基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的公共機構(gòu)能源管理績效評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的公共機構(gòu)能源管理績效評估方法，步驟1：按照公共機構(gòu)類型、規(guī)模以及所處氣候分區(qū)對公共機構(gòu)進(jìn)行分類、分級和分組；步驟2：采集整理同組公共機構(gòu)的基本情況數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)，并量化形成公共機構(gòu)能源管理績效評估指標(biāo)體系；步驟3：對公共機構(gòu)能源管理績效進(jìn)行評估，得到公共機構(gòu)能源管理績效水平的排序結(jié)果；本發(fā)明采用“多投入、多產(chǎn)出”系統(tǒng)分析思路評估能源管理效率；基于科學(xué)性、客觀性和可獲取性原則建立了績效評估指標(biāo)體系，包括“輸入”類和“輸出”類指標(biāo)，應(yīng)用數(shù)據(jù)包括分析（DEA）方法建立了績效評估模型；采用DEA-BCC模型進(jìn)行計算，得到各公共機構(gòu)的節(jié)能潛力及能源管理績效的排序。
【專利說明】基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的公共機構(gòu)能源管理績效評估方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的公共機構(gòu)能源管理績效評估方法，屬于能源 管理領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能管理部門對所管轄范圍內(nèi)的公共機構(gòu)進(jìn)行能源管理績效評估 的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，世界各國政府都十分重視公共機構(gòu)領(lǐng)域的節(jié)能工作。然而，在公共機構(gòu)能源 管理績效評估方面尚未形成統(tǒng)一的、成熟的技術(shù)方法。傳統(tǒng)的評估方法在指標(biāo)選擇、基準(zhǔn)和 權(quán)重確定等方面存在不足。傳統(tǒng)的公共機構(gòu)能源管理績效評估指標(biāo)多為"過程性"和"定 性"的指標(biāo)(例如組織管理、規(guī)章制度、宣傳培訓(xùn)等)，缺乏"結(jié)果性"和"定量"的指標(biāo)。少數(shù) 的能耗總量和能耗下降率等傳統(tǒng)定量指標(biāo)由于缺乏對節(jié)能潛力的考量，因此不適用于公共 機構(gòu)之間能源管理績效水平的比較。此外，傳統(tǒng)的績效指標(biāo)基準(zhǔn)和權(quán)重確定普遍采用專家 咨詢等方法，使得公共機構(gòu)能源管理績效評價結(jié)果受主觀因素的影響較大?；诖耍斜匾?提出一種標(biāo)準(zhǔn)化的公共機構(gòu)能源管理績效評估方法，科學(xué)地評估公共機構(gòu)能源管理績效水 平，為公共機構(gòu)降低能源消耗、提高能源利用效率提供科學(xué)支撐。
[0003] 公共機構(gòu)能源管理績效評估是一個多指標(biāo)的評估問題，涉及能源消耗和水消耗等 輸入指標(biāo)，又涉及建筑面積、用能人數(shù)和公務(wù)車數(shù)量等輸出指標(biāo)；公共機構(gòu)能源管理績效評 估也是一個多目標(biāo)的評估問題，既要降低能源消耗總量，又要降低能源利用強度(單位建筑 面積能耗、人均能耗)。因此，比較不同公共機構(gòu)的能源管理績效需要建立客觀、科學(xué)的評估 模型和方法。
[0004] 數(shù)據(jù)包括分析（DEA)是一種評估具有相同類型投入和產(chǎn)出系統(tǒng)相對效率的非參數(shù) 評估方法。它不要求評估指標(biāo)具有一致的計量單位和性質(zhì)，也無需確定各評估指標(biāo)的權(quán)重。 因此，與其他評價方法比較，DEA方法具有客觀、簡單、便捷的特點，能很好地滿足公共機構(gòu) 能源管理績效評估的需求。
[0005] 因此，有必要設(shè)計一種基于數(shù)據(jù)包括分析的公共機構(gòu)能源管理績效評估方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的公共機構(gòu)能源管理績 效評估方法，該方法能夠?qū)⑼?、同級、同組的公共機構(gòu)按照能源管理績效水平進(jìn)行排序， 定量地給出每個公共機構(gòu)的節(jié)能潛力。
