基于主成分分析法的江苏酒店能耗评价模型的建立与节能措施分析

第2012年第9期（总第405期）

（2012）09-0052-04[文章编号]1009-6043

商业经济

SHANGYEJINGJI

No.9，2012TotalNo.405

基于主成分分析法的江苏酒店能耗评价模型的建立与节能措施分析

王新宇，阮立新

（南京旅游职业学院，江苏

南京

211100）

[摘要]构建酒店能耗综合评价模型，并运用主成分分析法，对江苏8家典型星级酒店进行综合评价，结论是

“总能源费/建筑面积”、“总能耗/建筑面积”和“总能源费/营收入”这3个指标对能耗均有正向拉动作用，在第1主成需要进行综合考虑，这与大部分文献的分中特征值的大小相当，所以对酒店能耗进行评价不可以只用其中某1个指标，观点是相符。在节能减排方面，其成功的案例说明，在硬件及制度建设方面能成功降低能耗，亦对旅游酒店业节能减排有一定的参考价值。

[关键词]江苏酒店能耗；主成分分析；综合评价模型；节能减排[中图分类号]F719.2

[文献标识码]

A

TheBuildofEnergyConsumptionAppraisalModelofHotelsinJiangsuandtheAnalysisofEnergy

ConservationMeasuresBasedonPCA

WangXinyu,RuanLixin

Abstract:Thispaperevaluateseighttypicalstar-ratedhotelswithanenergyconsumptionappraisalmodelsetupbyPCA(PrincipalComponentAnalysis)andconcludesthatthreeindicators,thetotalenergyexpense(areaofstructure,thetotalenergyconsumption(areaofstructure),andthetotalenergyexpense(businessrevenue),playapositiveroleinenergyconsumption.Inthefirstprincipalcomponent,thecharacteristicvalueofthethreeindicatorsissimilar,whichshowsthattheevaluationofhotels’energyconsumptioncannotbebasedononlyoneoftheindicatorsbutonmorecomprehensivefactors,identicaltothepointsinmostliterature.Withrespecttoenergysaving,thesuccessfulcaseillustratesthathardwareandinstitutionconstructioncouldreduceenergyconsumption,whichisofreferencevaluetotheenergysavingandemissionreductioninthehotelindustry.

Keywords:energyconsumptionofhotelsinJiangsu,PCA,comprehensiveappraisalmodel,energysavingandemissionreduction

一、概述

根据世界旅游组织最新研究显示，2005年，旅游业对全球温室气体排放负有5%的责任；至2035年以前，来自旅旅游业的二氧化碳排放量约以2.5%的年均速度增长；游业节能减排重点在旅游交通特别是空中飞行、住宿餐饮、相关旅游活动及相关设备制造等耗能环节上。国家旅游局在2010年6月出台的《关于进一步推进旅游行业节能减排工作的指导意见》中，要求五年内将星级酒店用水用电量降低20%；超过能耗限额的企业不能被评定为星级酒店。

酒店节能评价指标体系及评价方法的研究作为酒店节能降耗的核心研究内容之一，通过采用科学的方法和步骤，对酒店节能情况做出一个整体的全局的评价，可更好地实现酒店行业的可持续发展，提高能源利用效益，积

极承担环境保护责任；实现全行业的节约发展、清洁发展、安全发展。研究和设计出符合江苏省现状并可运用于实际操作的酒店节能评价模型，既可用于行业主管部门更新改造的测评考核，同时也可为酒店在日常运行管理、中提供指导和帮助。

二、文献综述

近年来，不少酒店专家和学者对酒店节能减排进行了研究。李晓从改进酒店设计、更新技术设备、加强内部管理以及碳补偿等方面对酒店节能进行了研究；张乐对现有的能耗指标进行了分析，得到现有指标不能科学地反映酒店能耗真实状况，并为制定一个能全方位反映酒店能耗真实状态的评价指标体系提出了一些建议；王伯启经过对杭州市星级酒店进行问卷调查和访谈调研，提出值得推广的一些改进建议；宫喜龙以空调系统采用风

[收稿日期]2012-08-06

江苏姜堰人，南京旅游职业学院讲师，硕士。研究方向：旅游电子商务和酒店管理信息系统。[作者简介]王新宇(1976-)，

江苏省旅游饭店行业节能减排考核体系。[基金项目]江苏省旅游局重要课题：

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王新宇，阮立新：基于主成分分析法的江苏酒店能耗评价模型的建立与节能措施分析

