[发明专利]南方设施葡萄一年两熟栽培模式的能耗评估方法及系统

权利要求书

1.南方设施葡萄一年两熟栽培模式的能耗评估方法，其特征在于，包括：

S1，获取采用南方设施葡萄一年两熟栽培模式的各葡萄园建园和生产过程中的各投入产出指标数据；

S2，确定所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的折能系数，并结合所述各投入产出指标数据，计算各投入产出指标数据所对应的能量数值；

S3，根据所述各投入产出指标数据所对应的能量数值，计算所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的每个生产期内的能源产出投入比和净能量；

S4，构建基于DEA模型的能源效率评估模型，并结合所述各投入产出指标数据所对应的能量数值计算所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的能源效率；

S5，结合所述能源产出投入比、净能量以及所述能源效率，对所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的能源消耗进行综合评估；

所述步骤S1进一步包括：

S11，根据各南方设施葡萄园当地的生产实际情况划分一年两熟栽培模式的生产期为第一季和第二季；

S12，获取所述南方设施葡萄园建园时期的投入指标数据，以及所述第一季和第二季生产过程中的投入指标数据；

S13，获取所述南方设施葡萄园在所述第一季和第二季采摘葡萄的产量作为产出指标数据；

S14，对所述投入指标数据和产出指标数据进行筛选、去除空缺值和极端错误值；

所述步骤S2进一步包括：

S21，在国内外学者的研究基础上并结合南方一年两熟栽培模式的实际情况，选取代表当前我国南方设施葡萄生产水平的折能系数；

S22，将所获取到各投入产出指标数据通过所述折能系数换算为能量数值，换算公式为：

E_d＝R_d×E_q

上式中，E_d为葡萄生产过程中各投入产出指标所对应的能量值，R_d为所述各个投入产出指标数据，E_q为各投入产出指标每平均单位所包含的能量数值，即折能系数；

所述步骤S3进一步包括：

S31，根据所述各投入产出指标数据所对应的能量数值，计算所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的每个生产期内的能源产出投入比，公式如下：

E_r＝E_o/E_i

其中，E_r为能源产出投入比，E_o为每个生产期内所有产出指标数据所对应的能量数值总和，E_i为每个生产期内所有投入指标数据所对应的能量数值总和；

S32，根据所述各投入产出指标数据所对应的能量数值，计算所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的每个生产期内的净能量，公式如下：

E_n＝E_o-E_i

其中，E_n为净能量，E_o为每个生产期内所有产出指标数据所对应的能量数值总和，E_i为每个生产期内所有投入指标数据所对应的能量数值总和；

所述步骤S4进一步包括：

S41，确定所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的决策单元及每个决策单元的投入产出指标数据所对应的能量数值；

S42，基于投入主导型的规模报酬不变的CCR模型计算所述各决策单元的能源效率；

S43，将能源效率为1的决策单元通过超效率DEA模型表达式进行重新排序；

其中，每个决策单元包含m个能源投入量和p个能源产出量，并构成了两个向量，分别用X_i＝(x_i1,x_i2,...,x_im)^T和Y_i＝(y_i1,y_i2,...,y_ip)^T来表示，其中，x_i1,x_i2,...,x_im为各投入指标数据所对应的能量数值，y_i1,y_i2,...,y_ip为各产出指标数据所对应的能量数值；

其中，所述CCR模型表达式为：

上式中，Y_i表示第i个决策单元的能源产出量，X_i表示第i个决策单元的能源投入量，θ是一个表示效率指标的标量，θ≤1，λ_i是一个的常数项矩阵，e₁＝(1,1,...,1)^T∈E_m，e₂＝(1,1,...,1)^T∈E_s，S^-和S⁺为松弛变量，S^-表示投入冗余度，S⁺表示产出不足率，e₁^T为S^-的权系数，e₂^T为S⁺的权系数，ε为非阿基米德无穷小量；

