专利名称：一种基于激励机制的建筑节能方法
技术领域：
本发明涉及建筑节能领域,特别涉及一种基于激励机制的建筑节能方法。
背景技术：
随着全球范围内能源储量的不断减少和能源需求的不断提升，节约能源已经成为近20年以来最重要的课题之一。而中国作为全球人口最多的发展中国家，能源的紧张对我国发展的威胁日益明显，“十一五”以来，节能减排成为中国的基本国策之一。统计数据显示，中国的建筑用电已经占到全国总用电量的20%以上，其中很大一部分为商业建筑用电，因而减少商业建筑的电力能源消耗对社会和经济的可持续发展有非常重要的意义
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种基于激励机制的建筑节能方法，通过建立一种激励机制对采取节电措施的用户加以激励，引导用户自发地、主动地进行节电。为达到上述目的，本发明的实施例中，一方面提出了一种基于激励机制的建筑节能方法，包括以下步骤在建筑内部署个人级别的实时用电计量网络；利用所述个人级别的实时用电计量网络，对所述建筑内的每个用户的用电信息进行统计，其中，所述每个用户的用电信息包括所述每个用户的桌面用电设备用电量和用电设备的用电量；根据所述每个用户的用电信息中的所述桌面用电设备用电量和所述用电设备的用电量，采用预设激励机制对符合激励条件的用户提供激励；用户根据激励机制利用在线控制接口对所述用电设备的用电量进行调整，其中，所述在线控制接口与所述用电设备的物理控制接口进行通信，用于通过网络对所述用电设备进行实时控制；根据本发明实施例的基于激励机制的建筑节能方法，通过建立一种激励机制对采取节电措施的用户加以激励，引导用户自发地、主动地进行节电，有助于提高用户节省用电的积极性，便于在商业建筑管理中进行普及，为节省电力能源提出了一种有效、可行的方案。在本发明的一个实施例中，为所述每个用户的桌面用电设备分配具有电量计量功能以及网络传输功能和在线控制功能的智能插座，并为共享用电设备分配具有网络传输功能和在线控制功能的智能电表，实时计量所述每个用户的桌面用电设备用电量以及所述共享用电设备的用电量。在本发明的一个实施例中，所述共享用电设备包括空调系统和照明系统。在本发明的一个实施例中，所述每个用户的桌面用电设备包括个人电脑、个人照明系统、电视、充电器等。在本发明的一个实施例中，所述基于激励机制的建筑节能方法还包括如下步骤将所述建筑内的每个用户的用电信息实时上传至服务器进行存储和分析。
在本发明的一个实施例中，利用用户用电信息实时在线显示系统为所述每个用户建立对应的账户，并实时显示所述每个用户的用电信息。在本发明的一个实 施例中，当所述用电设备为空调系统时，所述控制目标为所述空调系统的设定温度值；当所述用电设备为照明系统时，所述控制目标为所述照明系统的开关和売度值。在本发明的一个实施例中，所述预设激励机制包括确定性激励和/或概率性激励，其中，所述确定性激励包括对符合所述激励条件的用户提供预设的激励；所述概率性激励包括根据所述用户的用电信息，对符合所述激励条件的用户进行分等级激励，进一步包括将所述用户划分为多个激励等级，每个激励等级对应多个所述用户，其中，激励等级高的用户获得激励的数量和概率高于激励等级低的用户。在本发明的一个实施例中，用电量少的用户的激励等级高于用电量多的用户。在本发明的一个实施例中，所述激励条件为所述用户的用电量低于预设的用电量基准线。在本发明的一个实施例中，所述激励机制还包括如下步骤存储所述用户通过在线控制接口对所述用电设备的在线控制操作记录；根据所述在线控制操作记录对降低所述用电设备的用电量的多个用户提供激励。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是本发明实施例的基于激励机制的建筑节能方法的流程图；图2是本发明实施例的基于激励机制的建筑节能方法的交互过程示意图；图3是本发明一个实施例的利用在线控制接口对用电设备的用电量进行调整的流程图；以及图4是本发明一个实施例的激励方案分配示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面参考图I至图4描述根据本发明实施例的基于激励机制的建筑节能方法。如图I和图2所示，根据本发明实施例的基于激励机制的建筑节能方法，包括以下步骤SlOl :在建筑内部署个人级别的实时用电计量网络。具体地，在建筑内部署个人级别的实时用电计量网络，需要为每个用户的桌面用电设备分配具有电量计量功能以及网络传输功能和在线控制功能的智能插座，并为共享用电设备分配有网络传输功能和在线控制功能的智能电表，以通过该具有电量计量功能的智能插座和智能电表实时计量每个用户的桌面用电设备用电量以及共享用电设备的用电量。