[0007] 發(fā)明的技術(shù)解決方案如下： 1. 一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的公共機構(gòu)能源管理績效評估方法，包括以下步驟： 步驟1 :按照公共機構(gòu)類型、規(guī)模以及所處氣候分區(qū)對公共機構(gòu)進(jìn)行分類、分級和分 組； 步驟2 :采集整理同組公共機構(gòu)的基本情況數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)，并量化形成公共機構(gòu)能 源管理績效評估指標(biāo)體系； 步驟3 :對公共機構(gòu)能源管理績效進(jìn)行評估，即基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析對公共機構(gòu)能源管 理的有效性進(jìn)行排序，得到公共機構(gòu)能源管理績效水平的排序結(jié)果； 所述的步驟2中涉及的評估指標(biāo)如下： (1) 綜合能耗X1，依據(jù)《綜合能耗計算通則》GB/T 2589-2008匯總計算，單位為千克標(biāo) 準(zhǔn)煤每年； (2) 水耗X2，指公共機構(gòu)每年的用水總量，單位為立方米每年； (3) 建筑面積Y1，指公共機構(gòu)辦公使用的所有建筑面積，單位為平方米； (4) 用能人數(shù)Y2，依據(jù)國家機關(guān)事務(wù)管理局2013年發(fā)布的《公共機構(gòu)能源資源消耗統(tǒng) 計制度》的規(guī)定計算，單位為人； (5) 公務(wù)車數(shù)量Y3，指公共機構(gòu)為保障行政辦公使用的車輛，單位為車。
[0008] 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的公共機構(gòu)外部能源管理績效評估 方法，其特征在于，步驟3包括以下步驟： (1) 構(gòu)建模型： 采用具有非阿基米德無窮小量ε的DEA-VRS模型，該模型的規(guī)劃方程為（圖1): 式中， Θ為待評估公共機構(gòu)（決策單元）基于數(shù)據(jù)包絡(luò)線的相對效率指數(shù)，ε為非阿基米德 無窮小量，為m項輸入指標(biāo)的剩余變量，S+為s項輸出指標(biāo)的剩余變量，η為決策單元的 數(shù)量，為模型最優(yōu)解(權(quán)系數(shù))，輸入指標(biāo)是指綜合能耗和水耗，輸出指標(biāo)是指建筑面積、用 能人數(shù)和公務(wù)車數(shù)量； (2) 公共機構(gòu)能源管理DEA有效性的判斷 求解上述規(guī)劃方程，得到?jīng)Q策單元的最優(yōu)解Θ 〇, s_，s+，： 若Θ 〇 = 1，則決策單元jQ為DEA有效；若Θ。< 1，則決策單元jQ為DEA無效； (3) 公共機構(gòu)能源管理有效性排序 首先，將所有公共機構(gòu)按照能源管理DEA有效和無效分成2部分，DEA有效的放在DEA 無效的前面；然后，將DEA無效的根據(jù)其相對效率值Θ ^排序；最后，將DEA有效的根據(jù)理想 決策單元法計算結(jié)果排序，包括以下步驟： a. 構(gòu)造理想決策單元，取DEA有效決策單元各輸入的最小值Xmin和各輸出的最大值 ymax，組成新的決策單元DUif ; b. 將DUif與DEA有效決策單元組合形成新的決策單元集，建立DEA-CRS模型，公式為 (圖 2): 式中， Θ為理想決策單元DUif的相對效率指數(shù)，ε為非阿基米德無窮小量，?Γ為m項輸入 指標(biāo)的剩余變量，S+為s項輸出指標(biāo)的剩余變量，η為決策單元的數(shù)量，為模型最優(yōu)解(權(quán)系 數(shù))，輸入指標(biāo)是指綜合能耗和水耗，輸出指標(biāo)是指建筑面積、用能人數(shù)和公務(wù)車數(shù)量； c. 求解上述規(guī)劃方程，得到?jīng)Q策單元i的最優(yōu)解e^s^s+，： d. 依據(jù)相對效率指數(shù)對各DEA有效的決策單元進(jìn)行排序。
[0009] 有益效果： 本發(fā)明提出了一種節(jié)能管理部門對公共機構(gòu)能源管理績效的多指標(biāo)、全方位評估新方 法。依據(jù)本方法，公共機構(gòu)節(jié)能管理部門可對同類型、規(guī)模和氣候區(qū)域公共機構(gòu)的能源管理 績效進(jìn)行比較、分析和排序，掌握公共機構(gòu)的能源管理程度、水平、節(jié)能潛力及其分布情況， 從而促進(jìn)同類對標(biāo)、實現(xiàn)全社會整體能源管理績效水平和能力的提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖 1 為 DEA-VRS 模型。
[0011] 圖 2 為 DEA-CRS 模型。
[0012] 圖3為公共機構(gòu)能源管理績效評估流程圖。

