关于四川文理学院大学生用电现状分析及对策研究

【摘 要】高校大学生是环境教育的重要对象。通过描述当前大学生在宿舍和教室、图书馆和路灯的用电情况，探讨其用电行为特征，并对其用电行为进行解析，建立教室和路灯的用电优化模型，拟对图书馆与宿舍用电现状提供针对性的建议。

【关键词】用电行为；用电优化模型；宿舍用电现状

1.绪论

1.1问题背景

节约能源是我国的基本国策，建立节约型社会是我国的战略目标，合理用能不仅能体现一个国家的综合国力，还是提高国民经济整体素质，实现可持续发展的重要部分。随着四川文理学院事业的发展及招生规模的不断扩大，校园内电力消耗直线上涨，电力浪费现象普遍存在且存在一些不必要的浪费。因此，学院采取各种有效的措施和先进的管理模式来节约能源成为必然。

1.2问题叙述

因学院的主要电力消耗为宿舍、教室、路灯和图书馆，所以我们将根据其用电的实际情况与相关制约因素分析提出我校以合理用能、降低消耗、节约用能为目的的合理的用电管理模型。我们将分别从大学生的宿舍和教室、路灯和图书馆逐一进行分析及研究。

1.3问题研究的意义

由于相对宽松的管理环境，现代大学生用电量浪费的现象普遍存在，而且，因用电不规范的安全事故时有发生。为了改善四川文理学院用电管理模式构建节约型和谐校园，同时，减轻学校的财政负担，就需探索有效而领先的用电管理模式。为了防患于未然，增强大学生的合理用电意识，我们对大学生用电现状分析及对策研究是很有必要的，且这更加有利于大学生规范自己用电行为，对电量浪费更敏感，更能体现国家的可持续发展目标。

2.大学生用电现状分析

2.1大学生用电行为的特点[1]

学生宿舍和教室用电行为既与大学生自身利益紧密相连，也直接影响着高校节能减排行动的成效。当前大学生宿舍和教室节电、节能行为并不显著，具体表现在：用电行为遵从方便和舒适原则；使用大功率用电设备现象十分严重；个体较少购买节能、节电产品；宿舍成员间无明显的制止用电浪费行为；个体在管护“公”“私”电力设备上存在明显差异。

2.2阻碍大学生节电行为的因素分析

2.2.1大学生对电价不敏感。

四川文理学院现行水电管理制度规定，宿舍用电学生按市价统一购电，可以无限额购买。宿舍用电行为是与个人经济利益相关的用电行为，经济因素对其具有重要影响。来自于家庭提供的资金是大学生消费的主要来源，也是其满足自身需求的资本。按照宿舍现行“人均分摊”的支付方式及学生的一学期的生活费，学生个体一学期只需预付少量电费成本就可满足自身的电力需求。而在教室和图书馆，只要有学生上自习，其白炽灯全开，但无人对其做法感到不对。这就直接导致学生对电费不敏感，价格杠杆就难以发挥激励学生节电的作用。

2.2.2制度监督不力。

水电管理制度的不完善对主体行为有极大影响，“球”行为大量存在，宿舍检查由学校或各学院组织，以定期检查的形式，由学生会相关人员负责检查，对于违规用电者，给予口头警告和收回所用电器。但部分宿舍成员因与其熟识，基于人情和面子，检查人员会将收回电器“还”给宿舍，从而使得宿舍检查成了“形式主义”，以致违规使用大功率电器仍十分普遍。教室和图书馆的用电管理不足，无人时或人少时，灯依然亮着。

2.2.3节电意识还未成为一种时尚。

高校大学生中盲目消费、攀比消费、超前消费等现象十分普遍。随着电子产品功能多样化，产品待机时间日益变短，“人不离机”、“通宵充电”等已是常态，能耗则越来越大。这也从反面证明，节电行动尚未发展成为一种时尚，一种可持续、普遍执行的日常行为，而仅仅是参与节电志愿活动时的短暂行为，因而对大学生的影响并不大。

3.大学生用电对策研究

3.1关于宿舍用电建议

3.1.1在保障学生基本用电需求的前提下，设定每个寝室的合理用电量，对于超额部分，实施阶梯式电价和最高限额，将超额部分用于奖励节电成效显著的寝室，把节电的要求和益处体现在具体的实效之中；

3.1.2制度方面，建立“权责明确、目标清晰、措施精细”的用电管理制度，采取“节约奖励、超额收费”的管理方式，并将宿舍的节电成效与学生的评奖评优挂钩，激发学生节电节能的主动性。此外，学校、学院和学生团体三方加强合作，采取定期检查和突击抽查的方式，做到独立检查，相互督查，监管学生违规用电，并将奖惩落到实处，责任归至个人；

3.1.3用电教育方面，发挥网络、电视等大众媒体的优势，积极宣传科学用电知识，营造良好的节电氛围。学校校可以开设用电相关选修课和用电相关课题，组织环保调研工作，理论与实践平衡发展，从而提升学生的节电积极性和实践能力水平；

3.1.4团体组织方面，环保团体应设计和开展具有小、巧、精、智等特点的并具可操作性和容易见成效的节电活动，举办团体交流会和组织知识竞赛或节电户外活动，畅通信息传达和沟通渠道，提高活动参与度；

3.1.5学生自身层面，大学生首先应认识到，环境已经处于危机状态，节约能源，保护环境是自身的责任。大学生消费时，应考虑产品的节能指标和环保影响；宿舍内设立“节电提示语”，从现在做起，养成“人走灯灭”、“睡前断电源”等良好的用电行为习惯，舍友之间互相监督，主动协商，积极配合；宿舍之间加强经验交流和分享，共同进步。

