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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.104
筆者對電力機(jī)車采取的節(jié)能模式進(jìn)行了系統(tǒng)研究，克服了既有節(jié)能模式的不足，設(shè)計(jì)了新型的電力機(jī)車智能電表，而且還構(gòu)建了電力機(jī)車能耗優(yōu)化管理的軟件系統(tǒng)，使能耗管理精準(zhǔn)地定位到每個(gè)運(yùn)行區(qū)間，按照計(jì)算機(jī)還原的相關(guān)操縱曲線處理和優(yōu)化能耗，獲得合理的能耗數(shù)據(jù)。
1 硬件原理及軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.1 智能電表硬件原理
筆者首先研究了電力機(jī)車智能電表的相關(guān)硬件原理，從電力機(jī)車的主電纜上面引入了相應(yīng)的輸入電流以及輸入電壓，通過電流互感器以及電壓分壓器后，電能測量芯片能夠計(jì)量輸入電壓和輸入電流，得到相應(yīng)的有功功率。列車黑匣子輸出的相關(guān)信息通過隔離的485接口連接到中央處理器，后者能夠同時(shí)處理黑匣子數(shù)據(jù)以及電能數(shù)據(jù)，在FLASH存儲(chǔ)芯片中保存相關(guān)的處理結(jié)果，在機(jī)車行駛中能夠在LCD上實(shí)時(shí)展示電能消耗信息。借助該系統(tǒng)中的IC卡接口，將保存在FLASH存儲(chǔ)芯片上的相關(guān)數(shù)據(jù)讀取出來。
1.2 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
從邏輯上看，軟件系統(tǒng)被劃分成了優(yōu)化評(píng)價(jià)層、數(shù)據(jù)解析層以及能耗數(shù)據(jù)管理層。
1.2.1 數(shù)據(jù)解析層
記錄文件管理子系統(tǒng)必須將數(shù)據(jù)從IC卡中讀取出來，切割原始數(shù)據(jù)文件，之后得到機(jī)車運(yùn)行的能耗記錄文件以及監(jiān)測文件，而且還要合并同一司機(jī)以及車次的機(jī)車運(yùn)行能耗記錄文件以及監(jiān)測文件。曲線圖形數(shù)據(jù)生成子系統(tǒng)主要解析相關(guān)的合并文件，將機(jī)車的能耗記錄數(shù)據(jù)以及運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)融合，生成的曲線融合數(shù)據(jù)文件適宜于以圖形方式顯示出來。文件處理以及編輯子系統(tǒng)提供的圖形化人機(jī)界面接口相當(dāng)多，能夠?yàn)橛脩籼幚硪约熬庉嫺鞣N文件提供便利。
1.2.2 優(yōu)化評(píng)價(jià)層
負(fù)責(zé)線路圖形繪制的相關(guān)子系統(tǒng)將鐵路線路的二維地理場景繪制出來。負(fù)責(zé)曲線控制的相關(guān)子系統(tǒng)為系統(tǒng)提供各種類型的曲線操縱方法，用戶可以隨意地移動(dòng)參與到優(yōu)化活動(dòng)中的曲線，實(shí)現(xiàn)對比學(xué)習(xí)。以全圖形化面目出現(xiàn)的能耗統(tǒng)計(jì)優(yōu)化子系統(tǒng)將圖形系統(tǒng)以及優(yōu)化算法密切聯(lián)系起來，為相關(guān)用戶創(chuàng)造了高效且直觀的優(yōu)化環(huán)境。司機(jī)通過操縱負(fù)責(zé)評(píng)價(jià)的相關(guān)子系統(tǒng)，對比基準(zhǔn)是線路標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行能耗以及運(yùn)行時(shí)間當(dāng)作，對司機(jī)在每一個(gè)區(qū)間內(nèi)的具體操縱活動(dòng)做出精確的評(píng)價(jià)。
1.2.3 能耗數(shù)據(jù)管理層
通過相應(yīng)的ODBC編程，這一層能夠和諸多數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)無縫連接，能夠按照不同的運(yùn)行環(huán)境，在多種類型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫（SQLServer，Oracle）以及桌面數(shù)據(jù)庫（比如Access）間靈活地進(jìn)行切換。負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)查詢的相關(guān)子系統(tǒng)為司機(jī)提供了任何時(shí)間段的能耗統(tǒng)計(jì)方法以及接口。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的相關(guān)子系統(tǒng)為人們系統(tǒng)提供了便于轉(zhuǎn)存能耗數(shù)據(jù)的功能。負(fù)責(zé)報(bào)表打印的相關(guān)子系統(tǒng)為人們提供了便捷的報(bào)表打印功能。
1.3 系統(tǒng)關(guān)鍵算法
1.3.1 智能電表中基于選擇性保存的數(shù)據(jù)記錄算法
每間隔20ms，列車黑匣子會(huì)在對外公開的相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線上傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包涵蓋了速度、時(shí)間、車站號(hào)、公里標(biāo)、司機(jī)號(hào)、車次、機(jī)車號(hào)、總重以及副司機(jī)號(hào)等信息（時(shí)間、公里標(biāo)以及速度都是動(dòng)態(tài)量，隨時(shí)間變化而變化，其他信息均屬于常量）。比如每隔20ms數(shù)據(jù)包就會(huì)自動(dòng)保存1次，能夠較快地寫滿FLASH儲(chǔ)存芯片。除此之外，智能電表在轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存前，同時(shí)還必須將每個(gè)司機(jī)單獨(dú)的監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄下來，所以區(qū)別各個(gè)司機(jī)單獨(dú)的記錄數(shù)據(jù)也非常重要。人們通過多次試驗(yàn)提出了有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄算法，有效地破解了該問題。
1.3.2 電力機(jī)車操縱曲線還原算法
電力機(jī)車操縱曲線指的是由電力機(jī)車行駛距離當(dāng)作相應(yīng)的橫坐標(biāo)體系中的區(qū)間運(yùn)行時(shí)間曲線速度曲線以及能耗使用曲線等曲線共同組合而成，將事實(shí)上的線路數(shù)據(jù)還原后獲得的二維線路場景當(dāng)作坐標(biāo)背景能夠?qū)⑶€半徑以及線路坡度、曲線半徑等多種鐵道的地理信息真實(shí)地反映出來。按照黑匣子內(nèi)部提供的相關(guān)公里標(biāo)信息，在這個(gè)場景中繪制成了相應(yīng)的操縱曲線。筆者設(shè)計(jì)了通過速度信息來裁定突變公里標(biāo)，為計(jì)算機(jī)車運(yùn)行累加距離提供協(xié)助的相關(guān)算法。
1.3.3 機(jī)車運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)的融合算法
從傳統(tǒng)類型的電力機(jī)車能耗管理模式來看，難以得到運(yùn)行區(qū)間內(nèi)精準(zhǔn)的能耗數(shù)據(jù)，但是本系統(tǒng)巧妙地融合了機(jī)車運(yùn)行的能耗記錄數(shù)據(jù)以及監(jiān)測數(shù)據(jù)，很好地獲取得了電力機(jī)車運(yùn)行中區(qū)間內(nèi)的精準(zhǔn)能耗數(shù)據(jù)，這樣就能夠精細(xì)地做好每一個(gè)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)的能耗管理。
1.3.4 全圖形化的能耗優(yōu)化統(tǒng)計(jì)算法。
根據(jù)全圖形化優(yōu)化算法，第一要對缺省優(yōu)化所有參與優(yōu)化操作的記錄數(shù)據(jù)，然后獲得涵蓋了所有區(qū)間內(nèi)的能耗數(shù)據(jù)以及操縱曲線數(shù)據(jù)。用戶借助系統(tǒng)自身的圖形化環(huán)境，瀏覽每一個(gè)區(qū)間內(nèi)的優(yōu)化曲線以及操縱曲線。在圖形系統(tǒng)創(chuàng)設(shè)好的各個(gè)區(qū)間優(yōu)化列表內(nèi)，臨時(shí)性地除掉異常操縱曲線，優(yōu)化計(jì)算區(qū)間局部統(tǒng)計(jì)，對修改也已形成的相關(guān)操縱優(yōu)化曲線和區(qū)間能耗進(jìn)行修改。用戶通過這種局部以及全局性的圖形化優(yōu)化算法，能夠較快地實(shí)現(xiàn)相關(guān)的優(yōu)化目標(biāo)，在數(shù)據(jù)庫中保存相關(guān)的優(yōu)化結(jié)果。
2 結(jié)語
設(shè)計(jì)好的電力機(jī)車智能電表、電力機(jī)車能耗優(yōu)化以及管理軟件系統(tǒng)能夠非常精確度定位到電力機(jī)車能耗管理的每個(gè)運(yùn)行區(qū)間。將節(jié)能學(xué)習(xí)模式當(dāng)作設(shè)計(jì)核心，打造成了全圖形模式的能耗優(yōu)化以及管理環(huán)境。眼下這個(gè)系統(tǒng)在諸多鐵路局的使用效果良好。隨著相關(guān)方面持續(xù)地積累以及優(yōu)化電力機(jī)車能耗方面的原始數(shù)據(jù)，能夠科學(xué)地制定每條線路的能耗標(biāo)準(zhǔn)。此外還要完善相關(guān)的管理制度和配套措施，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，創(chuàng)造更高的節(jié)能效益。
參考文獻(xiàn)：
[中圖分類號(hào)]P413 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0418-02
1、引言
能源管理涉及的范圍很廣，它包含了從能源生產(chǎn)到消耗各個(gè)環(huán)節(jié)的管理技術(shù)，冶金企業(yè)能源管理主要涉及對企業(yè)二次能源的平衡管理和能源消耗的分析。
河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司在2011年開始建設(shè)能源管理系統(tǒng)，其針對現(xiàn)場的水、電、氣體等能源儀表，通過組網(wǎng)對其進(jìn)行遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)采集與控制，集有線和無線測控與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)于一體，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測現(xiàn)場能源介質(zhì)的運(yùn)行狀態(tài)。
能源管理系統(tǒng)（簡稱EMS系統(tǒng)），通過能源計(jì)劃，能源實(shí)績，計(jì)量認(rèn)證，能耗計(jì)算，設(shè)備管理，報(bào)表管理等多種手段，使企業(yè)管理者對企業(yè)的能源成本比重，發(fā)展趨勢有準(zhǔn)確的掌握。其基本管理職能包括：
能源系統(tǒng)主設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視
能源系統(tǒng)主設(shè)備的集中控制、操作、調(diào)整和參數(shù)的設(shè)定
實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的綜合平衡、合理分配、優(yōu)化調(diào)度。
異常、故障和事故處理。
基礎(chǔ)能源管理。
能源運(yùn)行潮流數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)短時(shí)歸檔、數(shù)據(jù)庫歸檔和即時(shí)查詢。
2、EMS系統(tǒng)的特點(diǎn)
實(shí)時(shí)性：為了及時(shí)獲取各種能源介質(zhì)的能耗信息，該系統(tǒng)充分考慮了宣鋼當(dāng)前設(shè)備通信協(xié)議的狀況，采用了豐富多樣的接口技術(shù)，使所有的數(shù)據(jù)采集時(shí)間控制在1s-5s之間，并與產(chǎn)銷系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
先進(jìn)性：先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理方式、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及一致的開放式數(shù)據(jù)庫接口，無論從系統(tǒng)性能、可靠性及網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等方面都為企業(yè)提供了高技術(shù)的管理模式；
可靠性：可靠性是能源數(shù)據(jù)采集的先決條件。簡單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及各個(gè)功能模塊冗余的設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)運(yùn)行更加安全可靠；
安全性：系統(tǒng)對于不同的管理職能提供了不同的管理權(quán)限；還包括網(wǎng)絡(luò)的安全性，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)安裝了防火墻，還使用了網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)，有效阻止了外界非法病毒的入侵，從而保證了網(wǎng)絡(luò)的安全；