机盘管和新风系统的酒店为研究对象，进行了能耗分析，探讨了酒店节能的途径。这些酒店节能的研究主要集中在酒店节能技术、节能政策等方面，强调节能效果及意义，缺乏探讨对酒店能耗的准确、全面的定量评价方法，也没有完全建立合理的评价指标体系。

目前，酒店常用的能耗评价指标主要有：年总能源费/建筑面积、年总能源费/年总营业额、年总能耗/建筑面积，高兴在专著《绿色酒店经济发展与运行管理模式》中指出，这3个指标的应用是有条件的，不可随意作为各酒“单位使用房间酒店日均能店能耗横向比较指标，并提出耗量”的概念，但该专著也没能完全解决酒店能耗评价指标问题。

综上，目前国内很少有专门对酒店能耗评价进行定量分析和计算的研究成果。本文将利用主成分分析法，对酒店能耗评价进行数学建模，得到一种基于主成分分析法的评价酒店能耗的科学方法。

使用完全免费，并且功能更加强大。

在本次研究过程中，充分利用先进的计算机技术，对原始样本数据进行准确、快速的运算，得到所需结果，大大缩短了研究时间，这是本次研究的特点之一。

四、主成分分析法及建模步骤

(一)主成分分析法

在统计分析中，主成分分析(PrincipalComponentsPCA)是一种分析、简化数据集的技术，实质是采Analysis，

取一种数学降维的方法，找出几个综合变量来代替原来众多的变量，使这些综合变量可以尽可能地代表原变量的信息量，且彼此之间互不相关。主成分分析法认为在众多有相关性的因子之间必然存在着起支配作用的共同因子，并将原始数据众多的具有一定相关性的指标，重新组合为一组新的相互无关的，且保留了原始数据的主要信息的综合指标来代替原来指标。新的综合指标比原始指标具有一些更优越的性质，使得在统计和分析各种复杂问题时容易抓住研究对象的主要特征。

本次研究的任务是对酒店的能耗进行评价，常用的评价指标共有3个，各有其特点，很难直接通过某1个指标来对酒店能耗作出评价，所以解决评估问题的焦点是希望客观、科学地将一个多变量问题综合成一个单变量形式，也就是说只有在一维空间中才能使排序评估成为可能，这正符合主成分分析的基本思想。所以在本次研究中，课题组选用了主成分分析法对酒店能耗进行评估。

(二)建模及计算步骤1.原始样本数据标准化操作

标准化就是要把需要处理的数据经过某种算法处理后，限制在一定范围内。

设原始矩阵为：

三、数据来源与研究方法

(一)数据来源

进行了4轮为了获得准确的数据，课题组历时1年，苏中和苏北的6座城市进行次的企业调研，分别在苏南、交流和座谈。同时，发放《企业能耗调研表》300重点调研、

份，回收有效问卷240份。在对江苏不同地区、不同规模和类型酒店广泛、深入调研基础上，经过后期整理，我们获取了课题研究所需的准确数据。

表1江苏8家酒店2010

年能耗数据

表2江苏8家酒店2010年能耗3项指标数据

计算公式为：

其中

表1为江苏8家典型星级酒店在2010年全年能源消耗情况，根据表1，可以计算出“年总能耗/建筑面积”、、“年总能源费/建筑面积”3“年总能源费/年总营业额”个常用指标如表2所示。

(二)研究方法

本次研究，应用主成分分析法进行建模，并根据数学模型，使用R语言在计算机上实现了该模型可以自动对数据进行处理，并得到最终结果。R语言是一种用于统计R语言的分析的软件，与传统的SPSS等统计软件相比，

利用R语言对表2进行标准化计算，得表3。表3江苏8家酒店2010年能耗3项指标标准化后数据

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商业经济第2012年第9期SHANGYEJINGJINo.9，2012

2.求标准化后数据的相关矩阵

经标准化处理后，数据的相关矩阵为：R=(rij)p×p=X’X经过运算，得表4。

表4相关矩阵

6.计算主成分得分

以各主成分对原指标的相关系数为权，将各主成分表示为原指标的线性组合，即可得主成分得分。利用R语言计算得出8家酒店主成分得分，并按升序排列，得表7。

表7中的综合得分的正负反映酒店能耗与平均水平的相对位置，以零为平均水平，得分为正，表示处于平均水平之上，得分为负，则说明处于平均水平之下。由于指标是负向指标，所以得分越少，表示该酒店能耗水平越低。

