）実行するためのコンピュータコードを含む。
【００６０】
いくつかの実施形態において、ＢＭＳ制御器３６６は、単数のコンピュータ（例えば一つのサーバ、一つのハウジング等）内に実装される。様々な他の実施形態において、ＢＭＳ制御器３６６は、（例えば分散された場所に存在し得る）多数のサーバ又はコンピュータにわたって分散されてもよい。さらに、図４が、アプリケーション４２２及び４２６をＢＭＳ制御器３６６の外側に存在するように示すが、いくつかの実施形態において、アプリケーション４２２及び４２６は、ＢＭＳ制御器３６６内に（例えばメモリ４０８内に）ホストとして存在してよい。
【００６１】
なおも図４を参照すると、メモリ４０８は、企業統合層４１０、自動測定及び検証（ＡＭ＆Ｖ）層４１２、需要応答（ＤＲ）層４１４、故障検出及び診断（ＦＤＤ）層４１６、統合制御層４１８及び建物サブシステム統合層４２０を含むように示される。層４１０〜４２０は、入力を建物サブシステム４２８及び他のデータソースから受信し、当該入力に基づいて建物サブシステム４２８にとって最適な制御アクションを決定し、当該最適な制御アクションに基づく制御信号を生成し、当該生成された制御信号を建物サブシステム４２８に与えるように構成することができる。以下の段落では、ＢＭＳ４００において層４１０〜４２０それぞれが行う一般的な機能のいくつかが記載される。
【００６２】
企業統合層４１０は、クライアント又はローカルアプリケーションに、様々な企業レベルのアプリケーションをサポートする情報及びサービスを与えるように構成することができる。例えば、企業制御アプリケーション４２６は、サブシステムスパニング制御をグラフィカルユーザインタフェイス（ＧＵＩ）又は任意数の企業レベルのビジネスアプリケーション（例えば会計システム、ユーザ識別システム等）に与えるように構成することができる。企業制御アプリケーション４２６は付加的に又は代替的に、ＢＭＳ制御器３６６を構成する構成ＧＵＩを与えるように構成することができる。さらに他の実施形態において、企業制御アプリケーション４２６は、インタフェイス４０７及び／又はＢＭＳインタフェイス４０９において受信した入力に基づいて建物性能（例えば効率、エネルギー使用量、快適性又は安全性）を最適化するべく層４１０〜４２０と協働することができる。
【００６３】
建物サブシステム統合層４２０は、ＢＭＳ制御器３６６及び建物サブシステム４２８間の通信を管理するように構成することができる。例えば、建物サブシステム統合層４２０は、センサデータ及び入力信号を建物サブシステム４２８から受信し、出力データ及び制御信号を建物サブシステム４２８に与えることができる。建物サブシステム統合層４２０はまた、建物サブシステム４２８間の通信を管理するように構成することができる。建物サブシステム統合層４２０は、複数のマルチベンダ／マルチプロトコルシステムにわたって通信（例えばセンサデータ、入力信号、出力信号等）を変換する。
【００６４】
需要応答層４１４は、建物１０の需要を満たすことに応答して資源使用（例えば、電気使用量、天然ガス使用量、水使用量等）及び／又は当該資源使用の金銭コストを最適化するように構成することができる。この最適化は、ユーティリティ事業者、分散型エネルギー生成システム４２４、エネルギー貯蔵器４２７（例えばホットＴＥＳ２４２、コールドＴＥＳ２４４等）、又は他のソースから受信した使用時間価格、削減信号、エネルギー供給力又は他のデータに基づいてよい。需要応答層４１４は、ＢＭＳ制御器３６６（例えば建物サブシステム統合層４２０、統合制御層４１８等）の他の層からの入力を受信することができる。他の層から受信した入力は、温度、二酸化炭素レベル、相対湿度レベル、空気品質センサ出力、居住者センサ出力、部屋スケジュール等のような環境又はセンサ入力を含み得る。入力はまた、電気使用量（例えばｋＷｈで表現）、熱負荷測定値、価格情報、予測価格、平滑化価格、ユーティリティからの削減信号等のような入力を含み得る。
【００６５】
典型的な実施形態によれば、需要応答層４１４は、受信するデータ及び信号に応答するための制御論理を含む。これらの応答は、統合制御層４１８における制御アルゴリズムと通信すること、制御ストラテジーを変更すること、設定点を変更すること、又は制御された態様で建物設備若しくはサブシステムをアクティブ／非アクティブにすることを含み得る。需要応答層４１４はまた、貯蔵されたエネルギーを利用するべき時を決定するように構成された制御論理も含み得る。例えば、需要応答層４１４は、ピーク使用時間の開始の直前にエネルギー貯蔵器４２７からエネルギー使用を開始するように決定することができる。
【００６６】
いくつかの実施形態において、需要応答層４１４は、一以上の入力代表値に基づいて、又は需要（例えば価格、削減信号、需要レベル等）に基づいて、エネルギーコストを最小にする制御アクション（例えば設定点の自動的変更）をアクティブに開始するように構成された制御モジュールを含む。いくつかの実施形態において、需要応答層４１４は、最適なセットの制御アクションを決定するべく設備モデルを使用する。設備モデルは、例えば、入力、出力、及び／又は様々なセットの建物設備が行う機能を記述する熱力学モデルを含む得る。設備モデルは、建物設備（例えばサブプラント、チラーアレイ等）又は個別の装置（例えば個別のチラー、ヒーター、ポンプ等）の集合を表し得る。
【００６７】
需要応答層４１４はさらに、一以上の需要応答ポリシー定義（例えばデータベース、ＸＭＬファイル等）を含み又は利用することができる。ポリシー定義は、ユーザが（例えばグラフィカルユーザインタフェイスを介して）編集又は調整することにより、需要入力に応答して開始される制御アクションをユーザのアプリケーション、所望の快適性レベル、特定の建物設備向けに、又は他の関心事項に基づいてあつらえることができる。例えば、需要応答ポリシー定義は、特定の需要入力に応答してどの設備をオン又はオフにすることができるか、システム又は設備をどれくらいの長さオフにするべきか、どの設定点を変更することができるか、許容可能なセット点調整範囲は何か、通常スケジュールの設定点に戻る前に高い需要設定点をどれくらいの長さ保持するべきか、容量限界のどれくらい近くまでアプローチするべきか、どの設備モードを利用するべきか、エネルギー貯蔵装置（例えば熱貯蔵タンク、電池バンク等）への及びそこからのエネルギー伝達速度（例えば最大速度、警報速度、他の速度境界情報等）、及び（例えば燃料電池、モータ生成器セット等を介した）エネルギーのオンサイト生成をいつ送るべきかを特定することができる。
【００６８】
統合制御層４１８は、制御決定を行うべく、建物サブシステム統合層４２０及び／又は需要応答層４１４のデータ入力又は出力を使用するように構成することができる。建物サブシステム統合層４２０が与えるサブシステム統合ゆえに、統合制御層４１８は、サブシステム４２８が単数の統合スーパーシステムとして挙動するようにサブシステム４２８の制御アクティビティを統合することができる。典型的な実施形態において、統合制御層４１８は、複数の建物サブシステムからの入力及び出力を、別個のサブシステムが単独で与えることができる快適性及びエネルギー節約と比べて高い快適性及びエネルギー節約を与えるように使用する制御論理を含む。例えば、統合制御層４１８は、第１サブシステムからの入力を使用して第２サブシステムのためにエネルギー節約制御決定を行うように構成することができる。これらの決定の結果は、建物サブシステム統合層４２０に戻すように通信することができる。
【００６９】
統合制御層４１８は、需要応答層４１４の論理的に下層に存在するように示される。統合制御層４１８は、建物サブシステム４２８及びその対応制御ループを需要応答層４１４と協調して制御可能とすることによって需要応答層４１４の有効性を高めるように構成することができる。この構成により、従来型システムと比べ、破壊的な需要応答挙動を低減することができる。例えば、統合制御層４１８は、冷却された水の温度（又は直接若しくは間接に温度に影響を及ぼす他のコンポーネント）に対する需要応答駆動の上方調整設定点が、合計建物エネルギー使用量がチラーにおいて節約されたものよりも大きくなるファンエネルギー（又は空間を冷却するべく使用された他のエネルギー）の増加をもたらさないことを確保するように構成することができる。
【００７０】
統合制御層４１８は、需要負荷制限が進行中であっても制約（例えば温度、照明レベル等）が適切に維持されていることを需要応答層４１４がチェックするべく、フィードバックを需要応答層４１４に与えるように構成することができる。この制約はまた、安全性、設備動作の制限及び性能、快適性、消防規定、電気規定、エネルギー規定等に関連する設定点又は検知された境界を含み得る。統合制御層４１８はまた、故障検出及び診断層４１６及び自動測定及び検証層４１２よりも論理的に下層にある。統合制御層４１８は、計算された入力（例えば集計）を、一を超える建物サブシステムからの出力に基づいて、これらの高次レベルに与えるように構成することができる。
【００７１】
自動測定及び検証（ＡＭ＆Ｖ）層４１２は、統合制御層４１８又は需要応答層４１４が指令した制御ストラテジーが、（例えばＡＭ＆Ｖ層４１２、統合制御層４１８、建物サブシステム統合層４２０、ＦＤＤ層４１６等が集計したデータを使用して）適切に動作していることを検証するように構成することができる。ＡＭ＆Ｖ層４１２が行う計算は、個別のＢＭＳ装置又はサブシステムのための建物システムエネルギーモデル及び／又は設備モデルに基づいてよい。例えば、ＡＭ＆Ｖ層４１２は、モデルの精度を決定するべく、モデル予測出力と、建物サブシステム４２８からの実際の出力とを比較することができる。
【００７２】
故障検出及び診断（ＦＤＤ）層４１６は、建物サブシステム４２８、建物サブシステム装置（すなわち建物設備）、並びに需要応答層４１４及び統合制御層４１８に使用される制御アルゴリズムのための継続中の故障検出を与えるように構成することができる。ＦＤＤ層４１６は、統合制御層４１８から、一以上の建物サブシステム若しくは装置から直接、又は他のデータソースからデータ入力を受信することができる。ＦＤＤ層４１６は、検出された故障を自動的に診断し、それに応答することができる。検出又は診断された故障への応答は、故障を修理しようと試み又は当該故障を回避して動作するように構成された、ユーザへの警報メッセージ、保守スケジューリングシステム又は制御アルゴリズムを与えることを含む。
【００７３】
ＦＤＤ層４１６は、建物サブシステム統合層４２０において利用可能な詳細なサブシステム入力を使用して、故障コンポーネント又は故障原因（例えば緩んだダンパーリンケージ）の特定の識別を出力するように構成することができる。他の典型的な実施形態において、ＦＤＤ層４１６は、受信した故障事象に応答して制御ストラテジー及びポリシーを実行する統合制御層４１８に「故障」事象を与えるように構成される。典型的な実施形態によれば、ＦＤＤ層４１６（又は統合制御エンジン若しくはビジネス規則エンジンが実行するポリシー）は、エネルギーの無駄を減らし、設備寿命を延ばし、又は適切な制御応答を確保するべく、システムをシャットダウンし、又は、故障した装置又はシステムを回避する制御アクティビティを指示することができる。
【００７４】
ＦＤＤ層４１６は、様々な異なるシステムデータストア（又は実データのためのデータ点）を格納し又はこれにアクセスするように構成することができる。ＦＤＤ層４１６は、データストアの一部の内容を使用して故障を設備レベル（例えば特定のチラー、特定のＡＨＵ、特定の端末ユニット等）で識別し、他の内容を使用して故障をコンポーネント又はサブシステムレベルで識別することができる。例えば、建物サブシステム４２８は、ＢＭＳ４００及びその様々なコンポーネントの性能を示す時間的（すなわち時系列の）データを生成することができる。建物サブシステム４２８が生成するデータは、統計的な特性を示す測定又は計算された値であって、対応するシステム又はプロセス（例えば温度制御プロセス、流量制御プロセス等）が、その設定点からの誤差の点でどのようにして挙動しているのかについての情報を与える値を含み得る。これらのプロセスは、システムの性能が劣化し始める時を顕在化させ、ひどくなる前に故障を修理するようにユーザに警報を与えるべく、ＦＤＤ層４１６によって検査され得る。
【００７５】
ここで図５を参照すると、いくつかの実施形態に係る他の建物管理システム（ＢＭＳ）５００のブロック図が示される。ＢＭＳ５００は建物１０に実装され、ＨＶＡＣシステム１００、水側システム２００、空気側システム３００、建物サブシステム４２８、並びに他のタイプのＢＭＳ装置（例えば照明設備、保安設備等）及び／又はＨＶＡＣ設備の装置を監視及び制御するべく使用することができる。
【００７６】
ＢＭＳ５００は、自動設備発見及び設備モデル分配を容易にするシステムアーキテクチャを与える。設備発見は、多数の異なる通信バス（例えばシステムバス５５４、ゾーンバス５５６〜５６０及び５６４、センサ／アクチュエータバス５６６等）にわたって、及び多数の異なる通信プロトコルにわたって、ＢＭＳ５００の多数のレベルについて行うことができる。いくつかの実施形態において、設備発見は、各通信バスに接続された装置の状態情報を与えるアクティブなノード表を使用して達成される。例えば、各通信バスは、対応するアクティブなノード表を、新たなノードを求めて監視することにより、新たな装置に対して監視することができる。新たな装置が検出されると、ＢＭＳ５００は、ユーザとの対話なしに、新たな装置との相互作用（例えば制御信号の送信、当該装置からのデータの使用）を開始することができる。
【００７７】
ＢＭＳ５００におけるいくつかの装置は、設備モデルを使用してネットワークに接続する。設備モデルは、他のシステムとの統合を目的として使用される設備オブジェクト属性、ビュー定義、スケジュール、トレンド、及び関連ＢＡＣｎｅｔ値オブジェクト（例えばアナログ値、バイナリ値、マルチ状態値等）を画定する。ＢＭＳ５００におけるいくつかの装置は、自身の設備モデルを格納する。ＢＭＳ５００における他の装置は、外部に（例えば他の装置内に）格納された設備モデルを有する。例えば、ゾーンコーディネータ５０８は、バイパスダンパー５２８のための設備モデルを格納することができる。いくつかの実施形態において、ゾーンコーディネータ５０８は、ゾーンバス５５８におけるバイパスダンパー５２８又は他の装置のための設備モデルを自動的に生成する。他のゾーンコーディネータはまた、ゾーンバスに接続される装置のための設備モデルを生成することができる。装置のための設備モデルは、ゾーンバスにおける装置により顕在化するデータ点のタイプ、装置タイプ、及び／又は他の装置属性に基づいて自動的に生成することができる。自動設備発見及び設備モデルの分配が以下に詳述される。
【００７８】
なおも図５を参照すると、ＢＭＳ５００は、システムマネージャ５０２、いくつかのゾーンコーディネータ５０６、５０８、５１０及び５１８、並びにいくつかのゾーン制御器５２４、５３０、５３２、５３６、５４８及び５５０を含むように示される。システムマネージャ５０２は、データ通信リンク５７４（例えばＢＡＣｎｅｔＩＰ、イーサネット（登録商標）、有線又は無線通信等）を介してクライアント装置５０４（例えば、ユーザ装置、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、移動型装置等）と通信することができる。システムマネージャ５０２は、ユーザインタフェイスを、データ通信リンク５７４を介してクライアント装置５０４に与えることができる。ユーザインタフェイスによりユーザは、クライアント装置５０４を介してＢＭＳ５００を監視及び／又は制御することができる。
【００７９】
いくつかの実施形態において、システムマネージャ５０２は、システムバス５５４を介してゾーンコーディネータ５０６〜５１０及び５１８に接続される。システムマネージャ５０２は、マスタスレーブトークンパッシング（ＭＳＴＰ）プロトコル又は任意の他の通信プロトコルを使用することにより、システムバス５５４を介してゾーンコーディネータ５０６〜５１０及び５１８と通信するように構成することができる。システムバス５５４はまた、システムマネージャ５０２を、一定容積（ＣＶ）屋上ユニット（ＲＴＵ）５１２、入力／出力モジュール（ＩＯＭ）５１４、サーモスタット制御器５１６（例えばＴＥＣ５０００シリーズのサーモスタット制御器）、及びネットワークオートメーションエンジン（ＮＡＥ）又はサードパーティー制御器５２０のような他の装置に接続することができる。ＲＴＵ５１２は、システムマネージャ５０２と直接通信するように構成され、システムバス５５４に直接接続され得る。他のＲＴＵもまた、中間装置を介してシステムマネージャ５０２と通信することができる。例えば、有線入力５６２は、サードパーティーＲＴＵ５４２を、システムバス５５４に接続されたサーモスタット制御器５１６に接続することができる。
【００８０】
