I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   1 2 ,   No .   2 N o v e m b er   201 8 ,   p p .   6 4 8 ~ 6 5 4   I SS N:  2502 - 4752 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 1 2 .i 2 . p p 648 - 6 5 4           648       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   Auto m a ted  Ca lib ra tion O G reen h o use Energ y  Mo del Using   H y brid Ev o lution a ry  P ro g ra m m in g  ( EP) - Energ y  P l us       NY  Da hla n Z   Sa k i m in,  M .   F a izwa n,  N.   Aj m a in,  AA  Ar is   F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n o lo g M A R A ,   4 0 4 5 0   S h a h   A la m ,   S e lan g o r ,   M a lay sia         Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   4 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u l 5 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ju l   19 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e p re se n ts  a n   o p ti m iza ti o n   a p p ro a c h   o f   c a li b ra ti n g   a   to m a to   g re e n h o u se   e n e rg y   m o d e u sin g   h y b rid   Ev o lu ti o n a ry   P ro g ra m m in g   (E P ) - En e rg y P lu s.   T h e   p ro p o se d   m e th o d o l o g y   a p p li e a u to m a ted   si m u latio n - b a se d   a p p ro a c h   b y   c o u p li n g   M a tl a b   a n d   En e rg y P lu to   p e rf o rm   b u il d in g   e n e rg y   sim u latio n   a n d   o b tain   th e   b e st  v a riab les   c o n f ig u ra ti o n   w it h   m in im a e rro r   b e tw e e n   th e   si m u late d   a n d   m e a su re d   e n e rg y   o f   th e   g re e n h o u se .   T h e   p ro p o se d   m e th o d   is  tes ted   u sin g   a   to m a t o   g re e n h o u se   sy ste m   lo c a ted   in   Un iv e rsiti   P u tra M a lay sia   (UP M ).   T h e   g re e n h o u se   e n v e lo p e   is  b u il u sin g   0 . 1 5 m m   th ic k   T ra n sp a re n c y   P las ti c   F il m .   M e a n w h il e ,   th e   e lec tri c a lo a d in   th e   g re e n h o u se   c o n sists   o f   6   e x h a u st  f a n s,  2   a x ial  f a n s,  5   f lu o re sc e n lam p a n d   1   irri g a ti o n   p u m p .   A n   Ev o lu ti o n a ry   P ro g ra m m in g   (EP a lg o rit h m   is  c h o se n   a n d   p ro g ra m m e d   in   M a tl a b   t o   f in d   th e   b e st  c o n f ig u ra ti o n f o o p ti m u m   c a li b ra ti o n   o f   th e   g re e n h o u se   e n e rg y   m o d e l.   T h re e   v a riab les   w e re   c h o se n   t o   f in d   th e   b e st  c o n f ig u ra ti o n   w h ich   a re   th e   o p e ra ti n g   h o u rs  o f   Ex h a u st  F a n ,   Ax ial  F a n   a n d   W a ter  P u m p .   T h e   EP   o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m   in   M a tl a b   i c o u p le d   w it h   b u il d i n g   e n e rg y   si m u lato r,   En e rg y P lu u sin g   BCVT a th e   c o u p l in g   to o l.   Re su lt   sh o w th a th e   En e rg y P lu s - E P   m o d e c a n   p ro v id e   NMBE   a n d   C V (RM S E)  w it h in   th e   ra n g e   re c o m m e n d e d   b y   t h e   I P M VP  p ro t o c o l.   T h e   p ro p o se d   m e th o d   i n o o n ly   re q u iri n g   les c o m p u tatio n   ti m e   b u a lso   e ff e c ti v e   in   se a rc h in g   f o th e   b e st  v a riab les   c o n f ig u ra ti o n   w it h   m in i m a e rro r.   K ey w o r d s :   C alib r ated   en er g y   s i m u latio n   E n er y   p lu s   E v o lu tio n ar y   p r o g r a m m i n g   Gr ee n h o u s s y s te m   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   NY  Dah la n     Facu lt y   o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,   Un i v er s iti T ek n o lo g M A R A ,   4 0 4 5 0   Sh ah   A la m ,   Sela n g o r ,   Ma la y s ia   E m ail:  n o f r i y en ita0 1 2 @ p p in a n g . u it m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N     Au to m a ted   ca lib r atio n   i s   a   p r o ce s s   th at  co u p lin g   t h e   s i m u la to r s   to   f i n d   t h b e s v ar iab le s   co n f i g u r atio n   to   a n   en er g y   p r o b le m   f r o m   av a ilab le  alter n at iv co n f i g u r atio n s   w it h   d esire d   o b j ec tiv f u n ctio n .   B u ild in g   s i m u latio n   m a y   in v o lv lo o f   p ar am eter s   an d   v ar iab les  in cl u d in g   cli m ate  co n d itio n ,   HV AC ,     f o r m   a n d   s tr u ct u r e,   o p er atin g   s ch ed u le  an d   e lectr ic  eq u ip m e n t.  C o n s id er i n g   th a t,  b u ild i n g   in v o l v es   n o n - lin ea r   in ter ac tio n   a n d   co m p lex   f u n ctio n   b e y o n d   h u m an   ca lc u la tio n   ca p ab ilit ies.  On   t h o t h er   h a n d ,   g r ea ad v an ce m en t i n   co m p u tat io n a l scie n ce   a n d   m at h e m at ical  h a s   b ee n   co n s id er ed   b le s s   in   ai d in g   th e   m o d elli n g ,   d esig n ,   s i m u lat io n   an d   an al y s is .   