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校园节能减排综合管理平台

申报人:谭达进 申报日期:2024-05-30

基本情况

2024年批次
校园节能减排综合管理平台 学生申报
创业训练项目
工学
测绘类
学生承担社会企业委托项目选题
一年期
校园节能减排综合管理平台是一款智能能源管理系统。该平台旨在响应国家碳达峰碳中和政策,通过整合测绘地理信息技术和物联网,实时监测高校内水电等主要能耗,优化能源使用效率。系统包括能耗监测、智能控制、三维分析和用户交互四大模块,利用传感器和大数据分析技术,实现能耗设备的智能调度和光伏潜力评估。平台通过实时监控和AI预测,提供节能建议和预警,支持校园向绿色低碳转型,为实现碳中和目标贡献力量。

2023年,参与第十五届全国高校GIS技能大赛开发赛道高级开发组获得二等奖
2023年,参与第九届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛广西赛区银奖

主要研究方向为地理空间数据组织与管理,先后主持了广西自然科学基金重点项目2项、广西自然科学基金2项,广西科学研究与技术开发计划项目等4项、广西区重点实验室项目等5项;参与国家自然科学基金项目2项、广西自然科学基金项目5项;完成10个市和18个县的基础测绘规划编制工作;作为项目负责人和主要参与者已经完成了40余项。

为项目的开展提供技术、理论指导,协助项目研发、知识产权申报等工作、提供项目进展必备的材料、设备保障

区级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
谭达进 测绘地理信息学院 地理信息科学 2022 总经理
许延先 测绘地理信息学院 地理信息科学 2023 财务主管
唐杰 测绘地理信息学院 地理信息科学 2023 UI设计
季凯旋 测绘地理信息学院 地理信息科学 2023 市场主管
刘晴晴 测绘地理信息学院 遥感科学与技术 2023 设计主管

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
姜建武 网络与信息中心

立项依据

1.行业历史

党的二十大报告指出中国式现代化目标是建设人与自然和谐共生的生态文明社会,绿色低碳发展是中国式现代化的必由之路。伴随着互联网的快速发展,物联网、大数据、深度学习、实景三维、人工智能算法等数字技术为乡村振兴提供了新动力与新途径。

在校园节能管理平台的建设过程中,其发展历程主要可以归结为以下几个阶段:

萌芽期:校园节能管理平台刚刚起步,功能相对基础简单,综合管理联动能力较弱。

兴起期:校园节能管理平台逐渐兴起,功能逐渐多样化,但该时期校园节能管理平台多以二维图表分析形式存在,功能相对简单且可视化程度低。

遇冷期:由于校园节能平台功能局限、多以二维形式展现,可视化程度低,节能减排管理效率低下从而使得校园节能平台逐渐走向市场边缘。

转折期:为解决校园节能平台功能局限、不够直观的问题,越来越多的开发者将物联网系统集成技术、实景三维技术、大数据分析技术、人工智能算法融入平台,使校园节能减排综合管理平台功能逐渐强大全面,向校园事务的各个方面辐射。

2. 行业发展前景

就国家而言:

我国能源资源紧张,能源消耗总量大,人均能源占有量少。随着经济社会的快速发展,电力需求持续增长,能源供需矛盾日益突出。加强能源资源节约和管理,对保证国家经济持续健康发展和国家安全具有十分重要的战略意义。面对严峻的形势,我们必须采取积极有效的措施,推动节能减排工作,确保完成十一五节能目标。

建设校园节能减排综合管理平台,提高学校用电管理水平和校园用电设备运行效率,减少学校电力浪费;降低学校照明能耗;实现电力需求侧管理;加强对校园用电设备的监测和控制,使学校用电更科学、更合理。

就市场需求而言:

后勤管理部门:后勤管理部门在高校这一高人口密度的生活学习环境中面临着挑战。由于空调和其他电器设备的广泛使用以及水资源的需求量较大,他们迫切需要一套高效系统来监测和汇总校园各区域的能源消耗数据,确保能迅速识别能耗异常并迅速响应,采取有效措施控制能耗。随着校园现代化建设的推进,设备数量激增,这不仅要求后勤团队加强对这些资产的维护管理,以延长设备使用寿命,减少因老化导致的能源浪费,还强调了在校园广阔区域内精确定位故障设备的重要性,确保问题能得到及时解决。因此,一个集能耗监控、设备健康管理与精准定位故障于一体的智能化管理系统成为了后勤服务人员的关键需求。

实验室管理人员:高校实验室作为科研活动的核心区域,配备了大量的科研设施与高能耗实验设备,由于实验室设备往往能耗巨大,管理人员亟需一套完善的监控系统来精确掌握能源使用情况,依据实际科研活动安排灵活调控设备启停,有效遏制能源的无谓损耗。并且,面临众多实验器材,管理人员需定期评估设备效能,识别出能耗高或已老化的设备,及时决策是否进行替换或实施维护升级,以此策略来控制长期运维成本并提升能源使用效率。同时,管理人员需依赖实时监控系统,对可能引发安全风险的高能耗行为或设备异常进行预警,确保实验活动在节能的同时保证安全底线。并为了直观呈现节能成效与能耗趋势,管理人员呼唤一个可视化的数据分析平台,该平台能够清晰展示设备的能耗量与节能改善结果,为管理层的策略规划与资源调配提供直观有力的数据支撑。

③财务管理部门:面对高校能源消耗持续上升的现状,财务管理部门需要依托先进的校园节能管理系统来精准进行成本效益分析,以评估节能措施的初期投入成本与预估长期节支效益,助力财务部门做出更加明智的投资决策。同时财务管理部门也需要参与节能项目,以监控各阶段的财务预算分配、监控与调整。

3.市场规模及增长趋势

我国大部分教育培训机构的用能模式依然采用人走灯灭的传统模式,用电设备存在着巨大的安全隐患。校园节能减排综合管理平台通过对校园用电设备的实时监控和数据采集,实现对不正常用电设备的远程控制,可有效降低学校用电安全事故发生几率。

目前校园节能减排综合管理平台市场规模呈现快速增长的趋势,到2020年,中国校园节能减排综合管理平台市场规模预计将达到114.7亿元,2020年到2025年的年复合增长率约为19.0%

4.行业竞争对手

华科电气公司成立于1991年,是中国最早的电力自动化生产厂家之一。公司主要从事电力系统的自动化运行与管理,从事工业和民用电力电气设备的研究、设计、生产、安装和服务。

广东智控科技有限公司成立于2004年,是一家专业从事智能用电产品研发、生产和销售的高新技术企业。公司专注于电能质量监测、节能服务等领域,致力于成为电能质量监测行业的领航者。

同方泰克科技有限公司是一家专业从事电能质量监测及节能服务的高新技术企业,公司主要从事电力计量设备的研发、生产和销售,致力于成为电能质量监测及节能服务的领航者。

5.行业发展趋势

校园节能减排综合管理平台在节能减排管理领域的应用,是国家政策大力推动的方向,也是未来校园节能减排的主要发展趋势之一。随着我国高校现代化进程不断加速,校园能耗高、用电总量大,成为重点耗能部门之一。同时,近年来高校学生人数增长迅猛,校园用电需求也在不断增加。因此,建立一套行之有效的节能减排管理体系,加强对校园能耗情况的统计分析和监测,对于高校降低能耗成本、提高能源使用效率、控制环境污染等具有重要意义。校园节能减排综合管理平台能够实现对学校用电设备和设施进行实时监控和数据采集,实现对学校用电的精细化管理。

5.未来市场销售预测

市场规模将持续扩大

随着国家对节能环保政策的不断加强和高校对节能工作的日益重视,校园节能平台的市场需求将持续增长。预计未来几年,校园节能平台的市场规模将持续扩大,市场前景广阔。

技术创新将推动市场发展

随着科技的不断发展,新的节能技术和设备不断涌现,为校园节能平台的发展提供了有力支持。未来,技术创新将成为推动校园节能平台市场发展的重要动力。通过引进先进的节能技术和设备,提高节能效率,降低能耗成本,将进一步增强校园节能平台的市场竞争力。

