一种城市隧道整体能耗预警方法和系统与流程

本发明涉及城市隧道能耗，尤其是涉及一种城市隧道整体能耗预警方法和系统。

背景技术：

1、当前，国内外对道路隧道节能减排的研究主要还集中在结构性节能、技术性节能方向，包括应用太阳能光纤照明、太阳能光伏发电、风光互补发电等技术调整道路隧道运营期能源结构，通过优化通风及照明系统设计参数、使用节能型照明光源、采用智能控制设施等措施降低道路隧道运营期能源消耗，但对管理性节能的关注程度比较低，尤其是有关道路隧道运营期能耗的长期监测、分析、评估研究成果甚少。

2、传统隧道运营养护对于能耗的管理较为粗放，机电设备的开启大多基于规范要求和经验，不同隧道的长度、面积、机电设备容量差异较大，难以直接对不同隧道的能耗情况进行横向比较，缺乏合理的、量化的隧道能耗评价指标。为科学合理反映隧道运营期的能耗水平和能源利用效率，为宏观决策和管理提供信息和依据，有必要给出合理的隧道运营期的能耗评价方案。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在缺乏合理的、量化的隧道能耗评价指标，无法及时进行能耗优化的缺陷而提供一种城市隧道整体能耗预警方法和系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种城市隧道整体能耗预警方法，包括以下步骤：

4、获取城市隧道的结构参数，基于该结构参数构建合理用电量预测模型，从而获取当前结构参数下的合理用电量；根据当前结构参数下的合理用电量和对应的实际隧道用电量，获取用电量合理指数，从而进行阈值划分，确定城市隧道的用电量合理得分；

5、从城市隧道内的各个电表中选取电费策略包括基本电费、峰时电费、平时电费和谷时电费的电表，作为待测电表；获取所有待测电表整体的单位基本电费和峰平谷综合单价，从而进行阈值划分，确定城市隧道的用电分布均衡性得分；

6、根据获取的用电量合理得分和用电分布均衡性得分，得到城市隧道的能耗综合得分，若该得分低于预设的预警阈值，则对城市隧道进行能耗优化。

7、进一步地，所述合理用电量预测模型包括所述结构参数中各个变量的加和、平方和以及两两变量之间的乘积和。

8、进一步地，所述结构参数包括隧道长度、截面面积和装接容量，所述合理用电量预测模型的表达式为：

9、

10、式中，y为合理用电量预测结果，x1为隧道长度，x2为截面面积，x3为装接容量，a、b、…、j均为模型参数，各模型参数均为可调节参数，基于大数据分析进行设置。

11、进一步地，所述合理用电量预测模型还包括根据根据月度对每月的合理用电量预测结果y进行修正，修正后的合理用电量的计算表达式为：

12、yp＝k0*y

13、式中，yp为修正后的合理用电量，k0为月度修正系数。

14、进一步地，所述用电量合理指数的计算表达式为：

15、

16、式中，eci为用电量合理指数，ya为城市隧道实际用电量。

17、进一步地，所述单位基本电费的计算表达式为：

18、z1＝a0.y0

19、y0＝x0/x

20、x＝x1+x2+x3

21、式中，z1为单位基本电费，a0为基本权重系数，y0为单位基本用电量，x0为基本用电量，基本用电量为所有待测电表基本用电量的总和，x为总电量，x1为峰电量，为所有待测电表峰电量的总和；x2为平电量，为所有待测电表平电量的总和；x3为谷电量，为所有待测电表谷电量的总和。

22、进一步地，所述峰平谷综合单价的计算表达式为：

23、z2＝a1.y1+a2.y2+a3.y3

24、

25、

26、

27、式中，z2为峰平谷综合单价，a1、a2、a3为综合权重系数，y1为单位峰折算电量，y2为单位平折算电量，y3为单位谷折算电量，k1、k2、k3为季节折减系数，按季节进行调整，x1为峰电量，为所有待测电表峰电量的总和；x2为平电量，为所有待测电表平电量的总和；x3为谷电量，为所有待测电表谷电量的总和。

28、进一步地，获取单位基本电费和峰平谷综合单价后，分别对单位基本电费和峰平谷综合单价进行阈值划分，确定单位基本电费得分和峰平谷综合单价得分，并获取单位基本电费得分和峰平谷综合单价得分的权重，得到城市隧道的用电分布均衡性得分；