E n er g y   P lu s   is   an   e x a m p l o f   w h o le  b u i ld in g   s i m u lato r ,   w h ic h   d ev elo p ed   an d   f u n d ed   b y   U. Dep ar t m en o f   E n er g y   ( DOE )   a n d   h a s   b ee n   w id el y   e m p lo y ed   to   m o d el  b o t h   en er g y   co n s u m p tio n   an d   w a ter   u s e   in   b u ild i n g .   C u r r e n tl y   t h er ar 1 5 3   s o f t w ar li s ted   o u b y   DOE   [ 1 ] ,     in cl u d in g   d atab ase,   s p r ea d s h ee ts ,   co m p o n en t s   an d   s y s te m   an al y s is   t h at  ca n   b u s ed   t o   s i m u late  b u ild i n g   en er g y .   Ho w ev er ,   m o s o f   t h e   s o f t w ar li s ted   ca n   o n l y   b u s ed   f o r   m a n u al  ca lib r atio n   m e th o d   w h er ea s   u s er s   ar ex p ec ted   to   h a v a   f u ll  co m p lete  a n d   co r r ec d ata  in   o b tai n in g   a   p r ec is b aselin e   en er g y .     T h is   h y p o t h etica ll y ,   is   ti m co n s u m in g   a n d   w a s ti n g   p r o ce s s i n g   p o w er .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       A u to ma ted   C a lib r a tio n   Of  Green h o u s E n erg Mo d el  Usi n g   Hyb r id   E vo lu tio n a r y   ( N Y D a h la n )   649   C o u p li n g   s o f t w ar b et w ee n   B u ild in g   E n er g y   Si m u lato r   ( B E S)  an d   alg o r it h m ic  o p ti m izati o n   en g in e   h as  b ee n   f o u n d   s i n ce   late  2 0 0 0 s T h er ar a   f e w   b u ilt - i n   r ea d y   to   b u s ed   co u p lin g   s o f t war f o r   o p tim izatio n   s u c h   as  ME +   [2 ] - [ 3] ,   J E P lu s   [ 4 ]   an d   Gen Op [ 5 ] .   Desp ite  h av in g   co u p led   to g et h er ,   m o s o f   th s o f t w ar ar o n l y   li m ited   to   o n e   o r   ce r tain   o p ti m izatio n   a lg o r it h m .   B u ild in g   C o n tr o Vir t u al  T est  B ed   ( B C VT B )   is   co u p lin g   s o f t w ar th at  allo w s   u s er s   to   co u p le  d if f er en s i m u latio n   p r o g r a m   a n d /o r   w it h   p h y s ical  h ar d w ar e   its el f   f o r   co - s i m u latio n .   B C VT B   is   b ased   o n   P t o lem y   I I   s o f t w ar en v ir o n m en f o r   an   ea s ier   m o d elli n g .     T h er is   f e w   s i m u latio n   s o f t war th at  ca n   b co u p led   to g et h er   s u c h   as   T R A NSYS   [ 6 ] ,   R ad ian ce ,   E SP - r   a n d   o th er s   i n cl u d in g   al g o r ith m ic  o p ti m izatio n   en g i n s u c h   a s   M atlab .   T h ad v an ce m en t   i n   co m p u ter   tec h n o lo g ie s   h as  m ad th e   ap p licatio n   o f   n u m er ica o p ti m izatio n   at  ea s s in ce   1 9 8 0 s .   Sin ce   th e n ,   B E h av b ee n   m o d elled   in   ter m   o f   m at h e m ati ca l /e m p ir ical  E q u atio n s   w h ic h   o b tain ed   th r o u g h   r i g o r o u s   en er g y   s i m u latio n .     E v o lu tio n ar y   Alg o r it h m s   ( E As)  ar n e w   k in d s   o f   m o d er n   o p ti m izatio n   alg o r it h m s   t h at  i n s p ir ed   b y   p r in cip le  o f   n at u r e v o lu tio n .   E As  h av e   s o m ad v a n ta g es  o v er   th tr ad itio n al  o p ti m izatio n   alg o r ith m s   a n d   ar o f   th g r ea i m p o r tan ce   a n d   h av w id r an g o f   ap p li ca tio n s .   T h tr ad itio n al  o p tim izatio n   alg o r it h m s   u s u all y   h a v s tr ict  li m itatio n   o n   th f u n c tio n s   s u c h   as  th e ir   d if f er e n tiab ilit y h o w e v er ,   E As  d o   n o r eq u ir th d if f er e n tiab ilit y   o f   t h f u n cti o n s   an d   h a v p ar allel  p r o p er t y .   T h er e f o r e,   th e y   ar o f ten   u s ed   to   s o lv s o m e   co m p le x ,   lar g s ca le,   n o n li n ea r   an d   n o n - d i f f er e n tiab le  o p tim izatio n   p r o b le m s .   T h er ar v ar ieties   o f   o p tim izatio n   al g o r it h m   th at  h a s   b ee n   d ev elo p ed   s u c h   a s   A r ti f icial  B ee   C o lo n y   ( A B C )   [ 7 ] ,   Gen etic  Alg o r it h m s   ( GA )   [ 8 ] ,   p ar ticles  w ar m   o p tim is atio n   ( P SO)   [ 9 ]   an d   o th er s   w h ic h   h a s   its   o w n   s p ec if icatio n   an d   ch ar ac ter is tic.   Fu r t h er m o r e,   a   co m b in at io n   o f   o n e   o r   f e w   alg o r ith m s   as   h y b r id   al g o r ith m   al s o   h a s   b ee n   in tr o d u ce d   to   i m p r o v th p r ev io u s   v er s io n   in   ter m   o f   s p ee d   an d   d ata  p r o ce s s in g .   E As  ar s ea r ch   an d   o p tim izatio n   tec h n iq u es  b ase d   o n   th p r in cip al  o f   n at u r al  ev o lu tio n .   