大數據應用

大數據(Big Data)是一套系統化、標準化及科學化的複雜概念，包含商業與管理 的專業，須具備電腦儲存的位元組概念，以及網路應用、系統管理等專業知識，並可 以下列公式代表「大數據」=事務處理(transaction)+互動(interaction) +觀測 (observation) [25]，清楚闡釋「大數據」意涵。一般認知的「大數據」具備了 5V 與 1C 六大特性：

(1) 巨量性(Volume)：大數據特色在於「龐大」，無論政府機構或民間企業使用的即時 性感測器資料多元且巨大，極容易達到兆位元組(TeraBytes)甚至拍位元組 (PetaBytes)等級。當前全世界每年產生的數據量已達 2 Zettabyte(ZB)<

Gigabyte (GB 單位的一兆倍>。人們每天約製造 2.5 MB 資料，過去兩年建立的資

第二章 研究方法

與延宕、造假(deception)、型態相近(model approximations)等瑕疵。

(6) 複雜度(Complexity)：資料管理是一個複雜的過程，特別是大量數據來自不同來 源時，相關數據資料必須經過截取(grasp)、連結(connected)、分類

(correlated)、傳輸，最後再被歸類儲存。造成了處理龐大資訊過程的「複雜度」。

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「大數據」在建築上常用來構成建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)，可使用電腦應用程式直接計算或分析建築或建築工程資訊模型。除了建築模型 以外，還包括建築物件的所有資訊，如建築的平面、立面、剖面、詳圖、三維立體圖、

材料明細表、光線模擬…等，還涵蓋了幾何學、空間關係、地理資訊系統、各種建築 元件性質與數量。可展示包含興建與營運過程的整個建築週期；並可將建築與機電、

結構等系統同時或個別呈現出來，可以做為設計、建造、建築物業主與經營者溝通的 橋樑，並提供處理工程專業所需的即時資訊。

近年來，Cheng 等人[26]擴展上述大數據的應用從建築生命週期到了室內空氣品 質的評估，對於位於中國天津的公寓室內與戶外的 PM2.5 濃度進行了大數據分析，從 其研究結果可以看出雖然兩者之間的關係隨著建築外型與氣候條件有所不同，但還是 具有極大的關聯性(圖 2-2)。此研究成功地呈現「大數據」除了建築工程以外還能應 用在室內空氣品質預測的可行性。

(a) (b)

圖 2-2 模擬與量測之 ACH 與室內外之 PM2.5 濃度比較圖(a)主臥、(b)次臥[26]

(資料來源: Xionglei Cheng, Hao Zhang, Wuxuan Pan, Sumei Liu, Mingrui Zhang, ZhengweiLong, Tengfei Zhang, and Qingyan Chen, “Field study of infiltration rate and its influence on indoor air quality in an apartment,” 10th International Symposium on Heating,

第二章 研究方法

Ventilation and Air Conditioning, ISHVAC2017, Jinan, China, 19-22 October 2017.)

Cociorva 等人[27]在透過大數據分析後，提出了一種廣泛使用電子鼻氣體偵測器偵 測室內空氣品質進行對於 HVAC 系統的模糊控制(圖 2-3)。此控制模式同時提升了能源的使 用效率並改善了空氣品質，並因為控制模式的提升，預期未來可與人工智慧(AI)結合，落 實到「智慧建築」的概念之上。

圖 2-3 應用類神經網路的室內空氣品質控制邏輯圖[27]

(資料來源:Sorin Cociorva, Andreea Iftene, “Indoor air quality evaluation in intelligent building,” Sustainable Solutions for Energy and Environment, EENVIRO 2016, , Bucharest, Romania, 26-28 October 2016.)

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綜合上述大數據的應用，本計畫將應用外氣(環保署空氣品質監測數據)及內氣(北 中南三案例)來建立大數據資料庫，並以電腦連動設備(PLC 控制電腦)建立監控模組，

對室內空氣品質進行監控，藉此維持室內空氣品質。如圖 2-4、2-5 所示。

圖 2-4 PLC 監控系統室內配置圖 (資料來源:本研究整理)

通風扇

PLC 控制系統

感應器 除甲醛電漿機

第二章 研究方法

當室內二氧化碳濃度過高，通風扇開啟，引進外氣。

當室內甲醛濃度過高，開啟電漿機，降低甲醛濃度。

當感應器監測到外物汙染時，同時啟動風扇排氣及電漿機，來維持室內空氣品質。

圖 2-5 PLC 監控系統應用圖 (資料來源:本研究整理)

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