3.2教室用电优化模型[2]

3.2.1模型假设。

3.2.1.1全校学生是否上自习是相互独立事件；

3.2.1.2假设教室所有的座位完好，且环境相同，不存在同学愿不愿意去坐的状况，每位同学仅占一个座位，且上自习的可能性为0.7；且每个宿舍区人数相等均为800人，而上自习的可能性为0.7，则每个宿舍区需要上自习的学生为560人；

3.2.1.3假设教室的灯管都完好，如果一个教室被使用，即将教室内所有灯管全部打开；

3.2.1.4假设仅考虑正常上课的情况，不考虑假期教室空闲、临近考试阶段紧张复习等因素；

3.2.1.5假设学校有8000名学生，分别住在10个宿舍区，现有的45个教室分为9个自习区，按顺序5个教室为1个区，即1，2，3，4，5为第1区，…，41，42，43，44，45为第9区；学生到各教室上自习的满意程度与到该教室的距离有关系。距离近，则满意程度高；距离远，则满意程度降低；

3.2.1.6假设学生从宿舍区到一个自习区的距离与到自习区任何教室的距离相同；

3.2.1.7假设每个同学满意度与选择自习教室的距离正相关，即选择与宿舍越近的教室上自习，满意程度越高。

3.2.2符号说明。

3.2.3定义满意度。

根据实际情况，只有宿舍区对自习区有满意程度，但是为了方便定义满意程度，根据相对比较法定义以下条件：。一般情况下，自习区相对于宿舍区而言有吸引力的指标：。由于自习区对宿舍区没有满意度，可以定义。

此时可以表示成：；

定义对的满意度的公式为：。

3.2.4建立产销非平衡模型。

各自习区都能容纳每个宿舍区上自习的学生。令，又学 生到哪个自习区上自习是模糊的，根据模糊集的概念，可以将满意度作为论域的隶属函数。给定阈值， 就可以确定集合。设，即当满意度时，该宿舍的需要上自习学生才会进教室上自习，。

把学生宿舍区看作产地，把自习区看作销地，各自习区的人均用电功率即为运输单价，各自习区的座位数即为销量，上自习的学生数即为产量。由于所有教室座位数多于上自习的学生人数，所以这是一个产销非平衡的问题，且销量大于产量，见宿舍区和自习区产销非平衡表4-4。在建立产销非平衡表时，首先需要通过阀值对产地与销地之间的运输情况进行筛选，只有当对的满意度大于0.8时，对才有运输。

根据产销非平衡运输问题的数学模型，设第自习区的人均用电功率即运输问题中的单价为，用表示从到的运量，即宿舍区到自习区上自习的人数，即可以建立以下模型：

求解时需要将产销非平衡问题转化为产销平衡问题。在产销平衡表中增加一个假想的学生宿舍，即运输中的销地，其产量即需要上自习的学生人数为6844-5600=1244人。而在单位运价表上，令从该假想产地到各销地的运价，即该假想学生宿舍中上自习的学生不需要消耗电量。

用表上数据求解模型，可以求得最优方案如下：每个自习区在满足自习人数的条件下，开放的教室应满足用电量最小的原则。B1有513名学生上自习；B2有590名学生上自习；B3有781名学生上自习；B4有720名学生上自习；B5有580名学生上自习； B6有1051名学生上自习；B7有786名学生上自习；B8有579名学生上自习；B9不开放。

3.3关于图书馆用电研究

我们学校的图书馆，现在是无论白天黑夜都是开着灯，有时候明明看得见，却依然开着灯，这就造成了不必要的铺张浪费。因此我们建议图书馆的白炽灯使用光控，光控方式简单，安装维护非常方便且价格低廉，并能更有效的节约能源。因我们学校图书馆基本不开空调，所以不存在空调热气的电量损失。

3.4关于校园路灯优化模型[3]

3.4.1模型假设。

3.4.1.1假设路灯的高度相同，均为h，路灯之间均为a，道路宽度为d，路灯的功率为p；

3.4.1.2假设所有校园路灯都紧靠在路的边界线上，且照明效果都相同。光源是点光源。

3.4.1.3假设路灯对照明强度最小的A点（A点位于8个路灯中心，且路灯是在笔直道路的两旁）的影响，只需考虑A点周围最近的8个路灯，其它较远的路灯对其影响可忽略。

3.4.2模型的建立。

3.4.3模型的求解

若p=2000w，，d=10m，由MATLAB优化工具箱得到最优解：a=15.44m，h=6.88m。

4.总结

现代大学生节约意识淡薄，在学校无节制的使用电力，其原因不仅是大学生自身，也是学校对相关方面的教育和监督方面存在较大的问题有关。身为大学生我们有义务，有责任去提高这种意识，节约能源从我做起，从身边的小事做起。其次，学校方面也要为此下更大的功夫，让节约能源成为一种时尚，使当代大学生对其用电行为更加严谨。当今世界竞争激烈，能源是首要问题，我们要有危机感，这样才能使我国日益强大，赫然耸于世界名族之林。

参考文献：

[1]顾金土.某高校大学生宿舍用电状况的现状调查与分析，科普网，2015.

[2]肖立顺.教室用电资源优化问题[J].科技传播，2009.

[3]高尚.路灯安置优化问题研究[J].数学的实践与认识，2004.

基金项目：

四川文理学院2015年大学生科学研究项目《关于四川文理学院大学生用电现状分析及对策研究》（项目编号：X2015Z006）

作者简介：

李正波（1995―），男，四川宜宾人，现四川文理学院数学学院2014级2班学生。