T h er ar f o u r   m ain   s tr ea m s   i n   ev o lu tio n ar y   al g o r ith m s   n a m e l y   Gen et ic  A l g o r it h m s   ( GA ) ,   Gen etic  P r o g r a m m in g   ( GP ) ,   E v o lu tio n   Stra teg ies   ( E S)  an d   E v o lu tio n ar y   P r o g r am m in g   ( E P ) .     T h is   p ap er   p r esen ts   an   a u to m ated   ca lib r atio n   o f   s i m u lated   b aselin en er g y   f o r   g r ee n h o u s s y s te m   u s i n g   E v o lu tio n ar y   P r o g r a m m i n g   ( E P )   at  m in i m u m   er r o r   b et w ee n   s i m u lated   an d   m ea s u r ed   en er g y   u s e.   An   o p tim izatio n - b ased   s i m u la tio n   i s   c h o s e n   a n d   ca r r ied   o u b y   co u p li n g   t h o p ti m izatio n   alg o r it h m   e n g i n e ,   Ma tlab   an d   E n er g y   P lu s   w it h   E P   to   d eter m i n b aseli n e n er g y   at  m i n i m al  er r o r .   B C VT B   i s   u s ed   to   co u p le  t h e   E n er g y - p l u s   w it h   Ma tlab   u s i n g   P to le m y   I I   en v ir o n m e n t.  A   s in g le  o b j ec tiv f u n ctio n   i s   d ef i n ed   an d   s e i n   t h e   E P   to   m i n i m ized   er r o r   b et w ee n   s i m u lated   a n d   m ea s u r ed   en er g y   f r o m   th g r ee n h o u s e.   F u r th er m o r e,     th r ee   v ar iab le s   ar r an d o m ize d   f o r   in it ializatio n   p r o ce s s   to   s ea r ch   f o r   d esire d   g r o u p   o f   p o p u latio n   s u ch   as   th o p er atin g   h o u r s   o f   a x i al   f a n ,   e x h au s f a n   a n d   ir r ig a t io n   p u m p .   T h g r ee n h o u s b u ild in g   lo ca ted   in   Un i v er s iti P u tr Ma la y s ia  ( UP M)   ca m p u s   i s   u s ed   as a   ca s s t u d y .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     T h m eth o d o lo g y   i n   t h is   s t u d y   co m p r i s es  o f   s ix   s ta g es   i.e .   1 )   p r o j ec o v er all  f r a m e w o r k ,   2 )   g r ee n h o u s m o d elli n g ,   3 )   E alg o r ith m   d ev elo p m e n t,  4 )   b u ild in g   en er g y   s i m u lato r   5 )   ca lib r atio n   p r o ce s s     an d   6 )   b u ild in g   e n er g y   ev al u at io n .       2 . 1 .     P r o j ec t   O v er a ll F r a m e w o rk   T h o v er all  p r o j ec f r am e w o r k   s tar ts   w i th   m o d elli n g   t h e   g r ee n h o u s s y s te m   u s i n g   O p en St u d io   Sk etc h Up .   T h en er g y   s i m u la tio n   is   ca r r ied   o u b y   u s i n g   E n er g y P l u s .   T h E n er g y P l u s   i s   u s ed   to   b u i ld   th e   g r ee n h o u s m o d el  b y   k e y - i n   th b u ild in g   d ata  s u ch   a s   b u ild in g   p ar a m eter s ,   H V AC   s et u p ,   elec tr ical  eq u ip m e n an d   etc.   i n   t h s o f t w ar e.   Me a n w h il e,   E v o l u tio n ar y   P r o g r a m m in g   ( E P )   p r o g r am ed   in   th Ma tlab   is   u s ed   to   o p ti m ize  t h ca lib r atio n   p r o ce s s   i n   g etti n g   t h m in i m u m   er r o r .   E P   co m p r is es  o f   f o u r   d if f er en p h ase s   i.e .   1 )   in itializat io n ,   2 )   m u ta tio n   a n d   ev al u atio n ,   3 )   co m b in atio n ,   s elec tio n   an d   n e w   g en er atio n   a n d   4 )   co n v er g e n ce   tes t.   T o   b u ild   an   ac c u r ate  g r ee n h o u s e n er g y   m o d el,   th e   m o d el  m u s p as s   ca lib r atio n   p r o ce s s .   T h is   i s   p er f o r m ed   b y   e n s u r i n g   th d i f f er en ce   b et w ee n   s i m u lated   an d   m ea s u r ed   en er g y   d ata  is   w i t h in   s p ec if ied   er r o r   b y   I P MV P   p r o to co l.  T h ca lib r atio n   in v o lv e s   an   i ter ativ p r o ce s s   to   f i n d   th b es v ar iab l es  co n f ig u r atio n   in   th g r ee n h o u s m o d el  to   m in i m ize  er r o r   b et w ee n   s i m u late d   an d   m ea s u r ed   e n er g y   u s e   o f   t h g r ee n h o u s e.     T h v ar iab les  ar th o p er atin g   h o u r s   o f   ex h a u s f a n ,   ax ial  f a n   a n d   w a ter   p u m p   f o r   ir r ig atio n   s y s te m .     B u ild in g   C o n tr o Vir tu al  T est  B ed   ( B C V T B )   is   u s ed   as  m id d le  to o f o r   th Ma tlab   an d   E n er g y P lu s .     T h ca lib r ated   m o d el  is   th e n   u s ed   to   esti m ate  e n er g y   s a v i n g s   f r o m   s e v er al  r etr o f it p r o j ec t.     2 . 2   M o dellin g   T h g r e en h o u s m o d el  is   s e tu p   in   s u ch   th at  th e n er g y   co n s u m p tio n   w ill   r ep r esen t   th ac t u al   g r ee n h o u s e.   