29、所述单位基本电费得分和峰平谷综合单价得分的权重的计算表达式为：

30、w1＝z1/(z1+z2)

31、w2＝z2/(z1+z2)

32、式中，w1为单位基本电费得分权重，w2为峰平谷综合单价得分权重，z1为单位基本电费，z2为峰平谷综合单价；

33、所述用电分布均衡性得分的计算表达式为：

34、edi＝z1*w1+z2*w2

35、式中，edi为用电分布均衡性得分。

36、进一步地，所述能耗综合得分为用电量合理得分和用电分布均衡性得分的加权和。

37、本发明还提供一种城市隧道整体能耗预警系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，处理器调用所述计算机程序执行如上所述的方法的步骤。

38、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

39、(1)本发明根据城市隧道的结构参数预测合理用电量，并与实际隧道用电量对比，进行用电量合理性分析；基于能够反映隧道集中开启大功率设备的程度的基本电费，以及反映隧道的用电分配情况的峰、平、谷电费，进行用电均衡性分析；从整体上，既考虑了隧道电能消耗的情况，又考虑了用电行为，实现对城市隧道能耗的总体评估，能及时发现城市隧道能耗问题，进行及时优化。

40、(2)本发明在进行用电量合理性分析中，综合考虑了隧道长度、截面面积、服役年限、设备容量、人员、车辆、管理用房面积等因素，并进行相关性分析，提取了关键影响因素，并针对关键影响因素，采用二次多项式拟合的方法，计及多变量的加和、多变量两两间的乘积和以及多个变量的平方和，综合衡量了多个变量的总体水平、变量之间的相互作用以及变量的离散程度，实现对合理用电量的准确预测。

技术特征：

1.一种城市隧道整体能耗预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种城市隧道整体能耗预警方法，其特征在于，所述合理用电量预测模型包括所述结构参数中各个变量的加和、平方和以及两两变量之间的乘积和。

3.根据权利要求2所述的一种城市隧道整体能耗预警方法，其特征在于，所述结构参数包括隧道长度、截面面积和装接容量，所述合理用电量预测模型的表达式为：

4.根据权利要求1所述的一种城市隧道整体能耗预警方法，其特征在于，所述合理用电量预测模型还包括根据根据月度对每月的合理用电量预测结果y进行修正，修正后的合理用电量的计算表达式为：

5.根据权利要求4所述的一种城市隧道整体能耗预警方法，其特征在于，所述用电量合理指数的计算表达式为：

6.根据权利要求1所述的一种城市隧道整体能耗预警方法，其特征在于，所述单位基本电费的计算表达式为：

7.根据权利要求1所述的一种城市隧道整体能耗预警方法，其特征在于，所述峰平谷综合单价的计算表达式为：

8.根据权利要求1所述的一种城市隧道整体能耗预警方法，其特征在于，获取单位基本电费和峰平谷综合单价后，分别对单位基本电费和峰平谷综合单价进行阈值划分，确定单位基本电费得分和峰平谷综合单价得分，并获取单位基本电费得分和峰平谷综合单价得分的权重，得到城市隧道的用电分布均衡性得分；

9.根据权利要求1所述的一种城市隧道整体能耗预警方法，其特征在于，所述能耗综合得分为用电量合理得分和用电分布均衡性得分的加权和。

10.一种城市隧道整体能耗预警系统，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，处理器调用所述计算机程序执行如权利要求1～9任一所述的方法的步骤。

技术总结
本发明涉及一种城市隧道整体能耗预警方法和系统，方法包括：获取城市隧道的结构参数，构建合理用电量预测模型，从而获取合理用电量并根据实际隧道用电量，获取用电量合理指数，并通过阈值划分确定用电量合理得分；从城市隧道内的各个电表中选取待测电表；获取所有待测电表整体的单位基本电费和峰平谷综合单价，并根据阈值划分确定用电分布均衡性得分；根据获取的用电量合理得分和用电分布均衡性得分，得到城市隧道的能耗综合得分，并设置预警阈值，对城市隧道进行能耗优化。与现有技术相比，本发明既考虑了隧道电能消耗的情况，又考虑了用电行为，实现对城市隧道能耗的总体评估，能及时发现城市隧道能耗问题，进行及时优化。

技术研发人员：苏东华,温泉,张姝娟,杨昆,朱俊易,刘冠麟,唐弘,蔡建华,陈霄玥,陈炯臻
受保护的技术使用者：上海城建城市运营（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27