个性化服务需求将增加

随着高校对节能工作的深入了解和需求的不断增加,对于校园节能平台的个性化服务需求也将不断增加。未来,校园节能平台提供商需要更加关注高校的实际需求,提供定制化、个性化的节能解决方案,以满足不同高校的差异化需求。

1)项目情况:

目前项目正与中国南方电网、清华同方进行初步合作沟通。项目目前已建成前期基础系统框架。现已建成的系统功能和未来预期建设的系统原型如下:

 

3-1 校园节能减排综合管理平台

系统框架设计如下:


3-2 校园节能减排综合管理平台框架设计

系统技术架构如下:


3-3 校园节能减排综合管理平台技术架构

2)技术水平

①实景三维技术

实景三维技术可以将真实世界的场景模拟成三维模型,并呈现出真实的视觉效果,是虚拟现实技术的一种。在该作品中,实景三维技术主要用于展示校园布局、建筑、环境等方面的真实三维模型,使得校园节能综合管理更加可视化、直观化。

②深度学习技术

对校园各种能耗数据进行深度挖掘和分析,从而帮助决策者制定更为科学的决策和计划,对能耗设备实现多目标追踪,能耗预测等应用。

③地理信息系统(GIS)技术

GIS技术是将地理信息和其他相关信息进行整合、管理、分析和应用的一种技术。在该作品中,GIS技术主要用于空间数据的管理、空间分析和制图,为校园节能管理提供了空间数据支持。

④空间数据库技术

空间数据库技术是将空间数据和其他相关数据进行整合、管理、查询和应用的一种技术。在该作品中,空间数据库技术主要用于存储和管理空间数据,为校园节能管理提供了数据管理和查询支持。

⑥大数据技术

大数据技术是一种针对大规模数据进行采集、存储、处理和分析的技术,通常包括数据挖掘、机器学习、数据分析和可视化等方面。在该作品中,大数据技术主要用于对校园能耗各种数据进行深度挖掘和分析,从而帮助决策者制定更为科学的决策和计划。

综合来看,本作品融合了多种现有技术及自研模型算法,使得校园能源管理变得更加科学化、数字化、信息化和可视化,提高了能源利用率,同时也具备较高的技术先进性和应用价值。

3)产品创新性

a.智能能源管理系统

本系统基于物联网系统集成技术(IoT),对校园内的所有能耗设备进行数据采集,同时对采集的数据进行数据重定位得到无冗余的高质量集成数据,进行应用的二次开发并运用大数据分析和机器学习技术对收集的数据进行深入分析,识别能源使用模式,预测能耗趋势,实现本系统对能耗设备的实时监控与智能调度,根据环境条件、人流量及使用需求自动调节设备运行状态,减少无效能耗。

b.大数据驱动的能耗分析

本系统基于先进大数据分析技术的支撑,通过精密部署各类高灵敏度传感器与全面覆盖的物联网(IoT)设备,实现了对校园庞大能耗数据的全方位、实时收集与传输。借助高效的数据处理管道,系统将这些海量数据转化为可操作的信息,通过应用复杂的预测模型、精细的分类算法以及聚类分析技术,对能源消耗的内在模式进行了深度挖掘。这一过程不仅揭示了当前能源使用的详细情况与潜在问题,还能够精准预测未来的能耗趋势,及时识别出隐藏的节能空间与优化途径,从而实现校园能源管理策略的智能化升级与持续优化。

c.光伏潜力评估与模拟

该方案基于构建的高精度实景三维模型,结合深度学习算法的强大学习与识别能力,以及光照分析与动态阴影模拟工具,系统能够自动且精确地筛选出校园内最为理想的光伏板安装地点。并进一步的运用智能化算法对这些区域的发电潜力进行量化评估,并在此基础上执行光伏阵列的最优布局设计,最大化太阳能的捕获与转换效率。

d.基于人工智能算法,本系统能够在复杂的能源供需动态中精准预测校园的能源需求高峰期及可能出现的异常能耗情况。通过对历史数据的学习与实时数据的连续监测,系统能够即时识别出可能引致能源浪费或供应紧张的早期信号,并迅速触发预警机制,通知相关人员采取预防措施。这一即时反应机制对于维持校园能源使用的高效性与稳定性至关重要,确保了能源供应的平稳可靠,避免了不必要的能源损失和潜在的服务中断。

