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 / 四川文理學(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)院

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 / 四川文理學(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)院

高校大學(xué)生是環(huán)境教育的重要對(duì)象。通過(guò)描述當(dāng)前大學(xué)生在宿舍和教室、圖書(shū)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(shū)館與宿舍用電現(xiàn)狀提供針對(duì)性的建議。

用電行為；用電優(yōu)化模型；宿舍用電現(xiàn)狀

1.緒論

1.1問(wèn)題背景

節(jié)約能源是我國(guó)的基本國(guó)策，建立節(jié)約型社會(huì)是我國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，合理用能不僅能體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力，還是提高國(guó)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(lái)節(jié)約能源成為必然。

1.2問(wèn)題敘述

因?qū)W院的主要電力消耗為宿舍、教室、路燈和圖書(shū)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(shū)館逐一進(jìn)行分析及研究。

1.3問(wèn)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(guó)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(gòu)買節(jié)能、節(jié)電產(chǎn)品；宿舍成員間無(wú)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(gòu)電，可以無(wú)限額購(gòu)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(lái)自于家庭提供的資金是大學(xué)生消費(fèi)的主要來(lái)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(shū)館，只要有學(xué)生上自習(xí)，其白熾燈全開(kāi)，但無(wú)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)校或各學(xué)院組織，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(shū)館的用電管理不足，無(wú)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(lái)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，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，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(yíng)造良好的節(jié)電氛圍。學(xué)校?？梢蚤_(kāi)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(kāi)展具有小、巧、精、智等特點(diǎn)的并具可操作性和容易見(jiàn)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(jìng)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(yǔ)”，從現(xiàn)在做起，養(yǎng)成“人走燈滅”、“睡前斷電源”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[2]

3.2.1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(kāi)；

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；

3.2.1.5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(shuō)明。

符號(hào)解釋說(shuō)明學(xué)生宿舍區(qū)，；自習(xí)區(qū),；對(duì)的滿意度；到的距離；

宿舍區(qū)的學(xué)生去自習(xí)教室的集合；到所有的最短距離；到所有的最遠(yuǎn)距離；

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：

3.2.4建立產(chǎn)銷非平衡模型。

表格1　 各自習(xí)區(qū)滿座人數(shù)及人均用電功率（單位：W）

求解時(shí)需要將產(chǎn)銷非平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)化為產(chǎn)銷平衡問(wèn)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)區(qū)在滿足自習(xí)人數(shù)的條件下，開(kāi)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(kāi)放。

3.3關(guān)于圖書(shū)館用電研究

我們學(xué)校的圖書(shū)館，現(xiàn)在是無(wú)論白天黑夜都是開(kāi)著燈，有時(shí)候明明看得見(jiàn)，卻依然開(kāi)著燈，這就造成了不必要的鋪張浪費(fèi)。因此我們建議圖書(shū)館的白熾燈使用光控，光控方式簡(jiǎn)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(shū)館基本不開(kāi)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)化模型[3]

3.4.1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。

A點(diǎn)的照明強(qiáng)度為：

3.4.3模型的求解

4.總結(jié)

現(xiàn)代大學(xué)生節(jié)約意識(shí)淡薄，在學(xué)校無(wú)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(wèn)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(jìng)爭(zhēng)激烈，能源是首要問(wèn)題，我們要有危機(jī)感，這樣才能使我國(guó)日益強(qiáng)大，赫然聳于世界名族之林。

[1]顧金土.某高校大學(xué)生宿舍用電狀況的現(xiàn)狀調(diào)查與分析,科普網(wǎng),2015.

[2]肖立順.教室用電資源優(yōu)化問(wèn)題[J].科技傳播,2009.

[3]高尚.路燈安置優(yōu)化問(wèn)題研究[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí),2004.

四川文理學(xué)院2015年大學(xué)生科學(xué)研究項(xiàng)目《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》（項(xiàng)目編號(hào)：X2015Z006）

李正波（1995—），男，四川宜賓人，現(xiàn)四川文理學(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)院2014級(jí)2班學(xué)生。