W ith   t h a v ailab le  o f   C o m p u ter   A id ed   Desi g n   ( C A D)   s o f t w ar a n d   Gr ap h ical  User   I n ter f ac e   ( GUI ) ,   th g r ee n h o u s m o d el  ca n   b ea s i l y   d r a w n   in   3 an d   th e   t h er m al   z o n e   s et tin g   ca n   b ea s il y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 1 2 ,   No .   2 No v e m b er   201 8   :   6 4 8     6 5 4   650   m an ip u lated   to   g et  d esire d   r esu lt s .   T h b u ild in g   m o d elled   in   th is   p ap er   is   T o m ato   Gr ee n h o u s lo ca ted   i n   Un i v er s iti  P u tr Ma la y s ia  ( UP M)   w it h   to tal  ar ea   o f   1 0 0   x   2 0   m 2   ( Fi g u r 1 ) .   Fig u r e   2   s h o w s   a n   ad ap tatio n   o f   b u ild in g   m o d el  i n   3 u s i n g   O p en - s tu d io   S k etc h - u p .   T h m o d el  h as a   h ei g h t o f   1 4   f ee f r o m   ce ili n g   to   b o tto m ,   2 9   f ee w id an d   1 0 0   f ee len g th .   Me a n w h ile,   th elec tr ical   lo ad s   in   th g r ee n h o u s in c lu d es  6   ex h au s f an s ,     2   ax ial  f a n s   a n d   1   ir r ig atio n   p u m p .             F ig u r 1 .   Gr ee n h o u s s y s te m   l o ca ted   in   UP M             Fig u r 2 .   T h s ch e m atic  v ie w s   o f   th b u ild i n g   m o d el       2 . 3   E v o lutio na r y   P ro g ra m m i ng   ( E P )   I n   th i s   p ap er ,   th ef f ec ti v en ess   o f   E P   to   s o lv b aseli n e   en er g y   p r o b lem   i s   ex p lo r ed .   E P   is   p o p u latio n - b ased   g e n er atio n   a n d   test   ap p r o ac h ,   in   w h ich   m u tatio n s   ar t h s ea r ch   o p er ato r   to   g en er ate  n e s o lu tio n s .   E P   in   ef f ec h a s   s i m ilar   f ea t u r in   s to ch a s tic  s el ec tio n   b u e m p h a s izi n g   m o r o n   th m u tatio n   a n d   its   v ar ia n t o p er ato r .   Fig u r e   3   ( a )   s h o w s   t y p ical  f lo w   p r o ce s s   in   a n   E P .           ( a)               ( b )     Fig u r 3 .   P r o ce s s   f lo w   o f   E P   ( lef t)   an d   ca lib r ated   en er g y   m o d ellin g   f r a m e w o r k   ( r ig h t)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       A u to ma ted   C a lib r a tio n   Of  Green h o u s E n erg Mo d el  Usi n g   Hyb r id   E vo lu tio n a r y   ( N Y D a h la n )   651   T h er ar f e w   p h ase s   in v o lv ed   in   E P   tech n iq u to   o b tain   th o p tim u m   en er g y   b ase lin co n f ig u r at io n .   a)   I n itializatio n   P h ase:  T h i n itia lizatio n   p h a s is   w h er an   in i t ial  p o p u latio n   o f   i n d ep en d en v ar iab les   w o u ld   b g e n er ated   w it h i n   t h e   p ar am e ter s   co r r esp o n d in g   b o u n d s .   I n   t h i s   p ap er ,   th er ar t h r ee   v ar iab les   th a r an d o m ized   w h ich   ar t h o p er atin g   h o u r s   o f   a x ial  f a n ,   e x h a u s t   f a n   a n d   w ater   p u m p   th a a r af f ec ti n g   en er g y   co n s u m p tio n   in   t h b u ild i n g .   C o n s tr ain t s   o f   ea ch   i n d iv id u a v ar iab le  ar s et  d u r in g   th i s   p h ase  to   o b tain   th e   d esire d   o u tp u t.  T h co m m a n d   u s ed   to   g e n er ate  r an d o m   n u m b er   an d   co n s tr ain ed   ar in   E q u atio n s   ( 1 )   an d   ( 2 )              (       )                         ( 1 )                                             ( 2 )     w h er is   t h n u m b er   o f   r o w ,   L   is   t h n u m b er   o f   co l u m n ,   is   th o f f s et,   B   is   th m in i m u m   r an d o m ,   f i is t h s i m u lated   e n er g y   g e n er ated   f r o m   r a n d o m   co n f i g u r atio n ,   f   m ax   is   t h m o n ito r ed   en er g y   in   t h b u ild i n g ,   a n d   f   m i n   is   t h m in i m u m   ac ce p tab le  s i m u lated   en er g y .   T h in i tial izatio n   p h ase  w a s   p r e - s et  to   r u n   1 , 0 0 0   lo o p s   o r   u n t il 2 0   in itial c o n f i g u r atio n s   p ar en t s ”  s ati s f ied   th d ef i n ed   co n s tr ain ed .     b)   Mu tatio n   an d   E v a l u atio n   P h a s e:  T h m u tatio n   p h a s is   to   g en er ate  m u tated   p o p u latio n   o f f s p r in g ”  f r o m   th e   p ar en t s   p o p u latio n .   T h er ar v ar ietie s   o f   m u tati o n   o p er ato r   f o r   E P ,   h o w e v er   th is   s t u d y   w il u s e   Gau s s ia n   m u tatio n   as i n   class i E P .   T h Gau s s ia n   f o r m u la  i s   as in   E q u atio n   ( 3 ) .                                         (                         ) (             )           ( 3 )     w h er e,   Xi+ m , j   is   th o f f s p r i n g ,   Xi, j   is   p ar en ts ,   β  is   s ea r ch   s tep ,   Xj m ax   is   m a x i m u m   p ar en ts ,   Xj m in   i s   th e   m i n i m u m   p ar en ts ,   f is   f itn ess   m atr i x   an d   f m a x   is   t h m a x i m u m   f it n es s .   