可操作性：硬件設(shè)備設(shè)置簡單、直觀；系統(tǒng)軟件提供人機(jī)界面便于操作。
3、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
EMS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為三層：
一層為儀表到數(shù)據(jù)采集分站的通訊，采用RS-485通訊和模擬信號(hào)兩種方式；二層為數(shù)采分站到總站的通訊，采用無線方式和有線方式；三層為管理網(wǎng)，由服務(wù)器到管理分站，組成局域網(wǎng)，連接方式根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際『青況布置：對于樓內(nèi)或距離小于100m的計(jì)算機(jī)，使用超五類雙絞線組成百兆局域網(wǎng)；距離較遠(yuǎn)但布線方便可以使用光纖；距離較遠(yuǎn)、布線不方便采用無線網(wǎng)橋的方式。
服務(wù)器（采集器）的作用：一方面收集分站送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，同時(shí)也能對遠(yuǎn)程儀表進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；另一方面服務(wù)器可對工作站（客戶機(jī)）進(jìn)行數(shù)據(jù)共享?？蛻魴C(jī)可以預(yù)覽或打印統(tǒng)計(jì)報(bào)表、實(shí)時(shí)監(jiān)控和供維修人員監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。
4、EMS系統(tǒng)的主要功能
4.1 監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制
（1）能源介質(zhì)數(shù)據(jù)監(jiān)視。通過I/O服務(wù)器的接口功能，接收來自廠區(qū)PLC、DCS和采集站網(wǎng)關(guān)的各類信息，完成數(shù)據(jù)采集合并歸檔到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)采集各種介質(zhì)的發(fā)生量，各存儲(chǔ)柜的柜位、柜容，以及各能源計(jì)量儀表流量、壓力、溫度和表底數(shù)據(jù)等。
（2）能源設(shè)備及主要工序運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)視。通過I/O服務(wù)器的接口功能，實(shí)時(shí)采集能源設(shè)備的重要參數(shù)，判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及工序生產(chǎn)狀況，故障及時(shí)報(bào)警。
（3）能源設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。能源中心調(diào)度人員通過專用操作站向廠區(qū)能源PLC系統(tǒng)下達(dá)控制指令，控制能源設(shè)備的運(yùn)行。
4.2 基礎(chǔ)能源管理
（1）能源設(shè)備管理。能源設(shè)備管理主要用于能源計(jì)劃的編輯和設(shè)備維護(hù)。能源設(shè)備管理主要對關(guān)鍵的大型能源設(shè)備實(shí)行集中管理，包括建立檢修和使用檔案，輔助制定設(shè)備檢修計(jì)劃；對設(shè)備檢修記錄進(jìn)行跟蹤、查詢和統(tǒng)計(jì)。
（2）能源計(jì)劃管理。能源計(jì)劃管理根據(jù)能源設(shè)備管理模塊提供的接口，可以查閱與能源計(jì)劃有關(guān)的能源設(shè)備的檢修計(jì)劃，同時(shí)在制定能源計(jì)劃是，根據(jù)生產(chǎn)與消耗平衡的特點(diǎn)，在制定能源計(jì)劃的過程中動(dòng)態(tài)顯示全局能源平衡情況，方便業(yè)務(wù)人員微調(diào)。
（3）能源報(bào)表管理。對于能源系統(tǒng)的計(jì)量與管理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，EMS對原始采集數(shù)據(jù)經(jīng)必要的計(jì)算處理后，按指定格式、時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)報(bào)表輸出。能源報(bào)表管理提供對整個(gè)能源管理系統(tǒng)中所以模塊報(bào)表需求的支持，提供各種自動(dòng)報(bào)表、手動(dòng)報(bào)表及能耗報(bào)表。報(bào)表包括小時(shí)報(bào)表、日報(bào)、月報(bào)和年報(bào)等。
5、關(guān)鍵技術(shù)
5.1 能源預(yù)測模型
本系統(tǒng)中綜合考慮了生產(chǎn)信息、設(shè)備檢修計(jì)劃信息、非計(jì)劃停工信息、工藝變更信息以及能源實(shí)際采集數(shù)據(jù)，對某一能源介質(zhì)未來幾個(gè)小時(shí)或幾天內(nèi)的生產(chǎn)狀況及各用戶單元消耗狀況進(jìn)行追蹤預(yù)測，并根據(jù)相應(yīng)時(shí)段內(nèi)的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行預(yù)測平衡展示，涉及的能源介質(zhì)包括高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、電、水等。預(yù)測結(jié)果以趨勢圖等形式輸出，為能源平衡調(diào)度提供指導(dǎo)。其中包括的曲線有：
實(shí)時(shí)曲線：用曲線的方式顯示測點(diǎn)的瞬時(shí)量；用來直觀顯示實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)變化和累積計(jì)量的階段性變化。
歷史曲線：畫出測點(diǎn)的某時(shí)間段的曲線；
鋼鐵企業(yè)能源介質(zhì)的波動(dòng)在自身波動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上受靜態(tài)因素、動(dòng)態(tài)因素的影響。靜態(tài)因素指物料、產(chǎn)品、工藝條件等，通過靜態(tài)因素推算出能源理論發(fā)生量的過程稱為靜態(tài)模型。動(dòng)態(tài)因素指工況條件發(fā)生變化，如高爐修風(fēng)、換爐、計(jì)劃檢修及非計(jì)劃停機(jī)等。
5.2 跨平臺(tái)、異構(gòu)應(yīng)用數(shù)據(jù)交換技術(shù)
能源管理系統(tǒng)、產(chǎn)銷系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)是同時(shí)實(shí)施的。ERP負(fù)責(zé)四級(jí)財(cái)務(wù)核算，能源生產(chǎn)和能源消耗的數(shù)據(jù)需要上傳ERP；同理ERP對電的采購計(jì)劃，需要下傳至能源管理系統(tǒng)中完成電的平衡計(jì)劃。產(chǎn)銷系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理生產(chǎn)，而能源管理系統(tǒng)需要來自產(chǎn)銷系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃和實(shí)績，來完成能源計(jì)劃和能耗計(jì)算。因此三個(gè)系統(tǒng)是相互集成，才能完成各自的管理業(yè)務(wù)。
5.3 無人值守技術(shù)
能源管控系統(tǒng)對動(dòng)力設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，主要包括煤氣柜，放散塔等。設(shè)置遠(yuǎn)程控制專用操作站，操作站配有專用監(jiān)控軟件。
5.4 網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)
在能源網(wǎng)絡(luò)實(shí)施過程中，為了不影響生產(chǎn)，在一些關(guān)鍵網(wǎng)接入能源環(huán)網(wǎng)技術(shù)中選擇了最新的網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)——隔離網(wǎng)關(guān)。隔離網(wǎng)關(guān)通過內(nèi)部的雙獨(dú)立主機(jī)系統(tǒng)，一端接人站控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，通過采集接口完成各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集；另一端接入能源環(huán)網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)到能源管理系統(tǒng)的傳輸。
6、結(jié)論
EMS投入運(yùn)行后，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能源的分配情況、消耗情況可以及時(shí)反饋給有關(guān)部門，為生產(chǎn)決策提供了數(shù)據(jù)，使能源調(diào)度更加及時(shí)，合理，減少了煤氣的放散，又有原來的事后統(tǒng)計(jì)，變?yōu)楝F(xiàn)在的計(jì)劃管理與動(dòng)態(tài)調(diào)控，減少了能源消耗，降低了能源成本，經(jīng)濟(jì)效益極為可觀。
參考文獻(xiàn)
[1]李向軍，孫彥廣，冶金能源管理系統(tǒng)EMS[J]科技資訊，2008（3）：95
孩子的適應(yīng)能力，是指孩子對周圍的自然環(huán)境和社會(huì)要作出反應(yīng)和適應(yīng)的能力，是兒童心理發(fā)展的重要組成部分。幼兒時(shí)期是人生社會(huì)化的起始階段，孩子將來能否適應(yīng)環(huán)境、協(xié)調(diào)關(guān)系具有健康的心理和健全人格，都與其幼兒時(shí)期的適應(yīng)能力培養(yǎng)密切相關(guān)。而現(xiàn)在有些家長，只重視孩子的身體發(fā)育，而忽視了對孩子的心理發(fā)展；重視智力開發(fā)，忽視適應(yīng)性、好習(xí)慣的培養(yǎng)，十分不利于孩子的健康成長。我們從大一些孩子的身上就可看出問題，一個(gè)體格發(fā)育健康的孩子，不敢去面的競爭激烈的學(xué)習(xí)、生活壓力，更愿意在父母的庇護(hù)下寄生；一個(gè)學(xué)習(xí)成績優(yōu)秀的孩子，都不能與同學(xué)或周圍的人和睦相處。更有甚者，仇視社會(huì)、或者厭學(xué)、厭世等，這些孩子問題出在哪里?有專家分析認(rèn)為，適應(yīng)能力差是顯著的影響因素，我們做父母的應(yīng)值得警醒。
1 別讓孩子當(dāng)“宅娃” 隨城市化建設(shè)的飛速發(fā)展，居住高樓大廈，孩子被困屋中?，F(xiàn)又多一個(gè)流行詞叫“宅娃”，所謂“宅娃”就是成天窩在家里看電視、打游戲、翻小人書，或自己跟自己玩，幾乎沒有伙伴的孩子?！罢蕖钡慕Y(jié)果就是一點(diǎn)也不適應(yīng)外面的世界，這樣養(yǎng)育的孩子，對氣候和環(huán)境的變化很難適應(yīng)，有點(diǎn)“風(fēng)吹草動(dòng)”就生病。如天氣一冷一熱稍有變化就容易感冒發(fā)燒咳嗽，長時(shí)間好不了；到外面吃飯鬧肚子；偶爾帶他外出旅游住旅館，因環(huán)境不熟悉，孩子總是不能安靜地睡覺。
2 培養(yǎng)孩子好習(xí)慣 每位家長都希望培養(yǎng)孩子良好的行為習(xí)慣，可如何培養(yǎng)卻令家長倍感困惑。何不妨嘗試運(yùn)用“強(qiáng)化定律”來培養(yǎng)孩子的好習(xí)慣。所謂強(qiáng)化定律，就是關(guān)注孩子的正確行為，使之強(qiáng)化；淡化孩子的不良行為，使之消失。強(qiáng)化定律被稱為“世界最偉大的教育法則”之一。研究發(fā)現(xiàn)，如果人們在無意中做出某種行為之后得到關(guān)注，認(rèn)同或贊賞，以后就會(huì)更多地做出這類行為；反之，如果某種行為被忽視、抑制或懲罰，以后人們則會(huì)盡量回避這種行為。這就是強(qiáng)化定律之所有效的根本原理。幼兒時(shí)期是孩子行為習(xí)慣的萌芽期，既易于養(yǎng)成好習(xí)慣，也易于糾正壞習(xí)慣，家長如果善于運(yùn)用強(qiáng)化定律，孩子將一生受益。
如有的孩子脾氣很大，稍不如意就會(huì)哭鬧，亂扔?xùn)|西，甚至在地上打滾。愿望得不到滿足時(shí)他還會(huì)說些讓父母傷心的話，如爸爸媽媽不愛我了！我要去爺爺、奶奶家。如果家長心軟，經(jīng)常被孩子“控制”甚至“要挾”，就會(huì)把孩子養(yǎng)成不好的壞習(xí)慣。正確的做法是采取負(fù)強(qiáng)化，也就是冷處理，讓孩子的不良行為在被忽視過程中慢慢弱化直至消失。比如有的孩子獨(dú)占心理很強(qiáng)，自己的玩具不給別的小朋友碰，不愿互相玩耍?？腿藥Ш⒆拥郊彝妫盟耐婢咄?，他就會(huì)打小朋友甚至大哭鬧、地上打滾，此時(shí)家里有客人，作為家長應(yīng)該把孩子抱到另一個(gè)房間關(guān)上門，各自在客廳招呼客人聊天等進(jìn)行冷處理，他便會(huì)慢慢地安靜下來，等客人走后，再對孩子進(jìn)行合理的開導(dǎo)和教育。孩子撒潑的招數(shù)不靈了，這樣的壞毛病就會(huì)慢慢改掉，變得友好相處。
3 合理選擇強(qiáng)化物激勵(lì)孩子好習(xí)慣 我們在教育孩子時(shí)通過一定的強(qiáng)化手段，固化他好的行為習(xí)慣，就需要不失時(shí)機(jī)地獎(jiǎng)勵(lì)和肯定孩子好的行為習(xí)慣?？隙ê酮?jiǎng)勵(lì)需要有強(qiáng)化物，以刺激孩子再次表現(xiàn)好。家長要根據(jù)他喜歡的程度和表現(xiàn)好的程度合理選擇。
