一种能源树能耗统计方法

（１２）：４—５． 【２］ 王军．完善能源统计体系的思考［Ｊ］．中国统计，２００９，
（２）：４６—４８． ［３］严蔚敏．数据结构［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９９ｒ７． ［４］（美）ｗＥＩＳｓＭ＾．数据结构与算法分析［Ｍ］．北京：机械工
业出版社。２００４． ［５］ 王庆超，胡立坤．基于ｗｉｎｃｃ的腈纶生产线监控系统研究
图３某卷烟厂实体能源分配图
５结论 本文提出一种能源树能耗统计方法，首先，定义
并分析能源树结构，其实能源树是树型数据结构的 一种扩展。在实际应用的过程中，建立能源树需要 建立两种关系：即一棵实体之间父子关系的实体树 和一张实体与能源之间多对多关系的数据表。采用 递归能源树能耗统计算法计算能源树中所有实体能 耗量。最终，将此能源树能耗统计方法具体应用到 实际项目中，从项目的验收结果来看，能源树能耗统 计方法得到很好的应用，为企业的决策层提供准确、 全面、可靠的数据。 参考文献： ［１］耿勤．重视和加强能源统计工作［Ｊ］．中国统计，２咖，
图３中间方框中显示的树状图就是实体树，实 体由卷烟厂部门、设备及其它成分组成，相对应的实 体能源种类在图３右方框中显示，例如主体生产实 体对应的能源种类有ＮＹｓｈｕｉ（水）、ＮＹｔｉａｎｑｉ（天然 气）、ＮＹｚｈｅｎ鲥（水蒸气）、ＮＹｄｉ明（电）等，共同组成 了一棵能源树。本项目底层每小时现场采集一次数 据，通过现场总线，借助ｗｉｎｃｃ组态软件，最终保存 在ｓｑｌｓｅｒｖｅｒ２０００数据库中¨１，故实体树中部分实体 小时能耗通过现场采集已经得到，其它则需要用到 能源树递归统计法统计实体小时能耗。
１畸ｗｏｒｄｓ：ｅｎｅｒｇ），一ｔｒｅｅ；ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇ）ｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ；明ｅｒ野ｍ帅ａｇｅｍｅｎｔ；ｅｎｅｒｇｙ—ｓ撕ｎｇ
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万方数据
一种能源树能耗统计方法
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)：
任喜伟， 任工昌， 宋安玲， 杨帆， REN Xi-wei， REN Gong-chang， SONG An-ling， YANG Fan 任喜伟,杨帆,REN Xi-wei,YANG Fan(陕西科技大学,电气与信息工程学院,西安,710021)， 任工昌,REN Gong-chang(陕西科技大学,机电工程学院,西安,710021)， 宋安玲,SONG Anling(陕西服装艺术职业学院,陕西,咸阳,712081)
近期笔者在参加开发某卷烟厂能源监控与信息 管理系统（ＥＭｓ）的过程中，将能源树能耗统计方法 充分运用于实际工程。项目总体规划采用多层网络 体系结构，按照从物理层向表示层逐步实现的规划 过程，底层为现场设备监控层、中间层为过程系统监 控层、顶层为能源监控与管理层。其中顶层一部分 为实时监控，显示实时控制数据；另一部分为信息管 理，让用户了解全厂各个部门和设备的能耗情况，包 括能耗计划、统计、对比、预测，并提供用户打印日、 月、年报表和观察图表等功能。其中能耗统计采用 能源树能耗统计方法。
（１）在Ｄ中存在唯一的称为根的元素Ｒ，它在关 系日下无前驱，但一定有后继；
（２）若Ｄ一｛刚≠Ｏ，则存在Ｄ一｛ｒｏｏｔ｝的一个 划分Ｄ．，Ｄ：，…，Ｄ。（ｍ＞０），对任意一对＿『≠Ｉ｜｝（１≤ Ｊ，％≤ｍ）有Ｄｉ ｎ Ｄ‘＝ｏ，且对任意的ｉ（１≤ｉ≤ ｍ），唯一存在元素气∈Ｄ。，有＜ｒＤＤｆ，毒ｆ＞∈曰；