システムマネージャ５０２は、設備モデルを包含する任意の装置のためのユーザインタフェイスを与えることができる。ゾーンコーディネータ５０６〜５１０及び５１８並びにサーモスタット制御器５１６のような装置は、自身の設備モデルを、システムバス５５４を介してシステムマネージャ５０２に与えることができる。いくつかの実施形態において、システムマネージャ５０２は、設備モデル（例えばＩＯＭ５１４、サードパーティー制御器５２０等）を包含しない接続された装置のための設備モデルを自動的に生成する。例えば、システムマネージャ５０２は、装置ツリー要求に応答する任意の装置のための設備モデルを生成することができる。システムマネージャ５０２によりもたらされた設備モデルは、システムマネージャ５０２内に格納することができる。システムマネージャ５０２はその後、システムマネージャ５０２が生成した設備モデルを使用して、自身の設備モデルを包含しない装置のためのユーザインタフェイスを与えることができる。いくつかの実施形態において、システムマネージャ５０２は、システムバス５５４を介して接続された各タイプの設備に対するビュー定義を格納し、当該格納されたビュー定義を使用して当該設備のためのユーザインタフェイスを生成する。
【００８１】
ゾーンコーディネータ５０６〜５１０及び５１８はそれぞれ、ゾーンバス５５６、５５８、５６０及び５６４を介してゾーン制御器５２４、５３０〜５３２、５３６及び５４８〜５５０の一以上に接続され得る。ゾーンコーディネータ５０６〜５１０及び５１８は、ゾーンバス５５６〜５６０及び５６４を介してゾーン制御器５２４、５３０〜５３２、５３６及び５４８〜５５０と、ＭＳＴＰプロトコル又は任意の他の通信プロトコルを使用して通信する。ゾーンバス５５６〜５６０及び５６４はまた、ゾーンコーディネータ５０６〜５１０及び５１８を、可変空気容積（ＶＡＶ）ＲＴＵ５２２及び５４０、チェンジオーバーバイパス（ＣＯＢＰ）ＲＴＵ５２６及び５５２、バイパスダンパー５２８及び５４６、並びにピーク制御器５３４及び５４４のような他のタイプの装置に接続することができる。
【００８２】
ゾーンコーディネータ５０６〜５１０及び５１８は、様々なゾーニングシステムを監視し及びこれらに指令を与えるように構成することができる。いくつかの実施形態において、ゾーンコーディネータ５０６〜５１０及び５１８はそれぞれ、別個のゾーニングシステムを監視し及びこれに指令を与え、別個のゾーンバスを介してゾーニングシステムに接続される。例えば、ゾーンコーディネータ５０６は、ゾーンバス５５６を介してＶＡＶＲＴＵ５２２及びゾーン制御器５２４に接続され得る。ゾーンコーディネータ５０８は、ゾーンバス５５８を介してＣＯＢＰＲＴＵ５２６、バイパスダンパー５２８、ＣＯＢＰゾーン制御器５３０、及びＶＡＶゾーン制御器５３２に接続され得る。ゾーンコーディネータ５１０は、ゾーンバス５６０を介してピーク制御器５３４及びＶＡＶゾーン制御器５３６に接続され得る。ゾーンコーディネータ５１８は、ゾーンバス５６４を介してＰＥＡＫ制御器５４４、バイパスダンパー５４６、ＣＯＢＰゾーン制御器５４８、及びＶＡＶゾーン制御器５５０に接続され得る。
【００８３】
単数モデルのゾーンコーディネータ５０６〜５１０及び５１８を、多数の異なるタイプのゾーニングシステム（例えばＶＡＶゾーニングシステム、ＣＯＢＰゾーニングシステム等）を取り扱うように構成することができる。各ゾーニングシステムは、ＲＴＵ、一以上のゾーン制御器、及び／又はバイパスダンパーを含み得る。例えば、ゾーンコーディネータ５０６及び５１０はそれぞれ、ＶＡＶＲＴＵ５２２及び５４０に接続されたＶｅｒａｓｙｓ（登録商標）ＶＡＶエンジン（ＶＶＥ）として示される。ゾーンコーディネータ５０６がゾーンバス５５６から直接ＶＡＶＲＴＵ５２２に接続される一方、ゾーンコーディネータ５１０は、ピーク制御器５３４に与えられる有線入力５６８を介してサードパーティーＶＡＶＲＴＵ５４０に接続される。ゾーンコーディネータ５０８及び５１８はそれぞれ、ＣＯＢＰＲＴＵ５２６及び５５２に接続されたＶｅｒａｓｙｓＣＯＢＰエンジン（ＶＣＥ）として示される。ゾーンコーディネータ５０８が、ゾーンバス５５８から直接ＣＯＢＰＲＴＵ５２６に接続される一方、ゾーンコーディネータ５１８は、ピーク制御器５４４に与えられる有線入力５７０を介してサードパーティーＣＯＢＰＲＴＵ５５２に接続される。
【００８４】
ゾーン制御器５２４、５３０〜５３２、５３６及び５４８〜５５０は、センサ／アクチュエータ（ＳＡ）バスを介して個別のＢＭＳ装置（例えばセンサ、アクチュエータ等）と通信することができる。例えば、ＶＡＶゾーン制御器５３６は、ＳＡバス５６６を介してネットワーク化されたセンサ５３８に接続されるように示される。ゾーン制御器５３６は、ＭＳＴＰプロトコル又は任意の他の通信プロトコルを使用して、ネットワーク化されたセンサ５３８と通信することができる。図５には一つのみのＳＡバス５６６が示されるにもかかわらず、ゾーン制御器５２４、５３０〜５３２、５３６及び５４８〜５５０はそれぞれが異なるＳＡバスに接続され得ることを理解すべきである。各ＳＡバスは、ゾーン制御器を様々なセンサ（例えば温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、光センサ、居住者センサ等）、アクチュエータ（例えばダンパーアクチュエータ、弁アクチュエータ等）及び／又は他のタイプの制御可能設備（例えばチラー、ヒーター、ファン、ポンプ等）に接続することができる。
【００８５】
ゾーン制御器５２４、５３０〜５３２、５３６及び５４８〜５５０は、異なる建物ゾーンを監視及び制御するように構成することができる。ゾーン制御器５２４、５３０〜５３２、５３６及び５４８〜５５０は、様々な建物ゾーンを監視及び制御するべく、そのＳＡバスを介して与えられる入力及び出力を使用することができる。例えば、ゾーン制御器５３６は、ネットワーク化されたセンサ５３８からＳＡバス５６６を介して受信した温度入力（例えば建物ゾーンの測定温度）を、温度制御アルゴリズムのフィードバックとして使用することができる。ゾーン制御器５２４、５３０〜５３２、５３６及び５４８〜５５０は、建物１０の中の又はまわりの可変状態又は条件（例えば温度、湿度、空気流量、照明等）を制御するべく、様々なタイプの制御アルゴリズム（例えば状態ベースのアルゴリズム、極値探索制御（ＥＳＣ）アルゴリズム、比例積分（ＰＩ）制御アルゴリズム、比例積分微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズム、モデル予測制御（ＭＰＣ）アルゴリズム、フィードバック制御アルゴリズム等）を使用することができる。
【００８６】
ハイブリッド制御システム
【００８７】
ここで図６を参照すると、典型的な実施形態に係るハイブリッド制御システム６００が示される。ハイブリッド制御システム６００は、離散制御システム及び閉ループ制御システムの機能を組み合わせる。離散制御システムは、有限状態図（ＦＳＤ）を使用して記述され、有限状態機械（ＦＳＭ）に実装することができる。離散制御システムにおいて、制御器は（例えば制御対象システムからのフィードバックを使用して）状態遷移条件を評価し、当該状態遷移条件の一以上が充足される場合に様々な動作状態で遷移する。離散制御システムにおける各動作状態は、対応セットの制御出力を有し得る。いくつかの実施形態において、離散制御システムにおける制御出力は、制御器が同じ動作状態のままである限り一定のままであり、制御器が新たな動作状態に入るように遷移する場合にのみ変化する。
【００８８】
閉ループ制御システムは、様々な制御技術（例えばフィードバック制御、フィードフォワード制御、極値探索制御、比例積分制御、比例積分微分制御、モデル予測制御等）のいずれかを使用して実装することができる。閉ループ制御システムにおいて、制御器は、所望の効果を達成するべく、制御対象システムへと与えられる制御出力（すなわち被操作変数）を、一定範囲の値にわたって変調する。例えば、制御器は、監視対象変数を設定点へと駆動するように制御出力を変調することができる。いくつかの実施形態において、制御器は、設定点及び監視対象変数間の誤差を決定するべく、制御対象システムからのフィードバックを使用する。制御器は、当該誤差をゼロへと駆動するべく、当該一定範囲の値にわたって制御出力を可変的に増加又は減少させることができる。
【００８９】
ハイブリッド制御システム６００は、離散制御要素及び閉ループ制御要素の双方を含む。例えば、ハイブリッド制御システム６００は、状態遷移制御器６１０及び複数の状態制御器６２０（すなわち加熱状態制御器６２２、充足状態制御器６２４及び冷却状態制御器６２６）を有するハイブリッド制御器６０２を含むように示される。状態遷移制御器６１０は、状態遷移条件を評価して様々な動作状態間で遷移する有限状態機械として動作することができる。状態遷移制御器６１０が使用する状態遷移条件及び論理は、後の取得を目的としてデータベースに格納することができる。いくつかの実施形態において、状態遷移制御器６１０は、現行動作状態の表示を状態制御器６２０に与える。
【００９０】
各状態制御器６２０は、特定の動作状態内の閉ループ制御器として動作することができる。いくつかの実施形態において、各状態制御器６２０は、状態遷移制御器６１０が対応動作状態に入るように遷移するとアクティブになり、状態遷移制御器６１０が対応動作状態から出るように遷移すると非アクティブになる。いくつかの実施形態において、各状態制御器６２０は、異なる制御アルゴリズム及び／又は異なる制御論理を使用する。これにより、ハイブリッド制御器６０２は、特定の動作状態にあるシステム６００の動作をそれぞれが制御する多数の異なる制御器として機能することができる。
【００９１】
ハイブリッド制御システム６００は、複雑なシステムを、複数状態間の明確に画定された相互作用（すなわち状態遷移条件が画定する相互作用）を有する多数の小さなシステム又は動作状態へと分解することができる。いくつかの実施形態において、ハイブリッド制御器６０２は、この分解の利点を活用するべく一以上のモデルベースの設計（ＭＢＤ）方法論を使用する。ＭＢＤの利点は、例えば、論理の単純化、自動コード生成、共通設計環境の利用可能性、及びテストケースの容易な再使用に起因する開発時間の短縮化、動作のロバスト化を含むように多数にわたる。
【００９２】
ハイブリッド制御器６０２は、各動作状態における離散状態遷移論理及びシステム動作をモデル化するべく、様々なＭＢＤツールのいずれか（例えばＭａｔｈｗｏｒｋｓ（登録商標））を使用することができる。例えば、ハイブリッド制御器６０２は、離散状態遷移論理をモデル化するべく、Ｍａｔｈｗｏｒｋｓの「Ｓｔａｔｅ  Ｆｌｏｗ」ツールボックスを使用することができる。ハイブリッド制御器６０２は、各動作状態内の閉ループ制御論理をモデル化するべく、Ｍａｔｈｗｏｒｋｓの「Ｓｉｍｕｌｉｎｋ（登録商標）」ツールボックスを使用することができる。かかるモデルのいくつかの例が、図７〜９を参照して詳述される。
【００９３】
なおも図６を参照すると、ハイブリッド制御システム６００は、センサ６１４、監視用制御器６１６、ユーザ装置６１８、及び建物管理システム（ＢＭＳ）設備６２８を含むように示される。センサ６１４は、制御対象システムにおける一以上の監視対象変数を測定するように構成された様々なセンサ（例えば温度センサ、湿度センサ、流速センサ、圧力センサ、電圧センサ、電流センサ、光センサ等）のいずれかを含み得る。センサ６１４は、測定値を入力としてハイブリッド制御器６０２に、通信インタフェイス６１２を介して与えることができる。いくつかの実施形態において、センサ６１４は、制御対象システムにおける関心変数の値（例えば建物ゾーン温度、建物ゾーン湿度、システム電力消費等）を示すフィードバック信号をハイブリッド制御器６０２に与える。ハイブリッド制御器６０２は、状態遷移条件を評価するべく、及び／又は様々な動作状態内の閉ループ制御動作を行うべく、センサ６１４からの測定値を使用することができる。
【００９４】
監視用制御器６１６は、建物１０に供用されるシステムレベル制御器、アプリケーションサーバ若しくはデータサーバ、ヘッドノード、又はハイブリッド制御システム６００及び／若しくは他の制御可能システムのためのマスタ制御器としての役割を果たす一以上の装置又はシステム（例えばサーバ、監視用制御器、サブシステム制御器等）を含み得る。監視用制御器６１６は、同じ又は異なるプロトコル（例えばＬＯＮ、ＢＡＣｎｅｔ等）に従う通信リンクを介して多数の下流側建物システム又はサブシステム（例えばハイブリッド制御システム６００、保安システム、照明システム、水側システム２００、空気側システム４００、ＢＭＳ４００、ＢＭＳ５００等）と通信することができる。監視用制御器６１６は、通信インタフェイス６１２を介して設定点、動作パラメータ（例えば制御器チューニングパラメータ、システムモデル、しきい値等）、及び他のタイプのデータ入力をハイブリッド制御器に与えることができる。ハイブリッド制御器６０２は、監視用制御器６１６からの設定点及び動作パラメータを使用して、状態遷移条件を評価し、及び／又は様々な動作状態内の閉ループ制御動作を行うことができる。
【００９５】
ユーザ装置６１８は、ユーザがハイブリッド制御器６０２及び／又はハイブリッド制御システム６００と対話するのを容易にするように構成された様々なユーザ操作可能装置を含み得る。例えば、ユーザ装置６１８は、コンピュータワークステーション、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、ＰＤＡ、又は任意の他のタイプの移動型若しくは非移動型装置を含み得る。ユーザ装置６１８は、ユーザからの入力を受信し、及びユーザへの出力を与えるように構成されたユーザインタフェイス要素（例えば電子ディスプレイ画面、タッチ画面ディスプレイ、キーボード、スピーカ、ボタン、ダイヤル等）を含み得る。ユーザ装置６１８は、システム動作を監視し、及びハイブリッド制御器６０２への入力を与えるべく、通信インタフェイス６１２を介してハイブリッド制御器６０２と相互作用をする。例えば、ユーザ装置６１８によりユーザは、ハイブリッド制御器６０２に設定点、動作パラメータ、測定変数の手動値、動作指令、手動状態遷移指令、及び／又は他のタイプのユーザ入力を与えることができる。ハイブリッド制御器６０２は、ユーザ装置６１８からの入力を使用して状態遷移条件を評価し、及び／又は様々な動作状態内の閉ループ制御動作を行うことができる。
【００９６】
ＢＭＳ設備６２８は、建物１０に供用されるＢＭＳにおける様々な動作可能なシステム又は装置のいずれかを含み得る。ＢＭＳ設備６２８は、図１〜３を参照して記載されたＨＶＡＣシステム１００、水側システム２００又は空気側システム３００のシステム又は装置のいずれかを含み得る。例えば、ＢＭＳ設備６２８は、建物１０の中の又はまわりの可変状態又は条件（例えば温度、湿度、空気流量、照明等）に影響を及ぼすべくハイブリッド制御器６０２により動作可能な、一以上のチラー、ボイラー、ＡＨＵ、エコノマイザー、制御器、アクチュエータ、ファン、ポンプ、電子弁、及び／又は他のタイプの設備を含み得る。ＢＭＳ設備６２８は、図４を参照して記載された建物サブシステム４２８のシステム又は装置のいずれか（例えば電気設備、ＩＣＴ設備、保安設備、ＨＶＡＣ設備、照明設備、リフト／エスカレータ、火災安全設備等）、及び／又は図５を参照して記載されたＢＭＳ５００のシステム又は装置のいずれか（例えば、ゾーンコーディネータ、屋上ユニット、ＶＡＶユニット、バイパスダンパー等）を含み得る。ＢＭＳ設備６２８は、動作データをハイブリッド制御器６０２に与え、制御信号をハイブリッド制御器６０２から受信することができる。いくつかの実施形態において、ＢＭＳ設備６２８は、センサ６１４が測定する変数の一以上に影響を及ぼすべく制御信号に従って動作する。
【００９７】
なおも図６を参照すると、ハイブリッド制御器６０２は、通信インタフェイス６１２及びプロセシング回路６０４を含むように示される。通信インタフェイス６１２は、様々なシステム、装置又はネットワークとのデータ通信を行う有線又は無線インタフェイス（例えばジャック、アンテナ、送信器、受信器、送受信器、配線端子等）を含み得る。例えば、通信インタフェイス６１２は、イーサネットベースの通信ネットワークを介してデータを送受信するためのイーサネットカード及びポート、及び／又は無線通信ネットワークを介して通信するためのＷｉＦｉ送受信器を含み得る。通信インタフェイス６１２は、ローカルエリアネットワーク又はワイドエリアネットワーク（例えばインターネット、建物ＷＡＮ等）を介して通信を行うように構成され、様々な通信プロトコル（例えばＢＡＣｎｅｔ、ＩＰ、ＬＯＮ等）を使用することができる。
【００９８】
通信インタフェイス６１２は、制御器６０２と様々な外部システム又は装置（例えばセンサ６１４、監視用制御器６１６、ユーザ装置６１８、ＢＭＳ設備６２８等）との電子データ通信を容易にするように構成されたネットワークインタフェイスとしてよい。例えば、制御器６０２は、監視用制御器６１６から通信インタフェイス６１２を介して設定点及び動作パラメータを受信することができる。制御器６０２は、通信インタフェイス６１２を介してセンサ６１４から測定値を受信することができる。制御器６０２は、制御信号をＢＭＳ設備６２８に送信するべく通信インタフェイス６１２を使用することができる。いくつかの実施形態において、制御器６０２は、通信インタフェイス６１２を介してユーザインタフェイス及び他の情報をユーザ装置６１８に与える。
【００９９】
プロセシング回路６０４は、プロセッサ６０６及びメモリ６０８を含むように示される。プロセッサ６０６は、汎用若しくは専用のプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、一以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、一群のプロセシングコンポーネント、又は他の適切なプロセシングコンポーネントとすることができる。プロセッサ６０６は、メモリ６０８に格納され、又は他のコンピュータ可読媒体（例えばＣＤＲＯＭ、ネットワークストレージ、リモートサーバ等）から受信したコンピュータコード又は命令を実行するように構成することができる。
【０１００】
メモリ６０８は、本開示に記載の様々なプロセスを完成させ及び／又は容易にするデータ及び／又はコンピュータコードを格納する一以上の装置（例えばメモリユニット、メモリ装置、記憶装置等）を含み得る。メモリ６０８は、ソフトウェアオブジェクト及び／若しくはコンピュータ命令を格納するのに適したランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ハードドライブストレージ、一時的ストレージ、不揮発性メモリ、フラッシュメモリ、光メモリ、又は任意の他のメモリを含み得る。メモリ６０８は、本開示に記載の様々なアクティビティ及び情報構造をサポートするデータベースコンポーネント、オブジェクトコードコンポーネント、スクリプトコンポーネント、又は任意の他のタイプの情報構造を含み得る。メモリ６０８は、プロセシング回路６０４を介してプロセッサ６０６に通信可能に接続することができ、ここに記載の一以上のプロセスを（例えばプロセッサ６０６により）実行するためのコンピュータコードを含み得る。
【０１０１】
状態遷移図
【０１０２】
ここで図７を参照すると、典型的な実施形態に係るハイブリッド制御システム６００の動作を例示する状態遷移図７００が示される。いくつかの実施形態において、状態遷移図７００は、加熱及び冷却性能を有する可変空気容積制御器のためのハイブリッドシステム設計の単純化された例である。状態遷移図７００は、複数の動作状態７０２〜７０６（すなわち加熱状態７０２、充足状態７０４及び冷却状態７０６）、及び状態遷移条件７０８〜７１４を含むように示される。状態遷移図７００には３つの動作状態７０２〜７０６のみが示されるにもかかわらず、状態遷移図７００が、様々な複雑性のシステムをモデル化する任意数の動作状態を含み得ることを理解すべきである。いくつかの実施形態において、様々なサブ状態を、一以上の動作状態７０２〜７０６内に入れ子にすることができる。しかしながら、かかるサブ状態は、さらに単純化するべく状態遷移図７００から省略される。これよりも複雑な状態遷移図が、図１０を参照して詳述される。
【０１０３】
状態遷移制御器６１０は、（例えば通信インタフェイス６１２において受信したデータを使用して）状態遷移条件７０８〜７１４を評価し、当該評価の結果に基づいて動作状態７０２〜７０６間で遷移することができる。状態遷移条件７０８〜７１４は、時間比較及び／又は値比較を含み得る。例えば、状態遷移制御器６１０は、状態遷移条件７０８が充足されている（すなわち１の時定数に対しゼロの加熱ＰＩＤ）との決定に応答して加熱状態７０２から充足状態７０４へと遷移し、状態遷移条件７１２が充足されている（すなわちゾーン温度が冷却設定点よりも大きい）との決定に応答して充足状態７０４から冷却状態７０６に遷移することができる。同様に、状態遷移制御器６１０は、状態遷移条件７１４が充足されている（すなわち１の時定数に対しゼロの冷却ＰＩＤ）との決定に応答して冷却状態７０６から充足状態７０４へと遷移し、状態遷移条件７１０が充足されている（すなわちゾーン温度が加熱設定点よりも小さい）との決定に応答して充足状態７０４から加熱状態７０２へと遷移することができる。
【０１０４】
各状態制御器６２０は、対応する動作状態７０２〜７０６内の閉ループ制御器として動作することができる。例えば、加熱状態制御器６２２は、加熱状態７０２にあるシステム動作を制御することができ、充足状態制御器６２４は、充足状態７０４にあるシステム動作を制御することができ、冷却状態制御器６２６は、冷却状態７０６にあるシステム動作を制御することができる。いくつかの実施形態において、各状態制御器６２０は、状態遷移制御器６１０が対応動作状態に遷移したとの決定に応答してアクティブになり、状態遷移制御器６１０が対応動作状態から出るように遷移したとの決定に応答して非アクティブになる。例えば、加熱状態制御器６２２は、状態遷移制御器６１０が加熱状態７０２に遷移したとの決定に応答してアクティブになり、状態遷移制御器６１０が加熱状態７０２から出るように遷移したとの決定に応答して非アクティブになることができる。同様に、冷却状態制御器６２６は、状態遷移制御器６１０が冷却状態７０６に遷移したとの決定に応答してアクティブになり、状態遷移制御器６１０が冷却状態７０６から出るように遷移したとの決定に応答して非アクティブになることができる。
【０１０５】
いくつかの実施形態において、各状態制御器６２０は、異なる制御アルゴリズム、異なる制御論理、及び／又は異なる制御方法論（例えばＰＩＤ制御、極値探索制御、モデル予測制御等）を使用する。これにより、ハイブリッド制御器６０２は、設計された動作状態にあるシステム６００の動作をそれぞれが制御する多数の異なる制御器として機能することができる。例えば、加熱状態制御器６２２は、加熱流を与えるべくＢＭＳ設備６２８を動作させて与えられる加熱量を変調することにより、加熱状態７０２にあるシステム動作を制御することができる。しかしながら、冷却状態制御器６２６は、流れを変調して加熱を与えないことにより、冷却状態７０６にあるシステム動作を制御することができる。いくつかの実施形態において、各状態制御器６２０は、対応動作状態におけるシステム動作を表すべく異なるシステムモデル（例えば異なるＳｉｍｕｌｉｎｋモデル）を使用する。かかるモデルのいくつかの例を、図８〜９を参照して詳述する。
【０１０６】
閉ループ制御モデル
【０１０７】
ここで図８を参照すると、典型的な実施形態に係る閉ループ制御モデル８００のブロック図が示される。モデル８００は、特定の動作状態にあるハイブリッド制御システム６００の動作を制御するべくモデルベース設計（ＭＢＤ）環境（例えばＭａｔｈｗｏｒｋｓのＳｉｍｕｌｉｎｋツールボックス）に実装され得るシステムモデルの一例である。いくつかの実施形態において、モデル８００は、冷却状態７０６にあるシステム６００の動作を制御するべく冷却状態制御器６２６によって使用される。他の閉ループ制御モデルも、加熱状態７０２及び充足状態７０４にあるシステム６００の動作を制御するべく加熱状態制御器６２２及び充足状態制御器６２４によって使用することができる。
【０１０８】
モデル８００は、温度制御器８０４及びダンパー制御器８０８を含むように示される。制御器８０４及び８０８は、ＭＢＤ環境内の制御オブジェクトとして実装することができる。いくつかの実施形態において、温度制御器８０４は温度誤差信号ｅＴを受信する。これは、減算器要素８０２が、測定ゾーン温度ｙを温度設定点Ｔｓｐから減算すること（すなわちｅＴ＝Ｔｓｐ−ｙ）によって計算することができる。温度制御器８０４は、様々な制御技術（例えばＰＩ制御、ＰＩＤ制御、極値探索制御等）のいずれかを使用してダンパー設定点Ｄｓｐを、温度誤差信号ｅＴの関数（すなわちＤｓｐ＝ｆ（ｅＴ））として生成することができる。減算器要素８０６は、測定ダンパー位置Ｐｄをダンパー設定点Ｄｓｐから減算することにより、ダンパー誤差ｅｄ（すなわちｅｄ＝Ｄｓｐ−Ｐｄ）を計算する。ダンパー制御器８０８は、様々な制御技術のいずれかを使用してダンパー指令信号ｕを、ダンパー誤差ｅｄの関数（すなわちｕ＝ｆ（ｅｄ））として生成することができる。
【０１０９】
モデル８００は、ダンパーオブジェクト８１０及び建物ゾーンオブジェクト８１４を含むように示される。オブジェクト８１０及び８１４は、ＭＢＤ環境内の様々なプラントモデル及び／又は設備モデルを使用して実装することができる。ダンパーオブジェクト８１０は、ダンパー制御器８０８からダンパー指令ｕを受信することができる。ダンパーオブジェクト８１０は、物理的なダンパーに（例えばアクチュエータ又は他のＢＭＳ設備を介して）リンクさせ、ダンパー指令ｕに基づいてダンパーの物理的な位置を調整するように構成することができる。いくつかの実施形態において、ダンパーオブジェクト８１０は、ダンパー制御器８０８からのダンパー指令ｕを使用して結果的なダンパー位置Ｐを決定する。例えば、ダンパーオブジェクト８１０は、ダンパー位置Ｐをダンパー指令ｕに関連付けるダンパーモデル（例えばＰ＝ｆ（ｕ））を含み得る。ダンパー位置Ｐは、加算ブロック８１２において測定ノイズｎ１と組み合わされて測定ダンパー位置Ｐｄ（すなわちＰｄ＝Ｐ＋ｎ１）を形成する。
【０１１０】
建物ゾーンオブジェクト８１４は、ダンパー位置Ｐｄに対応する空気流速を受ける物理的な建物ゾーンを表す。建物ゾーンオブジェクト８１４は、建物ゾーンのダイナミクスを記述するゾーンモデルを含み得る。いくつかの実施形態において、ゾーンモデルは、建物ゾーンの温度Ｔｚをダンパー位置Ｐｄに関連付ける伝達関数（例えばＴｚ＝ｆ（Ｐｄ））を含む。建物ゾーンオブジェクト８１４は、建物ゾーンモデルを使用して、ダンパー位置Ｐｄからもたらされる建物ゾーン温度Ｔｚを決定することができる。建物ゾーン温度Ｔｚは、加算ブロック８１６において測定ノイズｎ２と組み合わされて測定ゾーン温度ｙ（すなわち、ｙ＝Ｔｚ＋ｎ２）を形成する。
【０１１１】
ここで図９を参照すると、典型的な実施形態に係る他の閉ループ制御モデル９００のブロック図が示される。モデル９００は、状態制御器６２０の一以上が使用可能な極値探索制御技術を例示する。モデル９００は、極値探索制御器９０２及びプラント９０４を含むように示される。制御理論におけるプラントとは、一プロセスと一以上の機械的制御出力との組み合わせである。例えば、プラント９０４は、建物空間内の温度を、一以上の機械的制御アクチュエータ及び／又はダンパーを介して制御するように構成された空気ハンドリングユニットとすることができる。様々な実施形態において、プラント９０４は、プラント９０４への入力変数（すなわち被操作変数ｕ）がプラント９０４からの出力（すなわち性能変数ｙ）に影響を及ぼすべく調整されるチラー動作プロセス、ダンパー調整プロセス、機械的冷却プロセス、換気プロセス、冷凍プロセス、又は任意の他のプロセスを含み得る。制御器９０２は、極値探索制御ストラテジーを使用して、プラント９０４からの出力として受信した性能変数ｙを最適化する。性能変数ｙの最適化は、ｙの最小化、ｙの最大化、設定点を達成するためのｙの制御、又はそれ以外の性能変数ｙの値の規制を含み得る。
【０１１２】
プラント９０４は、数学的には、入力ダイナミクス９２２、性能マップ９２４、出力ダイナミクス９２６及び擾乱ｄの組み合わせとして表すことができる。いくつかの実施形態において、入力ダイナミクス９２２は線形時不変（ＬＴＩ）入力ダイナミクスであり、出力ダイナミクス９２６はＬＴＩ出力ダイナミクスである。性能マップ９２４は、静的非線形性能マップとしてよい。擾乱ｄは、プロセスノイズ、測定ノイズ、又はこれら双方の組み合わせを含み得る。プラント９０４のコンポーネントが図９に示されるにもかかわらず、プラント９０４の実際の数学的モデルは、ＥＳＣの当てはめを目的として既知である必要がないことに留意すべきである。
【０１１３】
プラント９０４は、極値探索制御器９０２から制御入力ｕ（例えば制御信号、被操作変数等）を受信する。入力ダイナミクス９２２は、制御入力ｕ使用して、制御入力に基づく関数信号ｘ（例えばｘ＝ｆ（ｕ））を生成することができる。関数信号ｘは、関数信号の機能として出力信号ｚを生成する（すなわちｚ＝ｆ（ｘ））性能マップ９２４に渡すことができる。出力信号ｚは、出力ダイナミクス９２６を通過して、性能変数ｙをもたらすべく擾乱ｄにより修正される信号ｚ’（例えばｙ＝ｚ’＋ｄ）をもたらす。性能変数ｙは、プラント９０４からの出力として与えられ、極値探索制御器９０２において受信される。極値探索制御器９０２は、性能マップ９２４の出力ｚ、及び／又は性能変数ｙを最適化するｘ及び／又はｕの値を見出そうと試みる。
【０１１４】
なおも図９を参照すると、極値探索制御器９０２は、性能変数ｙを受信して制御器９０２内の制御ループ９０５に性能変数ｙを与えるように示される。制御ループ９０５は、ハイパスフィルタ９０６、復調要素４０８、ローパスフィルタ４１０、積分器フィードバック制御器９１２及びディザ信号生成器９１６を含むように示される。制御ループ９０５は、ディザ・復調技術を使用して性能変数ｙから性能勾配ｐを抽出するように構成してよい。積分器フィードバック制御器９１２は性能勾配ｐを分析し、性能勾配ｐをゼロへと駆動するべくプラント入力のＤＣ値（すなわち変数ｗ）を調整する。
【０１１５】
ディザ・復調技術の第１ステップは、ディザ信号生成器９１６及びディザ信号要素９１４が行う。ディザ信号生成器９１６は、典型的には正弦波信号である周期的ディザ信号ｖを生成する。いくつかの実施形態において、増幅器９２０がディザ信号ｖを増幅する。ディザ信号ｖの振幅が、ディザ信号ｖの効果がプラント出力ｙにおいて十分明確となる程度に大きくなるように、ディザ信号ｖを増幅することが望ましい。ディザ信号要素９１４は、（増幅済みの）ディザ信号ｖをディザ信号生成器９１６から受信し、プラント入力ｗのＤＣ値を制御器９１２から受信する。ディザ信号要素９１４は、プラント４０４に与えられる摂動制御入力ｕを生成するべく、ディザ信号ｖをプラント入力ｗのＤＣ値と組み合わせる（例えばｕ＝ｗ＋ｖ）。摂動制御入力ｕはプラント９０４に与えられ、前述したように性能変数ｙを生成するべくプラント９０４によって使用される。
【０１１６】
ディザ・復調技術の第２ステップは、ハイパスフィルタ９０６、復調要素９０８及びローパスフィルタ９１０が行う。ハイパスフィルタ９０６は性能変数ｙをフィルタリングし、フィルタリング済みの出力を復調要素９０８に与える。復調要素９０８は、位相シフト９１８が適用されたディザ信号ｖをフィルタリング済みの出力に乗算することにより、ハイパスフィルタ９０６の出力を復調する。この乗算のＤＣ値は、制御入力ｕに対する性能変数ｙの性能勾配ｐに比例する。復調要素９０８の出力がローパスフィルタ９１０に与えられ、ここで性能勾配ｐ（すなわち復調された出力のＤＣ値）が抽出される。その後、性能勾配ｐの推定値が、積分器フィードバック制御器９１２に与えられ、ここでプラント入力ｕのＤＣ値ｗが調整されることにより、性能勾配推定値ｐがゼロへと駆動される。
【０１１７】
適応ユーザインタフェイスを有する建物制御システム
【０１１８】
いくつかのハイブリッド制御システムは、ユーザに容易に理解可能となるように動作する。例えば、ハイブリッド制御システム６００の挙動を観測する人間のオペレータは、相対的に少数の動作状態７０２〜７０６及び状態遷移条件７０８〜７１４ゆえに、システム６００が動作状態７０２〜７０６のそれぞれにおいて何を行っているか、システム６００が現行動作状態で動作しているのはなぜかを容易に理解することができる。しかしながら、多数の動作状態を有する複雑なシステムの挙動をユーザが理解することは、特に状態遷移条件が非直感的であり、かつ、動作状態内の閉ループ制御技術が複雑な場合、困難となり得る。かかる複雑なシステムの一例を図１０に示す。
【０１１９】
ここで図１０を参照すると、典型的な実施形態に係る他のハイブリッド制御システムの状態遷移図１０００が示される。図１０００は、多くの異なる動作状態１００２〜１０１６（すなわち、チャージ停止状態１００２、占有への切り替え状態１００４、チラー優先制御状態１００６、ヒューリスティック需要低下状態１００８、氷貯蔵器チャージ状態１０１０、チャージ予定なしの表示状態１０１２、チャージ開始待機状態１０１４、及び最大速度ディスチャージ状態１０１６）、及び多数の状態遷移条件１〜３０を有する氷貯蔵器制御器の状態遷移図の一例である。状態遷移条件１〜３０の多くは、条件が充足されたか否かを決定するべく制御システムが多数の因子を評価することを必要とする。各動作状態１００２〜１０１６内のシステム動作もまた複雑となり得る。
【０１２０】
従来型インタフェイスを使用すると、ユーザにとって制御システムが何を、なぜ行っているのかを理解することが困難となり得る。例えば、ユーザに提示される情報は、多くの場合、制御システムが各動作状態において何を行っているのか、及び／又は制御システムがなぜ現行動作状態で動作しているのかを明確に示すことがない。その結果、いくつかの自動制御システムは、多くの場合、システムが適切に動作しているか否かを人間のオペレータが理解できないことを理由として、手動でオーバーライド又は無効化される。かかる手動のオーバーライドは、システム性能を低下させて最適以下の動作をもたらし得る。この問題に対処する一つの方法は、制御システムが予測挙動を通信してシステム動作をユーザフレンドリーな態様で説明する適応ユーザインタフェイスを与えることである。
【０１２１】