1.生产或运营方式:

本项目的人员分配主要为:系统开发,系统维护以及系统的宣传与推广。

①系统开发

系统前期人员主要任务为对该系统的开发任务。开发人员需要根据需求分析结果,来设计系统架构、数据库模型、界面原型等。同时,系统开发人员要能够在规定时间内保质保量的完成对系统的开发任务,以及要对系统代码进行优化。实现负责系统的设计、实现、测试、部署等任务。

②系统维护

在系统开发完成后,利用一些系统测试方法对系统进行功能测试,检验系统功能是否完整,是否符合需求来改进系统。同时,为防止由于使用人数过多等原因,造成系统崩溃而无法使用,系统维护人员需要定时对系统进行维护,改进,及时的发现并解决问题,不断优化系统功能与界面,保证系统的正常使用,也要定期对系统进行维护与更新,保证系统的稳定性与安全性。

③系统宣传与推广

宣传人员需要对学校进行推广与宣传,在校园设立宣传点以及与相关企业或政府单位进行商谈,提高系统知名度和使用率。本产品团队具有较强的开发能力,在系统开发完成后,本团队将会开发出该产品的相关宣传网站。利用专业技术对本产品进行有效的宣传营销。争取让更多的全国各个地方的各级政府机构了解到本产品,从而大大扩大了本产品业务对象的范围。

2.本项目目标用户主要为:后勤管理部门,实验室管理人员,财务管理部门

后勤管理部门:帮助后勤团队加强对这些资产的维护管理,以延长设备使用寿命,减少因老化导致的能源浪费

实验室管理人员:对可能引发安全风险的高能耗行为或设备异常进行预警,确保实验活动在节能的同时保证安全底线。该平台能够清晰展示设备的能耗量与节能改善结果,为管理层的策略规划与资源调配提供直观有力的数据支撑。

③财务管理部门:系统帮助财务管理部门精准进行成本效益分析,以评估节能措施的初期投入成本与预估长期节支效益,助力财务部门做出更加明智的投资决策。同时财务管理部门也需要参与节能项目,以监控各阶段的财务预算分配、监控与调整。

3.劳动力:

①系统开发人员:负责系统的设计、实现、测试、部署等工作,拥有良好的团队合作能力,预计需要3-5人。

②系统维护人员:负责系统的运行监控、数据备份、功能优化等工作数据分析等技能,拥有良好的编程能力与逻辑观察能力,预计需要1-2人。

宣传与推广人员:负责系统的宣传、推广等工作,做好市场调研。需要具备沟通协调、市场营销,资料收集等技能,预计需要1-2人。

4.设备需求:


5.质量保证

①系统开发过程:遵循软件开发的规范与标准,对系统需求进行分析,完成系统整体设计,系统开发,系统测试等工作,同时,要进行代码优化等任务。

②系统测试过程:使用多种测试方法来进行功能测试,性能测试等多方面的测试,记录测试结果,发现问题并及时解决。

系统维护过程:使用运营维护工具,进行对系统状态的监控,及时发现并处理异常情况,定期对数据进行备份。同时也要对数据进行分析,优化系统功能。

系统使用过程:对用户的个人信息数据进行加密,加强对用户数据和个人隐私的保护。防止用户信息的泄露。

系统推广过程:定期收集用户的反馈与建议,同时也要进行用户满意度调查,改进服务质量。

6.生产成本

4-2 成本费用表单位:万元)