（３）对应于ＪＤ一｛ｒｏｏｔ｝的划分，Ⅳ一｛＜ｒｏｏｔ，ｚ。 ＞，…，＜ｒｏｏｆ，茗。＞｝有唯一的一个划分ⅣＩ，皿，…，
以（ｍ＞０），对任意一对＿『≠Ｊ｝（１≤，，七≤ｍ）有珥 ｎ峨＝中；
（４）对任意的ｉ（１≤‘≤ｍ）噬是Ｄｊ上的二元关 系，（Ｄｆ，｛皿｝）是一棵符合本定义的树，称为根ｒｏ毗 的子树。
关键词： 能源树ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能耗统计；能源管理；节能
中图分类号：ＴＫ０ｌ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－３９３２（２０１０）１０枷８８ｍ３
ｌ引 言 为提高能源利用率、控制能源消耗和减少污染物
排放，我国制定了一系列政策，提出应切实加强节能研 究、开发和推广节能新技术、新工艺、新设备和新材 料¨１。要节能，首先要分析清楚能源消耗的种类、总量 以及未来能源消耗的方向，高效可靠能耗统计能够为 节能分析提供稳定、全面的数据支持。能源树能耗统 计方法是一种能耗统计新的尝试，把树状结构的数据 分析思想充分应用到企业能耗统计中，为企业节能减 排、提高效益、优化方向提供数据支持旧１。 ２能源树结构定义及分析 ２．１能源树结构定义
［Ｊ］．化工自动化及仪表。２００６。３３（Ｉ）：３５—３８．
Ａ ＳｔａｔｉｓｔｉｃａＩ Ｍｅ山ｏｄ ｏｆ Ｅｎｅｒ科Ｃ仰ｓｕｍｐｔｉ彻Ｂａｓｅｄ伽Ｅｎｅｒ斟－ｔｒ∞ ＲＥＮ Ｘｉ－ｗｅｉｈ，ＲＥＮ Ｇｏｎｇ—ｃｈａｎｇ’ｂ，ＳＯＮＧ Ａｎ－ｌｉｎ９２，ＹＡＮＧ Ｆ舳１Ｉ
（１口．ｃｏ．ｌ如瓢鲈∞矿日脏唧ｆ血‰口砂，ｌ矿ｄ切＆白册渤越蹴幻口ｎ阮以ｉ，姒聊ｒ咖ｆｎ，ｇ；尉１６．’ｃｏ彻ｆｚ７Ｅ舻１０旷０』２】Ｉ舭，舰厅傩删白口利搬日；础啦耐西卿肿洲，ｌｇ， ２．Ｓ＾∞麟ｉ Ｃ缸ｔ“批＆Ａｎ ｃＤ如酽，胁，缈，ｌｇ ７１２０８ｌ，吼ｉ加）
耗。该实体单位时间某种能耗需递归该实体子实体 的单位时间某种能耗，等于该实体子实体的单位时 间某种能耗之和。
由树的递归算法演化成能源树递归统计算法， 可以用如下流程图（图２）描述：
图２能源树递归统计流程图
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化工自动化及仪表
第３７卷
４应用实例 对于一个企业而言，能源树就相当于企业的组
织机构，能源树的根结点相当于整个企业，枝干结点 相当于各个部门，叶子结点相当于各部门单位消耗 的能源。现实中，企业有砦部门的能耗是通过现场 采集系统得到的，有些则需要统计出来，这就需要用 到能源树递归统计法。其中存在两种关系，各部门 之间的关系（父子关系），企业部门与能源种类的关 系（多对多关系）。
建立能源树及能源树递归统计可描述如下： （１）建立能源树可分解为建立一棵实体树（树 的结点由部门、设备等组成）和实体（部门、设备等 组成）与能源之间形成的一张多对多关系表。其中 实体之间是一种父子关系。 （２）实体能耗统计表是一张某一实体单位时间 某种能耗统计表。如果在未进行能源树递归统计之 前，实体能耗统计表中存在某一实体单位时间某种 能耗统计的话，说明此记录是通过现场采集直接得 到的数据；如果不存在，则需进行能源树递归统计。 （３）能源树递归统计就是统计实体树中某些不 存在实体能耗统计记录的结点的单位时间某种能
研究与应用
化工自动化及仪表，２１０１０，３７（１０）：踞一９０
Ｃｏｎｔｍｌ ａｎｄ Ｉｎｓｔｍｍｅｎｔｓ ｉｎ ＣｈｅｍｉｃａＪ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
一种能源树能耗统计方法
任喜伟ｈ，任工昌仆，宋安玲２，杨帆ｈ
（１．陕两科技大学ａ．电气与信息工程学院；ｂ．机电工程学院，西安７ｌ００２ｌ； ２．陕西服装艺术职业学院，陕西咸阳７１２０８１）
