【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于节能管理，具体涉及一种智慧校园节能管理方法。
技术介绍
1、随着社会的不断发展，各类机构和学校的能源消耗问题逐渐成为一个亟待解决的挑战。能源作为维持机构正常运营的关键要素，其高效利用和合理分配对于减少能源浪费、降低运营成本、保护环境等方面具有重要意义。在过去的几十年中，已经出现了许多尝试解决这一问题的技术和方法，但依然存在许多挑战和问题需要解决。
2、大多数机构和学校在过去采用了传统的能源管理系统，这些系统主要依赖于手动操作和基础的能源监测设备。这种方式存在着能源数据收集不准确、实时性差、反应慢等问题，导致难以实现对能源的精细管理和优化分配。随着物联网技术的发展，一些机构引入了传感器和自动控制系统，以实现对建筑和设备的远程监控和控制。这种方法在一定程度上提高了能源数据的收集和分析效率，但仍然存在能源分配的局限性，无法充分考虑不同区域和节点之间的能源需求差异。
3、许多机构采用了建筑节能技术，例如更高效的隔热材料、led照明系统、智能温控系统等，以降低建筑的能源消耗。尽管这些技术在降低能源消耗方面取得了显著成果，但单纯依靠建筑技术改进难以解决全面的能源分配和管理问题。一些机构尝试建立能源供应链管理系统，以优化能源采购和供应。然而，这种方法通常关注供应端，对能源的需求和分配并没有得到充分考虑。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种智慧校园节能管理方法，本专利技术通过元胞自动机和蚁群算法的智能管理方式，实现了能源的智能分配和优化管理，降
2、为了解决上述问题，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种智慧校园节能管理方法，所述方法包括：
4、步骤1：定义校园网格，网格中每个节点代表校园内的能源使用节点，也代表了能源分配的位置；节点之间的连接线代表能源传输路径；每个节点中记录了自身的位置、能源需求和实时能源值；
5、步骤2：初始化一群能源分配粒子，每只能源分配粒子具有初始位置和初始能源需求；初始化能源算法参数，包括：初始化粒子数量、迭代次数上限、能源分配痕迹挥发速率、能源分配痕迹强度、能源更新率和能源供应系数；所述能源分配粒子在校园网格内移动，在移动过程中会释放能源分配痕迹，并对能源分配痕迹进行更新；
6、步骤3：能源分配粒子在校园网格内移动时，根据自身所处的节点的相邻节点的能源需求、能源分配痕迹强度、能源供应系数和自身所处的节点与相邻的节点的欧式距离计算移动路径概率；选择移动概率最大对应的节点作为下一个移动目标；
7、步骤4：能源分配粒子按照选择的移动目标，移动到新的节点；每个能源分配粒子根据所在的新的节点的能源需求和能源更新率更新其能源需求；
8、步骤5：检查每只能源分配粒子的能源需求是否已满足，如果满足则移除能源分配粒子，否则继续；检查迭代次数是否达到设定的上限，如果没有达到则回到步骤3，否则进入步骤6；
9、步骤6：输出最终的校园网格中，每个节点的能源值的分布，按照能源值的分布，进行能源分配管理。
10、进一步的，设每个节点的能源值为，其中<mi>i</mi><mi>∈[1,</mi><mi>m</mi><mi>]</mi><mi>，</mi><mi>m</mi>是节点数量；每只能源分配粒子的初始位置为，初始能源需求为，其中<mi>i</mi><mi>∈[1,</mi><mi>n</mi><mi>]</mi><mi>，</mi><mi>n</mi>是能源分配粒子数量；初始化的能源算法参数中，粒子数量为、迭代次数为、能源分配痕迹挥发速率为、能源分配痕迹强度为和能源更新率为；每个节点的能源更新规则如下：
11、；
12、其中，是节点在时刻的能源值，和是能源分配粒子在时刻的当前位置，是节点到能源分配粒子的距离，是节点的能源供应系数。
13、进一步的，能源分配痕迹进行更新的更新规则使用如下公式进行表述：
14、；
15、其中，是位置处的能源分配痕迹强度，通过更新规则，在时刻更新为时刻的强度；是能源分配粒子在时刻的能源需求，是能源分配粒子在时刻的能源更新率。
16、进一步的，步骤3中使用如下公式，计算移动路径概率：
17、；
18、为能源分配粒子选择移动到节点的概率；为能源需求；为能源分配痕迹强度；为能源供应系数；为距离。
19、进一步的，步骤4中每个能源分配粒子根据所在节点的能源需求和能源更新率更新其能源需求时，使用如下公式：
20、；
21、其中，为能源分配粒子从位置坐标为的节点移动到的新的节点的位置坐标；为更新后的能源需求；表示在时刻，能源分配粒子移动到位置后，该位置的节点所对应的资源值。
22、进一步的，所述能源更新率使用如下公式计算得到：
23、；
24、其中，表示位置的校园网格的节点在时刻时的能源消耗效率；为第一调整参数，取值范围为0.5到1.0；为第二调整参数，取值范围为0.1到0.5；是时间衰减因子；第三调整参数，取值范围为1到3；是一个值为正的常数，用于控制能源更新的速率的均匀性。