I n   th i s   p h ase  2 0   m u tate d   co n f i g u r atio n   w i ll  b g e n er ate.   T h f it n es s   v alu e s   o r   also   th o b j ec tiv f u n ctio n   s et   i n   th al g o r ith m   is   to   m i n i m is th er r o r   o f   e n er g y   in   t h s y s te m   w h ic h   ev a lu at ed   u s i n g   NM B E   an d   C V ( R MSE )   as  s h o w n   i n   E q u atio n   ( 5 )   an d   ( 6 ) .   c)   C o m b i n atio n ,   Select io n   an d   Ne w   Ge n er atio n   P h a s e:  W h e n   n e w   m u tated   o f f s p r in g   g e n er ated ,   th p ar en ts   an d   t h o f f s p r i n g s   ar co m b i n ed   in   s er ies  to   f o r m   g r o u p   o f   4 0   p o p u latio n s .   T h p o p u latio n   w ill  th e n   s o r an d   r an k   ac co r d in g   to   th eir   f it n ess   v al u i n   d escen d i n g   o r d er .   T h to p   2 0   o f   th p o p u latio n ,   ar th e n   s elec ted   an d   ca r r ied   f o r w ar d   to   f o r m   n e w   p ar en t s   g e n er atio n .     d)   C o n v er g e n ce   T est  P h ase:  C o n v er g e n ce   test   i s   to   d eter m i n t h s to p p in g   cr iter io n   o f   t h s i m u latio n .   I f   th d i f f er en ce   b e t w ee n   t h m ax i m u m   f it n es s   an d   m i n i m u m   f it n es s   i s   ze r o ,   th s o l u tio n   i s   s a id   to   b e   co n v er g ed   a n d   th s i m u latio n   w i ll  s to p .   T h v al u o f   ac c u r ac y   w as   s et  to   0 . 0 0 0 1   as  s h o w n   i n   t h E q u atio n   ( 4 )                                              ( 4 )   w h er e   f   m ax   i s   m a x i m u m   e n e r g y   g en er ate  f r o m   n e w   p ar en t s   p o p u latio n   a n d   f   m i n   is   t h e   m in i m u m   en er g y   g en er ate  f r o m   th s a m p o p u latio n .   I f   th co n v er g e n ce   test   f ail,   th n e w   p ar en t s   p o p u latio n   w i ll  r ep ea th e   s a m p r o ce s s   b eg i n n in g   at  m u tatio n   p h ase  u n til it s   co n v er g e.     2 . 4   B uil din g   E nerg y   Si m u la t o r:   E nerg y   P lus   T o   p er f o r m   th e   b u ild i n g   s i m u latio n ,   b u ild in g   m o d el  f ile  i n   I DF  f o r m a is   p r ep ar ed   w it h   w ea t h er   f ile   f o r   s ite  lo ca tio n .   An   I DF  f ile  co n s is t s   o f   a   b u ild i n g   m o d el  d ata  s u c h   a s   b u ild in g   p ar a m eter s ,   HV AC   s et u p ,   elec tr ical  eq u ip m e n etc.   I DF  f ile  also   co n tai n s   s et tin g   f o r   s i m u latio n   p er io d   an d   tim s t ep   w h ic h   is   cr u c ial   f o r   co m m u n ica tio n   b et w ee n   s i m u lato r s .   T h er ar t w o   w a y s   to   g e n er ate  I DF   f ile,   w h ic h   i s   b y   m an u all y   cr ea t e   n e w   f ile  o r   m o d if ied   a n   o l d er   I DF  f ile  o r   b y   u s in g   3 r d   p ar ty   GUI   s o f t w ar e.   B y   u s in g   t h 3 r d   p ar t y   s o f t w ar s u ch   as  Op e n - s t u d io   E n er g y - p l u s ,   u s er s   n o o n l y   ab le  to   m o d el  th b u ild i n g   i n   3 b u also   ca n   ad j u s th I DF  f ile  ea s il y   u s i n g   GUI .   Me an w h ile,   w ea t h er   d ata  f ile  f o r   th r eg io n   ca n   b ac q u ir ed   th r o u g h   n ea r est  w ea t h er   d ata  ce n tr o r   b y   d o w n lo ad in g   f r o m   E n er g y - p lu s   w eb s ite.     I n   th i s   p ap er ,   E n er g y - p lu s   r u n s   th s i m u latio n   u s in g   g iv e n   en er g y   co n f ig u r atio n   f o r   p er io d   s et  b y   u s er s .   T h s i m u la tio n   is   s et  f o r   an   h o u r l y   d ata  ac q u i s i tio n   b y   s ett in g   u p   ti m s tep   i n   I D f ile.   T h f it n e s s   d ata  g en er ated   f r o m   b u ild in g   s i m u latio n   i s   s to r ed   in   d atab ase.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 1 2 ,   No .   2 No v e m b er   201 8   :   6 4 8     6 5 4   652   2 . 5   Aut o m a t ed  Ca lib ra t io P ro ce s s   I n   o r d er   t o   p er f o r m   au to m ate d   ca lib r atio n   f o r   b u ild in g   en er g y   m o d el,   an   o p en   s o u r ce   s o f t w ar e   f r a m e w o r k   B C VT B   d ev elo p ed   b y   th L a w r e n ce   B er k ele y   Natio n al  L ab o r ato r y   at  th Un iv er s it y   o f     C ali f o r n ia  [ 1 0 ]   is   u s ed   as  co u p lin g   s o f t w ar e.   B C VT B   allo w s   u s er s   to   co u p le  d if f er en t   s i m u lato r   an d /o r   w it h   p h y s ical  h ar d w ar it s el f   f o r   co - s i m u latio n .   