3.1 常用于幼兒的正強(qiáng)化物分為五類 第一類：消費(fèi)類強(qiáng)化物如糖果、巧克力、餅干、漢堡、飲料等。第二類：活動(dòng)性強(qiáng)化物，有看電視、野餐、旅游、去動(dòng)物園、游樂場等。第三類：操弄性強(qiáng)化物，有布娃娃、變形金剛、玩具汽車、玩具槍、畫片、卡片等。第四類：擁有性強(qiáng)化物，像小貓、小狗、光盤、漂亮衣服、紀(jì)念品、文具等。第五類：為社會(huì)性強(qiáng)化物，屬于精神層面的，有撫摸、微笑、注視、逗樂嬉戲、講故事、口頭表揚(yáng)等。另外對大一點(diǎn)的孩子還可以采取代幣強(qiáng)化，就是拿好的行為進(jìn)行積分，用積分換取獎(jiǎng)勵(lì)。您可以給孩子列一個(gè)行為分值積分表，如：按時(shí)起床加2分、幫助做家務(wù)加4分、對客人有禮貌加5分，達(dá)到一定的分值可以兌獎(jiǎng)，從父母這兒得到玩具、額外的特權(quán)或外出游玩等獎(jiǎng)賞。
3.2 使用這些強(qiáng)化物時(shí)要注意的問題 在給孩子進(jìn)行獎(jiǎng)賞的同時(shí)，還要口頭講述是孩子的什么行為得到了獎(jiǎng)賞。比如：“今天你按時(shí)吃飯了”或“你對客人特別有禮貌”，所以要獎(jiǎng)勵(lì)你。這樣孩子對自己哪方面做得好，是爸爸媽媽高興和滿意的比較清楚，下次還會(huì)繼續(xù)這樣做。還有，多種強(qiáng)化物要配合使用，花樣變化靈活，家長要善于觀察孩子哪些是非常想要的東西，比如特別想得到的玩具或特別想去的游樂場所等，掌握了這些信息，當(dāng)孩子表現(xiàn)不錯(cuò)時(shí)，您就可以運(yùn)用手中的籌碼作為獎(jiǎng)勵(lì)物，讓他的需要暫時(shí)得到滿足，這種“按需獎(jiǎng)勵(lì)”比泛泛的獎(jiǎng)勵(lì)效果要好得多。隨孩子的年齡增長，有形的強(qiáng)化物要逐漸減少。社會(huì)性強(qiáng)化物，也就是精神方面的強(qiáng)化物要逐漸增多。
3.3 父母要善于捕捉孩子的閃光點(diǎn) 家長要注意觀察孩子的閃光點(diǎn)，并及時(shí)給予正強(qiáng)化物獎(jiǎng)勵(lì)，在習(xí)慣培養(yǎng)的初期是很有效的，但問題是孩子每天的行為那么多，父母不可能對孩子的每一個(gè)好行為都進(jìn)行強(qiáng)化，而且也不能無限制地給孩子那么多的正強(qiáng)化物，因?yàn)槭褂锰鄷?huì)導(dǎo)致孩子對這樣的刺激反應(yīng)麻木，不珍惜，不再付出努力鞏固好的行為。怎么辦？我們父母可使用間歇強(qiáng)化可以解決這個(gè)問題。
4 間歇強(qiáng)化,也就是間隔性地進(jìn)行部分強(qiáng)化 一是定時(shí)強(qiáng)化。每一個(gè)固定的時(shí)段持續(xù)的行為，可以得到一次強(qiáng)化。比如：孩子好動(dòng)，不能安靜專注的畫畫，您可以對他說：“我每隔十分鐘進(jìn)來檢查一次，看看你是不是在專心畫畫”?；?qū)毲偃狈ψ杂X性的孩子說：“我每天都要聽你練得怎么樣”。如果結(jié)果比較令人滿意，就對孩子進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋頁P(yáng)或獎(jiǎng)賞。二是變數(shù)強(qiáng)化。它是不按固定時(shí)間進(jìn)行的，如父母對孩子在幼兒園的表現(xiàn)進(jìn)行不定期地監(jiān)督和檢查，隨時(shí)向幼兒園或小朋友了解情況。這樣孩子就不會(huì)放松自己，養(yǎng)成穩(wěn)定而又持久的好習(xí)慣，對表揚(yáng)和獎(jiǎng)勵(lì)的依賴會(huì)逐漸減少，自覺性大大提高。三是定數(shù)強(qiáng)化。就是當(dāng)孩子的行為達(dá)到一定數(shù)量時(shí)可獲得一定的強(qiáng)化物獎(jiǎng)勵(lì)。如培養(yǎng)孩子的閱讀習(xí)慣，當(dāng)他讀完一本書或讀完一定數(shù)量的文章后可獲得適當(dāng)?shù)谋頁P(yáng)或獎(jiǎng)勵(lì)。
1. 前言
（1）隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和環(huán)境資源壓力越來越大，節(jié)能減排形勢嚴(yán)峻，在大力推進(jìn)建筑領(lǐng)域節(jié)能工作中，大型公共建筑高耗能的問題日益突出。
（2）隨著我國城市化進(jìn)程的加速，預(yù)計(jì)到2020年，全國城市生活人口將達(dá)到總?cè)丝跀?shù)的56%以土，相應(yīng)的建筑物和設(shè)施也將成倍增加，使得建筑能耗的大福度增加將不可避免。大型公共建筑一般是指建筑而積2萬平方米以上的建筑物，據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，其數(shù)量占總建筑物的4%左右，而其耗能卻占建筑總能耗的22%，其單位而積的用電能耗為住宅的5 ～15倍。由于浪費(fèi)與管理粗放，使這類建筑的耗電更加突出，針對大型公共建筑電能耗的監(jiān)測及能源管理的研究，顯得愈加迫在眉睫。
（3）建筑用能是能源消耗的主要組成部分，同時(shí)建筑節(jié)能一也是節(jié)約能源的重要領(lǐng)域，建筑能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是建筑節(jié)能工作的重要基礎(chǔ)，然而，從現(xiàn)行的國家統(tǒng)計(jì)體系中，很難得到比較準(zhǔn)確的建筑能耗數(shù)據(jù)，致使各級(jí)政府行政管理部門在制定節(jié)能減排目標(biāo)，編制相關(guān)發(fā)展規(guī)劃、政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時(shí)，缺乏有效的建筑能耗數(shù)據(jù)。
2. 能耗監(jiān)測系統(tǒng)
2.1開展能耗監(jiān)測的基礎(chǔ)工作。
根據(jù)住建部相關(guān)文件，我省從2008年開始開展了能耗統(tǒng)計(jì)工作，統(tǒng)計(jì)面積約551.3萬平方米。
通過對能耗的統(tǒng)計(jì)和結(jié)果的分析，對建筑的用能特點(diǎn)得到了初步了解，發(fā)現(xiàn)在所調(diào)查的建筑物中大型公共建筑的能耗位居前列，這些建筑都是需要常年提供照明和空調(diào)的建筑。
2.2國內(nèi)外能耗監(jiān)測現(xiàn)狀。
（1）1976年英國開始對建筑物進(jìn)行能耗調(diào)查，建成了包括建筑類型、空調(diào)形式等在內(nèi)的詳細(xì)能耗狀況數(shù)據(jù)庫，同時(shí)代的美國也由國家標(biāo)準(zhǔn)局負(fù)責(zé)對建筑能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。目前美國已經(jīng)建立了建筑能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫，目前使用較廣泛、收集建筑物數(shù)量較多的數(shù)據(jù)庫有能源部（DOE）的CBECS和加利福尼亞州的CEUS。
（2）我國目前還沒有一個(gè)完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)對建筑能耗進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。但是在國家積極構(gòu)建建筑能耗監(jiān)測平臺(tái)的背景下，我國在北京、深圳等一些一線城市展開了一系列的工作，并取得了顯著的成績。其中北京市、深圳市、天津市的平臺(tái)建設(shè)工作作為首批試點(diǎn)城市通過了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的驗(yàn)收。
2.3能耗監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā)。
2.3.2應(yīng)用技術(shù)。
在能耗監(jiān)測系統(tǒng)的選用上，采用當(dāng)今主流的B/S架構(gòu)， 開發(fā)環(huán)境為WEB訪問方式的能耗監(jiān)測軟件，系統(tǒng)因具有易部署、兼容性高等特點(diǎn)被廣泛使用。數(shù)據(jù)庫采用基于Microsoft SQL2008企業(yè)中文版的數(shù)據(jù)庫軟件，該數(shù)據(jù)庫支持網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)連接，可對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，系統(tǒng)性能高效、安全、穩(wěn)定。
2.3.3實(shí)現(xiàn)功能。
（1）能耗監(jiān)測系統(tǒng)對八類建筑的分類分項(xiàng)能耗進(jìn)行采集、處理、分析等。能耗數(shù)據(jù)主要包括電、集中供熱、氣、水等13項(xiàng)能耗。能耗監(jiān)測系統(tǒng)主要應(yīng)用于統(tǒng)計(jì)與分析各類建筑的分類分項(xiàng)能耗，可實(shí)現(xiàn)行政區(qū)域之間、分類建筑之間、任意建筑物之間等的分類分項(xiàng)能耗對比。
（2）能耗監(jiān)測系統(tǒng)主要包括：建筑物基本信息管理模塊、建筑物數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊、能耗數(shù)據(jù)處理模塊、能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊、能耗數(shù)據(jù)分析模塊、能耗數(shù)據(jù)公示模塊等。
3. 能源管理
（1）幫助建筑用戶實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)由粗放型管理轉(zhuǎn)變?yōu)榫?xì)型、科學(xué)化管理。在原有的能源管理方式下，一般只記錄建筑電源總進(jìn)線的月耗電量和月費(fèi)用，即使能做到記錄每天的總耗電量也不可能記錄所有線路的耗電量和實(shí)時(shí)電流數(shù)據(jù)。能耗監(jiān)測平臺(tái)能實(shí)時(shí)監(jiān)測大部分的運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)，使建筑用戶能實(shí)時(shí)掌握能源系統(tǒng)運(yùn)行情況，對運(yùn)行做出合理的調(diào)整策略。
（2）幫助建筑用戶實(shí)現(xiàn)對能源系統(tǒng)的低效率、準(zhǔn)故障運(yùn)行的診斷.提高能源系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
（3）幫助用戶實(shí)現(xiàn)國家能源統(tǒng)計(jì)要求的能源管理和能源報(bào)表上傳、提高業(yè)主的管理水平。
（4）持續(xù)性地為建筑用戶提供建筑能源消耗情況，特別是暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?？照{(diào)系統(tǒng)是電耗的主要組成部分，建筑節(jié)能改造也是以空調(diào)系統(tǒng)為主，在擁有大量能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的前提下，提出有效的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行報(bào)告，為后期節(jié)能改造提供技術(shù)保障。
（5）促使用能單位加強(qiáng)用能管理，制定相應(yīng)的管理制度，自覺努力提高節(jié)能效率，達(dá)到節(jié)約用能的目的。
（6）有利于定量評(píng)價(jià)節(jié)能改造效果，通過能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)軟件的使用，可以采集大量真實(shí)的能耗數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)分析可真實(shí)的評(píng)價(jià)節(jié)能改造前后建筑或系統(tǒng)的能耗變化情況。
4. 結(jié)束語
通過大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)對高能耗建筑能耗數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，通過統(tǒng)計(jì)與分析建筑的能源消耗，為政府決策部門和業(yè)主提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)，促進(jìn)大型公共建筑的節(jié)能運(yùn)行和節(jié)能改造，將我國大型公共建筑的建筑節(jié)能工作推進(jìn)到既有建筑的運(yùn)行管理和實(shí)質(zhì)性節(jié)能的階段，最終建立起健全、規(guī)范化的建筑能源管理休系，進(jìn)而達(dá)到建筑節(jié)能的目的。
中圖分類號(hào)：F124.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1003-4161(2007)02-0082-04
能源（特別是石化能源）是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的源動(dòng)力，是國民經(jīng)濟(jì)健康、穩(wěn)定發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，一個(gè)國家（地區(qū)）經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源占有及利用應(yīng)該是相匹配的；但如果不能合理高效的利用能源，能源也會(huì)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”[1]。我國雖然總量上地大物博，但人均資源占有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均值，而且能源利用效率也明顯低于發(fā)達(dá)國家[2]，因此，建立節(jié)約型社會(huì)是我國當(dāng)前發(fā)展的歷史必然。目前，有關(guān)中國能源利用效率和節(jié)能潛力的分析，多數(shù)學(xué)者以國際先進(jìn)國家為標(biāo)準(zhǔn)，通過國際比較判斷中國能源利用效率與節(jié)能潛力[3-5]；而史丹以中國內(nèi)部先進(jìn)水平為標(biāo)準(zhǔn)，通過地區(qū)比較界定我國能源利用效率和節(jié)能空間[6]。然而，由于不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和資源結(jié)構(gòu)存在較大差別，一些制約能源利用效率的因素，如生產(chǎn)技術(shù)水平不可能在短時(shí)間內(nèi)趕上發(fā)達(dá)國家或發(fā)達(dá)地區(qū)。所以，筆者認(rèn)為，能源效率的國別差距和地區(qū)差異只能為我們提供一個(gè)目標(biāo)值，無法據(jù)此計(jì)算出中國各省區(qū)現(xiàn)實(shí)的節(jié)能潛力。因此，本文收集了1990~2004年各省區(qū)能源消耗和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)數(shù)據(jù)，建立各省區(qū)能源利用效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的統(tǒng)計(jì)模型，據(jù)此計(jì)算出各地區(qū)基于主體特征的節(jié)能潛力，為能源利用的優(yōu)化配置和建立節(jié)約型社會(huì)提供依據(jù)。
1 思路方法與指標(biāo)選擇
1.1 研究思路與方法
工業(yè)社會(huì)能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展依靠能源的驅(qū)動(dòng)而運(yùn)行。然而，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展能源消耗量與日俱增，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要瓶頸，我們必須未雨綢繆增強(qiáng)憂患意識(shí)，避免可能的能源危機(jī)影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所以，建立節(jié)約型社會(huì)是我國當(dāng)前社會(huì)的必然選擇。為了認(rèn)清我國各省區(qū)能源利用現(xiàn)狀及節(jié)能潛力，本文主要從以下三方面展開研究：
(1)分析中國各省區(qū)能源利用現(xiàn)狀和能源消耗強(qiáng)度的地區(qū)差異。選取2004年中國30個(gè)省區(qū)能源消耗及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的截面數(shù)據(jù)，分別建立人均能源消耗、萬元產(chǎn)值能耗和人均GDP的對應(yīng)關(guān)系，揭示中國地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗的對應(yīng)關(guān)系。
(2)從時(shí)間序列分析不同省區(qū)能源利用效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系。本文主要以中國各省區(qū)1990~2004年能源消耗和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的案板數(shù)據(jù)，研究不同地區(qū)萬元產(chǎn)值能耗和人均GDP的關(guān)系，用冪指數(shù)函數(shù)建立二者之間的回歸方程，以便尋找能源消耗和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特殊規(guī)律。
(3)不同時(shí)段中國各省區(qū)節(jié)能潛力的對比分析。依據(jù)第二部分建立的能源消耗和人均GDP回歸方程，分析計(jì)算不同時(shí)段各地區(qū)的節(jié)能潛力，選取1990年、1995年、2000年、2004年四個(gè)時(shí)段，對各地區(qū)節(jié)能潛力進(jìn)行橫向和縱向的比較。
需要特別說明的是，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展主要以靠中央轉(zhuǎn)移財(cái)政，在統(tǒng)計(jì)分析中予以剔除。
1.2 指標(biāo)選擇和數(shù)據(jù)來源
從宏觀和普遍的規(guī)律來看，一個(gè)地區(qū)能源的消耗是與人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān)，在不同地區(qū)之間的比較常采用人均能耗和萬元產(chǎn)值能耗等指標(biāo)。由于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)多以一次能源計(jì)算，包括了煤、石油、天然氣和水電等，為了統(tǒng)一計(jì)量和方便比較，將各種能源消耗折算成萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。本文采用人均能耗和萬元產(chǎn)值能耗兩類指標(biāo)，揭示我國各省區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗的關(guān)系，分析不同時(shí)段各省區(qū)的節(jié)能潛力，并將重點(diǎn)放在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗的時(shí)空變化上。
不同時(shí)段各地區(qū)人均能耗和萬元產(chǎn)值能耗計(jì)算公式如下：
EPi=Ei/Pi （1）
EGi=Ei/GDPi（2）
其中，EPi 、 EGi分別為某時(shí)段第i個(gè)地區(qū)人均能源消耗和萬元產(chǎn)值能源消耗量，單位是噸標(biāo)煤； Ei、 Pi、GDPi 分別為該時(shí)段第i個(gè)地區(qū)能源消耗總量、人口總量、國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）。
本項(xiàng)研究所選用的數(shù)據(jù)來源于《中國五十五年統(tǒng)計(jì)年鑒匯編》和《中國統(tǒng)計(jì)年鑒（2005年）》，其中，本資料匯總了全國31個(gè)省區(qū)在人口、經(jīng)濟(jì)、能源等多個(gè)方面長時(shí)間的序列數(shù)據(jù)。
2.中國能源利用和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀分析
隨著新一輪經(jīng)濟(jì)增長，我國進(jìn)入了工業(yè)化的新階段，重工業(yè)比重從1999年持續(xù)上升。由于重工業(yè)對礦產(chǎn)資源尤其是石化能源的消耗強(qiáng)度很大，導(dǎo)致自然資源對我國經(jīng)濟(jì)增長的約束很大，因此，能源的消耗量及能源利用效率很大程度上影響著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文依據(jù)2004年中國30個(gè)省區(qū)人均能源消耗量和萬元產(chǎn)值能耗為指標(biāo)，來定量分析能源負(fù)荷和人均GDP的關(guān)系。
2.1 人均能源消耗與人均GDP的關(guān)系
本文選取除外30個(gè)省區(qū)人均能源消耗和人均GDP的數(shù)據(jù)，制作X-Y關(guān)系散點(diǎn)圖（圖1）。從圖1可以發(fā)現(xiàn)，隨著地區(qū)間人均GDP的差異，人均能源消耗量呈某種正相關(guān)關(guān)系。在財(cái)會(huì)軟件Lotus 1-2-3 for Windows上，用直線方程 y=a+bx進(jìn)行回歸擬合，得到如下統(tǒng)計(jì)關(guān)系式：
y=0.9972+0.0665x （3）
相關(guān)系數(shù)R2=0.6956，相關(guān)性顯著。
上述統(tǒng)計(jì)方程說明，我國經(jīng)濟(jì)增長還處于外延性擴(kuò)張階段，人均GDP的增長依賴于對石化能源的消耗，隨著人均GDP的增長，人均能源消耗量呈同步增長趨勢。[7]
圖1人均能源消耗和人均GDP的關(guān)系
圖2萬元產(chǎn)值能耗和人均GDP的關(guān)系
2.2 萬元產(chǎn)值能耗和人均GDP的關(guān)系
以上述30個(gè)省區(qū)萬元產(chǎn)值能耗與人均GDP數(shù)據(jù)作X-Y關(guān)系散點(diǎn)圖（圖2）。從圖2可以看出，隨著人均GDP的增加，萬元產(chǎn)值能源消耗量近似于冪指數(shù)下降趨勢。換言之，在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的省區(qū)，萬元產(chǎn)值的能耗較小，能源利用效率較高；反之，萬元產(chǎn)值的能耗較高，能源利用效率較低。
我國地域遼闊，各省區(qū)之間能源稟賦差異較大，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對能源消耗形成不同的偏離類型，因而，萬元產(chǎn)值能源消耗也有較大的差異。同時(shí)，由于在所選的30個(gè)省區(qū)中，相對落后的省區(qū)數(shù)目較多，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省區(qū)相對較少，散點(diǎn)在低發(fā)展水平上更為集中。所以以萬元產(chǎn)值能耗為依據(jù)，所建立的能源消耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的統(tǒng)計(jì)關(guān)系相對偏差較大，統(tǒng)計(jì)方程的相關(guān)系數(shù)R2、t檢驗(yàn)值、F檢驗(yàn)值相對較低。因此，本文未給出其統(tǒng)計(jì)方程，僅說明其變化的趨勢。但從總體趨勢來看，萬元產(chǎn)值的能源負(fù)荷隨人均GDP的增長呈指數(shù)衰減，并將在各省區(qū)的時(shí)間序列變化中給予定量的分析。
3.基于案板數(shù)據(jù)的中國各省區(qū)萬元產(chǎn)值能耗的統(tǒng)計(jì)規(guī)律
僅以某年截面數(shù)據(jù)分析經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗的關(guān)系，只是全國31個(gè)省區(qū)之間的橫向比較，由于存在區(qū)域差異模型的精度較低，還不足以說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗的長期變化過程。為了準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗的關(guān)系，特別是隨著科技進(jìn)步和國家環(huán)境保護(hù)政策的實(shí)施，引起萬元產(chǎn)值能源消耗量的變化和省區(qū)差異，本文選取1990~2004年全國30個(gè)省區(qū)的案板數(shù)據(jù)，以人均GDP為自變量、萬元產(chǎn)值能耗為函數(shù)，建立了各省區(qū)萬元產(chǎn)值能耗隨著人均GDP增加冪指數(shù)衰減模型，結(jié)果列表如表1。從表1可看出：除海南和寧夏萬元產(chǎn)值能耗在近年有所反彈、相關(guān)系數(shù)較低外，其余28個(gè)省區(qū)萬元產(chǎn)值能耗隨人均GDP的變化符合冪指數(shù)衰減方程，相關(guān)系數(shù)(R2)都在0.90以上。上述這些冪指數(shù)衰減曲線在技術(shù)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域稱為“學(xué)習(xí)曲線”，反映了同一產(chǎn)業(yè)或地區(qū)，隨著技術(shù)進(jìn)步，萬元產(chǎn)值能耗下降趨勢。從表1可以看出，我們的模擬方程基本符合“學(xué)習(xí)曲線”。
由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和資源稟賦的地域差異較大，所以也出現(xiàn)了一些特殊情況。比如海南和寧夏，雖然也符合冪指數(shù)衰減、而且也基本通過t檢驗(yàn)，但比起其他省區(qū)相關(guān)系數(shù)有點(diǎn)偏低，分別是0.6780、0.8391，這與該地區(qū)特殊的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有關(guān)。從海南萬元產(chǎn)值能耗和人均GDP的散點(diǎn)圖看出，萬元產(chǎn)值能耗在1995年后有個(gè)明顯上升階段，而2001年后又逐漸回落，這可能和海南省這一期間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動(dòng)有關(guān)；而寧夏以煤炭為主產(chǎn)業(yè)，隨著近幾年重工業(yè)比例不斷上升，萬元產(chǎn)值能耗在2003年后出現(xiàn)緩慢上升趨勢，所以模擬方程也出現(xiàn)了一些偏差。但總體來看，我國各省區(qū)萬元產(chǎn)值能耗都隨人均GDP增長呈冪指數(shù)衰減，而且會(huì)趨于某一穩(wěn)定值。
4.中國各省區(qū)節(jié)能潛力時(shí)空分析
通過上面分析可以看出，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國各地區(qū)單位GDP能耗在逐漸地下降，節(jié)能改造成就斐然，但與先進(jìn)國家相比仍有不小的差距。根據(jù)世界銀行和英國石油公司（BP）公布的統(tǒng)計(jì)計(jì)算表明，2003年中國每創(chuàng)造一萬美元的GDP所消耗的能源數(shù)量，是世界平均水平的3.33倍，是美國的3.68倍，英、法、德、意等西歐發(fā)達(dá)國家的5～7倍，日本的10.4倍，甚至是印度的1.45倍[8]。我國不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、高耗能工業(yè)的過度發(fā)展，造成了經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的過分依賴[9]。同時(shí)，重點(diǎn)用能行業(yè)、重點(diǎn)裝置的能效水平仍然偏低，提高能源利用效率還有很大的余地。筆者認(rèn)為,能源效率的國別差距可以比較清楚地了解中國能源效率的水平與節(jié)能潛力,但是這個(gè)節(jié)能潛力是不可能在短期內(nèi)發(fā)揮出來的。從根本上講,中國與世界上一些發(fā)達(dá)國家，能源效率的差距在一定程度上也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差距。一些決定能源利用效率的主要因素,如生產(chǎn)技術(shù)水平不可能在短時(shí)間內(nèi)趕上發(fā)達(dá)國家,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的差距也只有隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高才能逐步消失。所以，本文基于中國省區(qū)內(nèi)部區(qū)域差異，重點(diǎn)分析不同地區(qū)本身所能達(dá)到的節(jié)能潛力，來進(jìn)行對比分析，以便中國內(nèi)部能夠合理高效地利用分配能源。
4.1 不同時(shí)段節(jié)能潛力比較分析
關(guān)于節(jié)能潛力，不同的人理解不同，相應(yīng)的計(jì)算方法也不一樣，本文采用基于主體特征的省區(qū)節(jié)能潛力的計(jì)算方法，即各地區(qū)人均GDP每增加1千元，萬元產(chǎn)值能耗的現(xiàn)實(shí)減少值。具體計(jì)算步驟為：首先，將表1中各省區(qū)的模擬方程求一階導(dǎo)數(shù)；然后，利用不同時(shí)段人均GDP的值（x）求出相應(yīng)的導(dǎo)數(shù)值，即人均GDP每增加1千元、萬元產(chǎn)值能耗的減少量，本文以此作為各省區(qū)不同時(shí)段的節(jié)能潛力。利用上面的計(jì)算方法，分別計(jì)算出中國30個(gè)省區(qū)1990~2004年的節(jié)能潛力，本文主要選取四個(gè)時(shí)段進(jìn)行比較分析，并根據(jù)節(jié)能潛力大小將30個(gè)省區(qū)劃分為高、中、低三種類型（表2）。各類省區(qū)節(jié)能潛力分述如下：
I類省區(qū)：節(jié)能潛力較高，1990年、1995年、2000年、2004年節(jié)能潛力分別在4.81~20.50tce、0.66~1.77tce、0.26~1.05tce、0.10~0.86tce之間，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展其節(jié)能潛力呈下降趨勢、節(jié)能空間減小，這類區(qū)域大部分是一些經(jīng)濟(jì)比較落后和能源豐富的地區(qū)，由于技術(shù)落后及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理造成其能源利用效率低下，與同時(shí)段的其他省區(qū)相比節(jié)能潛力較大。
II類省區(qū)：節(jié)能潛力居中，四個(gè)時(shí)段的節(jié)能潛力依次在1.88~4.34tce、0.34~0.56tce、0.12~ 0.24tce、0.05~0.09tce之間，從1990~2004年節(jié)能潛力也在不斷下降，而且從表中可以看出不同時(shí)段屬于此類的省區(qū)無太大變化，都是一些經(jīng)濟(jì)中度發(fā)達(dá)的內(nèi)陸地區(qū)，這些地區(qū)易于引進(jìn)東部的先進(jìn)技術(shù)提高能耗效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。
III類省區(qū)：節(jié)能潛力較低，1990~2004年四個(gè)時(shí)段的節(jié)能潛力依次在0.43~1.99tce、0.04~0.21tce、0.02~0.09tce、0.01~0.04tce之間，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展這些省區(qū)能源利用效率已相當(dāng)?shù)母撸?jié)能空間不大，此類省區(qū)主要位于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)。
4.2 各省區(qū)節(jié)能潛力的空間分布
圖3中國節(jié)能潛力分布圖
以上主要是從時(shí)間序列分析我國各省節(jié)能潛力的變化規(guī)律，下面我們選取2004年截面數(shù)據(jù)做出中國節(jié)能潛力分布圖（圖3），著重從空間上分析各省區(qū)能源利用效率及節(jié)能潛力的地區(qū)分布。由于本文分析都不包括，但在做圖時(shí)為了圖形的完整性，根據(jù)其所在地理位置和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平將其歸入節(jié)能潛力較高一類。在做圖時(shí)，我們?nèi)匀粚⒐?jié)能潛力劃分為高、中、低三個(gè)類型，0.10~0.86噸標(biāo)煤屬于節(jié)能潛力較高一類、0.05~0.09噸標(biāo)煤居中、0.01~0.04噸標(biāo)煤潛力最小，據(jù)此做出圖3。從圖中我們可以看出，節(jié)能潛力較低的省區(qū)基本位于東部沿海省區(qū)，這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，技術(shù)水平較高，所以能源利用效率較高、節(jié)能空間較?。欢?jié)能潛力在0.05~0.09噸標(biāo)煤之間的省區(qū)主要集中在我國中部內(nèi)陸地區(qū)；而節(jié)能潛力較高的省區(qū)主要位于西部落后地區(qū)和中部一些能源豐富省區(qū)，包括青、貴、甘、晉、寧、吉、新、皖、陜9個(gè)省區(qū)，這些省區(qū)經(jīng)濟(jì)較為落后、技術(shù)水平低下、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理造成能源利用效率低下，節(jié)能空間較大。比如，位于我國中部地區(qū)的山西、吉林、安徽、貴州其能源利用效率較低、節(jié)能潛力較大，和這些省區(qū)豐富的能源是分不開的。因此，中國要建立能源節(jié)約型社會(huì)，在發(fā)展東部的同時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高其技術(shù)水平、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高其能源利用效率，實(shí)現(xiàn)我國內(nèi)部社會(huì)的和諧發(fā)展。
5.結(jié)論與政策建議
綜上所述，可以得出以下結(jié)論：（1）經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，萬元產(chǎn)值能耗較低，但人均能耗較高；而經(jīng)濟(jì)落后省區(qū)，萬元產(chǎn)值能耗高，但人均能耗較低。因此，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源利用效率有所提高，但我國經(jīng)濟(jì)增長還處于外延擴(kuò)張型階段，人均GDP的增長依賴于對石化能源的消耗。（2）隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及節(jié)能措施的實(shí)施，我國各省區(qū)能源利用效率呈冪指數(shù)衰減。（3）從總體上看，交通方便、沿海、沿江的東南地區(qū)能源效率較高，在全國處于領(lǐng)先地位；中西部內(nèi)陸地區(qū)利用效率較低。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平下，中國各?。ㄊ小^(qū)）均有提高能源效率的潛力和可能性，但是各省（市、區(qū)）提高能源效益的潛力各不相同，而且差距很大。
根據(jù)上述分析結(jié)果，中國在對各省（市、區(qū)）實(shí)施“十一五”期間能耗降低20%的目標(biāo)時(shí)，不能搞一刀切，要制定有區(qū)別的區(qū)域節(jié)能目標(biāo)和政策措施[10-12]。為了提高能源效率，提出以下政策建議：（1）要大力推廣先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和節(jié)能技術(shù)，堅(jiān)決淘汰落后的生產(chǎn)技術(shù)、工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，積極發(fā)展低耗能產(chǎn)業(yè)，減少在能源經(jīng)濟(jì)效率低的地區(qū)新建高耗能項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)高耗能產(chǎn)業(yè)布局的能源效率標(biāo)準(zhǔn)。（3）要打破區(qū)域界線，構(gòu)建全國統(tǒng)一的能源市場，并運(yùn)用市場機(jī)制讓能源流入效率高的地區(qū)，先進(jìn)技術(shù)向落后地區(qū)滲透，促進(jìn)東、中、西部技術(shù)和能源的有效交流。
基金項(xiàng)目：國家社會(huì)科學(xué)基金資助項(xiàng)目（編號(hào)：03BJY0088）；陜西師范大學(xué)研究生創(chuàng)新基金（2007~2008年度）。
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1. 空調(diào)系統(tǒng)能耗分析及其節(jié)能措施
中央空調(diào)是醫(yī)院最主要用電部門。空調(diào)全年能耗約占醫(yī)院總能耗的一半。我院根據(jù)實(shí)際情況，通過技術(shù)升級(jí)和科學(xué)管理，在保證正常的診療服務(wù)和環(huán)境舒適度的前提下，最大限度的提高空調(diào)電能利用效率，達(dá)到最佳節(jié)能降耗的目的。對本院中央空調(diào)的問題進(jìn)行了技術(shù)分析，并針對性的開展技術(shù)升級(jí)。
1.1 改善建筑的隔熱性能。房間內(nèi)冷量的損失是通過房間的墻體、門窗等傳遞出去的。目前我院采用隔熱性能良好的雙層玻璃窗。若是單層玻璃可以采用貼膜技術(shù)，增強(qiáng)隔熱效果。陽光充足的房間，安裝隔熱窗簾，有效減少光照帶來的熱量。
1.2 合理使用室外新風(fēng)量。由于新風(fēng)負(fù)荷占建筑物總負(fù)荷的20-30% .控制和正確使用新風(fēng)量是空調(diào)系統(tǒng)最有效的節(jié)能措施之一。除了嚴(yán)格控制新風(fēng)量的大小之外，還要合理利用新風(fēng)。新風(fēng)閥門采用焓差法自動(dòng)控制，根據(jù)室內(nèi)外空氣的焓差值自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)閥門的開度。
1.3 防止冷量的流失。廳門、走廊門空氣直接和外界流通，很大一部分冷量流失。所以在門廳、走道口安裝隔簾，可有效減少冷量的流失。
1.4 降低冷卻水溫度。由于冷卻水溫度越低，冷凝溫度越低 冷機(jī)的制冷系數(shù)越高。降低冷卻水溫度需要加強(qiáng)運(yùn)行管理，冷卻塔的進(jìn)水管閥設(shè)為自動(dòng)補(bǔ)償（防止冷卻塔水過少，管路里空氣滯留，影響制冷效果）。冷卻塔、冷凝器定期檢修清洗。冷卻塔噪音大，應(yīng)安裝在屋頂?shù)瓤諘?，通風(fēng)良好的地方。
1.5 提高冷凍水溫度。由于冷凍水溫度越高，蒸發(fā)溫度越高，冷機(jī)的制冷效率越高，所以在使用過程中.在保障制冷效果的前提下，盡量提高冷凍水的設(shè)置溫度。蒸發(fā)器要定期維護(hù)清洗，保持管壁清潔，水阻小，維持高效的熱轉(zhuǎn)換效率。
1.6 減少風(fēng)機(jī)電耗。空調(diào)系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)包括空調(diào)風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī).這些設(shè)備是空調(diào)系統(tǒng)耗電量比例非常大。所以說，風(fēng)機(jī)節(jié)能的潛力也就最大。減少風(fēng)機(jī)能耗可以從以下幾個(gè)方面著手：定期檢修、定期清洗過濾網(wǎng)、檢查皮帶是否松動(dòng)、送風(fēng)狀態(tài)是否正常。使用變頻風(fēng)機(jī)將定風(fēng)量控制改為動(dòng)態(tài)風(fēng)量控制，降低送風(fēng)的出風(fēng)風(fēng)速，減小風(fēng)噪。末端風(fēng)機(jī)改為動(dòng)態(tài)風(fēng)量控制系統(tǒng)，可根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化和室內(nèi)設(shè)定參數(shù)的改變.自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)的送風(fēng)量.達(dá)到減少風(fēng)機(jī)動(dòng)力以節(jié)約能量。實(shí)現(xiàn)室內(nèi)無過冷過熱現(xiàn)象.由此可減少空調(diào)用電負(fù)荷1 5%-30%。
1.7 減小閥門、過濾網(wǎng)阻力。閥門和過濾器是空調(diào)供水管路系統(tǒng)中主要的阻力部件。在空調(diào)停運(yùn)的季節(jié)，要全面清洗過濾器，如果過濾器被沉淀物堵塞。空調(diào)循環(huán)水流經(jīng)過濾器的阻力會(huì)增加數(shù)倍。而且不能把冷量通過風(fēng)機(jī)吹進(jìn)室內(nèi)，嚴(yán)重影響效果。閥門是調(diào)節(jié)管路水流量的主要部件。不同支路阻力不平衡時(shí)主要通過調(diào)節(jié)閥門開度來使各支路阻力平衡。以保證各個(gè)支路的水流量滿足需要。不過由于閥門的阻力的同時(shí)會(huì)增加水泵的揚(yáng)程和電耗。所以應(yīng)盡量避免使用閥門調(diào)節(jié)阻力的方法。