【具體實施方式】
[0013] 以下將結(jié)合附圖和具體實施案例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明： 如圖3所示，本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟： 步驟1 :按照公共機構(gòu)類型、規(guī)模以及所處氣候分區(qū)對公共機構(gòu)進(jìn)行分類、分級和分 組； 步驟2 :采集整理同組公共機構(gòu)的基本情況數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)，并量化形成公共機構(gòu)能 源管理績效評估指標(biāo)體系； 步驟3 :對公共機構(gòu)能源管理績效進(jìn)行評估，即基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA-VRS模型，圖1) 對公共機構(gòu)能源管理的有效性進(jìn)行排序，得到公共機構(gòu)能源管理績效水平的排序結(jié)果； 其中，步驟3公共機構(gòu)能源管理有效性排序方法如下： 首先，將所有公共機構(gòu)按照能源管理DEA有效和無效分成2部分，DEA有效的放在DEA 無效的前面；然后，將DEA無效的根據(jù)其相對效率值Θ ^排序；最后，將DEA有效的根據(jù)理想 決策單元法計算結(jié)果排序，包括以下步驟： a. 構(gòu)造理想決策單元，取DEA有效決策單元各輸入的最小值Xmin和各輸出的最大值 ymax，組成新的決策單元DUif ; b. 將DUif與DEA有效的決策單元組合形成新的決策單元集，建立DEA-CRS模型如下 式（圖2): 式中， Θ為理想決策單元DUif的相對效率指數(shù)，ε為非阿基米德無窮小量，?Γ為m項輸入 指標(biāo)的剩余變量，S+為s項輸出指標(biāo)的剩余變量，η為決策單元的數(shù)量，為模型最優(yōu)解(權(quán)系 數(shù))，輸入指標(biāo)是指綜合能耗和水耗，輸出指標(biāo)是指建筑面積、用能人數(shù)和公務(wù)車數(shù)量； c. 求解上述規(guī)劃方程，得到?jīng)Q策單元i的最優(yōu)解e^s^s+，： d. 依據(jù)相對效率指數(shù)對各DEA有效的決策單元進(jìn)行排序。
[0014] 本發(fā)明以中國人民銀行的分支機構(gòu)為例進(jìn)行能源管理績效評估。中國人民銀行 1948年12月在華北銀行、北海銀行、西北農(nóng)民銀行的基礎(chǔ)上合并組成的，是中華人民共和 國的中央銀行，國務(wù)院組成部門之一。中國人民銀行根據(jù)《中華人民共和國中國人民銀行 法》的規(guī)定，在國務(wù)院的領(lǐng)導(dǎo)下依法獨立執(zhí)行貨幣政策，履行職責(zé)，開展業(yè)務(wù)，不受地方政 府、各級政府部門、社會團(tuán)體和個人的干涉。1983年國務(wù)院決定中國人民銀行專門行使國家 中央銀行職能，含金融風(fēng)險防范與化解、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、銀行卡、金融規(guī)章、反假貨幣工作、公告 欄等。中國人民銀行的主要用能類型有電、煤、天然氣和汽油等。
[0015] 應(yīng)用本發(fā)明，針對中國人民銀行的分支機構(gòu)進(jìn)行能源管理績效評估，實施步驟如 下： 公共機構(gòu)分類、分級、分組。本案例的中國人民銀行各分支機構(gòu)屬于同一類型（國家機 關(guān)）和同一級別（中心支行）的公共機構(gòu)，按照氣候分區(qū)可以劃分為嚴(yán)寒組、寒冷組、夏熱冬 冷組、夏熱冬暖組和溫和組。本案例的能源管理績效評估以夏熱冬暖組的分支機構(gòu)為例，涉 及位于福建省、廣東省、廣西省和海南省的47家中心支行，各中心支行名稱以a01-a47代 替。
[0016] 采集整理同組公共機構(gòu)的基本情況數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)，并量化形成公共機構(gòu)能源管 理績效評估指標(biāo)體系。結(jié)合考慮評估要求和中國人民銀行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可獲得性，選取綜 合能耗(萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)、水耗(萬立方米)、建筑面積(萬平方米)、用能人數(shù)(人）和公務(wù)車數(shù)量 (輛)作為評價指標(biāo)。其中，綜合能耗X1和水耗X2作為DEA模型中的輸入指標(biāo)；建筑面積 yi、 用能人數(shù)y2和公務(wù)車數(shù)量y3作為DEA模型中的輸出指標(biāo)。表1為收集整理的中國人民銀 行各分支機構(gòu)各項評估指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 表1中國人民銀行各分支機構(gòu)各項評估指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