B C VT B   em p lo y s   d ata  ex c h a n g e   m ec h a n is m   w it h   f i x ed   le n g t h   o f   co m m u n icatio n   i n ter v al  f o llo w i n g   it  clien t/s er v er   s tr u ct u r e.   B y   u s i n g   B er k ele y   So f t w ar Dis tr ib u tio n   ( B SD)   s o ck et   in ter f ac e,   i n ter - p r o ce s s   co m m u n icatio n   allo w s   t h ac tu al  d ata  ex c h an g tak p lace   b et w ee n   s i m u lato r   clien t s   an d   B C VT B - s er v er .     I n   th is   p ap er ,   co - s i m u latio n   is   b u ilt  as  p r o t o ty p f r a m e w o r k   b y   co u p li n g   t w o   s u b - m o d els  w it h   ea ch   o w n   s i m u lat io n   en v ir o n m e n t .   T o   b u ild   th is   p r o to t y p f r a m e w o r k ,   E n er g y P l u s   an d   alg o r ith m ic   o p tim izatio n   e n g in e,   Ma tlab   i s   co u p led   to g eth er   to   p er f o r m   o p tim iza tio n   w h er alg o r ith m ic  an d   p r o d u ctio n   s ch ed u le  is   i n te g r ated   in   Ma t l ab   en v ir o n m e n t,  w h ile,   b u ild i n g   m o d el  is   i m p le m en ted   in   E n er g y P l u s .   I n   ter m   o f   co - s i m u latio n ,   b o th   s i m u lato r s   ar r u n   in   p ar allel  an d   ex ch a n g th eir   r esp ec tiv in p u t/o u tp u d ata  p er io d ically   w i th   f i x ed   co m m u n icat io n   p o in t s   i n   h o u r l y   m an n er .   E n er g y P l u s   r u n s   t h e   s i m u la tio n   u s i n g   a   g iv e n   en er g y   co n f i g u r atio n   f o r   p er io d   s et  b y   u s er s .   T h s i m u latio n   is   s et   f o r   a n   h o u r l y   d ata  ac q u is it io n   b y   s etti n g   u p   ti m s tep   i n   I DF  f il e.   An   I DF  f ile  co n s i s ts   o f   b u ild in g   m o d el  d ata  s u ch   a s   b u ild in g   p ar a m e ter s ,   HV A C   s et u p ,   elec tr ical  eq u ip m en a n d   etc.   I DF   f ile  a ls o   c o n tain s   a   s et ti n g   f o r   s i m u lati o n   p er io d   an d   ti m e   s tep   w h ich   i s   cr u cial  f o r   co m m u n icatio n   b et w ee n   s i m u la to r s .   T h f it n es s   d ata  g en er ated   f r o m   b u i ld in g   s i m u lat io n   is   s to r ed   in   d atab ase.   E P   alg o r ith m   is   w r itten   an d   co d ed   in   Ma tlab   en v ir o n m en b y   s u b - d i v id i n g   in to   r esp ec tiv p h a s es .     T h p r o ce s s   b eg in s   i n   in it ializ atio n   as  to   co llect  2 0   in itial  p o p u latio n s   p ar en ts ”  a n d   en d s   w it h   co n v er g en ce   test   as  a   f u n ctio n   to   m i n i m ize   er r o r .   T h E P   o p ti m izatio n   al g o r ith m   i s   u s ed   to   g e n er ate  v ec to r s   o f   r a n d o m   d ec is io n   co n f ig u r atio n   an d   th e n   th r o u g h   B C VT B ,   co u p lin g   f r a m e w o r k   tr an s f er s   t h d ata  to   B E E n er g y P lu s .   Fro m   t h en ,   E n er g y P l u s   s i m u l ates  b u i ld in g   m o d els  w i th   g iv en   co n f i g u r atio n   a n d   te s i f o r   p er io d   o f   ti m e   an d   r ep o r th r esp o n s e n er g y   co n s u m p tio n   in   h o u r l y   m an n er .   T h p r o ce s s   w il s to p   at  t h en d   o f   th e   lo o p   o r   u n t il  it s   m ee ter m i n atio n   cr i ter ia.   Fig u r 3   ab o v ( r ig h t)   s h o w s   th o v er all  f lo w c h ar f o r   th ca lib r atio n   p r o ce s s .     2 . 6   B uil din g   E nerg y   E v a lua t io n   T w o   ev al u atio n s   f r o m   I P MV P ,   No r m alize d   Me a n   B iased   E r r o r   ( NM B E )   an d   C o ef f icie n o f   Var ian ts   o f   R o o Me an   Sq u ar ed   E r r o r   ( C V( R MSE ) )   ar u s ed   to   ev alu a te  th ac cu r ac y   o f   t h b u ild i n g   en er g y   m o d el.   T h e   b aselin e n er g y   i s   co n s id er ed   o p tim a ll y   ca lib r ated   w h e n   N MB E   an d   C V R MSE   ar w ith i n   ac ce p tab le  r an g e.   T ab le  1   s h o w s   th ac c ep tab l MB E   an d   C V( R MSE )   to le r an ce   b y   th I P MV P .   NM B E   an d   C V( R M SE)   E q u atio n s   ar p r o v id ed   as  i n   ( 5 )   an d   ( 6 )   r esp ec tiv el y .   T h o p ti m ized   e n er g y   co n s u m p tio n   w i th   th e   r ig h t   v ar iab les co n f i g u r atio n   is   ca ll ed   ca lib r ated   b aselin m o d el.               3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S     I n   t h is   s ec tio n ,   t h r es u lts   o f   th p r o p o s ed   en er g y   m o d el  au to   ca lib r atio n   ap p r o ac h   u s i n g   to m at o   g r ee n h o u s as   t h ca s e   s t u d y   is   p r esen ted .   A   s in g le   o b j ec ti v f u n ctio n   w h ic h   i s   to   m i n i m ize  er r o r   i n   h o u r l y   en er g y   co n s u m p tio n   i s   u s ed   i n   t h E P   al g o r ith m .   