2. 加強(qiáng)醫(yī)院供用電系統(tǒng)的科學(xué)管理
根據(jù)醫(yī)院的實(shí)際情況，從各用電部門的細(xì)節(jié)入手，針對性的制定嚴(yán)格的管理措施，全方位減少使用過程中的浪費(fèi)現(xiàn)象，降低醫(yī)院后勤管理成本，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展。以本單位為例，具體措施如下：
2.1 節(jié)約空調(diào)用電。中央空調(diào)作為夏季和冬季最主要的用電部門，在氣溫超過33℃時(shí)，門診中央空調(diào)主機(jī)，在上班后開啟，并于下班前半小時(shí)關(guān)閉；隨時(shí)控制好空調(diào)設(shè)定溫度，制冷溫度不得低于26℃；開空調(diào)要關(guān)閉窗戶、門，禁止同時(shí)使用空調(diào)、電風(fēng)扇；工作人員離開辦公室應(yīng)及時(shí)關(guān)閉空調(diào)；大廳、過道等公共場所空調(diào)上、下午下班前及時(shí)關(guān)閉，由保安巡視執(zhí)行。
2.2 節(jié)約照明用電。在能滿足工作需要的前提下，要做到白天不開燈，人員離開房間應(yīng)隨手關(guān)燈，杜絕白晝燈、長明燈、無人燈。夜晚12點(diǎn)以后要及時(shí)關(guān)閉部分路燈，大廳、過道等公共場合的照明、電視機(jī)由保安巡視及時(shí)關(guān)閉。
2.3 節(jié)省設(shè)備用電。減少電梯使用頻率，倡導(dǎo)醫(yī)務(wù)人員六樓及以下樓層步行上下樓。減少各種醫(yī)療設(shè)備及計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、油印機(jī)、傳真機(jī)等辦公電子設(shè)備待機(jī)消耗，盡量根據(jù)實(shí)際需要即開即用，上、下午下班前要及時(shí)關(guān)閉上述電器和醫(yī)療設(shè)備等電源，盡量減少各種設(shè)備待機(jī)電源損耗。
2.4 實(shí)行峰谷電管理。利用電力部門在不同時(shí)段電價(jià)計(jì)費(fèi)的不同，盡量避開用電高峰，在用電低谷使用。如供應(yīng)室、鍋爐房、煎藥房，可讓這些科室在負(fù)荷低谷時(shí)加大生產(chǎn)。另外也可調(diào)整大容量的用電設(shè)備的用電時(shí)間，使其避開高峰負(fù)荷，填補(bǔ)低谷，做到均衡用電，從而提高變壓器的負(fù)荷系數(shù)和功率因數(shù)，減少電能損耗。因此調(diào)整負(fù)荷不僅提高了供電能力，而且也是節(jié)約電能的一項(xiàng)有效措施。
2.5 加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)。定期對設(shè)備進(jìn)行維保，特別是中央空調(diào)系統(tǒng)，提高設(shè)備的檢修質(zhì)量搞好內(nèi)部電力系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)和用電設(shè)備的檢修，可以減少電能損耗，節(jié)約電能。如導(dǎo)線接頭處不良，發(fā)熱嚴(yán)重，應(yīng)及時(shí)維修，這樣既保證安全供電，又減少電能損耗。加強(qiáng)動(dòng)力設(shè)備的維護(hù)，減少水、氣、熱等能源的跑、冒、滴、漏，也能直接節(jié)約電能。
2.6 加強(qiáng)宣傳教育。各職能科長、科主任和護(hù)士長要將節(jié)電措施傳達(dá)到每位職工，同時(shí)向病員家屬做好節(jié)約用電知識(shí)宣傳，做到人人參與節(jié)約用電、時(shí)時(shí)節(jié)約用電；加強(qiáng)日常監(jiān)督檢查，增強(qiáng)節(jié)約用電意識(shí)，養(yǎng)成節(jié)約用電的良好習(xí)慣。
2.7 加強(qiáng)日常督查?？倓?wù)基建科要加強(qiáng)節(jié)約用電檢查，對不按醫(yī)院規(guī)定節(jié)約用電的科室和個(gè)人，按醫(yī)院獎(jiǎng)扣辦法中的規(guī)定扣罰。
3. 結(jié)束語
綜上所述，要實(shí)現(xiàn)醫(yī)院耗電量明顯下降，應(yīng)從主要用電部門（如空調(diào)）入手，找出問題，解決問題，再通過用電部門的科學(xué)管理，平時(shí)加強(qiáng)檢查，杜絕浪費(fèi)現(xiàn)象。一定能有效提高電能利用率，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào)：U231文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1 列車信息管理系統(tǒng)（TMS）的優(yōu)點(diǎn)
1.1 列車綜合控制
TMS集成列車控制功能，包括動(dòng)力控制，制動(dòng)混合控制和延長電源控制，從而減少離散列車線，提高機(jī)車車輛的可靠性。
1.2 故障時(shí)迅速準(zhǔn)確的對策和確定故障原因
如果操作車輛過程中發(fā)生故障，故障信息以及必要的搶救措施會(huì)自動(dòng)顯示在駕駛室的控制臺(tái)上，并不間斷地監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行是否正常。若故障時(shí)，能夠采集并存儲(chǔ)故障跟蹤數(shù)據(jù)，通過下載數(shù)據(jù)記錄，便于故障分析。
1.3 檢修簡單且檢修時(shí)間短
由于設(shè)備的運(yùn)行信息顯示在駕駛臺(tái)上，可以簡化周期性的檢修程序，縮短檢修時(shí)間。
2 TMS的組成結(jié)構(gòu)
2.1 中央控制單元和本地單元
中央控制單元（CCU）被安裝于每輛Tc車內(nèi)，本地單元（LU）被安裝于每個(gè)中間車輛（M和T車）。CCU和LU由兩個(gè)中央處理單元CPU1和CPU2構(gòu)成。
CCU和 LU中的 CPU1執(zhí)行整體控制的應(yīng)用程序并進(jìn)行CCU和LU的整體控制和監(jiān)視，CCU 的CPU1通過RS422串行鏈路控制DU，T車LU的 CPU1通過RS422串行鏈路與ER通信，如果CPU1故障，CPU2作為備份節(jié)點(diǎn)接管 CPU1的所有功能。
2.2 顯示單元和顯示控制器
每個(gè)駕駛室安裝一個(gè)顯示單元（DU）和一個(gè)顯示控制器（DC）以通過一個(gè)RS422串行連接提供人機(jī)接口（MMI）。顯示器為帶觸摸屏輸入系統(tǒng)和蜂鳴器的彩色繪圖型機(jī)器。并且可以在顯示屏上通過手動(dòng)調(diào)節(jié)更改顯示屏的亮度。
2.3 事件記錄儀
事件記錄儀（ER）安裝于T車。ER記錄任何決定的操作，如車輛操作者通過操縱緊急停車開關(guān)或安全開關(guān)、操作緊急門激活緊急制動(dòng)記錄數(shù)據(jù)由TMS的CCU和 LU收集后通過傳輸發(fā)送到ER，同時(shí)ER也擁有自身的數(shù)字輸入和模擬輸入端口將信號(hào)直接輸入到ER。
2.4 IC卡讀卡器/寫卡器
IC卡讀卡器/寫卡器被安裝于每一個(gè)駕駛室以提供通過IC存儲(chǔ)卡從/到TMS下載/上傳的數(shù)據(jù)。
2.5 車輛總線
在車輛總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中提供了RS485多支路或點(diǎn)到點(diǎn)的總線方法。 為了滿足必須的性能和可維護(hù)性，一些相似功能的裝置由多支路連接分組并連接到相同的總線。車輛總線的標(biāo)準(zhǔn)如下：
物理層： EIA（電子工業(yè)聯(lián)合）定義的RS-485
傳輸協(xié)議：ISO 3309/4335 1993(E)定義的HDLC同步
2.6 TMS概念操作
（1）總體操作
CCU和LU為自我服務(wù)，即時(shí)在列車分離的情況下也運(yùn)轉(zhuǎn)，CCU和LU單元按順序?qū)⒆陨硇畔⑷纭盃顟B(tài)數(shù)據(jù)”提供到其他的CCU和LU。必要時(shí)，CCU和LU參考其他CCU和LU的信息。
（2）主站
在總線中總有一個(gè)“主站”。 因?yàn)槊總€(gè)CCU和LU在列車總線中有優(yōu)先權(quán)， 擁有最高級(jí)優(yōu)先權(quán)的良好CCU和 LU即變成 “主站”?！爸髡尽北O(jiān)管所有TMS并且有包括DU和ER在內(nèi)的TMS操作判斷權(quán)。主站的主要任務(wù)是生成諸如列車速度的、定義列車等級(jí)狀態(tài)的“主狀態(tài)”；生成“車載測試指令”來控制如列車等級(jí)的程序；檢測與列車裝置有關(guān)的故障，諸如列車總線傳輸故障。
（3）主站備份
當(dāng)作為主站的CCU和LU故障，其他的CCU和LU擁有優(yōu)先權(quán)接管任務(wù)，當(dāng)擁有最高優(yōu)先的故障CCU和LU恢復(fù)正常時(shí)，它將不接管從先前主狀態(tài)的狀態(tài)，單元將自己生成“主狀態(tài)”。
3 TMS冗余控制功能
3.1 列車總線
如下圖無論是中央單元還是本地單元，任何傳輸節(jié)點(diǎn)都是雙份的，電源也是雙份的，且每個(gè)CPU都有旁路繼電器。如果節(jié)點(diǎn)故障，如CPU故障或電源故障，旁路繼電器自動(dòng)關(guān)閉，因此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到相鄰的節(jié)點(diǎn)。
當(dāng)CPU故障、單個(gè)或不對稱的兩條通訊電纜故障時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)故障節(jié)點(diǎn)和線路被旁路掉了，所以對控制沒有影響；當(dāng)相冗余的CPU或是對稱的通訊電纜有雙重故障時(shí)，對列車控制系統(tǒng)有影響，控制命令無法傳到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
3.2 CCU（對其他TMS單元的控制指令）
前方駕駛室的CCU正常時(shí)，CCU的 CPU1 每 20ms對車輛發(fā)出牽引/制動(dòng)的相關(guān)指令。CPU2經(jīng)常監(jiān)視來自 CPU1的控制指令，只要 CPU1發(fā)出控制指令 CPU2就不發(fā)出指令。如果一個(gè)CPU 在100ms 內(nèi)沒有接受到來自另一個(gè)CPU 的控制指令，這個(gè)CPU則代替另一個(gè)CPU開始每20ms 發(fā)出控制指令；如果在CPU1故障條件下CPU2故障，CPU1 和CPU2都不能發(fā)出控制指令。在此條件下，對列車控制會(huì)產(chǎn)生影響。
3.3 CCU/LU（對子系統(tǒng)的控制指令輸出）
根據(jù)前方駕駛室CCU的控制指令，CCU和 LU通過傳輸或數(shù)字輸出向子系統(tǒng)輸出控制指令。當(dāng)CCU/LU正常時(shí)，由CPU1向子系統(tǒng)輸出指令，CPU2經(jīng)常監(jiān)視 CPU1的操作，只要 CPU1正常操作就不輸出指令。在正常情況下，CPU1通過SDR（狀態(tài)數(shù)據(jù)請求）傳輸控制指令，SDR包括通過固定輪詢周期對子系統(tǒng)的監(jiān)視信號(hào)，CPU2經(jīng)常監(jiān)視來自 CPU1的SDR，且只要CPU1傳輸SDR，其不進(jìn)行傳輸。在CPU1故障條件下，如果CPU2 在10個(gè)輪詢周期（例如：對VVVF100ms）沒有接收到來自CPU1的SDR， CPU2通過雙輪詢周期在此條件下，對TMS的控制功能無影響，如果在CPU1故障條件下CPU2故障，則CPU1和CPU2都不能向子系統(tǒng)傳輸控制指令，在此條件下，對列車控制有影響。
4 TMS對牽引/制動(dòng)系統(tǒng)的安全控制
4.1 列車總線雙重故障：
車輛的VVVF和EBCU無再生制動(dòng)和常用空氣制動(dòng)，常用制動(dòng)操作時(shí)車輛總制動(dòng)力不足，這時(shí)可以通過 ATP的緊急制動(dòng)確保安全。
4.2 CCU雙重故障
所有車輛的VVVF和EBCU無再生制動(dòng)和常用空氣制動(dòng)，即使操作司控器手柄列車也不能制動(dòng)，這時(shí)可以通過 ATP的緊急制動(dòng)確保安全。
4.3 LU雙重故障
Abstract: this paper in the full analysis building energy management system, and on the basis of large-scale public buildings in combination with unit building area of high energy consumption, energy saving potential characteristics and energy-saving management requirements, put forward in large-scale public buildings set up energy management system in the proposal, used to master the energy utilization and energy use of scientific management, and finally reach the goal of saving energy. And explains the energy management systems design goal, function, design elements and structure, can be used to guide large-scale public buildings energy management system.
