關(guān)于四川文理學(xué)院大學(xué)生用電現(xiàn)狀分析及對(duì)策研究

1、    關(guān)于四川文理學(xué)院大學(xué)生用電現(xiàn)狀分析及對(duì)策研究    李正波 游洋 范小鳳 楊宗濤【摘 要】高校大學(xué)生是環(huán)境教育的重要對(duì)象。通過描述當(dāng)前大學(xué)生在宿舍和教室、圖書館和路燈的用電情況，探討其用電行為特征，并對(duì)其用電行為進(jìn)行解析，建立教室和路燈的用電優(yōu)化模型，擬對(duì)圖書館與宿舍用電現(xiàn)狀提供針對(duì)性的建議?！娟P(guān)鍵詞】用電行為；用電優(yōu)化模型；宿舍用電現(xiàn)狀1.緒論1.1問題背景節(jié)約能源是我國的基本國策，建立節(jié)約型社會(huì)是我國的戰(zhàn)略目標(biāo)，合理用能不僅能體現(xiàn)一個(gè)國家的綜合國力，還是提高國民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要部分。隨著四川文理學(xué)院事業(yè)的發(fā)展及招生規(guī)模的不斷

2、擴(kuò)大，校園內(nèi)電力消耗直線上漲，電力浪費(fèi)現(xiàn)象普遍存在且存在一些不必要的浪費(fèi)。因此，學(xué)院采取各種有效的措施和先進(jìn)的管理模式來節(jié)約能源成為必然。1.2問題敘述因?qū)W院的主要電力消耗為宿舍、教室、路燈和圖書館，所以我們將根據(jù)其用電的實(shí)際情況與相關(guān)制約因素分析提出我校以合理用能、降低消耗、節(jié)約用能為目的的合理的用電管理模型。我們將分別從大學(xué)生的宿舍和教室、路燈和圖書館逐一進(jìn)行分析及研究。1.3問題研究的意義由于相對(duì)寬松的管理環(huán)境，現(xiàn)代大學(xué)生用電量浪費(fèi)的現(xiàn)象普遍存在，而且，因用電不規(guī)范的安全事故時(shí)有發(fā)生。為了改善四川文理學(xué)院用電管理模式構(gòu)建節(jié)約型和諧校園，同時(shí)，減輕學(xué)校的財(cái)政負(fù)擔(dān)，就需探索有效而領(lǐng)先的用電管

3、理模式。為了防患于未然，增強(qiáng)大學(xué)生的合理用電意識(shí)，我們對(duì)大學(xué)生用電現(xiàn)狀分析及對(duì)策研究是很有必要的，且這更加有利于大學(xué)生規(guī)范自己用電行為，對(duì)電量浪費(fèi)更敏感，更能體現(xiàn)國家的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。2.大學(xué)生用電現(xiàn)狀分析2.1大學(xué)生用電行為的特點(diǎn)1學(xué)生宿舍和教室用電行為既與大學(xué)生自身利益緊密相連，也直接影響著高校節(jié)能減排行動(dòng)的成效。當(dāng)前大學(xué)生宿舍和教室節(jié)電、節(jié)能行為并不顯著，具體表現(xiàn)在：用電行為遵從方便和舒適原則；使用大功率用電設(shè)備現(xiàn)象十分嚴(yán)重；個(gè)體較少購買節(jié)能、節(jié)電產(chǎn)品；宿舍成員間無明顯的制止用電浪費(fèi)行為；個(gè)體在管護(hù)“公”“私”電力設(shè)備上存在明顯差異。2.2阻礙大學(xué)生節(jié)電行為的因素分析2.2.1大學(xué)生對(duì)電