其中，桌面用电设备包括但并不仅限于个人电脑、电视、充电器、个人照明设备、取暖器等 用电设备。共享用电设备包括但并不仅限于空调系统和照明系统等。在本发明的一个实施例中，实时用电计量网络可具体通过如下方式实现I.实时计量每一个用户的桌面用电情况，通过具有电量计量功能以及网络传输功能和在线控制功能的智能插座实现，该用户的所有桌面用电设备从该插座取电，从而该智能插座的读数即为对应用户的实时用电情况；2.实时计量空调系统的压缩机和吹风机功率，采用与上文类似的方法，为每一个空调压缩机和吹风机配备用电计量插座或智能电表，从而获得空调系统的实时用电信息；3.实时计量照明系统的功率，采用在照明系统取电端安装具有网络传输功能和在线控制功能的电量计量设备实现。需要说明的是，本发明实施例的实时用电计量网络只是为了作为示例便于说明，而不应理解为对于本发明的限制。S102 :利用个人级别的实时用电计量网络，对建筑内的每个用户的用电信息进行统计，其中，每个用户的用电信息包括每个用户的桌面用电设备用电量和共享用电设备的用电量。本发明的一个实施例的基于激励机制的建筑节能方法，在执行S102步骤统计建筑内每个用户的用电信息后，还包括步骤将建筑内的每个用户的用电信息实时上传至服务器并进行存储。组建细化到个人级别用电的实时用电情况计量网络，该用电情况计量网络可以实时监控用户的桌面用电设备用电和共享的空调、照明系统中每个耗电设备的用电情况，并可以将采集到的每个用户的用电数据实时传入服务器并在数据库中进行存储。S103 :对用电信息进行在线显示和分析，根据每个用户的用电信息中桌面用电设备的用电量和共享用电设备的用电量，制定节电目标，并计算出对达到节电目标用户的激励措施用户根据激励措施，利用在线控制接口对用电设备的用电量进行调整，其中，在线控制接口与用电设备的物理控制接口进行通信，用于通过网络对用电设备进行实时控制。并且，上述利用在线控制接口对用电设备的用电量进行调整也可以结合用户的自身偏好。利用用户用电信息实时在线显示系统，为每个用户建立对应的账户，并实时通过显示向每个用户反馈该用户的用电信息，显示的信息包括用户的桌面用电设备用电、与用户相关的空调耗电和与用户相关的照明用电等。本发明向用户提供在线的空调与照明系统等用电设备的控制接口。可采用在空调和照明设备的控制接口处安装有通信能力的远程控制模块，该远程控制模块使得空调和照明设备可以进行基于分组数据通信协议的实时控制。与传统的硬件控制接口不同，在线控制接口使得用户可以通过点击网页上或智能终端设备上的特定按钮，来实现对空调与照明系统的控制，从而使得建筑中的用户可以不用离开座位就可以进行空调与照明系统功率的调节。这一接口确保用户可以很容易地进行用电设备的控制操作，而不需要花费大量的时间和精力，避免用户因为需要额外精力而导致对本发明的基于激励机制的建筑节能方法的参与度下降。如图3所示，在对用户的用电信息进行分析后，利用在线控制接口对用电设备的用电量进行调整，包括如下步骤 S301 :设置用电设备的控制目标。对于空调、照明等公用电能消耗系统，该系统的控制目标为出风口温度设置及亮度设置，其设置值在结合多个用户的意见基础上，可通过归一化算法得到。具体地，当用电设备为空调系统时，控制目标为空调系统的设定温度值；当用电设备为照明系统时，控制目标为照明系统的开光量和亮度值；类似地，当用电设备为其他用电设备时，可选取其他影响用电量的参数作为控制目标。S302 :将用电设备的分析结果与对应的控制目标进行比较。S303 :根据当前用电量和激励措施，为用户提供相应的激励。为达成上述步骤的实现，可采用在空调和照明设备的物理控制接口处安装有通信能力的远程控制模块，该远程控制模块使得空调和照明设备可以进行基于分组数据通信协议的实时控制。S104 :根据每个用户的用电信息中的桌面用电设备用电量和共享用电设备的用电量，采用预设激励机制对符合激励条件的用户提供激励。本激励机制的主要实现过程在于将用户节电所得的一部分作为奖励以某种形式发放给用户，从而商业建筑的用户(电能消耗者)会因为奖励的激励而持续地进行节电行为，同时商业建筑的业主(电费支付者)会由于用户节电而获得收益，从而有动力持续的支持该激励机制。其中，激励条件为用户的用电量低于预设的用电量基准线。在本发明的一个实施例中，首先采集用户的基础用电数据，该阶段会持续2至4周。而后将用户分类，工作时间、性质、强度相同的用户被分配到同样的分类中，这些用户具有耗能上的可比性，将同一个分类中的用户的基础用电数据的平均值作为该分类用户的用电量基准线。而后定期统计个体用户用电量与用电基准线的差距，并对用电量低于基准线的用户进行奖励，奖励的奖金来源于所有节电用户节电产生的收益。