T h m ai n   p u r p o s es   o f   th i s   s t u d y   i s   to   s ea r ch   f o r   t h b es t   v ar iab les  co n f i g u r atio n   f o r   ca lib r ated   en er g y   m o d el  t h at  lead s   to   ac ce p tab le  NM B E   an d   C V( R SME )   b y   I P MV P .     Fig u r 4   p r ese n ts   t h ac t u al  d ail y   e n er g y   p ater n   t h at  o b ta in ed   f r o m   th e   g r ee n h o u s e   an d   u s ed   f o r   ca lib r atio n   to   co m p ar w i th   t h s i m u latio n   d ata.   T h d if f er en ce   b et w ee n   t h ac t u al  a n d   s i m u lated   e n er g y   i s   ev alu a ted   in   th f o r m   o f   NM B E   an d   C V( R MSE ) .   Fig u r 5   s h o w s   t h ac tu al  u s a g o f   th eq u ip m e n p er   h o u r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       A u to ma ted   C a lib r a tio n   Of  Green h o u s E n erg Mo d el  Usi n g   Hyb r id   E vo lu tio n a r y   ( N Y D a h la n )   653   f o r   t w o   w ee k s .   Ax ial  Fa n   a n d   E x h a u s t   Fa n   h a v s i m ilar   p er ce n tag o f   o p er atin g   h o u r s   w h ich   is   4 4 . 4 4 %,  f o llo w ed   b y   w a ter   p u m p   w h ic h   is   1 1 . 1 1 %.           Fig u r 4 .   E P   ( h o u r )   p e r ce n tag eq u ip m en t selec tio n           Fig u r 5 .   Dail y   E n er g y   P atter n   g r ap h   b e f o r g en er ati n g   t h NM B E   an d   C V( R MSE )       Fig u r 6   s h o w s   t h o p ti m al   m o d el  co n f i g u r atio n   b y   E P   f o r   E x h a u s t   Fa n ,   Ax ial   Fa n   a n d   W ater   P u m p   in   o n d a y .   W it h   n o   w ei g h ti n g   f ac to r ,   th e   v ar iab le s   co n f i g u r atio n   is   r an d o m ized   a n d   te s te d   to   f i n d   o p ti m u m   ca lib r ated   m o d el.   As  s ee n   i n   t h F ig u r e,   t h co n s tr ain e d   in   t h e   m o d el  h a v r es u lte d   in   o p er atin g   h o u r   b eg in n i n g   at  6 . 0 0   a. m   a n d   clo s ed   at  1 8 . 0 0   p . m .     T o   v er if y   th ac c u r ac y   o f   t h b u ild in g   en er g y   m o d el,   th e   v alu o f   NM B E   an d   C V( R MSE )   ar ca lcu lated .   T ab le  2   s h o w s   t h e   NM B E   an d   C V( R MSE )   f r o m   t h a u to m ated   ca l ib r atio n   a p p r o ac h .   I is   f o u n d   th at  th a u to m ated   ap p r o ac h ed   r esu lts   in   NM B E   o f   0 . 0 1 %   an d   C V( R MSE )   o f   0 . 0 2 %.  T h is   s h o w s   th a th e   ac cu r ac y   o f   th b u ild in g   e n er g y   m o d el  o b tain ed   f r o m   t h is   s i m u latio n   i s   ad eq u ate  as  r ec o m m en d ed   b y   I P MV P   p r o to co l   w h ic h   r eq u ir es  to ler an c o f   ± 1 0 f o r   NM B E   an d   less   th a n   3 0 f o r   C V( R MSE )   f o r   h o u r l y   en er g y   ca lib r atio n .           Fig u r 6 Dail y   en er g y   p atter n   w it h   eq u ip m en t‟ s   s elec t io n         44.4 4%   44.4 4%   11.1 1%   EP  (H our ) pe r c e nt a ge  e qui pme nt selec ti on     A x i al  Fan E x ha us t  Fa n W at e r  p um p 0 100 0 200 0 300 0 400 0 0 1 2 3 4 D a i l Ene r gy  P a tt e r w i th   Equi pments  Selec ti on   A x i al  Fan E x ha us t  Fa n W at e r  p um p E O ut Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 1 2 ,   No .   2 No v e m b er   201 8   :   6 4 8     6 5 4   654   T ab le  2 .   T h NM B E   an d   C V( R MSE )   f o r   Si m u latio n - B ased   A p p r o ac h   M e t h o d   N M B E   C V ( R M S E)   S i mu l a t i o n - b a se d   a p p r o a c h     0 . 0 1   0 . 0 2             4.   CO NCLU SI O N     T h is   s tu d y   i n tr o d u ce s   a n   ef f ic ien a u to m ated   ca lib r atio n   ap p r o ac h   to   f in d   o p ti m al  ca lib r ated   en er g y   m o d el   f o r   g r ee n h o u s s y s t e m   w i th   m i n i m al  er r o r .   I n   t h is   p ap er ,   an   a lg o r it h m ic  o p ti m izat io n   e n g in e,     Ma tlab   w as  co u p led   w it h   b u i ld in g   e n er g y   s i m u lato r ,   E n er g y P l u s   u s i n g   B C VT B   as  th e   co u p lin g   to o l.  An   E v o lu tio n ar y   P r o g r a m m i n g   ( E P )   alg o r ith m   w as  c h o s e n   an d   p r o g r a m m ed   i n   Ma tlab   to   f in d   t h b est  co n f i g u r atio n s   f o r   o p tim u m   c alib r atio n   o f   g r ee n h o u s en er g y   m o d el.   T h r ee   v ar iab les  w e r ch o s en   to   f i n d   th b est  co n f ig u r atio n   w h ic h   ar t h o p er atin g   h o u r s   o f   E x h a u s t   Fan ,   Ax ial  Fan   a n d   W ater   P u m p .   T h g en er ated   v ar iab le  co n f i g u r atio n   w a s   s e n t to   E P   th r o u g h   B C VT B   f r a m e w o r k .     