ここで図１１を参照すると、典型的な実施形態に係る適応ユーザインタフェイスを有する建物制御システム１１００が示される。システム１１００は、システム６００と同じコンポーネントの多くを含むように示される。例えば、システム１１００は、センサ６１４、監視用制御器６１６、ユーザ装置６１８及びＢＭＳ設備６２８を含むように示される。これらのコンポーネントは、図６を参照して記載されたものと同じとなり得る。システム１１００はさらに、ハイブリッド制御器１１０２を含むように示される。ハイブリッド制御器１１０２は、状態遷移条件、及び多数の動作状態間の遷移を評価するべく有限状態機械として動作することができる。ハイブリッド制御器１１０２はまた、各動作状態内の閉ループ制御器として動作することができる。
【０１２２】
ハイブリッド制御器１１０２は、ユーザフレンドリーな態様で情報を提示する適応ユーザインタフェイスを生成し及び与えることができる。有利なことに、ユーザインタフェイスは、提示された情報を特定のユーザ又はユーザ区分にあつらえるべく、ハイブリッド制御器１１０２によってカスタマイズすることができる。例えば、ハイブリッド制御器１１０２は、現行のユーザを（例えばログイン証明書、顔認証、音声認証等を介して）識別し、当該識別されたユーザ向けにカスタマイズされた情報のセットを提示するユーザインタフェイスを生成することができる。様々な実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、個別のユーザ向けにカスタマイズし、及び／又はハイブリッド制御器１１０２と対話できるユーザ（例えば、サービス技術者、操作職員、建物居住者等）の様々な区分向けにカスタマイズすることができる。
【０１２３】
適応ユーザインタフェイスは、特定のユーザ又はユーザ区分に関連し得る１１０２の現行動作状態、状態遷移若しくは以前の動作状態の履歴、現行動作状態におけるシステム１１００の予測挙動、及び／又は他の情報についての情報を提示することができる。ハイブリッド制御器１１０２は、特定のユーザ又はユーザ区分にとって最も有用となり得る記述テキスト、チャート、グラフ、又は他のインタフェイス要素を生成することができる。例えば、ユーザがユーザ区分「操作職員」のメンバーとして識別された場合、ハイブリッド制御器１１０２は、現行動作状態にあるシステム１１００の予測挙動を説明するのに役立つように操作職員メンバー向けにカスタマイズされた記述テキストを含むユーザインタフェイスを生成することができる。
【０１２４】
ハイブリッド制御器１１０２は、適応ユーザインタフェイスを、ユーザにとって適切な詳細レベルを有し、かつ、ユーザにより最も理解可能なフォーマットにある情報を提示するようにカスタマイズすることができる。例えば、サービス技術者は、ＢＭＳ設備６２８の補修をするときに有用となり得る詳細な診断情報、及びシステム動作の丁寧な記述を受けることができる一方、建物所有者は、建物オートメーションシステム又は建物制御部の豊富な知識を有しない個人が容易に理解できるようにカスタマイズされた一般的な情報を受けることができる。いくつかの実施形態において、ハイブリッド制御器１１０２は、ユーザの個別の学習スタイルに最も適したフォーマットで情報を提示する。例えば、ハイブリッド制御器１１０２は、視覚学習者として識別されたユーザに対し視覚的フォーマット（例えばチャート、グラフ、表等）で情報を提示することができる一方、ハイブリッド制御器１１０２は、聴覚学習者として識別されたユーザに対し（例えばテキスト読み上げモジュール又は音声命令モジュールを使用して）聴覚的フォーマットで情報を提示することができる。ハイブリッド制御器１１０２のこれらの及び他の特徴を以下に詳述する。
【０１２５】
ハイブリッド制御器１１０２は、通信インタフェイス１１３０を含むように示される。通信インタフェイス１１３０は、様々なシステム、装置又はネットワークとのデータ通信を行う有線又は無線インタフェイス（例えばジャック、アンテナ、送信器、受信器、送受信器、配線端子等）を含み得る。例えば、通信インタフェイス１１３０は、イーサネットベースの通信ネットワークを介してデータを送受信するためのイーサネットカード及びポート、及び／又は無線通信ネットワークを介して通信するためのＷｉＦｉ送受信器を含み得る。通信インタフェイス１１３０は、ローカルエリアネットワーク又はワイドエリアネットワーク（例えばインターネット、建物ＷＡＮ等）を介して通信するように構成することができ、様々な通信プロトコル（例えばＢＡＣｎｅｔ、ＩＰ、ＬＯＮ等）を使用することができる。
【０１２６】
通信インタフェイス１１３０は、制御器１１０２と様々な外部システム又は装置（例えばセンサ６１４、監視用制御器６１６、ユーザ装置６１８、ＢＭＳ設備６２８等）との電子データ通信を容易にするように構成されたネットワークインタフェイスとしてよい。例えば、ハイブリッド制御器１１０２は、通信インタフェイス１１３０を介してセンサ６１４から測定値を受信することができる。いくつかの実施形態において、センサ６１４は、制御対象システムにおける関心変数の値（例えば建物ゾーン温度、建物ゾーン湿度、システム電力消費等）を示すフィードバック信号をハイブリッド制御器１１０２に与える。同様に、ハイブリッド制御器１１０２は、通信インタフェイス１１３０を介して監視用制御器６１６から、設定点、動作パラメータ（例えば制御器チューニングパラメータ、システムモデル、しきい値等）、及び他のタイプのデータ入力を受信することができる。ハイブリッド制御器１１０２はまた、通信インタフェイス１１３０を介してＢＭＳ設備６２８から動作データを受信することができる。
【０１２７】
ハイブリッド制御器１１０２は、センサ６１４からの測定値、監視用制御器６１６からの設定点及び動作パラメータ、並びにＢＭＳ設備６２８からの動作データを使用して、状態遷移条件を評価し、及び／又は様々な動作状態内の閉ループ制御動作を行うことができる。ハイブリッド制御器１１０２は、通信インタフェイス１１３０を介してＢＭＳ設備６２８に制御信号を与えることができる。いくつかの実施形態において、ＢＭＳ設備６２８は、センサ６１４が測定する変数の一以上に影響を及ぼすべく制御信号に従って動作する。例えば、ＢＭＳ設備６２８は、ハイブリッド制御器１１０２により制御される変数に影響を及ぼすべく、制御信号を使用してチラーをアクティブ若しくは非アクティブにし、ダンパーを開又は閉にし、ファン速度を調整し、又は他の態様でＢＭＳ設備６２８を動作させることができる。
【０１２８】
ハイブリッド制御器１１０２は、通信インタフェイス１１３０を介してユーザ装置６１８と相互作用をする。例えば、ユーザ装置６１８は、ハイブリッド制御器１１０２に対し、設定点、動作パラメータ、測定変数の手動値、動作指令、手動状態遷移指令、及び／又は他のタイプのユーザ入力のようなユーザ入力を与えることができる。ハイブリッド制御器１１０２は、ユーザ装置６１８からの入力を使用して状態遷移条件を評価し、及び／又は様々な動作状態内の閉ループ制御動作を行うことができる。いくつかの実施形態において、ハイブリッド制御器１１０２は、適応ユーザインタフェイスを有するユーザ装置６１８を与える。適応ユーザインタフェイスは、特定のユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズして、当該ユーザ又はユーザ区分にとって容易に理解できるように情報を与えることができる。適応ユーザインタフェイスを以下に詳述する。
【０１２９】
なおも図１１を参照すると、ハイブリッド制御器１１０２は、プロセッサ１１０６及びメモリ１１０８を有するプロセシング回路１１０４を含むように示される。プロセッサ１１０６は、汎用若しくは専用のプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、一以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、一群のプロセシングコンポーネント、又は他の適切なプロセシングコンポーネントとすることができる。プロセッサ１１０６は、メモリ１１０８に格納され、又は他のコンピュータ可読媒体（例えばＣＤＲＯＭ、ネットワークストレージ、リモートサーバ等）から受信したコンピュータコード又は命令を実行するように構成することができる。
【０１３０】
メモリ１１０８は、本開示に記載の様々なプロセスを完成させ及び／又は容易にするデータ及び／又はコンピュータコードを格納する一以上の装置（例えばメモリユニット、メモリ装置、記憶装置等）を含み得る。メモリ１１０８は、ソフトウェアオブジェクト及び／若しくはコンピュータ命令を格納するのに適したランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ハードドライブストレージ、一時的ストレージ、不揮発性メモリ、フラッシュメモリ、光メモリ、又は任意の他のメモリを含み得る。メモリ１１０８は、本開示に記載の様々なアクティビティ及び情報構造をサポートするデータベースコンポーネント、オブジェクトコードコンポーネント、スクリプトコンポーネント、又は任意の他のタイプの情報構造を含み得る。メモリ１１０８は、プロセシング回路１１０４を介してプロセッサ１１０６に通信可能に接続することができ、ここに記載の一以上のプロセスを（例えばプロセッサ１１０６が）実行するためのコンピュータコードを含み得る。
【０１３１】
ハイブリッド制御器１１０２は、状態遷移制御器１１１０及び複数の状態制御器１１２０を含むように示される。状態遷移制御器１１１０は、状態遷移条件を評価して様々な動作状態間で遷移する有限状態機械として動作することができる。状態遷移制御器１１１０が使用する状態遷移条件及び論理は、後の取得を目的としてデータベースに格納することができる。いくつかの実施形態において、状態遷移制御器１１１０は、現行動作状態の表示を状態制御器１１２０に与える。
【０１３２】
各状態制御器１１２０は、特定の動作状態内の閉ループ制御器として動作することができる。いくつかの実施形態において、各状態制御器１１２０は、状態遷移制御器１１１０が対応動作状態に入るように遷移するとアクティブになり、状態遷移制御器１１１０が対応動作状態から出るように遷移すると非アクティブになる。いくつかの実施形態において、各状態制御器１１２０は、異なる制御アルゴリズム及び／又は異なる制御論理を使用する。これにより、ハイブリッド制御器１１０２は、特定の動作状態にあるシステム１１００の動作をそれぞれが制御する多数の異なる制御器として機能することができる。
【０１３３】
ハイブリッド制御器１１０２は、複雑なシステムを、複数状態間の明確に画定された相互作用（すなわち状態遷移条件が画定する相互作用）を有する多数の小さなシステム又は動作状態へと分解することができる。いくつかの実施形態において、ハイブリッド制御器１１０２は、この分解の利点を活用するべく一以上のモデルベースの設計（ＭＢＤ）方法論を使用する。ＭＢＤの利点は、例えば、論理の単純化、自動コード生成、共通設計環境の利用可能性、及びテストケースの容易な再使用に起因する開発時間の短縮化、動作のロバスト化を含むように多数にわたる。
【０１３４】
ハイブリッド制御器１１０２は、離散状態遷移論理、及び各動作状態内のシステム動作をモデル化するべく様々なＭＢＤツール（例えばＭａｔｈｗｏｒｋｓ）のいずれかを使用することができる。例えば、ハイブリッド制御器１１０２は、離散状態遷移論理をモデル化するべくＭａｔｈｗｏｒｋｓの「Ｓｔａｔｅ  Ｆｌｏｗ」ツールボックスを使用することができる。ハイブリッド制御器１１０２は、各動作状態内の閉ループ制御論理をモデル化するべくＭａｔｈｗｏｒｋｓの「Ｓｉｍｕｌｉｎｋ」ツールボックスを使用することができる。かかるモデルのいくつかの例を、図７〜１０を参照して詳述する。
【０１３５】
なおも図１１を参照すると、ハイブリッド制御器１１０２は、状態履歴追跡器１１１２を含むように示される。状態履歴追跡器１１１２は、現行動作状態の表示を状態遷移制御器１１１０から受信するように示される。状態履歴追跡器１１１２は、現行動作状態を経時的に監視することができ、状態遷移及び／又は動作状態の履歴を記録することができる。いくつかの実施形態において、状態履歴追跡器１１１２は、各状態遷移が、始点状態（すなわち状態遷移直前の現行動作状態）及び終点状態（すなわち状態遷移直後の現行動作状態）の識別とともに発生する時刻を記録する。状態履歴追跡器１１１２は、かかる情報を使用して、状態遷移及び／又は動作状態に関連する統計を生成することができる。例えば、状態履歴追跡器１１１２は、所与の動作状態において経過した時間量を、状態遷移制御器１１１０が当該動作状態に入るように遷移した時刻を、状態遷移制御器１１１０が当該動作状態から出るように遷移した時刻から減算することにより決定することができる。
【０１３６】
いくつかの実施形態において、状態履歴追跡器１１１２は、状態遷移条件、すなわち各状態遷移のトリガーとなる条件を記録する。例えば、状態遷移制御器１１１０は、いくつかの代替状態遷移条件のいずれか一つが充足された場合（例えば「設定点未満の温度」ＯＲ「しきい値を超える状態にある時間」）、状態遷移制御器１１１０の状態Ａから状態Ｂへの遷移を引き起こす状態遷移論理に従って動作することができる。状態履歴追跡器１１１２は、状態遷移のトリガーとなるべく充足された特定の遷移条件を識別することができ、充足状態遷移条件の表示を、状態遷移が生じた時刻とともに格納することができる。状態履歴追跡器１１１２は、各動作状態に入り及び各動作状態から出る最もよくある遷移を、状態遷移の履歴を経時的に分析することによって決定することができる。状態履歴追跡器１１１２はまた、最もよくある状態遷移条件又は各状態遷移のトリガーを識別することができる。
【０１３７】
いくつかの実施形態において、状態履歴追跡器１１１２は状態履歴を生成し、当該状態履歴を適応ユーザインタフェイス生成器１１１４に与える。いくつかの実施形態において、状態履歴は、一定時間周期にわたる動作状態のシーケンスを再構築するべく使用可能な状態値の時系列を含む。時系列の各要素（例えば各動作状態）は、当該要素を特徴付ける複数の属性を含み得る。例えば、時系列における各動作状態は、動作状態（すなわち状態値）の識別を定義する属性、制御器１１１０が動作状態に入るように遷移する時刻、動作状態に入る遷移のトリガーとなるべく充足された状態遷移条件、制御器１１１０が動作状態に入るように遷移する始点状態、制御器１１１０が動作状態から出るように遷移する時刻、動作状態から出る遷移のトリガーとなるべく充足された状態遷移条件、制御器１１１０が動作状態から遷移して入る終点状態、動作状態において経過した時間、及び／又は時系列において動作状態を特徴付ける他の属性を含み得る。
【０１３８】
いくつかの実施形態において、状態履歴は、一定時間周期にわたる動作状態のシーケンスを再構築するべく使用可能な時系列の状態遷移を含む。時系列の各要素（例えば各状態遷移）は、当該要素を特徴付ける複数の属性を含み得る。例えば、時系列における各状態遷移は、状態遷移の識別を定義する属性（例えば英数字識別子による）、状態遷移が発生する時刻、状態遷移直前の始点状態、状態遷移直後の終点状態、状態遷移のトリガーとなる特定の遷移条件、前の動作状態で経過した時間、前の状態遷移、及び／又は時系列において状態遷移を特徴付ける他の属性を含み得る。状態履歴追跡器１１１２は、適応ユーザインタフェイスの生成に使用される状態履歴を適応ユーザインタフェイス生成器１１１４に与えることができる。
【０１３９】
なおも図１１を参照すると、ハイブリッド制御器１１０２は、ユーザ識別器１１２２を含むように示される。ユーザ識別器１１２２は、適応ユーザインタフェイスを介してハイブリッド制御器１１０２と対話する特定のユーザ又はユーザ区分を識別するように構成することができる。いくつかの実施形態において、ユーザ識別器１１２２は、ユーザが与えるログイン認証（例えばユーザ名称、ユーザＩＤ等）に基づいてユーザを識別する。いくつかの実施形態において、ユーザ識別器１１２２は、ユーザが与えるバイオメトリックマーカを調べることによってユーザを識別する。例えば、ユーザ識別器１１２２は、カメラ（例えばＢＭＳ設備６２８の装置）を使用してユーザの画像をキャプチャし、当該画像に基づいてユーザを識別することができる。ユーザ識別器１１２２は、バイオメトリックマーカが格納されている一セットのユーザから当該ユーザを一意に識別するべく指紋、声紋、他のバイオメトリックマーカを使用することができる。
【０１４０】
ユーザ識別器１１２２は、識別されたユーザに関連付けられたユーザ区分又は群を決定することができる。いくつかの実施形態において、ユーザ識別器１１２２は、識別されたユーザが属する一以上のユーザ群又は区分を示すユーザデータベースにアクセスする。例えば、ユーザ識別器１１２２は、ユーザデータベースからの情報に基づいて、ユーザを「操作職員」区分又は「サービス技術者」区分のメンバーとして識別することができる。いくつかの実施形態において、ユーザ識別器１１２２は、ユーザ又はユーザ区分の様々な属性を識別する。例えば、ユーザ識別器１１２２は、ユーザに関連付けられたユーザプロファイルにアクセスすることにより、ユーザの好ましい学習スタイル（例えば視覚、聴覚、触覚等）を識別することができる。いくつかの実施形態において、ユーザ識別器１１２２は、ユーザ又はユーザ区分（例えば未経験者、ベテラン、エキスパート等）に関連付けられた技術的理解又は経験のレベルを識別することを含む。
【０１４１】