具体地，所述预设激励机制包括确定性激励和/或概率性激励。确定性激励包括对符合激励条件的用户提供预设的激励。概率性激励包括根据用户的用电信息，对符合激励条件的用户进行分等级激励，具体可采用如下方式将不同的用户划分为多个激励等级，每个激励等级对应多个用户，其中，激励等级高的用户获得激励的数量和概率高于激励等级低的用户。用电量少的用户的激励等级高于用电量多的用户，即用电量越少，等级越高，激励越多。通过对等级更高的用户给予更大概率和更多数量的激励，引导用户自发地去节省用电。在本发明的一个实施例中，激励可以以奖金、奖品等其他形式提供给用户。在本发明的一个实施例中，激励方案的分配如图4所示，采取金字塔形分级激励机制。具体方法如下将节电所得收益平均分为若干份(以下文中以4份为例)，形成4个激励相同但激励级别不同(由高至低1-4级)的奖池。每个奖池设置不同数量的获奖人数，获奖者平分奖池内的奖金，其中，高级别的激励等级的用户获得激励的概率更大，获的激励的额度更高。如图4所示，金字塔由底至上，激励等级越来越高。位于底部的激励等级SI最低，获奖人数最多，例如8个，每个获奖者获得的激励最低，为末等激励。激励等级S2的等级高于SI，获奖人数少于SI，例如4个，每个获奖者获得的激励高于SI级的用户，为中等激励。激励等级S3的等级高于SI和S2，获奖人数少于SI和S2，例如2个，每个获奖者获得的激励高于SI级和S2级的用户，为次高激励。激励等级SI的等级高于S1、S2和S3，获奖人数少于SI、S2和S3，例如I个，每个获奖者获得的激励高于SI、S2和S3的用户，为最高 激励。在本发明的一个实施例中，当激励为奖金时，则S1、S2、S3和S4级别的用户获得激励依次升高。然而如果用户希望享有高级别的激励等级的话，则需要用户通过做出更多的节电行为，才能获得更高级别的激励等级。总体来说，该机制保证节电多的用户比节电少的用户更有机会获奖，且有机会获得更高级别的激励。系统将用户的节电行为量化为用户的奖券数量，量化的方法包括基于绝对数值和基于序关系两部分，系统根据用户节电的数值给予用户相应的奖券，并给节电总量排名靠前的用户额外的奖券奖励。在本发明的一个实施例中，激励机制还包括以下步骤S501 :存储用户通过在线控制接口对用电设备的在线控制操作记录。S502:根据在线控制操作记录对降低用电设备的用电量的多个用户提供激励。本激励机制为用户群体节电激励机制，本激励机制与上一实施例的区别在于，本激励机制主要关注空调系统和照明系统的节电，空调系统和照明系统均为影响多个用户的耗电设备，即，空调系统和照明系统同时向多个用户服务，并接受多个用户的控制，因而需要多个用户协作以进行节电。系统首先确定每个空调和照明设备的影响范围，在设备影响范围之内的用户对该设备享有控制权，从而自然地成为针对该设备的节电用户群体，该群体内的用户可以通过S103中所述的在线控制接口控制空调设备和照明设备的功率，用户的在线控制操作会被记录并存入数据库，作为该群体内部激励分配的依据。本激励机制会根据空调系统和照明系统的节电收益和空调设备、照明设备的用户群体中每一个用户的操作为该用户分配奖励。通过本机制，可保证即使是绝对用电量很大的用户，也能通过采取积极主动节省用电的措施以获得更多的奖励，有助于提高用户节省用电的积极性。在本发明的一个实施例中，S103步骤中的用户用电信息实时在线显示系统，S104步骤中金字塔形分级激励机制的激励方案与中奖结果，以及S502步骤中的在线控制操作记录，可通过建立一个专门用于同用户交互的节电数据收集及公布网站来实现。需要说明的是，本实施例的实现方式只是为了便于说明，而不应理解为对本发明的限制。
上述个体节电与群体性节电针对的是不同的用电器，前者个人可以完全掌控，后者需要一个群体达成共识，共同控制。针对两种行为的奖励也分别可以通过确定性激励和概率性激励完成,两者共同构成了一个整体。根据本发明实施例的基于激励机制的建筑节能方法，通过建立一种激励机制对采取节电措施的用户加以激励，引导用户自发地、主动地进行节电，在不损失用户舒适度和工作效率的前提下实现节电，有助于 提高用户节省用电的积极性，便于在商业建筑管理中进行普及，为节省电力能源提出了一种有效、可行的方案。具体地，本发明实施例的基于激励机制的建筑节能方法通过激励的方法，把办公室建筑中个人与组织的利益联系起来，以达成节能的目标。并且在激励(个体和群体)措施上，主要创新是概率性激励，这当中利用了行为经济学中的前景理论，可以使用户感受到的得益比实际能够得到的得益来得更多，从而提高激励的效率。最后，在群体节电过程中，针对不同个体用户的不同偏好，达到群体共识，不损失个人的满意程度而达到节能目标。流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(R0M)，可擦除可编辑只读存储器(EPR0M或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(⑶ROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