1)股本规模和结构

股本规模:本项目初期计划募集资金总额为10万元人民币,其中包括前期开发成本、设备采购、系统部署以及初期运营费用。

股本结构:拟设立股份公司,股本总额为500万元人民币,分为500万股普通股,每股面值1元人民币。股本结构如下:


 

2)资金筹措方案规划

资金来源:项目计划通过天使投资、风险投资和政府补贴三种途径筹集所需资金。

天使投资:拟引入3万元人民币,占股30%。

风险投资:拟引入1万元人民币,占股10%。

政府补贴及资助:申请1万元人民币,作为无股权稀释的资金支持。

资金使用计划:

系统开发及测试:3万元人民币

硬件设备采购:2万元人民币

市场推广及销售:2万元人民币

运营及管理费用:3万元人民币

(3)开发投资估算表


 

4)融资风险分析

市场风险:市场对节能减排技术的接受度存在不确定性,竞争对手的进入可能影响市场份额。

技术风险:开发过程中的技术挑战可能导致项目进度延迟或无法实现预期功能。

政策风险:国家政策的变化可能影响项目的推进,如政府补贴减少或取消。

资金风险:后续资金不足可能导致项目中途停滞或无法顺利运营。

5)敏感性分析

市场敏感性分析:假设市场需求波动10%,对项目收入和利润的影响分析如下:

市场需求增加10%:项目年收入预期增加15%,利润增加10%。

市场需求减少10%:项目年收入预期减少12%,利润减少8%。

成本敏感性分析:假设开发成本波动10%,对项目整体预算的影响分析如下:

开发成本增加10%:总投资额增加5%,项目回报率减少8%。

开发成本减少10%:总投资额减少5%,项目回报率增加10%。

通过以上敏感性分析,可以看出市场需求和开发成本的波动对项目的收入和利润有较大影响,应在项目实施过程中密切监控市场变化和成本控制,及时调整项目策略以降低风险。

1.合作计划

项目将通过与高校、政府机构和能源管理企业合作,共同推动校园节能减排综合管理平台的实施。高校提供实验场所和数据支持,政府机构提供政策指导和资金支持,能源管理企业提供技术和设备支持,共同实现绿色校园目标。

2.实施方案

项目启动:组建项目团队,明确项目目标和分工,制定详细的实施计划。

需求分析:与合作高校进行深入沟通,明确节能需求和管理要求。

系统开发:基于需求分析结果,进行系统开发,包括能耗监测、智能控制和数据分析模块的开发。

测试与优化:在合作高校进行系统测试,收集反馈进行优化调整。

全面部署:在合作高校全面部署系统,并提供培训和技术支持,确保系统顺利运行。

评估与改进:定期评估系统运行效果,收集数据进行分析,不断优化系统功能。

3.机构设置

项目管理办公室:负责项目整体协调与管理,确保各项工作按计划进行。

技术开发部:负责系统的研发、测试和维护,确保系统功能和性能达到预期。

市场推广部:负责市场调研、宣传推广和合作洽谈,扩大项目影响力。

客户服务部:提供客户支持与培训服务,解决系统使用过程中遇到的问题。

财务管理部:负责项目资金管理、成本控制和财务报表编制,确保资金使用合理高效。

4.人员管理

团队建设:组建高效团队,确保各岗位人员具备相应的专业技能和经验。

培训与发展:定期组织专业培训,提升团队成员的技术水平和管理能力。

绩效考核:建立完善的绩效考核机制,激励员工积极工作,不断提高工作效率和质量。

沟通与协作:加强团队内部沟通与协作,确保信息畅通,共同解决项目中遇到的问题。

5.销售策略

目标市场:主要面向高校市场,同时拓展到其他有节能需求的公共机构和企业。

市场推广:通过参加行业展会、举办专题研讨会和在线宣传等方式,提升项目知名度和影响力。

定价策略:根据客户需求和市场情况,制定灵活的定价策略,提供定制化解决方案。

客户服务:提供全方位的售前、售中和售后服务,确保客户满意度和系统长期稳定运行。

合作伙伴:与相关技术企业和服务机构建立合作关系,共同拓展市场,提高项目竞争力。

1. 竞争风险

当前,市场呈现出多元化、竞争激烈的特点。随着科技的不断进步和消费者需求的日益多样化,公司可能会面临着来自同行的压力。同时,市场容量和结构的变化也对公司的发展提出了新的挑战。