4、價(jià)不敏感。四川文理學(xué)院現(xiàn)行水電管理制度規(guī)定，宿舍用電學(xué)生按市價(jià)統(tǒng)一購電，可以無限額購買。宿舍用電行為是與個(gè)人經(jīng)濟(jì)利益相關(guān)的用電行為，經(jīng)濟(jì)因素對(duì)其具有重要影響。來自于家庭提供的資金是大學(xué)生消費(fèi)的主要來源，也是其滿足自身需求的資本。按照宿舍現(xiàn)行“人均分?jǐn)偂钡闹Ц斗绞郊皩W(xué)生的一學(xué)期的生活費(fèi)，學(xué)生個(gè)體一學(xué)期只需預(yù)付少量電費(fèi)成本就可滿足自身的電力需求。而在教室和圖書館，只要有學(xué)生上自習(xí)，其白熾燈全開，但無人對(duì)其做法感到不對(duì)。這就直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)電費(fèi)不敏感，價(jià)格杠桿就難以發(fā)揮激勵(lì)學(xué)生節(jié)電的作用。2.2.2制度監(jiān)督不力。水電管理制度的不完善對(duì)主體行為有極大影響，“擦邊球”行為大量存在，宿舍檢查由學(xué)?；蚋鲗W(xué)院組

5、織，以定期檢查的形式，由學(xué)生會(huì)相關(guān)人員負(fù)責(zé)檢查，對(duì)于違規(guī)用電者，給予口頭警告和收回所用電器。但部分宿舍成員因與其熟識(shí)，基于人情和面子，檢查人員會(huì)將收回電器“還”給宿舍，從而使得宿舍檢查成了“形式主義”，以致違規(guī)使用大功率電器仍十分普遍。教室和圖書館的用電管理不足，無人時(shí)或人少時(shí)，燈依然亮著。2.2.3節(jié)電意識(shí)還未成為一種時(shí)尚。高校大學(xué)生中盲目消費(fèi)、攀比消費(fèi)、超前消費(fèi)等現(xiàn)象十分普遍。隨著電子產(chǎn)品功能多樣化，產(chǎn)品待機(jī)時(shí)間日益變短，“人不離機(jī)”、“通宵充電”等已是常態(tài)，能耗則越來越大。這也從反面證明，節(jié)電行動(dòng)尚未發(fā)展成為一種時(shí)尚，一種可持續(xù)、普遍執(zhí)行的日常行為，而僅僅是參與節(jié)電志愿活動(dòng)時(shí)的短暫行為，

6、因而對(duì)大學(xué)生的影響并不大。3.大學(xué)生用電對(duì)策研究3.1關(guān)于宿舍用電建議3.1.1在保障學(xué)生基本用電需求的前提下，設(shè)定每個(gè)寢室的合理用電量，對(duì)于超額部分，實(shí)施階梯式電價(jià)和最高限額，將超額部分用于獎(jiǎng)勵(lì)節(jié)電成效顯著的寢室，把節(jié)電的要求和益處體現(xiàn)在具體的實(shí)效之中；3.1.2制度方面，建立“權(quán)責(zé)明確、目標(biāo)清晰、措施精細(xì)”的用電管理制度，采取“節(jié)約獎(jiǎng)勵(lì)、超額收費(fèi)”的管理方式，并將宿舍的節(jié)電成效與學(xué)生的評(píng)獎(jiǎng)評(píng)優(yōu)掛鉤，激發(fā)學(xué)生節(jié)電節(jié)能的主動(dòng)性。此外，學(xué)校、學(xué)院和學(xué)生團(tuán)體三方加強(qiáng)合作，采取定期檢查和突擊抽查的方式，做到獨(dú)立檢查，相互督查，監(jiān)管學(xué)生違規(guī)用電，并將獎(jiǎng)懲落到實(shí)處，責(zé)任歸至個(gè)人；3.1.3用電教育方面，

7、發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)、電視等大眾媒體的優(yōu)勢(shì)，積極宣傳科學(xué)用電知識(shí)，營造良好的節(jié)電氛圍。學(xué)校校可以開設(shè)用電相關(guān)選修課和用電相關(guān)課題，組織環(huán)保調(diào)研工作，理論與實(shí)踐平衡發(fā)展，從而提升學(xué)生的節(jié)電積極性和實(shí)踐能力水平；3.1.4團(tuán)體組織方面，環(huán)保團(tuán)體應(yīng)設(shè)計(jì)和開展具有小、巧、精、智等特點(diǎn)的并具可操作性和容易見成效的節(jié)電活動(dòng)，舉辦團(tuán)體交流會(huì)和組織知識(shí)競賽或節(jié)電戶外活動(dòng)，暢通信息傳達(dá)和溝通渠道，提高活動(dòng)參與度；3.1.5學(xué)生自身層面，大學(xué)生首先應(yīng)認(rèn)識(shí)到，環(huán)境已經(jīng)處于危機(jī)狀態(tài)，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境是自身的責(zé)任。大學(xué)生消費(fèi)時(shí)，應(yīng)考慮產(chǎn)品的節(jié)能指標(biāo)和環(huán)保影響；宿舍內(nèi)設(shè)立“節(jié)電提示語”，從現(xiàn)在做起，養(yǎng)成“人走燈滅”、“睡前斷電源”