いくつかの実施形態において、ユーザ識別器１１２２は、データベースから情報を取得することによりユーザの属性を識別することを含む。ユーザ識別器１１２２は、経時的なユーザの挙動及び／又は好みを（例えばユーザフィードバック又は入力に基づいて）学習し、ユーザの学習した属性を反映するべくデータベースを更新することができる。例えば、ユーザ識別器１１２２は、ユーザの好ましい学習スタイル、ユーザの技術的経験、ユーザが見たいと思う詳細のレベル等のようなユーザ属性及び好みを特定するべく、ユーザにプロンプトを提示することができる。ユーザ識別器１１２２は、ユーザからのフィードバックを使用して、データベースに格納されたユーザプロファイルの一以上の属性を集めることができる。
【０１４２】
いくつかの実施形態において、ユーザ識別器１１２２は、ユーザの挙動及び好みを、かかる情報をユーザが特定する必要なしに、自動的に学習する。例えば、ユーザ識別器１１２２は、適応ユーザインタフェイスを介して提示される様々なセットの情報に応答してユーザによりとられているアクション（例えば手動オーバーライドの決定）、又はユーザが与える入力（例えば異なるタイプの情報の要求）を分析することができる。ユーザ識別器１１２２は、ユーザからのフィードバックを使用して、ユーザの好みと技術的理解又は専門知識のレベルとを自動的に決定することができる。例えば、ユーザが、エキスパートユーザ向けにあつらえられた一セットの情報が提示されたときに、自動制御決定を最適以下の手動設定により繰り返しオーバーライドする場合、ユーザ識別器１１２２は、ユーザがエキスパート情報を理解しておらず、経験者でないユーザ向けにあつらえられた一セットの情報が当該ユーザに提示されるべきであると決定することができる。同様に、ユーザが、初心者ユーザ向けにあつらえられた一セットの情報が提示されたときに、より詳細な又はより複雑な情報を繰り返し要求する場合、ユーザ識別器１１２２は、経験者ユーザ向けにあつらえられたセット情報がユーザに提示されるべきであると決定することができる。ユーザ識別器１１２２は、学習した挙動及び／又はユーザの好みを使用して、データベースに格納されたユーザプロファイルの属性を自動的に更新することができる。
【０１４３】
なおも図１１を参照すると、ハイブリッド制御器１１０２は、適応状態情報生成器１１２４を含むように示される。適応状態情報生成器１１２４は、適応ユーザインタフェイスを介したユーザへの提示のための一セットの情報を生成することができる。適応状態生成器１１２４が生成した情報が、状態情報及び遷移情報を含むように示される。状態情報は、現行動作状態の記述及び／又は説明、過去の動作状態（例えば状態履歴により特定された過去状態）、将来の動作状態（例えば予測動作状態）、又は状態遷移図又は状態遷移論理により特定された他の潜在的な動作状態を含み得る。いくつかの実施形態において、状態情報は、各動作状態のための予測動作状態（例えば変数の予測値、経験した設備状態等）を含む。遷移情報は、様々な状態遷移（例えば状態履歴により特定される過去の遷移、将来の予測状態遷移等）、又は状態遷移図若しくは状態遷移論理により特定される他の潜在的状態遷移の記述及び／若しくは説明を含み得る。
【０１４４】
適応状態情報生成器１１２４は、状態記述及び遷移記述を、記述テキストデータベース１１２８から受信するように示される。記述テキストデータベース１１２８は、各動作状態及び各状態遷移に対する多数の異なる記述（例えば記述テキストの抜粋）を含み得る。各記述は、ユーザ又はユーザ区分の属性及び能力に基づいて、異なるタイプのユーザ又はユーザ区分（例えば建物所有者、初心者ユーザ、操作職員、サービス技術者、エキスパートユーザ等）と有効に通信できるようにあつらえることができる。例えば、記述テキストデータベース１１２８は、初心者ユーザのための各動作状態及び状態遷移の一般的な記述、及びエキスパートユーザのための各動作状態及び状態遷移の詳細な技術的記述を含み得る。
【０１４５】
いくつかの実施形態において、記述テキストデータベース１１２８からの記述テキストが、適応ユーザインタフェイスにおいて状態遷移図とともに表示される。動作状態の記述テキストを、状態遷移図における動作状態のユーザのクリックに応答して、及び／又は状態遷移制御器１１１０の動作状態に入る遷移に応答して表示することができる。同様に、状態遷移の記述テキストを、状態遷移図における状態遷移のユーザのクリックに応答して、及び／又は状態遷移の発生に応答して表示することができる。いくつかの実施形態において、現行動作状態及び／又は最新の状態遷移が、適応ユーザインタフェイスに示される状態遷移図においてハイライトされる。
【０１４６】
有利なことに、適応状態情報生成器１１２４は、適応ユーザインタフェイスにおいて提示された状態情報及び遷移情報を、当該情報が提示される特定のユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることができる。いくつかの実施形態において、適応状態情報生成器１１２４は、特定セットの状態記述及び遷移記述を記述テキストデータベース１１２８から、当該記述が提示されるユーザ又はユーザ区分の識別に基づいて選択する。例えば、「操作職員」区分に属するユーザには、適応ユーザインタフェイスにおける「チラー優先制御」動作状態１００６の当該ユーザのクリックに応答して状態遷移図１０００とともに以下のテキストを表示することができる。
「最適化制御は現在、チラー優先モードにあり、チラーは、できる限り多くの建物負荷を受けますが、冷却熱貯蔵器は、建物負荷がチラー性能の合計を超過する場合にのみディスチャージします。このモードでは、熱貯蔵器システムはチャージモードにするべきではありません。」
【０１４７】
同様に、「初心者ユーザ」区分に属するユーザには、適応ユーザインタフェイスにおける「チラー優先制御」動作状態１００６の当該ユーザのクリックに応答して状態遷移図１０００とともに以下のテキストを表示することができる。
「システムは現在、チラー優先モードにあります。システムは、チラーを使用して建物を冷却しようとするだけでなく、付加的な冷却が必要な場合には、冷却熱貯蔵器のディスチャージもします。熱貯蔵器システムはこのモードにおいてチャージするべきではありません。」
初心者ユーザ区分に関連付けられたテキストは、操作職員区分に関連付けられたテキストと同じ一般的な情報を伝える。双方のテキスト抜粋が同じ動作状態を記述するからである。しかしながら、初心者ユーザ区分向けのテキストは、初心者ユーザが理解し易い言語が選択されるように技術用語のいくつか（例えば最適化制御、建物負荷、チラー性能等）が省略されている。
【０１４８】
いくつかの実施形態において、適応状態生成器１１２４は、予測状態データベース１１２６から、一以上の動作状態のための予測動作状態（すなわち予測状態情報）を受信する。予測動作状態は、動作状態に関連付けられた様々なデータ点に対する予測値を含み得る。かかるデータ点は、例えば、監視対象変数、計算対象変数、システムパラメータ、フィードバックループ状態インジケータ、設備状態インジケータ、又は動作状態に関連付けられた他のデータ点を含み得る。予測動作状態は、適応ユーザインタフェイスを介してユーザに提示することができる。いくつかの実施形態において、予測動作状態は、予測値が対応データ点の実際値と異なる場合にユーザへの一セットの指示（例えば行うべきアクション）を含む。状態記述及び遷移記述と同様に、当該一セットの指示も、予測動作状態が提示される特定のユーザ又はユーザ区分向けにあつらえることができる。
【０１４９】
いくつかの実施形態において、適応状態情報生成器１１２４は、適応ユーザインタフェイスを介して受信した動作状態についての情報の要求に応答して、動作状態に対する予測動作状態を取得する。例えば、適応状態情報生成器１１２４は、適応ユーザインタフェイスを介して提示された状態遷移図における動作状態を、ユーザが選択（例えばクリック）することに応答して、動作状態のための予測動作状態を取得することができる。いくつかの実施形態において、適応状態情報生成器１１２４は、動作状態のための予測動作状態を、ユーザ入力を必要とせずに（例えば動作状態に入る遷移に応答して）自動的に取得する。
【０１５０】
適応状態情報生成器１１２４は、適応ユーザインタフェイスに提示される予測動作状態を、予測動作状態が提示される特定のユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることができる。予測状態データベース１１２６は、各動作状態のための多数セットの予測状態情報を含み得る。各セットの予測状態情報は、ユーザ又はユーザ区分の属性及び能力に基づいて、異なるタイプのユーザ又はユーザ区分（例えば建物所有者、初心者ユーザ、操作職員、サービス技術者、エキスパートユーザ等）と有効に通信できるようにあつらえることができる。例えば、予測状態データベース１１２６は、初心者ユーザ向けの、各動作状態のためのあまり詳細ではない予測動作状態、及びエキスパートユーザ向けの、各動作状態のためのより詳細な予測動作状態を含み得る。適応状態情報生成器１１２４は、特定の予測動作状態を、当該予測動作状態が提示されるユーザ又はユーザ区分の識別に基づいて予測状態データベース１１２６から選択かつ取得することができる。
【０１５１】
適応状態情報生成器１１２４は、各動作状態に対して予測動作状態が画定する予測値を包含するユーザインタフェイス要素を生成することができる。ユーザインタフェイス要素は、例えば、特定の動作状態の予測値のデータ表、チャート、グラフ、又は他の表現を含み得る。ユーザインタフェイス要素はまた、予測値が与えられる各データ点の実際値を含み得る。実際値は、センサ６１４からの測定値、監視用制御器６１６若しくはユーザ装置６１８からの入力、ハイブリッド制御器１１０２が生成し、又は任意の他のデータソースから受信したＢＭＳ設備６２８からの動作データとして受信される。
【０１５２】
以下に示されるデータ表は、適応状態情報生成器１１２４が生成し得るユーザインタフェイス要素の一例である。データ表は、特定の動作状態に関連付けられた様々な点名称の表示、データ点の予測値、データ点の実際値、及び実際値が予測値と異なる場合に行うべきアクションを含む。アクションは、ユーザへの指示の形態で提示することができる。いくつかの実施形態において、指示は、データ表が提示されるユーザ又はユーザ区分向けにあつらえられる。
【表１】
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【０１５３】
いくつかの実施形態において、予測値及び実際値間の差異を明確に示すべく、データ表の一部が、ハイライトされ、又は他の態様で強調される。例えば、データ表の最下段は、冷却熱エネルギー貯蔵器（ＴＥＳ）流速に対する予測値「０ｇｐｍ」と、冷却ＴＥＳ流速のための実際値「２０００ｇｐｍ」との差異を示す。適応状態情報生成器１１２４は、テキストの色を変えることにより（例えば最下段を赤いテキストで表示）、最下段の背景色を変えることにより、最下段のテキストを点滅させることにより、又は他の態様で予測値及び実際値間の差異に注意を引くように最下段のテキストを提示することにより、最下段を修正することができる。
【０１５４】
いくつかの実施形態において、ハイブリッド制御器１１０２は故障検出器１１１６を含む。故障検出器１１１６は、システム１１００における故障を自動的に検出するように構成することができる。いくつかの実施形態において、故障検出器１１１６は、ＢＭＳ設備６２８、ハイブリッド制御器１１０２、並びに状態遷移制御器１１１０及び／又は状態制御器１１２０が使用する制御アルゴリズムの継続的な故障検出を行う。故障検出器１１１６は、データ入力をセンサ６１４、監視用制御器６１６、ユーザ装置６１８、ＢＭＳ設備６２８、ハイブリッド制御器１１０２の他のコンポーネントから、又は他のデータソースから受信することができる。故障検出器１１１６は、検出された故障を自動的に診断して応答することができる。検出又は診断された故障への応答は警報メッセージを、ユーザ、保守スケジューリングシステム、又は故障の修理又は故障の回避を試みるように構成された制御アルゴリズムに与えることを含み得る。
【０１５５】
故障検出器１１１６は、ハイブリッド制御器１１０２において利用可能な詳細なサブシステム入力を使用して、故障コンポーネント又は故障原因（例えば緩んだダンパーリンケージ）の特定の識別を出力するように構成することができる。例えば、故障検出器１１１６は、故障表示を適応ユーザインタフェイス生成器１１１４に与えることができ、適応ユーザインタフェイス生成器１１１４は、当該故障表示を、適応ユーザインタフェイスを介してユーザに提示する。他の実施形態において、故障検出器１１１６は、故障表示を監視用制御器６１６に与えるように構成され、監視用制御器６１６は、受信した故障事象に応答して制御ストラテジー及びポリシーを実行する。いくつかの実施形態において、故障検出器１１１６は、エネルギーの無駄を減らし、設備寿命を延ばし、又は適切な制御応答を確保するべく、システムをシャットダウンし、又は故障した装置若しくはシステムを回避する制御アクティビティを指示することができる。
【０１５６】
故障検出器１１１６は、様々な異なるシステムデータストア（又は実データのためのデータ点）を格納し又はこれにアクセスするように構成することができる。故障検出器１１１６は、、データストアの一部の内容を使用して故障を設備レベル（例えば特定のチラー、特定のＡＨＵ、特定の端末ユニット等）で識別し、他の内容を使用して故障をコンポーネント又はサブシステムレベルで識別することができる。例えば、センサ６１４及びＢＭＳ設備６２８は、システム１１００及びその様々なコンポーネントの性能を示す時間的（すなわち時系列の）データを生成することができる。センサ６１４及びＢＭＳ設備６２８が生成するデータは、統計的な特性を示す測定又は計算された値であって、対応するシステム又はプロセス（例えば温度制御プロセス、流量制御プロセス等）が、その設定点からの誤差の点でどのようにして挙動しているのかについての情報を与える値を含み得る。これらのプロセスは、システム１１００の性能が劣化し始める時を顕在化させ、ひどくなる前に故障を修理するようにユーザに警報を与えるべく、故障検出器１１１６によって実行することができる。
【０１５７】
なおも図１１を参照すると、ハイブリッド制御器１１０２は、適応ユーザインタフェイス生成器１１１４を含むように示される。適応ユーザインタフェイス生成器１１１４は、状態履歴を状態履歴追跡器１１１２から受信し、状態情報及び遷移情報を適応状態情報生成器１１２４から受信し、及び検出された故障を故障検出器１１１６から受信するように示される。適応ユーザインタフェイス生成器１１１４は、受信した情報を使用して、適応ユーザインタフェイスを生成することができる。いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、ハイブリッド制御器１１０２のユーザインタフェイス装置（例えば電子ディスプレイ、スピーカ等）を介して提示される。他の実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、通信インタフェイス１１３０を介してユーザ装置６１８へと送信され、ユーザ装置６１８のユーザインタフェイス要素を介してユーザに提示され得る。
【０１５８】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、制御対象システムの状態遷移図（例えば状態遷移図７００又は１０００）、又は状態遷移図の抽象化を含む。現行動作状態は、現行動作状態に入る遷移を引き起こした遷移条件とともに、状態遷移図においてハイライトすることができる。適応ユーザインタフェイス生成器１１１４は、変更を現行動作状態に反映するべく（例えば状態遷移に応答して）状態遷移図をリアルタイムで更新することができる。例えば、適応ユーザインタフェイス生成器１１１４は、状態遷移発生に応答して前の動作状態から現行動作状態へと、及び前の状態遷移から最新の状態遷移へと自動的にハイライトを動かすことができる。いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、ハイライトされた状態遷移が生じた時刻、及び／又はハイライトされた動作状態でシステムが動作している時間量を含む。
【０１５９】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、適応状態情報生成器１１２４が与える状態情報及び遷移情報を含む。状態情報及び遷移情報は双方とも、適応ユーザインタフェイスを介して受信したユーザ入力に応答して動的に更新することができる。例えば、ユーザは、適応ユーザインタフェイスにおける特定の動作状態をクリックして、当該動作状態に関連付けられた状態情報を表示させることができる。同様に、ユーザは、適応ユーザインタフェイスにおける特定の状態遷移をクリックして、当該状態遷移に関連付けられた遷移情報を表示させることができる。上述したように、状態情報及び遷移情報は双方とも、適応ユーザインタフェイスの提示を受ける特定のユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることができる。