Keywords: large-scale public buildings; Energy management system; Building energy efficiency management system
中圖分類號(hào)： TU201.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
一、引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，大型公共建筑經(jīng)常被作為一個(gè)城市現(xiàn)代化的象征，興建大型公共建筑既促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，又增強(qiáng)了為城市居民生產(chǎn)生活服務(wù)的功能。新建建筑中大型公共建筑的比例呈增長趨勢。大型公共建筑一般指單體建筑面積2萬平方米以上的辦公建筑、商業(yè)建筑、旅游建筑、科教文衛(wèi)建筑、通信建筑以及交通樞紐等公共建筑。由于此類建筑結(jié)構(gòu)和用途的特殊性，且往往片面追求外形，用能系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行工況變化大、影響能耗因素多，再加上再設(shè)計(jì)、施工、使用和運(yùn)行維護(hù)等環(huán)節(jié)的粗放式管理等不利因素的影響，使得當(dāng)前的一些大型公共建筑往往是耗能的大戶。主要問題表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）目前，我國大型公共建筑能耗高、能效低問題突出。根據(jù)清華大學(xué)與建設(shè)部的2007 年研究抽樣調(diào)查，大型公共建筑面積占城鎮(zhèn)建筑總面積的比例為4％，但消耗的電量卻占22％[1]。據(jù)測算，我國大型公共建筑單位面積年耗電量達(dá)到70～300kWh，是普通居民住宅的10～20倍，其節(jié)能潛力亟待挖掘。
（2）超過70%的大型公共建筑沒有專職的節(jié)能管理人員，大多數(shù)大型公共建筑業(yè)主的用能設(shè)備管理僅僅是從安全使用的角度考慮，缺乏系統(tǒng)的能源管理制度和手段，不能及時(shí)掌握能源的整體消耗情況，對主要用能設(shè)備的運(yùn)行情況和節(jié)能狀況未能及時(shí)把握及管理。因此，建立建筑能源管理體系，依靠先進(jìn)的節(jié)能管理手段來實(shí)現(xiàn)大型公共建筑的節(jié)能運(yùn)行，約束使用者的使用習(xí)慣和提升物業(yè)管理的運(yùn)行管理水平，提高運(yùn)行管理效率是目前亟待解決的問題。
（3）多能源系統(tǒng)與復(fù)雜負(fù)荷的結(jié)合體。在能源危機(jī)的今天，可再生能源的利用越來越普遍，大型公共建筑的這一現(xiàn)象尤為明顯。大型公共建筑可能設(shè)置多種能源，如常規(guī)電制冷、三聯(lián)供、地源熱泵、冰蓄冷、蒸汽供熱、太陽能、風(fēng)能等。這么多能源在樓宇中綜合使用所帶來的多能源的協(xié)調(diào)優(yōu)化、負(fù)荷預(yù)測與優(yōu)化控制等問題將逐步凸顯。
（4）缺乏有效的能源管理手段。大型公共建筑往往同時(shí)伴隨著供能系統(tǒng)眾多、用能系統(tǒng)復(fù)雜、位置分散、用能信息量龐大等特點(diǎn)，常規(guī)的、針對設(shè)備或能耗的管理系統(tǒng)（如BA系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)）一般只注重對設(shè)備自身管理或?qū)δ芎牡挠?jì)量監(jiān)測，缺乏對整個(gè)能源的系統(tǒng)管理。因此，為保證整個(gè)建筑的能源的優(yōu)化運(yùn)行必須建立具有有效的監(jiān)視控制、完善的通信系統(tǒng)、科學(xué)的分析診斷、合理的優(yōu)化管控的建筑能源管理系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合建立的能源管理體系，實(shí)現(xiàn)大型公共建筑能耗的有效管理。
由上可知，我國大型公共建筑單位建筑面積能耗高，節(jié)能潛力巨大。其節(jié)能改造工作成為了一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜工程。結(jié)合“十二五”期間我國大型公共建筑能耗降低15%的節(jié)能目標(biāo)，這就需要針對大型建筑的使用特點(diǎn)，建立建筑能源管理系統(tǒng)，科學(xué)地進(jìn)行能耗監(jiān)測、分析診斷、優(yōu)化管理與控制，提高大型公共建筑能源利用的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。本文將在充分研究分析建筑能源管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合大型公共建筑的特點(diǎn)及需求，提出大型公共建筑能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能以及架構(gòu)，用于指導(dǎo)大型公共建筑能源管理系統(tǒng)的建設(shè)。
2、建筑能源管理系統(tǒng)
當(dāng)前，環(huán)境急劇惡化，能源過度消耗，已經(jīng)危及到我們的生活，越來越多的人開始關(guān)注我們生存的空間，但是很少有人認(rèn)識(shí)到建筑物是能源消耗的大戶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球建筑能源消耗占到了總能源消耗的40%以上，已經(jīng)超過了工業(yè)和交通消耗。而在我國，隨著房地產(chǎn)市場的蓬勃發(fā)展，以及城鎮(zhèn)化速度的加快，每年新增建筑面積超過了20億平方米，相當(dāng)于消耗了全世界40%的水泥和鋼材。與此同時(shí)，建筑使用能耗每年大約達(dá)到 6 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，接近全國總能耗的30%。在這種背景下，黨的十提出的建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的新要求，要控制能源消費(fèi)總量，加強(qiáng)節(jié)能降耗，確保國家能源安全。
1 能耗監(jiān)測系統(tǒng)與分項(xiàng)計(jì)量的聯(lián)系
能耗監(jiān)測指的是對建筑物內(nèi)能源消耗對象的檢測?；诜猪?xiàng)計(jì)量的能耗檢測系統(tǒng)指的是通過對建筑物安裝分類和分項(xiàng)耗能計(jì)量裝置，采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r(shí)采集建筑物能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)重要能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測與動(dòng)態(tài)分析、管理的系統(tǒng)。分析計(jì)量能耗數(shù)據(jù)的主要收集對象：水量、電量、燃?xì)饬?、暖氣、冷氣、其它能源?yīng)用量（熱水、 煤、 油等）。
電能是能源消耗的主要來源。2008年印發(fā)的《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則》將電能耗系統(tǒng)分項(xiàng)為：照明插座用電、空調(diào)用電、動(dòng)力用電、特殊用電。其中的特殊用電，指的是非建筑內(nèi)常規(guī)功能用電設(shè)備的耗電量。如游泳池、餐廳、洗衣房等，都是消耗量大、用電量密集的場所。因?yàn)殡娔芰肯谋容^分散，所以有別與其它幾項(xiàng)能耗對象的收集，需要在建筑配電系統(tǒng)中加裝具有開放通訊協(xié)議的電能表進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，實(shí)現(xiàn)電能分項(xiàng)收集。
通過使用能耗分項(xiàng)計(jì)量管理系統(tǒng)，不僅能使用對建筑物內(nèi)能耗量進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，還能夠分析診斷設(shè)備運(yùn)行狀況，查詢建筑節(jié)能潛力，增強(qiáng)節(jié)能能力，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的科學(xué)化與系統(tǒng)化。
2 能耗分項(xiàng)計(jì)量管理系統(tǒng)的架構(gòu)
系統(tǒng)由四個(gè)部分組成，分別是采集層、 傳輸層、 管理層和應(yīng)用層。其中，硬件系統(tǒng)包括采集層、傳輸層、管理層，軟件系統(tǒng)屬于應(yīng)用層。硬件系統(tǒng)的功能：完成數(shù)據(jù)采集、傳輸、發(fā)送、存儲(chǔ)等，軟件系統(tǒng)的功能：數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、統(tǒng)計(jì)、展示、分析等。
系統(tǒng)硬件由一臺(tái) PC 機(jī)和多個(gè)單片機(jī)采集終端組成。由單片機(jī)采集系統(tǒng)對各分項(xiàng)電量進(jìn)行采集，傳輸?shù)絇C機(jī)。軟件系統(tǒng)采用的常用的編程開發(fā)工具VB6.0。按照功能模塊劃分為：串口通信模塊、數(shù)據(jù)顯示和存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)分析模塊。
整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)又由幾個(gè)子系統(tǒng)組成。
（1）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通過此系統(tǒng)來對電表、水表、氣表等以便的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、儲(chǔ)存和傳輸，完成儀表更換的相關(guān)數(shù)據(jù)處理， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)施動(dòng)態(tài)分項(xiàng)計(jì)量監(jiān)測。
（2）數(shù)據(jù)傳輸接收系統(tǒng)的 “雙通道” 設(shè)計(jì)。雙通道由數(shù)據(jù)傳輸通道和信息控制通道構(gòu)成。數(shù)據(jù)傳輸通道用來上傳采集的儀表數(shù)據(jù)，信息控制通道用來保持采集器和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器進(jìn)行雙向的通信。
（3）數(shù)據(jù)通信工作站。主要用于與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備的通信，包括信道連接、命令下達(dá)、數(shù)據(jù)處理及儲(chǔ)存。
（4）數(shù)據(jù)服務(wù)器。使用 windows操作平臺(tái)，運(yùn)行ORACLE大型商用數(shù)據(jù)庫，以此來對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存與管理，為確保數(shù)據(jù)服務(wù)器配置冗余磁盤陳列RAD5。
（5）異步消息中間件。消息中間件是一種高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸手段?；诋?dāng)前系統(tǒng)負(fù)載量的加大，將數(shù)據(jù)通信層直接面對數(shù)據(jù)庫，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)瓶頸的問題，可以由信息中間件進(jìn)行緩沖來解決。
3 能耗分項(xiàng)計(jì)量管理系統(tǒng)的實(shí)施作用
通過使用能耗分項(xiàng)計(jì)量管理系統(tǒng)，建筑物內(nèi)的各種能源消耗設(shè)備的數(shù)據(jù)都會(huì)清晰的呈現(xiàn)，并且在采集、傳輸、儲(chǔ)存、分析等一系列的過程中得到很好的使用。特別是對電能的監(jiān)測，可以對各類電能比例達(dá)到精確的掌控。具體有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
3.1 自動(dòng)抄表
為物業(yè)公司節(jié)省人力物力。
3.2 方便制定節(jié)能方案
通過自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，使分析人員有更多的時(shí)間來進(jìn)行分析，制定出完善的節(jié)能方案，從而達(dá)到節(jié)能效益的更大化。
3.3 有助于建立健全運(yùn)行維護(hù)管理制度
能夠快速的發(fā)現(xiàn)問題，并對物業(yè)相關(guān)崗位人員進(jìn)行教育培訓(xùn)，建立完善的監(jiān)管預(yù)警機(jī)制，使系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定。
3.4 培養(yǎng)業(yè)主的節(jié)能意識(shí)
通過將能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行公布，業(yè)主可以看到建筑物的耗能情況，再加上物業(yè)節(jié)能方面的宣傳，使業(yè)主的節(jié)能意識(shí)得到提升，使雙方共同為節(jié)能社會(huì)的創(chuàng)建做出自己的貢獻(xiàn)。
4 能耗分項(xiàng)計(jì)量管理系統(tǒng)實(shí)施過程的一些注意事項(xiàng)
4.1 現(xiàn)場監(jiān)測
由于大型公共建筑內(nèi)部配電系統(tǒng)復(fù)雜，經(jīng)常在實(shí)際的運(yùn)行中加入許多新的電器設(shè)備，所以，合理選擇計(jì)量支路對保證分項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)的正確有著非常重要的作用。也因此，在現(xiàn)場監(jiān)測的系統(tǒng)中，必須要有明確的步驟與流程。流程：逐步調(diào)查―方案設(shè)計(jì)―設(shè)備選型―計(jì)量施工―傳輸調(diào)試。保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
4.2 遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)
指的是數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)中心之間的遠(yuǎn)程傳輸。數(shù)據(jù)的傳輸必須要有嚴(yán)格的流程。流程：認(rèn)證―加密―授權(quán)―解析―續(xù)傳―報(bào)警。保證數(shù)據(jù)的可靠性與穩(wěn)定性。
4.3 能耗監(jiān)測平臺(tái)
為了保證監(jiān)測平臺(tái)的數(shù)據(jù)能得到最佳的使用效果，防止數(shù)據(jù)的遺漏與浪費(fèi)，需要有專業(yè)的系統(tǒng)管理人員、能耗分析人員和數(shù)據(jù)維護(hù)人員，并形成強(qiáng)大的戰(zhàn)斗力。
5 結(jié)語
通過以上的研究，我們可以看出，能耗分項(xiàng)計(jì)量管理系統(tǒng)在建筑節(jié)能中起到了很大的作用。而隨著資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的不斷推進(jìn)，在建筑物的應(yīng)用普及能耗分項(xiàng)計(jì)量管理系統(tǒng)將是大勢所趨。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
1.2建筑能源管理系統(tǒng)架構(gòu)
1.2.1物理架構(gòu)建筑能源管理系統(tǒng)由測控當(dāng)?shù)刈酉到y(tǒng)B-SCADA和B-EMS（能源管理系統(tǒng)云平臺(tái)）構(gòu)成，其中測控當(dāng)?shù)刈酉到y(tǒng)安裝在每棟大樓，由各級(jí)電能計(jì)量裝置、各類測量裝置組成，計(jì)量與測量裝置采用RS-485，ModBus等總線與采集裝置連接。采集裝置負(fù)責(zé)將各類測量與計(jì)量信息通過公網(wǎng)通信系統(tǒng)傳送到B-EMS。B-EMS由數(shù)據(jù)前置機(jī)、數(shù)據(jù)庫、Web服務(wù)器組成。系統(tǒng)總體物理架構(gòu)如圖1所示。