25、进一步的，所述校园网格中，能源使用节点至少包括：教学楼、宿舍楼、餐厅、食堂、行政楼和实验室。
26、进一步的，所述能源供应系数使用如下公式计算得到：
27、；
28、其中，表示节点的能源值的最大上限值。
29、进一步的，初始化的能源分配痕迹强度服从均值为和方差为的高斯分布。
30、进一步的，所述使用如下公式计算得到：
31、；
32、其中，为节点的能源供应系数的最大值。
33、本专利技术的一种智慧校园节能管理方法，具有以下有益效果：本专利技术引入了元胞自动机和蚁群算法的概念，使得能源分配能够根据实时数据和算法模型进行智能优化。这一方法不仅能够更准确地根据不同节点的能源需求进行分配，还可以根据节点之间的距离、能源供应系数、能源分配痕迹等多个因素进行智能调整，确保能源得到均衡和合理的分配。这有助于减少能源的浪费，提高了能源的有效利用率，从而降低了能源成本。在步骤2中，方法初始化了一群能源分配粒子，并设定了一系列能源算法参数。这些参数的设定允许系统在校园网格内移动能源分配粒子，并释放能源分配痕迹。通过蚁群算法的应用，能源分配粒子可以根据节点的相邻节点能源需求、能源分配痕迹强度、能源供应系数以及距离等多个因素，智能计算移动路径概率，选择移动目标。这一智能化的过程使得能源得以均衡分配，减本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智慧校园节能管理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，设每个节点的能源值为，其中是节点数量；每只能源分配粒子的初始位置为，初始能源需求为，其中是能源分配粒子数量；初始化的能源算法参数中，粒子数量为、迭代次数为、能源分配痕迹挥发速率为、能源分配痕迹强度为和能源更新率为；每个节点的能源更新规则如下：
3.如权利要求2所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，能源分配痕迹进行更新的更新规则使用如下公式进行表述：
4.如权利要求3所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，步骤3中使用如下公式，计算移动路径概率：
5.如权利要求4所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，步骤4中每个能源分配粒子根据所在节点的能源需求和能源更新率更新其能源需求时，使用如下公式：
6.如权利要求5所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，所述能源更新率使用如下公式计算得到：
7.如权利要求1所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，所述校园网格中，能源使用节点至少包括：教学楼、宿舍楼、餐厅
8.如权利要求6所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，所述能源供应系数使用如下公式计算得到：
9.如权利要求8所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，初始化的能源分配痕迹强度服从均值为和方差为的高斯分布。
10.如权利要求9所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，所述使用如下公式计算得到：
...【技术特征摘要】
1.一种智慧校园节能管理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，设每个节点的能源值为，其中是节点数量；每只能源分配粒子的初始位置为，初始能源需求为，其中是能源分配粒子数量；初始化的能源算法参数中，粒子数量为、迭代次数为、能源分配痕迹挥发速率为、能源分配痕迹强度为和能源更新率为；每个节点的能源更新规则如下：
3.如权利要求2所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，能源分配痕迹进行更新的更新规则使用如下公式进行表述：
4.如权利要求3所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，步骤3中使用如下公式，计算移动路径概率：
5.如权利要求4所述的智慧校园节能管理方法，其特征在于，步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵伟，王伟，周祖云，徐龙品，李冲，马华庆，卢文栋，祝翔，
申请(专利权)人：山东弘毅节能服务有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。