【權(quán)利要求】
1. 一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的公共機構(gòu)能源管理績效評估方法，其特征在于，包括以下 步驟： 步驟1 :按照公共機構(gòu)類型、規(guī)模以及所處氣候分區(qū)對公共機構(gòu)進(jìn)行分類、分級和分 組； 步驟2 :采集整理同組公共機構(gòu)的基本情況數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)，并量化形成公共機構(gòu)能 源管理績效評估指標(biāo)體系； 步驟3 :對公共機構(gòu)能源管理績效進(jìn)行評估，即基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析對公共機構(gòu)能源管 理的有效性進(jìn)行排序，得到公共機構(gòu)能源管理績效水平的排序結(jié)果； 所述的步驟2中涉及的評估指標(biāo)如下： (1) 綜合能耗X1，依據(jù)《綜合能耗計算通則》GB/T2589-2008匯總計算，單位為千克標(biāo) 準(zhǔn)煤每年； (2) 水耗X2，指公共機構(gòu)每年的用水總量，單位為立方米每年； (3) 建筑面積yi，指公共機構(gòu)辦公使用的所有建筑面積，單位為平方米； (4) 用能人數(shù)y2，依據(jù)國家機關(guān)事務(wù)管理局2013年發(fā)布的《公共機構(gòu)能源資源消耗統(tǒng) 計制度》的規(guī)定計算，單位為人； (5) 公務(wù)車數(shù)量y3，指公共機構(gòu)為保障行政辦公使用的車輛，單位為車。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的公共機構(gòu)能源管理績效評估方法，其特 征在于，步驟3包括以下步驟： (1)構(gòu)建模型： 采用具有非阿基米德無窮小量ε的DEA-VRS模型，該模型的規(guī)劃方程為： 式中，
Θ為待評估公共機構(gòu)（決策單元）基于數(shù)據(jù)包絡(luò)線（生產(chǎn)前沿面）的相對效率指數(shù)，ε為非阿基米德無窮小量，為m項輸入指標(biāo)的剩余變量，s+為s項輸出指標(biāo)的剩余變量，η 為決策單位的數(shù)量，為模型最優(yōu)解(權(quán)系數(shù))，輸入指標(biāo)是指綜合能耗和水耗，輸出指標(biāo)是指 建筑面積、用能人數(shù)和公務(wù)車數(shù)量； (2) 公共機構(gòu)能源管理DEA有效性的判斷 求解上述規(guī)劃方程，得到待評估決策單元的最優(yōu)解Θ〇,s_，s+，： 若Θ〇 = 1，則決策單元jQ為DEA有效；若Θ。< 1，則決策單元jQ為DEA無效； (3) 公共機構(gòu)能源管理有效性排序 首先，將所有公共機構(gòu)按照能源管理DEA有效和無效分成2部分，DEA有效的放在DEA無效的前面；然后，將DEA無效的根據(jù)其相對效率值Θ^排序；最后，將DEA有效的根據(jù)理想 決策單元法計算結(jié)果排序，包括以下步驟： a. 構(gòu)造理想決策單元，取DEA有效決策單元各輸入指標(biāo)的最小值Xmin和各輸出指標(biāo)的 最大值ymax，組成新的決策單元DUif; b. 將DUif與DEA有效的決策單元組合形成新的決策單元集，建立DEA-CRS模型如下 式：
式中， Θ為理想決策單元DUif的相對效率指數(shù)，ε為非阿基米德無窮小量，?Γ為m項輸入的 剩余變量，S+為s項輸出的剩余變量，η為決策單位的數(shù)量，為模型最優(yōu)解(權(quán)系數(shù))，輸入變 量是指綜合能耗和水耗，輸出變量是指建筑面積、用能人數(shù)和公務(wù)車數(shù)量； c. 求解上述規(guī)劃方程，得到待評估決策單元i的最優(yōu)解QmS's+，： d. 依據(jù)相對效率指數(shù)對各DEA有效的決策單元進(jìn)行排序。
【文檔編號】G06Q10/06GK104463471SQ201410760171
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】石龍宇, 陳丁楷, 趙景柱 申請人:中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所