其中，所述超效率DEA模型表达式为：

上式中，Y_i表示第i个决策单元的能源产出量，X_i表示第i个决策单元的能源投入量，θ是一个表示效率指标的标量，θ≤1，λ_i是一个的常数项矩阵。

2.南方设施葡萄一年两熟栽培模式的能耗评估系统，其特征在于，包括：

数据管理模块，用于获取采用南方设施葡萄一年两熟栽培模式的各葡萄园建园和生产过程中的各投入产出指标数据；

能量值获取模块，用于确定所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的折能系数，并结合所述各投入产出指标数据，计算各投入产出指标数据所对应的能量数值；

简单指标评价模块，用于根据所述各投入产出指标数据所对应的能量数值，计算所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的每个生产期内的能源产出投入比和净能量；

能源效率计算模块，用于构建基于DEA模型的能源效率评估模型，并结合所述各投入产出指标数据所对应的能量数值计算所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的能源效率；

评估模块，用于结合所述能源产出投入比、净能量以及所述能源效率，对所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的能源消耗进行综合评估；

其中，所述数据管理模块具体用于：

根据各南方设施葡萄园当地的生产实际情况划分一年两熟栽培模式的生产期为第一季和第二季；

获取所述南方设施葡萄园建园时期的投入指标数据，以及所述第一季和第二季生产过程中的投入指标数据；

获取所述南方设施葡萄园在所述第一季和第二季采摘葡萄的产量作为产出指标数据；

对所述投入指标数据和产出指标数据进行筛选、去除空缺值和极端错误值；

其中，所述能量值获取模块具体用于：

在国内外学者的研究基础上并结合南方一年两熟栽培模式的实际情况，选取代表当前我国南方设施葡萄生产水平的折能系数；

将所获取到各投入产出指标数据通过所述折能系数换算为能量数值；

其中，所述简单指标评价模块具体用于：

根据所述各投入产出指标数据所对应的能量数值，计算所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的每个生产期内的能源产出投入比，公式如下：

E_r＝E_o/E_i

其中，E_r为能源产出投入比，E_o为每个生产期内所有产出指标数据所对应的能量数值总和，E_i为每个生产期内所有投入指标数据所对应的能量数值总和；

根据所述各投入产出指标数据所对应的能量数值，计算所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的每个生产期内的净能量，公式如下：

E_n＝E_o-E_i

其中，E_n为净能量，E_o为每个生产期内所有产出指标数据所对应的能量数值总和，E_i为每个生产期内所有投入指标数据所对应的能量数值总和；

其中，所述能源效率计算模块具体用于：

确定所述南方设施葡萄一年两熟栽培模式的决策单元及每个决策单元的投入产出指标数据所对应的能量数值；

基于投入主导型的规模报酬不变的CCR模型计算所述各决策单元的能源效率；

将能源效率为1的决策单元通过超效率DEA模型表达式进行重新排序；

其中，每个决策单元包含m个能源投入量和p个能源产出量，并构成了两个向量，分别用X_i＝(x_i1,x_i2,...,x_im)^T和Y_i＝(y_i1,y_i2,...,y_ip)^T来表示，其中，x_i1,x_i2,...,x_im为各投入指标数据所对应的能量数值，y_i1,y_i2,...,y_ip为各产出指标数据所对应的能量数值；

其中，所述CCR模型表达式为：

上式中，Y_i表示第i个决策单元的能源产出量，X_i表示第i个决策单元的能源投入量，θ是一个表示效率指标的标量，θ≤1，λ_i是一个的常数项矩阵，e₁＝(1,1,...,1)^T∈E_m，e₂＝(1,1,...,1)^T∈E_s，S^-和S⁺为松弛变量，S^-表示投入冗余度，S⁺表示产出不足率，e₁^T为S^-的权系数，e₂^T为S⁺的权系数，ε为非阿基米德无穷小量；

其中，所述超效率DEA模型表达式为：

上式中，Y_i表示第i个决策单元的能源产出量，X_i表示第i个决策单元的能源投入量，θ是一个表示效率指标的标量，θ≤1，λ_i是一个的常数项矩阵。