1.2.2功能架構(gòu)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。由圖2可知，該系統(tǒng)共5個(gè)應(yīng)用類，其中3個(gè)為前臺(tái)應(yīng)用類，2個(gè)為后臺(tái)應(yīng)用類，系統(tǒng)共26個(gè)應(yīng)用功能項(xiàng)。
1.2.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用需求，結(jié)合相關(guān)的國家和地方標(biāo)準(zhǔn)，對建筑總能耗按照分項(xiàng)、分類、分能耗節(jié)點(diǎn)三級(jí)計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對象模型如圖3所示。系統(tǒng)主要采集的設(shè)備對象、參數(shù)、頻度等情況如下：（1）冷源：需采集的參數(shù)有冷凍水供水溫度、冷凍水回水溫度、冷凍水流量、集水器入口水溫、壓縮機(jī)電壓/電流/功率、直燃機(jī)燃料消耗，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為冷源運(yùn)行效率、運(yùn)行狀態(tài)及能耗分析。（2）熱源（鍋爐）：需采集的參數(shù)有燃料消耗量和補(bǔ)水量，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為熱源運(yùn)行效率、運(yùn)行狀態(tài)和能耗分析。（3）冷卻塔：需采集的參數(shù)有冷卻水進(jìn)水溫度、冷卻水出水溫度、冷卻水流量、冷卻塔風(fēng)扇開啟臺(tái)數(shù)、冷卻塔風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和風(fēng)扇電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為冷卻塔運(yùn)行效率、冷源運(yùn)行狀態(tài)、冷源能耗分析。（4）一次回風(fēng)機(jī)組：需采集的參數(shù)有混風(fēng)閥開度、回風(fēng)溫度、進(jìn)風(fēng)溫度、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)、風(fēng)機(jī)電流、回風(fēng)濕度、風(fēng)機(jī)電壓/電流/功率，采集頻率為每天1次，數(shù)據(jù)用途為風(fēng)機(jī)效率、過濾器阻塞程度、空調(diào)箱運(yùn)行效率、空調(diào)箱能耗分析。（5）新風(fēng)（排風(fēng)）機(jī)組：需采集的參數(shù)有排風(fēng)溫度、新風(fēng)溫度、新風(fēng)濕度、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)、風(fēng)機(jī)電流/電壓/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為風(fēng)機(jī)效率、新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行效率、新風(fēng)系統(tǒng)能耗分析。（6）風(fēng)機(jī)盤管：需采集的參數(shù)有供水管溫度、回水管溫度、進(jìn)風(fēng)口溫度、出風(fēng)口溫度、濕度、風(fēng)機(jī)盤管回路電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為末端能耗、末端能效分析。（7）冷凍泵、冷卻泵、采暖泵：需采集的參數(shù)有水泵運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)、水泵電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為輸配系統(tǒng)能耗分析。（8）照明：需采集的參數(shù)有總照明回路電壓/電流/功率、分區(qū)/分層照明回路電壓/電流/功率、分項(xiàng)照明回路電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為照明系統(tǒng)能耗分析。（9）電梯：需采集的參數(shù)有電機(jī)運(yùn)行電壓/電流/功率、電機(jī)溫度，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為電梯運(yùn)行情況分析。（10）變壓器：需采集的參數(shù)有電壓/電流/功率、溫度，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為變壓器負(fù)載情況分析。（11）開水爐：需采集的參數(shù)有電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為開水爐功耗分析。（12）辦公設(shè)備：需采集的參數(shù)有分回路電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為辦公設(shè)備功耗統(tǒng)計(jì)。（13）環(huán)境參數(shù)：需采集的參數(shù)是室內(nèi)外溫度、濕度、照度，采集頻率為每小時(shí)1次。
2系統(tǒng)應(yīng)用效果
2.1創(chuàng)維自動(dòng)化工程有限公司三墩生產(chǎn)區(qū)創(chuàng)維自動(dòng)化工程有限公司三墩生產(chǎn)區(qū)為5層建筑，總建筑面積約為12000m2?？照{(diào)采用分體式加VRV多聯(lián)機(jī)形式，照明以熒光燈為主。應(yīng)用建筑能源管理系統(tǒng)后，在每層樓的每個(gè)辦公室及生產(chǎn)區(qū)安裝能效監(jiān)測終端，監(jiān)測每個(gè)房間的用能情況。通過通信網(wǎng)絡(luò)把采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控平臺(tái)，使系統(tǒng)能夠按照建筑、樓層、辦公室、配電箱、用電設(shè)備等各種維度進(jìn)行數(shù)據(jù)對比和分析，并對不同的數(shù)據(jù)對象進(jìn)行對比，對內(nèi)部的電費(fèi)進(jìn)行計(jì)算與分?jǐn)?，同時(shí)還能發(fā)現(xiàn)異常用電與用能信息，提高了能源管理的透明度和準(zhǔn)確性，為建筑節(jié)能運(yùn)行提供技術(shù)支撐。通過本系統(tǒng)的應(yīng)用，創(chuàng)維自動(dòng)化工程有限公司三墩生產(chǎn)區(qū)的能耗降低了8％。
2.2浙江省電力公司本部大樓浙江省電力公司本部大樓共17層，地下3層，地上14層，總建筑面積為84724m2。空調(diào)采用冷水機(jī)組形式，冷源為蓄冰系統(tǒng)加基載主機(jī)，熱源為蓄熱式電鍋爐。大樓共有高速電梯12部。照明以熒光燈為主。大樓已經(jīng)完成了屋頂太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)，每天工作3h。應(yīng)用建筑能源管理系統(tǒng)后，根據(jù)現(xiàn)場情況，安裝能效采集終端，對電能參數(shù)和非電能參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測，向數(shù)據(jù)集中器上傳能耗數(shù)據(jù)，然后上傳到主站，在監(jiān)控平臺(tái)上實(shí)時(shí)展示。系統(tǒng)對此數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，尋找異常用電與用能信息及光伏發(fā)電系統(tǒng)的異常供能信息，并對不同的數(shù)據(jù)對象進(jìn)行對比，實(shí)現(xiàn)空調(diào)、通風(fēng)、照明、光伏發(fā)電等系統(tǒng)的節(jié)能控制，制定大樓節(jié)能改造通用模板。還能對內(nèi)部的電費(fèi)進(jìn)行計(jì)算與分?jǐn)?，提高了能源管理的透明度和?zhǔn)確性，為建筑節(jié)能運(yùn)行提供技術(shù)支撐。通過本系統(tǒng)的應(yīng)用，浙江省電力公司本部大樓的能耗降低了10％。
1目前現(xiàn)狀
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型公共建筑高耗能的問題日益突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大型公共建筑年每平方米年耗電量是普通居民住宅的10～20倍[1,2]，做好大型公共建筑的節(jié)能管理工作，對實(shí)現(xiàn)“十二五”公建節(jié)能降耗目標(biāo)具有重要意義。如圖1，對深圳地區(qū)部分公共建筑的能耗進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)不同類型公共建筑的能耗差異較大，尤其是超市（商場）建筑，其能耗比其它類型公共建筑高出許多，對超市（商場）建筑進(jìn)行節(jié)能降耗是目前亟待解決的重大問題。
國內(nèi)外的相關(guān)人員對大型公共建筑的節(jié)能問題進(jìn)行了深入研究，提出了許多解決方法，也收到了一定的效果。但由于在獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上存在一定的困難，使得能耗分析人為因素偏大或無法深入下去。國內(nèi)外專家采取了許多辦法來解決這一問題。如2000年，F(xiàn)acility Dynamics Engineering公司開發(fā)了運(yùn)行管理分析軟件（PACRAT）[3]，該軟件具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能，提供實(shí)時(shí)分析和自動(dòng)診斷功能，可以對冷機(jī)系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，建筑能耗等進(jìn)行節(jié)能診斷，2001年Silicon Energy公司開發(fā)了能耗管理軟件（EEM SuiteTM）[4]，該軟件基于網(wǎng)頁瀏覽器形式的，能夠?qū)崟r(shí)收到遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)并可視化展示，但是它不能事先定義診斷模型[]。清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心[5]開發(fā)的“大型公共建筑電耗分項(xiàng)計(jì)量與實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)了對分項(xiàng)電耗數(shù)據(jù)穩(wěn)定持續(xù)的實(shí)時(shí)獲取、傳輸、存儲(chǔ)和分析，用于對節(jié)能診斷方法的分析研究。
現(xiàn)有的系統(tǒng)，由于目標(biāo)不同，其功能的側(cè)重點(diǎn)不一樣，有些傾向于對能耗的運(yùn)行管理，有些針對能耗實(shí)時(shí)監(jiān)管，還有些側(cè)重于節(jié)能潛力的診斷，為了能夠不斷地獲取大型公建各部分準(zhǔn)確的能耗數(shù)據(jù)，監(jiān)測樓宇的用能情況，搭建節(jié)能效果評(píng)估平臺(tái)，診斷樓宇的節(jié)能潛力，應(yīng)該建立一套集多種功能于一體的連鎖超市能源管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測建筑的用能情況，清晰了解各門店分項(xiàng)用能現(xiàn)狀，對同類型建筑能進(jìn)行橫向的對比，尋找差距，促使改進(jìn)；也能當(dāng)作一稈“稱”，量化節(jié)能改造效果；還能提供能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，為用戶制定能源規(guī)章制度提供依據(jù)。
2連鎖超市能源管理系統(tǒng)平臺(tái)
2.1系統(tǒng)基本原理
圖2 連鎖超市能源管理系統(tǒng)圖
圖2描述連鎖超市能源管理系統(tǒng)原理圖。系統(tǒng)涉及到軟件和硬件，軟件主要包括數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)監(jiān)測軟件和節(jié)能診斷軟件等。硬件設(shè)備主要包括數(shù)據(jù)采集儀表、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器等。對于超市建筑，主要的采集參數(shù)有水、電、氣、冷熱量等。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)會(huì)定時(shí)的向數(shù)據(jù)采集儀表發(fā)送命令，接收到命令后數(shù)據(jù)采集儀表會(huì)把數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)內(nèi)儲(chǔ)存，再定時(shí)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)會(huì)定時(shí)向上一級(jí)數(shù)據(jù)中心上報(bào)數(shù)據(jù)，直到上報(bào)到最高一級(jí)的數(shù)據(jù)中心為止。數(shù)據(jù)的監(jiān)測軟件可以基于網(wǎng)頁瀏覽器的架構(gòu)，相關(guān)人員只要可以通過網(wǎng)頁的形式就能訪問監(jiān)測系統(tǒng)。從功能需求來看，基于網(wǎng)頁瀏覽器的系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)人工采集和自動(dòng)采集相結(jié)合的需求，還可能省去軟件的安裝和升級(jí)的麻煩等。
2.2連鎖超市建筑能耗分類和分項(xiàng)
根據(jù)超市建筑用能特點(diǎn)，把能耗采集分為6類：電、水、氣、熱量、冷量和其它。在超市建筑中，電的使用占了相當(dāng)大的部分，并且用于不同類型的設(shè)備，為了能夠清晰地了解各個(gè)部分的能耗情況，按照超市用能特點(diǎn)，把電耗分為6大項(xiàng)：空調(diào)用電、照明用電、電梯用電、冷鏈用電、生鮮用電和其他用電。通過對這6大項(xiàng)能耗對比分析，能夠初步找出超市建筑的節(jié)能潛力，通過對各分項(xiàng)的深入分析，使得能耗的診斷分析更深入，節(jié)能潛力能夠全面挖掘。
3連鎖超市能源管理系統(tǒng)的功能
連鎖超市能源管理系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)該包括中央空調(diào)、電力、照明、生鮮、冷鏈等系統(tǒng)的監(jiān)控運(yùn)行與節(jié)能管理，尤其以中央空調(diào)系統(tǒng)為重。系統(tǒng)其功能特點(diǎn)為：
實(shí)現(xiàn)總部能源分項(xiàng)計(jì)量
總部對門店進(jìn)行分類分項(xiàng)監(jiān)測、用能指標(biāo)查詢、用能定額管理、用能排序等，以圖形、表格等形式進(jìn)行在線監(jiān)測和動(dòng)態(tài)分析，為精細(xì)化的能源管理提供基礎(chǔ)。
實(shí)現(xiàn)總部能耗診斷分析
基于總部的分項(xiàng)計(jì)量平臺(tái)，進(jìn)一步對能源數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析、加工和處理?？蓪?shí)現(xiàn)總部對門店用能定期進(jìn)行診斷分析，定期給予診斷報(bào)告，發(fā)現(xiàn)不合理能耗，及時(shí)給予糾正。
實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體優(yōu)化控制
在診斷分析基礎(chǔ)上，對癥下藥，通過自控手段實(shí)現(xiàn)門店各系統(tǒng)的整體優(yōu)化控制，而非局部控制“節(jié)能”，實(shí)現(xiàn)總部的集中監(jiān)管，單店的分散控制，系統(tǒng)的整體優(yōu)化。
實(shí)現(xiàn)單店節(jié)能效果評(píng)估
基于診斷分析與優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)對單店或者單項(xiàng)節(jié)能措施的在線評(píng)估，保證節(jié)能效果的客觀性。
實(shí)現(xiàn)總部集中運(yùn)維管理
總部統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，減少能源管理環(huán)節(jié)，優(yōu)化能源管理流程，減少能源系統(tǒng)運(yùn)行管理成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。同時(shí)，利用信息化技術(shù)可加快能源系統(tǒng)的故障和異常處理反應(yīng)能力。