T h E P   g en er ates  r a n d o m   v a r iab les  s u b j ec ts   to   s e o f   p r e - d ef i n ed   co n s tr ain t s   i n   t h in p u t.  T h e   p r o ce s s   r u n s   a u to m atica ll y   u n til  t h E P   is   co n v er g ed .   T h p r o p o s ed   m et h o d   is   n o o n l y   r eq u ir i n g   les s   co m p u tatio n   ti m b u t a ls o   e f f e ctiv i n   s ea r ch i n g   f o r   th b es t v ar iab les co n f i g u r atio n   w it h   m i n i m al  er r o r .   To   ev alu ate  t h ac c u r ac y   o f   t h m o d el,   NM B E   an d   C V( R MSE )   as  r ec o m m e n d ed   b y   t h I P MV P   w er ca lc u lated   b a s ed   o n   th e   h o u r l y   r ep o r tin g   cr iter ia.   I t   i s   f o u n d   th a t h a u to m ated   c alib r atio n   ap p r o ac h   p r o v id es r esu lt t h at  is   w i th i n   t h r ec o m m en d ed   s ta n d ar d .         ACK NO W L E D G E M E NT   W w o u ld   li k to   th a n k   Fac u lt y   o f   E lectr ical  E n g i n ee r i n g ,   Un i v er s i ti  T ek n o lo g M AR A   ( UiT M)   Sh a h   A la m   w h o   h as sp o n s o r ed   th is   p ap er .       RE F E R E NC E   [1 ]   IBP S A - US A .   Bu il d i n g   En e rg y   S o f twa re   T o o ls.   [ On li n e ].   A v a il a b le:  h tt p :/ /w ww . b u il d in g e n e rg y so ftw a r e to o ls. c o m .   [ A c c e ss e d 2 1 - N o v - 2 0 1 7 ] .   [2 ]   W il l y   Be rn a l,   M a d h u Be h l,   T ru o n g   X .   Ng h iem ,   a n d   Ra h u l   M a n g h a ra m .   (2 0 1 2 ) .   M L E+ :   T o o fo I n teg r a ted   De sig n   a n d   De p l o y me n o En e rg y   Ef fi c ien Bu il d i n g   C o n tro ls.   4 th   A CM   W o rk sh o p   o n   Em b e d d e d   S e n sin g   S y ste m F o E n e rg y - Eff ici e n c y   In   Bu il d in g s,  (Bu il d S y s ' 1 2 ),   T o ro n to ,   Ca n a d a .   [3 ]   Un iv e rsit y   o f   P e n n sy lv a n ia,  M L E+ :  M a tl a b   En e rg y P lu Co - S im u latio n   T o o l b o x .   [ O n l in e ].   A v a il a b le:   m lab . se a s.u p e n n . e d u .   [ A c c e ss e d 2 1 - No v - 2 0 1 7]   [4 ]   N.  De lg a r m ,   B.   S a jad i,   S .   De lg a r m ,   a n d   F .   Ko w sa r y .   A   n o v e a p p ro a c h   f o th e   si m u latio n - b a se d   o p t im iz a ti o n   o f   th e   b u il d in g s en e rg y   c o n su m p ti o n   u si n g   NSGA - II :  Ca se   stu d y   in   Ira n .   En e rg y   Bu i ld .   2 0 1 6 Vo l:   1 2 7 ,   P a g e s: 5 5 2 5 6 0 .   [5 ]   V a len ti n a   M o n e tt i ,   El isa b e t h   Da v in ,   En r ico   F a b rizio ,   P h il i p p e A n d re   a n d   M a rc o   F il i p p i.   Ca li b ra ti o n   o f   b u il d i n g   e n e rg y   si m u latio n   m o d e ls  b a se d   o n   o p ti m iza ti o n -   a   c a se   stu d y .   En e rg y   Pro c e d ia .   2 0 1 5 .   Iss u e :   7 8 ,   p a g e s: 2 9 7 1 - 2 9 7 6 .     [6 ]   Ha g h ig h a t,   Lau re n M a g n ier  a n d   F a rib o rz .   M u lt i o b jec ti v e   Op ti m i z a ti o n   o f   Bu il d in g   De sig n   u sin g   T RNSYS   S im u latio n s,  G e n e ti c   A l g o rit h m ,   a n d   A rti f icia N e u ra Ne t w o rk .   Bu il d i n g   a n d   E n v iro n me n t .   2 0 1 0 .   V o l 4 5 ,   p a g e s:  739 - 7 4 6 ,   [7 ]   Na v id   De l g a r m ,   B e h ra n g   S a jad a n d   S a e e d   De lg a r m .   M u lt i - Ob jec ti v e   Op ti m iza ti o n   o f   Bu il d in g   En e rg y   P e rf o r m a n c e   a n d   In d o o T h e rm a Co m f o rt  A   Ne w   M e th o d   Us i n g   A rti f i c ial  Be e   Co lo n y   (A BC).   En e rg y   a n d   Bu il d in g s .   2 0 1 6 .   Iss u e 1 3 1 ,   p a g e s: 4 2 - 5 3 .   [8 ]   T .   Ho n g ,   J.   Kim ,   J.  Je o n g ,   M .   L e e ,   a n d   C .   Ji.   A u to m a ti c   c a li b ra ti o n   m o d e o f   a   b u il d in g   e n e rg y   sim u latio n   u si n g   opt im iza ti o n   a lg o rit h m .   En e rg y   P ro c e d ia .   2 0 1 7 .   V o l 1 0 5 ,   p a g e s: 3 6 9 8 3 7 0 4 .   [9 ]   T .   Ya n g ,   Y.  P a n ,   J.  M a o ,   Y.  W a n g ,   a n d   Z.   Hu a n g .   A n   a u to m a t e d   o p ti m iza ti o n   m e th o d   f o c a li b ra ti n g   b u il d i n g   e n e rg y   si m u latio n   m o d e ls  w it h   m e a su re d   d a ta:  Orie n tatio n   a n d   a   c a se   stu d y .   Ap p l.   En e rg y .   2 0 1 6 .     V o l 1 7 9 ,   p a g e s:  1 2 2 0 1 2 3 1 .   [1 0 ]   W e tt e r,   M .   Co - S im u latio n   o f   Bu il d in g   E n e rg y   a n d   Co n tr o S y ste m w it h   th e   Bu il d in g   Co n tro ls  Virtu a T e st  Be d .   J o u rn a o B u il d i n g   Per fo rm a n c e   S imu l a ti o n .   2 0 1 1 .   V o l 4 ( 3 ),   p a g e s: 1 8 5 - 2 0 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.