能源树是一种树形结构，它的特点是叶子结点 仅代表一种能源（水、电、煤、气、油等）；根结点至少 有一个孩子结点；除根和叶子之外的其它所有结点 至少有一个叶子结点；除叶子结点之外的其它所有 结点的叶子结点必定大于或等于该结点孩子结点叶 子结点的并集。可以如下形式定义能源树ｐ一’。
能源树是一种数据结构Ｅｎｅｆｇｙ．７ｈｅ＝（Ｄ，Ｒ）， 其中Ｄ是具有相同特性的数据元素的集合，若Ｄ只 含～个数据元素，则尺为空集，否则詹是Ｄ上某个二 元关系Ｈ的集合，即Ｒ＝｛日｝。日为如下描述的二元 关系：
两个枝干结点，两个枝干结点又分别连接三个叶子 结点和两个叶子结点。根结点的能源集合等于其枝 干结点能源种类的并集，均为四种相同能源，满足能 源树结构定义。
图１（ｄ）只有一个根结点，符合树的结构定义， 但不符合能源树结构定义，因为根结点应该至少有 一个孩子结点。
图ｌ（ｅ）虽然根结点有一个孩子结点，但此孩子 结点为枝干结点，不满足能源结构定义。一方面枝 干结点应该有叶子结点，另一方面根结点也应有叶 子结点。
能源树除了满足数据结构中关于树的定义之 外，还必须满足以下条件：
（１）ｆｅ矿是上述树的叶子结点，仅代表一种能 源（如水、电、煤、气、油等）的单位消耗量。如，Ｚ．，Ｚ：， …，ｆ。（ｍ＞０）代表若干个能源单位消耗量，ｍ表示 能源的种类数量。
（２）ｒＤｏｆ是上述树的根节点，至少有一个孩子 结点。
（３）Ｄ一｛ｒｏｏｔ，ｆｅ矿｝称为枝干结点Ｚｉｍ６，若Ｄ一 ｛ｒｏｏｔ，ｌｅ盯｝≠①，则存在Ｄ一｛ｒｏｏｔ，ｆｅ矿｝的一个划 分Ｄ，，Ｄ：，…，Ｄ。（ｍ＞０），对任意一对＿『≠Ｉ｜｝（１≤＿『， Ｉ｜｝≤ｍ）有Ｄｉ ｎ仇＝西，且对任意的ｉ（１≤ｆ≤ｍ）， 唯一存在元素筇ｉ∈Ｄｉ，有＜ｒｏｏｔ，名ｆ＞∈日，＜ｚｅ矾
收稿日期：２０１０ｍ５一¨ 基金项目：陕西科技大学博士科研启动基金资助项目（Ｂ，０６Ｊ晒）
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第１０期
任喜伟等．一种能源树能耗统计方法
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源树。 图ｌ（ａ）为中，表示一个空的树，符合树的结构
定义，也符合能源树的结构定义。 图ｌ（ｂ）根结点连接两个叶子结点（两种能源），
符合树的结构定义，也符合能源树的结构定义。 图ｌ（ｃ）分了三层，根结点连接四个叶子结点和
ｐｒｉ８ｅ ｅｍｃｉｅｎｃｙ鲫ｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉ∞ｄｉｒｅｃｔｉ∞．Ｆｉ飓ｔｌｙ，ｅｎｅＦｇｙ·ｔｒｅｅ ｍｏｄｅｌ ｗ够ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｈａｔ ｉｎｃｌｕｄｅｄ蛐∞ｔｉｔｙ
ｈ＿ｅｅ ｔｈａｔ∞ｌｉｄ ｐａｒｅｎｔ—ｃｈｉｌｄ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｎｔｉｔｉｅｓ蚰ｄ ａ ｔａｂｌｅ ｔｈａｔ∞ｌｉｄ ｍ蛐ｙ—ｍ觚ｙ托ｌａｔｉｏｎ８ｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｎｔｉ—
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ稍ｔｈ ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｐｏｌｉｃｙ锄ｄ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｍｊｅｃｔ陀ｑｕｉｒ｝ｅｍｅｎｔｓ，ａ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｅｎ·