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北方城市民用建筑系统节能改造决策方法研究

作　者: 徐刚
导　师: 姚兵；王要武
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: 民用建筑节能改造决策方法决策支持系统智能体北方城市
分类号: TU201.5
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

近年来,随着我国能源问题的日益严峻,能耗大户——城市民用建筑系统的节能改造已成为缓解我国能源问题的重要突破口。我国于上世纪90年代初开始推行北方城市民用建筑系统的节能改造工作,但是发展至今北方城市既有民用建筑中仅有5%左右的民用建筑是节能建筑。利用现代科学技术进步的成果有效推进北方城市民用建筑系统的节能改造已成为一种必然趋势,特别是民用建筑系统整体节能改造决策支持系统的实现将从整体上协调民用建筑系统各部分的节能改造活动、提高民用建筑系统整体节能改造的效益、降低民用建筑系统整体节能改造投资费用。本文在深入分析北方城市民用建筑系统节能改造决策机制、系统各组成部分节能改造相关性以及协调机制的基础上,提出了北方城市民用建筑系统节能改造决策问题的基本分类方法及决策流程,针对民用建筑系统各组成部分节能改造决策的特点提出了民用建筑系统热源、城市热网、民用建筑单体的节能改造决策方法,并构建了基于Agent的北方城市民用建筑系统节能改造决策支持系统、给出了系统中各Agent的基本机构,实现了本文所提出的北方城市民用建筑节能改造决策方法。本论文主要包括六方面的主要内容:第二章研究了民用建筑系统节能改造决策机理;第三章在具体分析北方城市民用建筑系统节能改造决策问题特征的基础上,讨论了复合决策问题的分解与协调,构建了北方城市民用建筑系统节能改造决策的基本决策流程和数据流程;第四章在具体分析民用建筑系统热源节能改造技术及影响因素的基础上,提出了基于层次分析的民用建筑系统热源节能改造决策方法,分析了热源节能改造所产生的经济效益的构成,提出以单位年总费用所产生的经济效益作为评价热源节能改造方案优劣的具体指标;第五章在具体分析城市热网节能改造技术及影响因素的基础上,提出了基于Prim算法的热网拓展优化模型及基于层次分析的热网节能改造决策模型,分析了热网节能改造所产生的经济效益的构成,提出以单位年总费用所产生的经济效益作为评价热网节能改造方案优劣的指标;第六章在具体分析民用建筑单体节能改造技术、影响因素及民用建筑单体节能改造特点的基础上,指出由于目前我国供热体制的不完善造成民用建筑单体的节能改造并不能有效降低民用建筑业主的日常费用,因此不宜使用单位年总费用产生的经济效益作为评价民用建筑单体节能改造方案优劣的指标,提出了基于灰色关联度的民用建筑单体节能改造决策方法;第七章构建了基于Agent的北方城市民用建筑系统节能改造决策支持系统的总体框架、分析了系统中主要Agent的体系结构及系统实现的开发平台,从而给出了实现了本文所提出的北方城市民用建筑系统节能改造决策方法的基本方法与途径。在本文的结论中,对本文所构建的北方城市民用建筑系统节能改造决策支持系统及相关决策模型进行了全面总结,指出了今后深入研究的方向。本文的创新点在于将灰色关联理论、城市管理理论及图论等实际应用于民用建筑系统的节能改造决策活动,全面总结了民用建筑系统各部分的节能改造技术及影响因素,构建了适用于我国北方城市民用建筑系统节能改造的决策支持系统,并提出了切实而行的民用建筑系统热源、城市热网及民用建筑单体的节能改造决策方法。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-17
第1章绪论  17-32
  1.1 问题的提出  17-18
  1.2 研究的目的和意义  18-21
    1.2.1 课题研究的目的  18-19
    1.2.2 课题研究的意义  19-21
  1.3 相关领域研究现状及其评述  21-29
    1.3.1 关于民用建筑系统节能技术的研究  21-22
    1.3.2 关于决策方法及决策支持系统的研究  22-26
    1.3.3 关于Agent及多Agent系统的研究  26-28
    1.3.4 关于决策支持理论在民用建筑节能改造中的应用  28-29
  1.4 本文研究的主要内容和方法  29-32
    1.4.1 本文研究的主要内容  29-30
    1.4.2 本文的研究方法  30-32
第2章民用建筑系统节能改造决策基础分析  32-63
  2.1 北方城市民用建筑系统节能改造决策现状  32-38
    2.1.1 北方城市供热体制概述  32-33
    2.1.2 民用建筑系统热源  33-35
    2.1.3 城市热网  35-37
    2.1.4 民用建筑单体  37-38
  2.2 民用建筑系统节能改造决策的理论基础  38-43
    2.2.1 决策理论对民用建筑系统节能改造决策的影响  38-39
    2.2.2 民用建筑系统节能改造决策权的基础  39-43
    2.2.3 民用建筑系统节能改造决策的原理  43
  2.3 民用建筑系统节能改造决策的目标模式与实现  43-48
    2.3.1 民用建筑系统节能改造决策的目标模式  43-46
    2.3.2 民用建筑系统节能改造决策目标模式的实现  46-48
  2.4 民用建筑系统节能改造决策相关性研究  48-54
    2.4.1 热负荷相关性  49-52
    2.4.2 调控相关性  52-54
  2.5 民用建筑系统节能改造决策协调机制分析  54-62
    2.5.1 协调问题的提出  54-57
    2.5.2 民用建筑系统节能改造决策协调的障碍  57-58
    2.5.3 民用建筑系统节能改造决策的协调机制  58-62
  2.6 本章小结  62-63
第3章北方城市民用建筑系统节能改造决策的系统分析  63-75
  3.1 北方城市民用建筑系统节能改造决策问题的分类与特征  63-65
    3.1.1 决策问题的分类  63-64
    3.1.2 决策问题的特征  64-65
  3.2 复合决策问题的分解与相关各方的协调  65-70
    3.2.1 复合决策问题的分解  65-66
    3.2.2 复合决策问题相关各方的协调  66-70
  3.3 北方城市民用建筑系统节能改造的决策流程  70-72
    3.3.1 决策流程的层次  70
    3.3.2 决策的基本流程  70-72
  3.4 北方城市民用建筑系统节能改造决策的数据流程  72-73
    3.4.1 决策数据流程的层次  72
    3.4.2 决策数据的基本流程  72-73
  3.5 本章小结  73-75
第4章民用建筑系统热源节能改造决策方法  75-96
  4.1 热源节能改造决策方案集  75-79
    4.1.1 民用建筑系统热源节能改造技术  75-78
    4.1.2 热源通用节能改造决策方案集的确定  78-79
  4.2 热源节能改造方案评价指标集  79-88
    4.2.1 政府对热源节能改造的政策意向  80-81
    4.2.2 热源节能改造技术经济指标  81-84
    4.2.3 相关利益群体偏好  84-86
    4.2.4 既有城市环境约束  86-88
    4.2.5 热源节能改造方案评价指标集的确定  88
  4.3 民用建筑系统热源节能改造决策方法设计  88-95
    4.3.1 民用建筑系统热源节能改造决策的基本原则  88-89
    4.3.2 民用建筑系统热源节能改造决策流程分析  89-91
    4.3.3 基于层次分析的热源单指标节能改造决策模型  91-94
    4.3.4 热源节能改造决策问题的求解流程  94-95
  4.4 本章小结  95-96
第5章城市热网节能改造决策方法  96-115
  5.1 热网节能改造决策方案集  96-101
    5.1.1 热网节能改造技术  96-99
    5.1.2 热网通用节能改造决策方案集的确定  99-101
  5.2 热网节能改造方案评价指标集  101-108
    5.2.1 政府对热网节能改造的政策意向  101-102
    5.2.2 热网节能改造技术经济指标  102-105
    5.2.3 相关利益群体偏好  105-106
    5.2.4 既有环境约束  106-108
    5.2.5 热网节能改造方案评价指标集的确定  108
  5.3 热网节能改造决策方法设计  108-114
    5.3.1 热网节能改造决策的基本原则  108-109
    5.3.2 热网节能改造决策流程分析  109-110
    5.3.3 热网节能改造决策模型  110-113
    5.3.4 热网节能改造决策问题的求解流程  113-114
  5.4 本章小结  114-115
第6章民用建筑单体节能改造决策方法  115-134
  6.1 民用建筑单体节能改造决策方案集  115-119
    6.1.1 民用建筑单体节能改造技术  115-117
    6.1.2 民用建筑单体通用节能改造决策方案集的确定  117-119
  6.2 民用建筑单体节能改造方案评价指标集  119-125
    6.2.1 政府对民用建筑单体节能改造的政策意向  119-120
    6.2.2 民用建筑单体节能改造技术经济指标  120-122
    6.2.3 相关利益群体偏好  122-124
    6.2.4 供热收费体制  124-125
    6.2.5 民用建筑单体节能改造方案评价指标集的确定  125
  6.3 民用建筑单体节能改造决策方法设计  125-132
    6.3.1 民用建筑单体节能改造决策的基本原则  125-126
    6.3.2 民用建筑单体节能改造决策流程  126-128
    6.3.3 基于灰色关联度的民用建筑单体节能改造决策模型  128-132
    6.3.4 民用建筑单体节能改造决策问题的求解流程  132
  6.4 本章小结  132-134
第7章北方城市民用建筑系统节能改造决策方法的系统实现及其应用  134-163
  7.1 北方城市民用建筑节能改造决策支持系统的框架结构  134-149
    7.1.1 系统体系结构  134-142
    7.1.2 系统内信息流  142-143
    7.1.3 Agent之间的协作  143-145
    7.1.4 Agent中知识的表示与管理  145-149
  7.2 系统的实现  149-154
    7.2.1 Agent实现技术及开发平台  149-150
    7.2.2 系统开发环境选择  150
    7.2.3 系统开发流程  150-152
    7.2.4 系统原型实现  152-154
  7.3 应用实例  154-161
    7.3.1 热源节能改造决策实例分析  154-156
    7.3.2 热网节能改造决策实例分析  156-159
    7.3.3 民用建筑单体改造决策实例分析  159-161
  7.4 本章小结  161-163
结论  163-165
参考文献  165-175
攻读博士学位期间发表的论文  175-177
致谢  177-178
个人简历  178

北方城市民用建筑系统节能改造决策方法研究

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