权利要求
1.一种基于激励机制的建筑节能方法，包括如下步骤 在建筑内部署个人级别的实时用电计量网络； 利用所述个人级别的实时用电计量网络，对所述建筑内的每个用户的用电信息进行统计，其中，所述每个用户的用电信息包括所述每个用户的桌面用电设备用电量和共享用电设备的用电量； 对所述用电信息进行分析，根据每个用户的桌面用电设备用电量和共享用电设备的用电量，制定节电目标，并设置激励机制对符合激励条件的用户提供激励； 用户通过在线方式知悉节电目标和激励措施，利用在线控制接口对所述用电设备的用电量进行调整，其中，所述在线控制接口与所述用电设备的物理控制接口进行通信，用于通过网络对所述用电设备进行实时控制。
2.如权利要求I所述的基于激励机制的建筑节能方法，其特征在于，为所述每个用户的桌面用电设备分配具有电量计量功能以及网络传输功能和在线控制功能的智能插座，为所述共享用电设备分配有网络传输功能和在线控制功能的智能电表，由所述具有电量计量功能的智能插座实时计量所述每个用户的桌面用电设备用电量以及共享用电设备的用电量。
3.如权利要求I或2所述的基于激励机制的建筑节能方法，其特征在于，共享用电设备包括空调系统和照明系统。
4.如权利要求I所述的基于激励机制的建筑节能方法，其特征在于，还包括如下步骤将所述建筑内的每个用户的用电信息实时上传至服务器进行存储和分析。
5.如权利要求I所述的基于激励机制的建筑节能方法，其特征在于，系统为所述每个用户建立对应的账户，并实时在线显示所述每个用户的用电信息。
6.如权利要求I所述的基于激励机制的建筑节能方法，其特征在于，所述用户根据系统发布的激励措施，利用在线控制接口对所述用电设备的用电量进行调整，包括如下步骤 将所述个人用电设备和共享用电设备的实时用电量与对应的所述控制目标进行比较； 利用在线控制接口对所述用电设备的用电量进行调整以达到所述控制目标，包括设置所述共享用电设备的控制目标，控制个人用电设备的用电量。
7.如权利要求6所述的基于激励机制的建筑节能方法，其特征在于， 当所述用电设备为空调系统时，所述控制目标为所述空调系统的设定温度值； 当所述用电设备为照明系统时，所述控制目标为所述照明系统的开关量和亮度值。
8.如权利要求I所述的基于激励机制的建筑节能方法，其特征在于，所述预设激励机制包括确定性激励和/或概率性激励，其中， 所述确定性激励包括根据所述用户的用电信息，对符合所述激励条件的用户提供预设的激励； 所述概率性激励包括根据所述用户的用电信息，对符合所述激励条件的用户进行分等级概率性激励，进一步包括 将所述用户划分为多个激励等级，每个激励等级对应多个所述用户，其中，激励等级高的用户获得激励的数量和概率高于激励等级低的用户。
9.如权利要求8所述的基于激励机制的建筑节能方法，其特征在于，用电量少的用户的激励等级高于用电量多的用户。
10.如权利要求8所述的基于激励机制的建筑节能方法，其特征在于，所述激励条件为所述用户的用电量低于预设的用电量基准线。
11.如权利要求I所述的基于激励机制的建筑节能方法，其特征在于，所述激励机制还包括如下步骤 存储所述用户通过在线控制接口对所述用电设备的在线控制操作记录； 根据所述在线控制操作记录对降低所述用电设备的用电量的多个用户提供激励。
全文摘要
本发明提出了一种基于激励机制的建筑节能方法，包括以下步骤在建筑内部署个人级别的实时用电计量网络；利用个人级别的实时用电计量网络，对建筑内的每个用户的用电信息进行统计；对用户个人的用电信息进行分析，根据每个用户的用电信息中的桌面用电设备用电量和共享用电设备的用电量，对达到节电目标的用户设定激励措施，通过网络在线方式将节电目标和相应的激励措施反馈给用户；用户使用在线控制接口对用电设备进行调整，在线控制接口与用电设备的物理控制接口进行通信，实现通过网络对用电设备进行的实时控制。本发明通过建立一种激励机制，对采取节电措施的用户加以激励，引导用户自发地、主动地进行节电，便于在商业建筑管理中进行普及。
文档编号G05B19/418GK102799162SQ20121028771
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者张 林, 顾明, 李凌龙 申请人:清华大学