论文

面向智慧建筑以人为本能源管理系统的上下文感知 LLM AI Agent

Context-aware LLM-based AI Agents for Human-centered Energy Management Systems in Smart Buildings

应用与实践上下文与知识记忆行业应用Agent记忆

摘要

本研究提出一个概念框架,并对基于大语言模型(LLM)的建筑能源管理系统(BEMS)AI Agent 进行原型评估,以通过自然语言交互实现智慧建筑中的上下文感知能源管理。所提框架包含三个模块:感知(传感)、中央控制(大脑)与行动(执行与用户交互),构成一个闭环反馈回路,捕获、分析并解读能源数据,以智能响应用户查询并管理相连的电器。借助 LLM 的自主数据分析能力,BEMS AI Agent 力图就能耗、成本预测与设备调度提供上下文感知的洞察,从而弥补现有能源管理系统的不足。原型的性能评估使用了来自四个真实住宅能源数据集的 120 条用户查询,以及延迟、功能性、能力、准确性和成本效益等不同评估指标。框架的泛化性通过 ANOVA 检验得到验证。结果显示出良好前景:设备控制的响应准确率为 86%,记忆相关任务为 97%,调度与自动化为 74%,能源分析为 77%,而更复杂的成本估算任务准确率为 49%,凸显了有待改进之处。这项基准研究朝着规范评估基于 LLM 的 BEMS AI Agent 迈进并指出未来研究方向,同时强调响应准确率与计算效率之间的权衡。

面向智慧建筑以人为本能源管理系统的上下文感知 LLM AI Agent 配图
图 1:基于 LLM 的以人为本 BEMS(Building Energy Management System)AI Agent 的概念框架