【０１６０】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、特定の動作状態（例えば現行動作状態、ユーザ選択動作状態等）に対して予測動作状態が画定した予測値を包含するユーザインタフェイス要素を含む。ユーザインタフェイス要素は、例えば、動作状態の予測値のデータ表、チャート、グラフ、又は他の表現を含み得る。ユーザインタフェイス要素はまた、予測値が与えられる各データ点の実際値を含み得る。有利なことに、ユーザインタフェイス要素は、データ点の予測値及び実際値の双方を、システムが予測どおりに動作しているか否かをユーザが容易に決定することができるように伝えることができる。
【０１６１】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスにより、ユーザは、状態履歴追跡器１１１２が与える状態履歴を見ることができる。例えば、適応ユーザインタフェイスは、ユーザが過去動作状態と、現行動作状態につながる過去状態遷移とを見ることを許容する状態履歴制御部（例えば、前の状態ボタン、次の状態ボタン、現行状態ボタン等）を含み得る。ユーザは、状態履歴制御部を動作させて状態履歴における各状態及び状態遷移を、状態情報とそれに関連付けられた遷移情報とともに見ることができる。適応ユーザインタフェイスのこれらの及び他の特徴を、図１２を参照して詳述する。
【０１６２】
なおも図１１を参照すると、ハイブリッド制御器１１０２が音声命令モジュール１１１８を含むように示される。音声命令モジュール１１１８は、言語通信を使用して、ユーザからの入力を受信し、情報をユーザに与えることができる。いくつかの実施形態において、音声命令モジュール１１１８は、聴覚フォーマットで適応ユーザインタフェイスに包含された情報のいくつか又はすべてを提示する。例えば、音声命令モジュール１１１８は、現行動作状態、最新の状態遷移、状態情報及び遷移情報、並びに／又は予測動作状態を示す言語メッセージを生成することができる。いくつかの実施形態において、音声命令モジュール１１１８は、（例えばユーザ識別器１１２２が与えるユーザ属性に基づいて）識別されたユーザ又はユーザ区分にとって言語通信が最も有効であるとの決定に応答してユーザと対話するべく使用される。
【０１６３】
音声命令モジュール１１１８は、ユーザからの言語入力を受信及び解釈することができる。例えば、音声命令モジュール１１１８は、現行動作状態についての情報を要求するユーザからの音声命令を受信することができる。音声命令モジュール１１１８は、ユーザからの言語入力を使用して、ハイブリッド制御器１１０２の一以上のコンポーネントの問い合わせを生成することができる。音声命令モジュール１１１８は、状態遷移制御器１１１０に問い合わせて現行動作状態を識別することができる。音声命令モジュール１１１８は、状態履歴追跡器１１１２が与える状態履歴を問い合わせて、現行動作状態につながる一以上の前の動作状態及び／又は状態遷移を識別することができる。音声命令モジュール１１１８は、予測状態データベース１１２６及び記述テキストデータベース１１２８に問い合わせて、一以上の動作状態のための予測動作状態、状態記述及び／又は遷移記述を取得することができる。いくつかの実施形態において、音声命令モジュール１１１８は、ユーザ識別器１１２２が与えるユーザ又はユーザ区分を識別し、識別されたユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズされた特定の動作状態、状態記述又は遷移記述を取得する。
【０１６４】
音声命令モジュール１１１８は、ユーザに対する聴覚出力を与えることにより音声命令に応答することができる。聴覚出力は、現行動作状態、過去の動作状態、過去の状態遷移についての情報、又は音声命令に応答する他の情報を与えることができる。例えば、ユーザは、「現行動作状態は何ですか」との音声命令を与えることにより、音声命令モジュール１１１８と通信することができる。この音声命令に応答して、音声命令モジュール１１１８は、現行動作状態を識別し、（例えば現行動作状態に関連付けられたカスタマイズ済みの状態記述を読むことにより）現行動作状態を説明する聴覚出力を生成することができる。他の例として、ユーザは、音声命令「どうしてその状態なのですか」との音声命令に応答して、音声命令モジュール１１１８は、現行動作状態に入る遷移のトリガーとなる状態遷移を識別し、（例えば状態遷移に関連付けられたカスタマイズ済み遷移記述を読むことにより）状態遷移の理由を説明する聴覚出力を生成することができる。
【０１６５】
有利なことに、音声命令モジュール１１１８はさらに、適応ユーザインタフェイスの主要機能を、ユーザに容易に理解されてユーザの個別の学習スタイル向けにカスタマイズされる形態でユーザに情報を提示するように向上させる。言語通信を可能にすることにより、音声命令モジュール１１１８は、ハイブリッド制御器１１０２の、聴覚学習者と通信する能力を改善する。いくつかの実施形態において、音声命令モジュール１１１８が聴覚学習者と通信するべく使用される一方、適応ユーザインタフェイス生成器１１１４が与える視覚的ユーザインタフェイスは、視覚的学習者と通信するべく使用される。ユーザの好み及び学習スタイル向けの、この形態の適応は、ユーザに提示される情報を単にカスタマイズすることを超えており、ハイブリッド制御器１１０２は、視覚的又は音声的に情報を提示するオプションを与えることにより、情報が様々な異なる学習スタイルに順応するべく提示される態様に適応することができる。
【０１６６】
適応ユーザインタフェイス
【０１６７】
ここで図１２を参照すると、典型的な実施形態に係る適応ユーザインタフェイス１２００の図面が示される。適応ユーザインタフェイス１２００は、図１１を参照して記載される適応ユーザインタフェイス生成器１１１４によって生成することができる。適応ユーザインタフェイス１２００は状態遷移図１２０２を含むように示される。現行動作状態１２２２（すなわち「チラー優先制御」）は、現行動作状態１２２２に入る遷移を引き起こした遷移条件２とともに、状態遷移図１２０２においてハイライトされる。いくつかの実施形態において、状態遷移図１２０２は、変更を現行動作状態に反映するべく（例えば状態遷移に応答して）リアルタイムで更新される。例えば、状態遷移１４を介して動作状態１２２２から動作状態１２２４（すなわち「最大ディスチャージ」）への状態遷移が発生する場合、ハイライトは、動作状態１２２２から動作状態１２２４へと、及び状態遷移２から状態遷移１４へと動く。
【０１６８】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイス１２００は、ハイライトされた状態遷移が生じた時刻１２０８を示す（すなわち「８：０２：４０ＡＭ  ８／３／２０１６」）。時刻１２０８は、状態遷移が発生するたびに自動的に更新される。適応ユーザインタフェイス１２００はまた、ハイライトされた動作状態でシステムが動作している時間量１２０４を示すことができる。表示される状態が現行動作状態であれば、時間量１２０４は、最新の状態遷移が生じてから経過した時間を示し得る。時間量１２０４は、システムが現行動作状態のままであるときに動的に更新することができる。しかしながら、表示されている状態が過去動作状態（以下に詳述される）である場合、時間量１２０４は、過去動作状態で経過した時間（すなわち過去動作状態から出るシステム遷移の時刻と、過去動作状態に入るシステム遷移の時刻との差異）を示し得る。
【０１６９】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイス１２００は、ユーザ操作可能な状態履歴制御部１２１０を含む。状態履歴制御部１２１０によりユーザは、状態履歴追跡器１１１２が与える状態履歴を見ることができる。ユーザは、状態履歴制御部１２１０を動作させて状態履歴における各状態及び状態遷移を、状態記述１２１２、遷移記述１２１４、及びこれらに関連付けられた動作状態１２１６とともに見ることができる。例えば、状態履歴制御部１２１０は、現行状態ボタン、前の状態ボタン、プレイボタン、及び次の状態ボタンを含むように示される。ユーザは、適応ユーザインタフェイス１２００に、現在表示されている動作状態の直前の動作状態を表示させるように、前の状態ボタンを選択することができる。前の状態ボタンの選択に応答して、適応ユーザインタフェイス１２００は、状態遷移図１２０２におけるハイライトを、前の動作状態及び前の状態遷移へと動かすことができる。
【０１７０】
同様に、ユーザは、適応ユーザインタフェイス１２００に、現在表示されている動作状態の直後の動作状態を表示させるように、次の状態ボタンを選択することができる。次の状態ボタンの選択に応答して、適応ユーザインタフェイス１２００は、状態遷移図１２０２におけるハイライトを、次の動作状態及び次の状態遷移へと動かすことができる。ユーザは、動作状態が表示されているにもかかわらず、適応ユーザインタフェイス１２００に現行動作状態を表示させるように、現行状態ボタンを選択することができる。現行状態ボタンの選択に応答して、適応ユーザインタフェイス１２００は、状態遷移図１２０２におけるハイライトを、現行動作状態及び最新の状態遷移へと動かすことができる。
【０１７１】
いくつかの実施形態において、状態履歴制御部１２１０は、ユーザが（例えば状態名称、状態識別子等により）特定の動作状態を入力することができる「状態に逆戻り」検索ボックスを含む。適応ユーザインタフェイス生成器１１１４は、ユーザが特定した動作状態を識別し、当該動作状態が生じた最新の時刻を求めて状態履歴を検索することができる。ユーザが特定した動作状態の最新の発生を見出すと、適応ユーザインタフェイス１２００は、状態遷移図１２０２におけるハイライトを、ユーザが特定した動作状態、及び当該ユーザが特定した動作状態の最新の発生につながる状態遷移へと動かすことができる。適応ユーザインタフェイス１２００は、ハイライトされた動作状態が当該ハイライトされた動作状態に関連付けられた値を反映するべく変わるたびに、状態にある時刻１２０４、及び遷移発生時刻１２０８を更新することができる。
【０１７２】
いくつかの実施形態において、状態履歴制御部１２１０は、ユーザが特定の時刻及び／又は日付を入力することができる「時刻に逆戻り」検索ボックスを含む。適応ユーザインタフェイス生成器１１１４は、ユーザが特定した時刻を識別し、識別された時刻にシステムが動作していた動作状態を求めて状態履歴を検索することができる。ユーザが特定した時刻に対応する動作状態を見出すと、適応ユーザインタフェイス１２００は、状態遷移図１２０２におけるハイライトを、識別された動作状態、及び当該識別された動作状態の発生につながる状態遷移へと動かすことができる。
【０１７３】
いくつかの実施形態において、状態履歴制御部１２１０はプレイボタンを含む。ユーザは、適応ユーザインタフェイス１２００に、現行動作状態に到達するまで、状態履歴によって特定された動作状態及び状態遷移のシーケンスを通るように進展させるように、プレイボタンを選択することができる。適応ユーザインタフェイス１２００は、シーケンスにおいて次の動作状態及び状態遷移へと進行する前の所定の時間量（例えば５秒、１５秒等）の間、状態履歴における各動作状態及び状態遷移を順次ハイライトすることができる。いくつかの実施形態において、状態履歴制御部１２１０は、ユーザに状態履歴プレイバックの一時停止を可能とさせるべく、ポーズボタンを含む。シーケンスにおける次の動作状態への各進行により、適応ユーザインタフェイス１２００は、状態遷移図１２０２におけるハイライトを、状態履歴における次の動作状態及び状態遷移へと動かすことができる。
【０１７４】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイス１２００は、状態統計を見るための選択可能ボタン１２０６を含む。選択ボタン１２０６は、適応ユーザインタフェイス１２００に、様々な動作状態及び状態遷移に対する詳細な統計を表示させることができる。例えば、適応ユーザインタフェイス１２００は、所定時間窓内の各動作状態で経過した累積時間量、各状態遷移が生じた合計回数、最も高頻度の動作状態又は状態遷移、各動作状態での故障発生数、及び／又は任意の他の、動作状態に関連付けられた統計を表示することができる。状態統計は、状態履歴追跡器１１１２、故障検出器１１１６、状態制御器１１２０、又はハイブリッド制御器１１０２の他のコンポーネントが集めた情報から導出することができる。
【０１７５】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイス１２００は、適応状態情報生成器１１２４が与える状態記述１２１２及び遷移記述１２１４を含む。状態記述１２１２及び遷移記述１２１４は双方とも、適応ユーザインタフェイス１２００を介して受信したユーザ入力に応答して動的に更新することができる。例えば、ユーザは、状態遷移図１２０２における特定の動作状態をクリックして、その動作状態に関連付けられた状態記述１２１２を表示させることができる。同様に、ユーザは、状態遷移図１２０２における特定の状態遷移をクリックして、当該状態遷移に関連付けられた遷移記述１２１４を表示させることができる。
【０１７６】
状態記述１２１２及び遷移記述１２１４は、状態遷移図１２０２においてハイライトされた動作状態及び状態遷移の記述を与えるべく、動的に更新することができる。例えば、状態記述１２１２及び遷移記述１２１４は、状態遷移図１２０２においてハイライトされた動作状態及び／又は状態遷移のいずれに対しても、対応記述によって置換することができる。上述したように、状態記述１２１２及び遷移記述１２１４は双方とも、適応ユーザインタフェイス１２００の提示を受ける特定のユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることができる。
【０１７７】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイス１２００は、ハイライトされた動作状態に対して動作状態１２１６を示す。動作状態１２１６は、予測状態データベース１１２６から受信した予測動作状態によって画定されるような、動作状態に関連付けられた様々なデータ点の予測値を含み得る。動作状態１２１６は、動作状態の予測値のデータ表、チャート、グラフ、又は他の表現を含み得る。動作状態１２１６はまた、予測値が与えられる各データ点の実際値を含み得る。実際値は、センサ６１４からの測定値、監視用制御器６１６若しくはユーザ装置６１８からの入力、ハイブリッド制御器１１０２が生成し、又は任意の他のデータソースから受信したＢＭＳ設備６２８からの動作データとして受信される。有利なことに、動作状態１２１６は、データ点の予測値及び実際値の双方を、システムが予測どおりに動作しているか否かをユーザが容易に決定することができるように伝えることができる。
【０１７８】
図１２に示されるデータ表は、適応ユーザインタフェイス１２００に含まれ得る動作状態１２１６の一例である。データ表は、ハイライトされた動作状態に関連付けられた様々な点名称の表示、データ点の予測値、データ点の実際値、及び実際値が予測値と異なる場合に行うべきアクションを含む。アクションは、ユーザへの指示の形態で提示することができる。いくつかの実施形態において、指示は、適応ユーザインタフェイス１２００が与えられるユーザ又はユーザ区分向けにあつらえられる。
【０１７９】
いくつかの実施形態において、予測値及び実際値間の差異を明確に示すべく、データ表の一部が、ハイライトされ、又は他の態様で強調される。例えば、データ表の最下段は、冷却熱エネルギー貯蔵器（ＴＥＳ）流速に対する予測値「０ｇｐｍ」と、冷却ＴＥＳ流速のための実際値「２０００ｇｐｍ」との差異を示す。適応ユーザインタフェイス１２００は、テキストの色を変えることにより（例えば最下段を赤いテキストで表示）、最下段の背景色を変えることにより、最下段のテキストを点滅させることにより、又は他の態様で予測値及び実際値間の差異に注意を引くように最下段のテキストを提示することにより、最下段を修正することができる。
【０１８０】
いくつかの実施形態において、動作状態１２１６は故障表示１２１８を含む。故障表示１２１８は、ハイライトされた動作状態又は任意の他の動作状態において検出された一以上の故障を識別することができる。故障表示１２１８は、検出された故障についても情報を与えることができる。例えば、故障表示１２１８は、「冷却ＴＥＳ流速範囲逸脱」とのテキストを表示するように示される。いくつかの実施形態において、故障表示１２１８は、各故障が発生した時刻、故障発生以来の経過時間、故障に関連付けられた予測金銭価値、又は他の故障詳細を示す。いくつかの実施形態において、動作状態１２１６は、検出された故障に関連する詳細な情報及び統計を表示するべく選択可能な故障詳細ボタン１２２０を含む。
【０１８１】