8、等良好的用電行為習(xí)慣，舍友之間互相監(jiān)督，主動(dòng)協(xié)商，積極配合；宿舍之間加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)交流和分享，共同進(jìn)步。3.2教室用電優(yōu)化模型23.2.1模型假設(shè)。3.2.1.1全校學(xué)生是否上自習(xí)是相互獨(dú)立事件；3.2.1.2假設(shè)教室所有的座位完好，且環(huán)境相同，不存在同學(xué)愿不愿意去坐的狀況，每位同學(xué)僅占一個(gè)座位，且上自習(xí)的可能性為0.7；且每個(gè)宿舍區(qū)人數(shù)相等均為800人，而上自習(xí)的可能性為0.7，則每個(gè)宿舍區(qū)需要上自習(xí)的學(xué)生為560人；3.2.1.3假設(shè)教室的燈管都完好，如果一個(gè)教室被使用，即將教室內(nèi)所有燈管全部打開；3.2.1.4假設(shè)僅考慮正常上課的情況，不考慮假期教室空閑、臨近考試階段緊張復(fù)習(xí)等因素；3.2.1

9、.5假設(shè)學(xué)校有8000名學(xué)生，分別住在10個(gè)宿舍區(qū)，現(xiàn)有的45個(gè)教室分為9個(gè)自習(xí)區(qū)，按順序5個(gè)教室為1個(gè)區(qū)，即1，2，3，4，5為第1區(qū)，41，42，43，44，45為第9區(qū)；學(xué)生到各教室上自習(xí)的滿意程度與到該教室的距離有關(guān)系。距離近，則滿意程度高；距離遠(yuǎn)，則滿意程度降低；3.2.1.6假設(shè)學(xué)生從宿舍區(qū)到一個(gè)自習(xí)區(qū)的距離與到自習(xí)區(qū)任何教室的距離相同；3.2.1.7假設(shè)每個(gè)同學(xué)滿意度與選擇自習(xí)教室的距離正相關(guān)，即選擇與宿舍越近的教室上自習(xí)，滿意程度越高。3.2.2符號(hào)說明。3.2.3定義滿意度。根據(jù)實(shí)際情況，只有宿舍區(qū)對(duì)自習(xí)區(qū)有滿意程度，但是為了方便定義滿意程度，根據(jù)相對(duì)比較法定義以下條件：。一

10、般情況下，自習(xí)區(qū)相對(duì)于宿舍區(qū)而言有吸引力的指標(biāo)：。由于自習(xí)區(qū)對(duì)宿舍區(qū)沒有滿意度，可以定義。此時(shí)可以表示成：；定義對(duì)的滿意度的公式為：。3.2.4建立產(chǎn)銷非平衡模型。各自習(xí)區(qū)都能容納每個(gè)宿舍區(qū)上自習(xí)的學(xué)生。令，又學(xué) 生到哪個(gè)自習(xí)區(qū)上自習(xí)是模糊的，根據(jù)模糊集的概念，可以將滿意度作為論域的隸屬函數(shù)。給定閾值， 就可以確定集合。設(shè)，即當(dāng)滿意度時(shí)，該宿舍的需要上自習(xí)學(xué)生才會(huì)進(jìn)教室上自習(xí)，。把學(xué)生宿舍區(qū)看作產(chǎn)地，把自習(xí)區(qū)看作銷地，各自習(xí)區(qū)的人均用電功率即為運(yùn)輸單價(jià)，各自習(xí)區(qū)的座位數(shù)即為銷量，上自習(xí)的學(xué)生數(shù)即為產(chǎn)量。由于所有教室座位數(shù)多于上自習(xí)的學(xué)生人數(shù)，所以這是一個(gè)產(chǎn)銷非平衡的問題，且銷量大于產(chǎn)量，見宿舍