应对措施:首先,加强市场调研和分析,了解行业动态和市场需求变化,为公司的战略决策提供数据支持。其次,积极寻求更有效的发展道路,通过技术创新、产品升级等方式提升竞争力。

2. 管理风险

管理问题对公司的正常发展起着重要作用。由于公司规模相对较小,内部控制体系往往不够完善,容易出现管理漏洞和风险隐患。这些问题可能导致公司决策失误、资源浪费等问题,严重影响公司的稳健发展。

应对措施:首先,建立健全内部控制体系,确保公司运营流程的规范化和透明化。通过制定完善的制度和流程,规范公司的决策、财务、人力资源等方面的管理,降低内部风险的发生概率。其次,加强员工培训和教育,提高员工的职业素质和风险意识。通过培训和教育,使员工更好地理解和遵守公司的规章制度,提高工作效率和质量,降低内部风险的发生。

3. 财务风险

在项目进展的过程中可能会由于各种不确定因素的影响,导致公司实际收益与预期收益发生偏离,可能会出现资金短缺等问题,会造成项目进展的中断,对公司发展和人才培养都有一定的影响。

应对措施:加强内部控制建立完善的内部控制制度,规范财务管理流程,确保财务信息的准确性和可靠性。多元化投资通过多元化投资分散风险,降低单一资产或市场变动对公司财务状况的影响。建立风险储备提取一定比例的风险储备金,用于应对可能的财务损失,减轻财务风险对公司的冲击。

4.市场风险

市场对节能减排技术的接受度存在不确定性,可能影响项目的推广和销售。

应对措施:通过市场调研和需求分析,精准定位目标客户群体,加强市场宣传和用户教育,提高市场接受度。

5.技术风险

开发过程中可能遇到技术难题,导致项目延误或无法实现预期功能。

应对措施:建立健全的技术团队,定期进行技术培训和交流,引入外部技术专家进行指导,确保技术难题及时解决。

6.政策风险

国家政策的变化可能影响项目的推进,如政府补贴减少或取消。

应对措施:保持与政府部门的密切沟通,及时了解政策动向,争取政策支持,并探索多元化的融资渠道以降低依赖性。

7.资金风险

后续资金不足可能导致项目中途停滞或无法顺利运营。

应对措施:合理规划资金使用,加强财务管理,控制成本,积极拓展融资渠道,确保项目资金充足。

公司目前的预定收入来源于三个方面:公司与其他公司的合作的收入,用户使用本公司产品的收入及产品与互联网增值的收入。为方便财务统计,本公司主要业务收入通常一个月结算一次。与其他公司合作的每个月平均收入3万元,一个季度9万元,对于平台的用户来说主要是通过用户的使用量获取收入,每个月平均收入0.6万元,一个季度1.8万元。产品与互联网增值的收入每个月平均收入0.5万元,一个季度1.5万元。在公司运营初期,与本公司的合作者较少,使用用户较少,使得收入也会变少,随着公司的不断发展,每个季度也会逐步增加,不同季节将有一定差异,或者市场情况发现变动也会影响公司的业务收入。

效益预测表:



经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 6000.00 3000.00 3000.00
1. 业务费 4000.00 数据处理、实地考察、文献阅读、发表软著 1900.00 2100.00
(1)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(2)会议费 1000.00 项目研讨会议购买物品、外出实地考察交通费等 400.00 600.00
(3)差旅费 1000.00 项目考察差旅费 500.00 500.00
(4)文献检索费 1000.00 文献阅读购买版权 500.00 500.00
(5)论文出版费 1000.00 论文撰写与发表 500.00 500.00
2. 仪器设备购置费 1000.00 软硬测试设备和相关硬件的购置 600.00 400.00
3. 材料费 1000.00 打印装订相关资料 500.00 500.00
结束