適応ユーザインタフェイス１２００は、ハイブリッド制御の実装に既に包含されている情報を利用して、様々なタイプの情報を、識別されたユーザ区分に簡潔に説明するテキストフィールドの表示を開始する。例えば、適応ユーザインタフェイス１２００は、システムが現在何をしようとしているのかを、状態遷移図１２０２及び状態記述１２１２の形態で状態情報を提示することによって説明することができる。適応ユーザインタフェイス１２００は、システムがなぜ現行動作状態で動作しているのかを、状態遷移図１２０２及び遷移記述１２１４の形態で状態遷移情報を提示することによって説明することができる。適応ユーザインタフェイス１２００は、システムがどれくらいの期間、現行状態で動作していたのかを、時間１２０４を提示することによって説明することができる。適応ユーザインタフェイス１２００は、ユーザが状態履歴制御部１２１０を介して動作状態及び状態遷移の履歴を逆戻り及びプレイバックするのを許容することにより、システムが典型的にはどのようにして挙動するのかを説明することができる。適応ユーザインタフェイス１２００は、動作状態１２１６を介してデータ点に対する予測値を提示することにより、現行動作状態において何が起こっているべきなのかを説明することができる。適応ユーザインタフェイス１２００は、データ点に対する実際値を予測値と対照させて提示することにより、任意の検出された故障を説明することができる。適応ユーザインタフェイス１２００はまた、故障を検出して故障表示１２１８を与えることができる。
【０１８２】
ハイライトされた状態及び状態遷移を有する状態遷移図１２０２のグラフィカルビューは、制御のシステムレベルビューを与える。適応ユーザインタフェイス１２００は、ユーザに提示された情報及び内容を、システム１１００の他の装置（例えば、センサ６１４、監視用制御器６１６、ＢＭＳ設備６２８等）から受信したリアルタイムの動作条件及びデータに基づいて連続的に適合させ得る。このアプローチは、様々な異なる制御器（例えばＭｅｔａｓｙｓ（登録商標）制御器）、及びモデルベースの設計方法及びツール（例えばＭａｔｈｗｏｒｋｓ）を使用して実装されるハイブリッド制御器設計とともに使用することができる。
【０１８３】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイス１２００は、訓練利益及び動作利益の双方を与える。例えば、ハイブリッド制御器１１０２は、実際の物理的なプラント（例えばＢＭＳ設備６２８及びセンサ６１４）がオンラインに持ち込まれる前に、模擬プラントに接続することができる。ハイブリッド制御器１１０２は、模擬プラントと対話をして適応ユーザインタフェイス１２００を生成し、オフライン訓練セッション中に情報をユーザに伝えることができる。適応ユーザインタフェイス１２００は、物理的なプラントがオンラインに持ち込まれる前に、システムがどのようにして動作及び挙動するのかについての理解を得るべく使用することができる。物理的なプラントが設置され及び動作した後、適応ユーザインタフェイス１２００は、模擬プラントと同じ態様で、動作を容易にし、故障を解決し、並びに物理的なプラントを監視及び／制御するべく使用することができる。オフライン訓練モードにおいてユーザがシステム動作の理解を得られるようにすることで、適応ユーザインタフェイス１２００は、ユーザが理解欠如ゆえに自動制御機能を無効にするという、なかなか解決しない問題を防止することができる。
【０１８４】
フロー図
【０１８５】
ここで図１３を参照すると、典型的な実施形態に係る、適応ユーザインタフェイスを生成してハイブリッド制御システムに与えるプロセス１３００のフロー図が示される。プロセス１３００は、図１１を参照して記載したように、建物制御システム１１００の一以上のコンポーネントが行うことができる。いくつかの実施形態において、プロセス１３００は、ハイブリッド制御器１１０２が行う。
【０１８６】
プロセス１３００は、建物に配置された一以上のセンサから測定値を受信することを含むように示される（ステップ１３０２）。センサは、建物における一以上の監視対象変数を測定するように構成された様々なセンサ（例えば温度センサ、湿度センサ、流速センサ、圧力センサ、電圧センサ、電流センサ、光センサ等）のいずれかを含み得る。センサは、測定値を入力としてハイブリッド制御器へと通信インタフェイスを介して与えることができる。いくつかの実施形態において、センサは、フィードバック信号を、建物における関心変数（例えば建物ゾーン温度、建物ゾーン湿度、システム電力消費等）の値を示すハイブリッド制御器に与える。ハイブリッド制御器は、センサからの測定値を使用して状態遷移条件を評価し、及び／又は様々な動作状態内の閉ループ制御動作を行うことができる。
【０１８７】
プロセス１３００は、センサからの測定値に基づいて状態遷移を実行することにより、多数の離散動作状態間で遷移することを含むように示される（ステップ１３０４）。いくつかの実施形態において、ステップ１３０４は状態遷移制御器１１１０が行う。ステップ１３０４は、状態遷移条件と様々な動作状態間の遷移とを評価するべく有限状態機械として動作することを含み得る。ステップ１３０４において使用される状態遷移条件及び論理は、後の取得を目的としてデータベースに格納することができる。
【０１８８】
いくつかの実施形態において、ステップ１３０４は、現行動作状態の表示を一以上の状態制御器に与えることを含む。各状態制御器は、特定の動作状態内の閉ループ制御器として動作することができる。例えば、各状態制御器は、制御信号を生成して建物設備（例えばＢＭＳ設備６２８）に与える一方、動作状態内で動作することができる。いくつかの実施形態において、各状態制御器は、状態遷移が対応動作状態に入るように発生するとアクティブになり、状態遷移が対応動作状態から出るように発生すると非アクティブになる。いくつかの実施形態において、各状態制御器は、異なる制御アルゴリズム及び／又は異なる制御論理を使用する。これにより、ハイブリッド制御器は、特定の動作状態におけるシステム動作をそれぞれが制御する多数の異なる制御器として機能することができる。
【０１８９】
プロセス１３００は、一連の実行された状態遷移、及び／又は当該状態遷移から得られた一連の動作状態を画定する状態履歴を記録することを含むように示される（ステップ１３０６）。いくつかの実施形態において、ステップ１３０６は、状態履歴追跡器１１１２が行う。ステップ１３０６は、各状態遷移が、始点状態（すなわち状態遷移直前の現行動作状態）及び終点状態（すなわち状態遷移直後の現行動作状態）の識別とともに発生する時刻を記録することを含み得る。いくつかの実施形態において、ステップ１３０６は、状態遷移及び／又は動作状態に関連する統計を生成することを含む。例えば、ステップ１３０６は、所与の動作状態において経過した時間量を、動作状態に入る状態遷移が発生した時刻を、動作状態から出る状態遷移が発生した時刻から減算することによって決定することを含み得る。
【０１９０】
いくつかの実施形態において、ステップ１３０６は、状態遷移条件、すなわち各状態遷移のトリガーとなる条件を記録することを含む。例えば、ステップ１３０６は、状態遷移のトリガーとなるべく充足された特定の遷移条件を識別することと、充足状態遷移条件の表示を、状態遷移が生じた時刻とともに格納することとを含み得る。ステップ１３０６は、各動作状態に入り及び各動作状態から出る最もよくある遷移を、状態遷移の履歴を経時的に分析することによって決定することを含み得る。ステップ１３０６は、最もよくある状態遷移条件又は各状態遷移のトリガーを識別することを含み得る。
【０１９１】
いくつかの実施形態において、ステップ１３０６において記録された状態履歴は、一定時間周期にわたる動作状態のシーケンスを再構築するべく使用可能な時系列の状態値を含む。時系列の各要素（例えば各動作状態）は、当該要素を特徴付ける複数の属性を含み得る。例えば、時系列における各動作状態は、動作状態（すなわち状態値）の識別を定義する属性、動作状態に入る遷移が発生した時刻、動作状態に入る遷移のトリガーとなるべく充足された状態遷移条件、状態遷移が発生する始点状態、動作状態から出る遷移が発生した時刻、動作状態から出る遷移のトリガーとなるべく充足された状態遷移条件、動作状態からの遷移が発生して入る終点状態、動作状態において経過した時間、及び／又は時系列において動作状態を特徴付ける他の属性を含み得る。
【０１９２】
いくつかの実施形態において、状態履歴は、一定時間周期にわたる動作状態のシーケンスを再構築するべく使用可能な時系列の状態遷移を含む。時系列の各要素（例えば各状態遷移）は、当該要素を特徴付ける複数の属性を含み得る。例えば、時系列における各状態遷移は、状態遷移の識別を定義する属性（例えば英数字識別子による）、状態遷移が発生する時刻、状態遷移直前の始点状態、状態遷移直後の終点状態、状態遷移のトリガーとなる特定の遷移条件、前の動作状態で経過した時間、前の状態遷移、及び／又は時系列において状態遷移を特徴付ける他の属性を含み得る。
【０１９３】
なおも図１３を参照すると、プロセス１３００は、離散動作状態及び状態遷移の一表現を含む適応ユーザインタフェイスを生成することを含む（ステップ１３０８）。いくつかの実施形態において、ステップ１３０８は、適応ユーザインタフェイス生成器１１１４が行う。適応ユーザインタフェイスは、図１２を参照して記載されたように、適応ユーザインタフェイス１２００と同じか又は類似する。いくつかの実施形態において、ステップ１３０８は、ステップ１３０６からの状態履歴、ステップ１３０４からの状態情報及び遷移情報、並びに／又は故障検出器１１１６からの検出された故障を使用して適応ユーザインタフェイスを生成することを含む。いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、ハイブリッド制御器のユーザインタフェイス装置（例えば電子ディスプレイ、スピーカ等）を介して提示される。他の実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、ユーザ装置へと送信され、ユーザ装置のユーザインタフェイス要素を介してユーザに提示され得る。
【０１９４】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、制御対象システムの状態遷移図（例えば状態遷移図７００又は１０００）、又は状態遷移図の抽象化を含む。現行動作状態は、現行動作状態に入る遷移を引き起こした遷移条件とともに、状態遷移図においてハイライトすることができる。ステップ１３０８は、変更を現行動作状態に反映するべく（例えば状態遷移に応答して）状態遷移図をリアルタイムで更新することを含み得る。例えば、ステップ１３０８は、状態遷移発生に応答して前の動作状態から現行動作状態へと、及び前の状態遷移から最新の状態遷移へと自動的にハイライトを動かすことを含み得る。いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、ハイライトされた状態遷移が生じた時刻、及び／又はハイライトされた動作状態でシステムが動作している時間量を含む。
【０１９５】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、適応状態情報生成器１１２４が与える状態情報及び遷移情報を含む。状態情報及び遷移情報は双方とも、適応ユーザインタフェイスを介して受信したユーザ入力に応答して動的に更新することができる。例えば、ユーザは、適応ユーザインタフェイスにおける特定の動作状態をクリックして、当該動作状態に関連付けられた状態情報を表示させることができる。同様に、ユーザは、適応ユーザインタフェイスにおける特定の状態遷移をクリックして、当該状態遷移に関連付けられた遷移情報を表示させることができる。上述したように、状態情報及び遷移情報は双方とも、適応ユーザインタフェイスの提示を受ける特定のユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることができる。
【０１９６】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、特定の動作状態（例えば現行動作状態、ユーザ選択動作状態等）に対して予測動作状態が画定した予測値を包含するユーザインタフェイス要素を含む。ユーザインタフェイス要素は、例えば、動作状態の予測値のデータ表、チャート、グラフ、又は他の表現を含み得る。ユーザインタフェイス要素はまた、予測値が与えられる各データ点の実際値を含み得る。有利なことに、ユーザインタフェイス要素は、データ点の予測値及び実際値の双方を、システムが予測どおりに動作しているか否かをユーザが容易に決定することができるように伝えることができる。
【０１９７】
なおも図１３を参照すると、プロセス１３００は、状態履歴をナビゲートして当該状態履歴が画定した動作状態を選択することと（ステップ１３１０）、選択された動作状態についての情報を与えるべく適応ユーザインタフェイスを自動的に更新することとを含むように示される。ステップ１３１０は、適応ユーザインタフェイスのユーザ操作可能な状態履歴制御部を使用して状態履歴をナビゲートすることを含み得る。状態履歴制御部は、ステップ１３０６において与えられた状態履歴をユーザが見ることを許容することができる。ユーザは、状態履歴制御部を動作させて状態履歴における各状態及び状態遷移を、状態記述、遷移記述、及びこれらに関連付けられた動作状態とともに見ることができる。例えば、状態履歴制御部は、現行状態ボタン、前の状態ボタン、プレイボタン、及び次の状態ボタンを含み得る。ユーザは、適応ユーザインタフェイスに、現在表示されている動作状態の直前の動作状態を表示させるように、前の状態ボタンを選択することができる。前の状態ボタンの選択に応答して、適応ユーザインタフェイスは、状態遷移図におけるハイライトを、前の動作状態及び前の状態遷移へと動かすことができる。
【０１９８】
同様に、ユーザは、適応ユーザインタフェイスに、現在表示されている動作状態の直後の動作状態を表示させるように、次の状態ボタンを選択することができる。次の状態ボタンの選択に応答して、適応ユーザインタフェイスは、状態遷移図におけるハイライトを、次の動作状態及び次の状態遷移へと動かすことができる。ユーザは、動作状態が表示されているにもかかわらず、適応ユーザインタフェイスに現行動作状態を表示させるように、現行状態ボタンを選択することができる。現行状態ボタンを選択することに応答して、適応ユーザインタフェイスは、状態遷移図におけるハイライトを、現行動作状態及び最新の状態遷移へと動かすことができる。
【０１９９】
いくつかの実施形態において、状態履歴制御部は、ユーザが（例えば状態名称、状態識別子等により）特定の動作状態を入力することができる「状態に逆戻り」検索ボックスを含む。ステップ１３１０は、ユーザが特定した動作状態を識別し、当該動作状態が生じた最新の時刻を求めて状態履歴を検索することができる。ユーザが特定した動作状態の最新の発生を見出すと、ステップ１３１２は、状態遷移図におけるハイライトを、ユーザが特定した動作状態、及び当該ユーザが特定した動作状態の最新の発生につながる状態遷移へと動かすことを含み得る。ステップ１３１２は、ハイライトされた動作状態が当該ハイライトされた動作状態に関連付けられた値を反映するべく変わるたびに、状態にある時刻、及び遷移発生時刻を更新することを含み得る。
【０２００】
いくつかの実施形態において、状態履歴制御部は、ユーザが特定の時刻及び／又は日付を入力することができる「時刻に逆戻り」検索ボックスを含む。ステップ１３１０は、ユーザが特定した時刻を識別し、識別された時刻にシステムが動作していた動作状態を求めて状態履歴を検索することができる。ユーザが特定した時刻に対応する動作状態を見出すと、ステップ１３１２は、状態遷移図におけるハイライトを、識別された動作状態、及び当該識別された動作状態の発生につながる状態遷移へと動かすことを含み得る。
【０２０１】
いくつかの実施形態において、状態履歴制御部はプレイボタンを含む。ユーザは、適応ユーザインタフェイスに、現行動作状態に到達するまで、状態履歴によって特定された動作状態及び状態遷移のシーケンスを通るように進展させるように、プレイボタンを選択することができる。ステップ１３１２は、シーケンスにおいて次の動作状態及び状態遷移へと進行する前の所定の時間量（例えば５秒、１５秒等）の間、状態履歴における各動作状態及び状態遷移を順次ハイライトすることを含む。いくつかの実施形態において、状態履歴制御部は、ユーザに状態履歴プレイバックの一時停止を可能とさせるべく、ポーズボタンを含む。シーケンスにおける次の動作状態への各進行により、ステップ１３１２は、状態遷移図におけるハイライトを、状態履歴における次の動作状態及び状態遷移へと動かすことができる。
【０２０２】
ここで図１４を参照すると、典型的な実施形態に係る適応ユーザインタフェイスを生成してハイブリッド制御システムに与える他のプロセス１４００のフロー図が示される。プロセス１４００は、図１１を参照して記載されたように、建物制御システム１１００の一以上のコンポーネントが行うことができる。いくつかの実施形態において、プロセス１４００は、ハイブリッド制御器１１０２が行う。
【０２０３】
プロセス１４００は、建物に配置された一以上のセンサから測定値を受信することを含むように示される（ステップ１４０２）。センサは、建物における一以上の監視対象変数を測定するように構成された様々なセンサ（例えば、温度センサ、湿度センサ、流速センサ、圧力センサ、電圧センサ、電流センサ、光センサ等）のいずれかを含み得る。センサは、測定値を入力としてハイブリッド制御器へと通信インタフェイスを介して与えることができる。いくつかの実施形態において、センサは、フィードバック信号を、建物における関心変数（例えば建物ゾーン温度、建物ゾーン湿度、システム電力消費等）の値を示すハイブリッド制御器に与える。ハイブリッド制御器は、センサからの測定値を使用して状態遷移条件を評価し、及び／又は様々な動作状態内の閉ループ制御動作を行うことができる。