11、區(qū)和自習(xí)區(qū)產(chǎn)銷非平衡表4-4。在建立產(chǎn)銷非平衡表時(shí)，首先需要通過閥值對(duì)產(chǎn)地與銷地之間的運(yùn)輸情況進(jìn)行篩選，只有當(dāng)對(duì)的滿意度大于0.8時(shí)，對(duì)才有運(yùn)輸。根據(jù)產(chǎn)銷非平衡運(yùn)輸問題的數(shù)學(xué)模型，設(shè)第自習(xí)區(qū)的人均用電功率即運(yùn)輸問題中的單價(jià)為，用表示從到的運(yùn)量，即宿舍區(qū)到自習(xí)區(qū)上自習(xí)的人數(shù)，即可以建立以下模型：求解時(shí)需要將產(chǎn)銷非平衡問題轉(zhuǎn)化為產(chǎn)銷平衡問題。在產(chǎn)銷平衡表中增加一個(gè)假想的學(xué)生宿舍，即運(yùn)輸中的銷地，其產(chǎn)量即需要上自習(xí)的學(xué)生人數(shù)為6844-5600=1244人。而在單位運(yùn)價(jià)表上，令從該假想產(chǎn)地到各銷地的運(yùn)價(jià)，即該假想學(xué)生宿舍中上自習(xí)的學(xué)生不需要消耗電量。用表上數(shù)據(jù)求解模型，可以求得最優(yōu)方案如下：每個(gè)自習(xí)

12、區(qū)在滿足自習(xí)人數(shù)的條件下，開放的教室應(yīng)滿足用電量最小的原則。b1有513名學(xué)生上自習(xí)；b2有590名學(xué)生上自習(xí)；b3有781名學(xué)生上自習(xí)；b4有720名學(xué)生上自習(xí)；b5有580名學(xué)生上自習(xí)； b6有1051名學(xué)生上自習(xí)；b7有786名學(xué)生上自習(xí)；b8有579名學(xué)生上自習(xí)；b9不開放。3.3關(guān)于圖書館用電研究我們學(xué)校的圖書館，現(xiàn)在是無論白天黑夜都是開著燈，有時(shí)候明明看得見，卻依然開著燈，這就造成了不必要的鋪張浪費(fèi)。因此我們建議圖書館的白熾燈使用光控，光控方式簡單，安裝維護(hù)非常方便且價(jià)格低廉，并能更有效的節(jié)約能源。因我們學(xué)校圖書館基本不開空調(diào)，所以不存在空調(diào)熱氣的電量損失。3.4關(guān)于校園路燈優(yōu)化模

13、型33.4.1模型假設(shè)。3.4.1.1假設(shè)路燈的高度相同，均為h，路燈之間均為a，道路寬度為d，路燈的功率為p；3.4.1.2假設(shè)所有校園路燈都緊靠在路的邊界線上，且照明效果都相同。光源是點(diǎn)光源。3.4.1.3假設(shè)路燈對(duì)照明強(qiáng)度最小的a點(diǎn)（a點(diǎn)位于8個(gè)路燈中心，且路燈是在筆直道路的兩旁）的影響，只需考慮a點(diǎn)周圍最近的8個(gè)路燈，其它較遠(yuǎn)的路燈對(duì)其影響可忽略。3.4.2模型的建立。3.4.3模型的求解若p=2000w，d=10m，由matlab優(yōu)化工具箱得到最優(yōu)解：a=15.44m，h=6.88m。4.總結(jié)現(xiàn)代大學(xué)生節(jié)約意識(shí)淡薄，在學(xué)校無節(jié)制的使用電力，其原因不僅是大學(xué)生自身，也是學(xué)校對(duì)相關(guān)方面的教育和監(jiān)督方面存在較大的問題有關(guān)。身為大學(xué)生我們有義務(wù)，有責(zé)任去提高這種意識(shí)，節(jié)約能源從我做起，從身邊的小事做起。其次，學(xué)校方面也要為此下更大的功夫，讓節(jié)約能源成為一種時(shí)尚，使當(dāng)代大學(xué)生對(duì)其用電行為更加嚴(yán)謹(jǐn)。當(dāng)今世界競爭激烈，