【０２０４】
プロセス１４００は、センサからの測定値に基づいて状態遷移を実行することにより、多数の離散動作状態間で遷移することを含むように示される（ステップ１４０４）。いくつかの実施形態において、ステップ１４０４は状態遷移制御器１１１０が行う。ステップ１４０４は、有限状態機械として動作して状態遷移条件と様々な動作状態間の遷移とを評価するステップ１４０４において使用される状態遷移条件及び論理は、後の取得を目的としてデータベースに格納することができる。
【０２０５】
いくつかの実施形態において、ステップ１４０４は、現行動作状態の表示を一以上の状態制御器に与えることを含む。各状態制御器は、特定の動作状態内の閉ループ制御器として動作することができる。例えば、各状態制御器は、制御信号を生成して建物設備（例えばＢＭＳ設備６２８）に与える一方、動作状態内で動作することができる。いくつかの実施形態において、各状態制御器は、状態遷移が対応動作状態に入るように発生するとアクティブになり、状態遷移が対応動作状態から出るように発生すると非アクティブになる。いくつかの実施形態において、各状態制御器は、異なる制御アルゴリズム及び／又は異なる制御論理を使用する。これにより、ハイブリッド制御器は、特定の動作状態におけるシステム動作をそれぞれが制御する多数の異なる制御器として機能することができる。
【０２０６】
なおも図１４を参照すると、プロセス１４００は、選択された動作状態についての情報を含む適応ユーザインタフェイスを生成することを含むように示される（ステップ１４０６）。いくつかの実施形態において、ステップ１４０６は、適応ユーザインタフェイス生成器１１１４が行う。適応ユーザインタフェイスは、図１２を参照して記載されたように、適応ユーザインタフェイス１２００と同じか又は類似する。いくつかの実施形態において、ステップ１４０６は、ステップ１３０６からの状態履歴、ステップ１３０４からの状態情報及び遷移情報、並びに／又は故障検出器１１１６からの検出された故障を使用して適応ユーザインタフェイスを生成することを含む。いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、ハイブリッド制御器のユーザインタフェイス装置（例えば電子ディスプレイ、スピーカ等）を介して提示される。他の実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、ユーザ装置へと送信され、ユーザ装置のユーザインタフェイス要素を介してユーザに提示され得る。
【０２０７】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、制御対象システムの状態遷移図（例えば状態遷移図７００又は１０００）、又は状態遷移図の抽象化を含む。現行動作状態は、現行動作状態に入る遷移を引き起こした遷移条件とともに、状態遷移図においてハイライトすることができる。ステップ１４０６は、変更を現行動作状態に反映するべく（例えば状態遷移に応答して）状態遷移図をリアルタイムで更新することを含み得る。例えば、ステップ１４０６は、状態遷移発生に応答して前の動作状態から現行動作状態へと、及び前の状態遷移から最新の状態遷移へと自動的にハイライトを動かすことを含み得る。いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、ハイライトされた状態遷移が生じた時刻、及び／又はシステムがハイライトされた動作状態において動作していた時間量を示す。
【０２０８】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、適応状態情報生成器１１２４が与える状態情報及び遷移情報を含む。状態情報及び遷移情報は双方とも、適応ユーザインタフェイスを介して受信したユーザ入力に応答して動的に更新することができる。例えば、ユーザは、適応ユーザインタフェイスにおける特定の動作状態をクリックして、当該動作状態に関連付けられた状態情報を表示させることができる。同様に、ユーザは、適応ユーザインタフェイスにおける特定の状態遷移をクリックして、当該状態遷移に関連付けられた遷移情報を表示させることができる。上述したように、状態情報及び遷移情報は双方とも、適応ユーザインタフェイスの提示を受ける特定のユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることができる。
【０２０９】
いくつかの実施形態において、適応ユーザインタフェイスは、特定の動作状態（例えば現行動作状態、ユーザ選択動作状態等）に対して予測動作状態が画定した予測値を包含するユーザインタフェイス要素を含む。ユーザインタフェイス要素は、例えば、動作状態の予測値のデータ表、チャート、グラフ、又は他の表現を含み得る。ユーザインタフェイス要素はまた、予測値が与えられる各データ点の実際値を含み得る。有利なことに、ユーザインタフェイス要素は、データ点の予測値及び実際値の双方を、システムが予測どおりに動作しているか否かをユーザが容易に決定することができるように伝えることができる。
【０２１０】
なおも図１４を参照すると、プロセス１４００は、適応ユーザインタフェイスの提示を受けるユーザ又はユーザ区分を識別することを含むように示される（ステップ１４０８）。いくつかの実施形態において、ステップ１４０８はユーザ識別器１１２２が行う。ステップ１４０８は、適応ユーザインタフェイスを介してハイブリッド制御器と対話する特定のユーザ又はユーザ区分を識別することを含み得る。いくつかの実施形態において、ステップ１４０８は、ユーザが与えるログイン認証（例えばユーザ名称、ユーザＩＤ等）に基づいてユーザを識別することを含む。いくつかの実施形態において、ステップ１４０８は、ユーザが与えるバイオメトリックマーカを調べることによってユーザを識別することを含む。例えば、ステップ１４０８は、カメラ（例えばＢＭＳ設備６２８の一装置）を使用してユーザの画像をキャプチャし、当該画像に基づいてユーザを識別することを含み得る。ステップ１４０８は、バイオメトリックマーカが格納されている一セットのユーザから当該ユーザを一意に識別するべく指紋、声紋、他のバイオメトリックマーカを使用することができる。
【０２１１】
ステップ１４０８は、識別されたユーザに関連付けられたユーザ区分又は群を決定することを含み得る。いくつかの実施形態において、ステップ１４０８は、識別されたユーザが属する一以上のユーザ群又は区分を示すユーザデータベースにアクセスすることを含む。例えば、ステップ１４０８は、ユーザデータベースからの情報に基づいて「操作職員」区分又は「サービス技術者」区分の一員としてユーザを識別することができる。いくつかの実施形態において、ステップ１４０８は、ユーザ又はユーザ区分の様々な属性を識別することを含む。例えば、ステップ１４０８は、ユーザに関連付けられたユーザプロファイルにアクセスすることにより、ユーザの好ましい学習スタイル（例えば視覚、聴覚、触覚等）を識別することができる。いくつかの実施形態において、ステップ１４０８は、ユーザ又はユーザ区分（例えば未経験者、ベテラン、エキスパート等）に関連付けられた技術的理解又は経験のレベルを識別することを含む。
【０２１２】
いくつかの実施形態において、ステップ１４０８は、データベースから情報を取得することによりユーザの属性を識別することを含む。ステップ１４０８は、経時的なユーザの挙動及び／又は好みを（例えばユーザフィードバック又は入力に基づいて）学習することを含み、ユーザの学習した属性を反映するべくデータベースを更新することができる。例えば、ステップ１４０８は、ユーザの好ましい学習スタイル、ユーザの技術的経験、ユーザが見たいと思う詳細のレベル等のようなユーザ属性及び好みを特定するべく、ユーザにプロンプトを提示することを含み得る。ステップ１４０８は、ユーザからのフィードバックを使用して、データベースに格納されたユーザプロファイルの一以上の属性を集めることを含み得る。
【０２１３】
いくつかの実施形態において、ステップ１４０８は、ユーザの挙動及び好みを、かかる情報をユーザが特定する必要なしに、自動的に学習することを含む。例えば、ステップ１４０８は、適応ユーザインタフェイスを介して提示される様々なセットの情報に応答してユーザによりとられているアクション（例えば手動オーバーライドの決定）、又はユーザが与える入力（例えば異なるタイプの情報の要求）を分析することを含み得る。ステップ１４０８は、ユーザからのフィードバックを使用して、ユーザの好みと技術的理解又は専門知識のレベルとを自動的に決定することを含み得る。例えば、ユーザが、エキスパートユーザ向けにあつらえられた一セットの情報が提示されたときに、自動制御決定を最適以下の手動設定により繰り返しオーバーライドする場合、ステップ１４０８は、ユーザがエキスパート情報を理解しておらず、経験者でないユーザ向けにあつらえられた一セットの情報が当該ユーザに提示されるべきであると決定することができる。同様に、ユーザが、初心者ユーザ向けにあつらえられた一セットの情報が提示されたときに、より詳細な又はより複雑な情報を繰り返し要求する場合、ステップ１４０８は、経験者ユーザ向けにあつらえられたセット情報がユーザに提示されるべきであると決定することができる。ステップ１４０８は、学習した挙動及び／又はユーザの好みを使用して、データベースに格納されたユーザプロファイルの属性を自動的に更新することを含み得る。
【０２１４】
なおも図１４を参照すると、プロセス１４００は、選択された動作状態についての情報を、識別されたユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることを含むように示される（ステップ１４１０）。いくつかの実施形態において、ステップ１４１０は、記述テキストデータベース１１２８から状態記述及び遷移記述を受信することを含む。記述テキストデータベース１１２８は、各動作状態及び各状態遷移に対する多数の異なる記述（例えば記述テキストの抜粋）を含み得る。各記述は、ユーザ又はユーザ区分の属性及び能力に基づいて、異なるタイプのユーザ又はユーザ区分（例えば建物所有者、初心者ユーザ、操作職員、サービス技術者、エキスパートユーザ等）と有効に通信できるようにあつらえることができる。例えば、記述テキストデータベース１１２８は、初心者ユーザのための各動作状態及び状態遷移の一般的な記述、及びエキスパートユーザのための各動作状態及び状態遷移の詳細な技術的記述を含み得る。
【０２１５】
ステップ１４１０は、適応ユーザインタフェイスにおいて提示された状態情報及び遷移情報を、当該情報が提示される特定のユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることを含み得る。いくつかの実施形態において、ステップ１４１０は、特定セットの状態記述及び遷移記述を記述テキストデータベース１１２８から、当該記述が提示されるユーザ又はユーザ区分の識別に基づいて選択することを含む。
【０２１６】
いくつかの実施形態において、ステップ１４１０は、予測状態データベース１１２６から、一以上の動作状態のための予測動作状態（すなわち予測状態情報）を受信することを含む。予測動作状態は、動作状態に関連付けられた様々なデータ点に対する予測値を含み得る。かかるデータ点は、例えば、監視対象変数、計算対象変数、システムパラメータ、フィードバックループ状態インジケータ、設備状態インジケータ、又は動作状態に関連付けられた他のデータ点を含み得る。予測動作状態は、適応ユーザインタフェイスを介してユーザに提示することができる。いくつかの実施形態において、予測動作状態は、予測値が対応データ点の実際値と異なる場合にユーザへの一セットの指示（例えば行うべきアクション）を含む。状態記述及び遷移記述と同様に、当該一セットの指示も、予測動作状態が提示される特定のユーザ又はユーザ区分向けにあつらえることができる。
【０２１７】
ステップ１４１０は、適応ユーザインタフェイスに提示される予測動作状態を、予測動作状態が提示される特定のユーザ又はユーザ区分向けにカスタマイズすることを含み得る。予測状態データベース１１２６は、各動作状態のための多数セットの予測状態情報を含み得る。各セットの予測状態情報は、ユーザ又はユーザ区分の属性及び能力に基づいて、異なるタイプのユーザ又はユーザ区分（例えば建物所有者、初心者ユーザ、操作職員、サービス技術者、エキスパートユーザ等）と有効に通信できるようにあつらえることができる。例えば、予測状態データベース１１２６は、初心者ユーザ向けの、各動作状態のためのあまり詳細ではない予測動作状態、及びエキスパートユーザ向けの、各動作状態のためのより詳細な予測動作状態を含み得る。ステップ１４１０は、特定の予測動作状態を、当該予測動作状態が提示されるユーザ又はユーザ区分の識別に基づいて予測状態データベース１１２６から選択かつ取得することを含み得る。
【０２１８】
いくつかの実施形態において、ステップ１４１０は、識別されたユーザ又はユーザ区分に対して好ましい学習スタイルを識別することを含む。ステップ１４１０は、選択された動作状態についての情報を、識別されたユーザ又はユーザ区分にとって好ましい学習スタイルに適合させることを含み得る。例えば、ステップ１４１０は、好ましい学習スタイルが聴覚学習スタイルであるか否かを決定することを含み得る。好ましい学習スタイルが聴覚学習スタイルであるとの決定に応答して、ステップ１４１０は、選択された動作状態についての情報を聴覚フォーマットで提示するように構成された音声命令モジュールを使用することを含み得る。
【０２１９】
典型的な実施形態の構成
【０２２０】
様々な典型的な実施形態に示されるシステム及び方法の構造及び配列は、例示にすぎない。本開示では、ほんのわずかの実施形態が説明されたが、多くの修正が可能である（例えば、様々な要素のサイズ、寸法、構造、形状及び比率のバリエーション、パラメータの値、搭載配列、材料の使用、色、配向等）。例えば、要素の位置は、逆にしたり、他の態様で変更してよく、別個の要素又は位置の性質又は数を改変又は変更してよい。したがって、そのような修正すべてが本開示の範囲内に含まれることが意図される。いずれのプロセス又は方法ステップの順序又はシーケンスも、代替実施形態により変更又は再配列することができる。典型的な実施形態の設計、動作条件及び配列において、本開示の範囲から逸脱することなく、他の置換、修正、変更及び省略をなすことができる。
【０２２１】
本開示は、様々な動作を遂行するための方法、システム、及び任意の機械可読媒体上のプログラム製品を意図する。本開示の実施形態は、既存のコンピュータプロセッサを使用して、又は当該目的若しくは他の目的で組み込まれた若しくはハードワイヤードシステムによる適切なシステムのための専用のコンピュータプロセッサにより、実装可能である。本開示の範囲内にある実施形態は、機械実行可能命令又はデータ構造が担持又は記憶された機械可読媒体を含むプログラム製品を含む。かかる機械可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータ又は他のプロセッサ付き機械によってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体である。例えば、かかる機械可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ若しくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶装置、又は、汎用若しくは専用のコンピュータ若しくはプロセッサ付き機械がアクセス可能な機械実行可能命令若しくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを担持若しくは記憶するべく使用可能な任意の他の媒体を含んでよい。上記の組み合わせも、機械可読媒体の範囲内に含まれる。機械実行可能命令は例えば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は専用処理機械に所定の一機能又は一群の機能を行わせる命令及びデータを含む。
【０２２２】
図面は方法ステップの特定の順序を示すが、当該ステップの順序は描かれたものと異なってよい。２以上のステップはまた、同時に又は一部同時に行うこともできる。かかるバリエーションは、選択されたソフトウェア及びハードウェアシステムに並びに設計者の選択に依存する。かかるバリエーションはすべて、本開示の範囲内にある。同様に、ソフトウェア実装は、様々な接続ステップ、処理ステップ、比較ステップ及び決定ステップを達成するべく、ルールベースの論理及び他の論理を伴う標準プログラミング法によって達成してよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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