3.求相关矩阵的特征值和特征向量

通常用雅可比法(Jacobi)求出相关矩阵R的特征值λi(i=1,2,∧,p)，并使其按大小顺序排列，即λ1≥λ2≥∧，≥λp≥0；然后分别求出对应于特征值λi的特征向量。

运算结果如表5、表6所示。

4.根据特征值计算主成分贡献率与累积贡献率

五、结论与分析

(一)结论

由表6可以得出：“总能源费/建筑面积”、“总能耗/建筑面积”和“总能源费/营收入”这3个指标对能耗均有正向拉动作用，它们在第1主成分中的特征值的大小相当，所以不可以只用其中某1个指标对酒店能耗进行评价，需要进行综合考虑，这与大部分文献的观点是相符。所以，本次研究用主成分析法对酒店能耗进行分析与评价，是必要的，也是完全可行的。

贡献率为

累计贡献率为

求得各主成分的贡献率、累积贡献率，如表5所示。表5主成分的特征值、贡献率和累积贡献率

课题组将评价结果反馈给酒店业专家，他们基本同意主成分分析法得出的结论，这从实际反映了本次研究成果的正确性。

(二)节能减排成功案例分析

H1酒店经过主成分分析法计算，其能耗水平为8个样本酒店中最优，该酒店位于某旅游度假区，为五星级度假型商务酒店，自2005年五星挂牌以来，硬件设施、运营优质的服务，受到了社会各界的高度赞誉，在省内管理、

外有着良好的市场形象。同时，能源管理工作也取得了较

表6主成分的特征向量

好的成绩，连续几年来，能源费用均控制在营业额的6％左右。H1酒店在经营管理过程中，一直将控制能源费用作为一个重要管理课题，通过多年的经验积累及持续改进改良，在保证工程设施设备正常运行和确保客人享受方便、安全、有效的基础上，最大限度地节能降耗，舒适、

创造了明显的经济效益。经过课题组对H1酒店节能减排成功案例的分析，总结出其能成功降低能耗的措施和经验：

1.硬件建设

⑴建筑体形及结构。该酒店为集中式多层建筑，并将重要机房安排在酒店中部地下室，各能源输送管线呈星型分布至各经营点；集中建筑可有效降低建筑体形系数，减少能源的损耗，机房处于中心位置可有效减少能源输送过程的损耗；考虑到当地的冬季主导风向为西北风向，酒店南侧设主出入口，西南侧设后勤入口，避开冬季冷风的贯穿。酒店的门窗采用了气密性较好的优质铝合金中空隔热窗，屋顶增加内贴岩棉板保温；且最终外墙确定为米白色外墙涂料，屋顶外涂浅蓝色防水涂料，以增加夏季热量反射。

因酒店地处旅游度假区，经营上必须考虑窗户的采景，故设计为落地玻璃窗，这一点在节能降耗上是不利的，经与设计方沟通，

最终确定为观光阳台方式的外遮阳

5.确定主成分

主成分分析可以得到p个主成分，令C1，C2，…，Cp为p个主成分，由于各个主成分的方差是递减的，包含的信息量也是递减的，实际分析时，一般不是选取p个主成分，而是根据各个主成分累计贡献率的大小选取前k个主成分，一般取累积贡献率达85-95%的特征值所对应的第1、第2，…第k(k≤p)个主成分。从表5中可以看到，第1个主成分的累积贡献率已经达到88.36%，所以，可以直接选用第1主成分作为主成分。

表7各酒店能耗的主成分得分及排名

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王新宇，阮立新：基于主成分分析法的江苏酒店能耗评价模型的建立与节能措施分析

结构；夏季日照角度较大，阳台有效遮挡了阳光直接入射室内，而冬季日照角度小，阳光可有效照到室内，起到恰到好处的作用；另外建设过程中也考虑到公共区域的自然采光，会议、餐厅、过道等均有较好的自然光利用；大堂屋面采用天窗式采光结构，外带遥控遮阳设施，夏季开启遮阳设施，避免日照热量进入，冬季完全打开遮阳设施，阳光直接进入大堂，很大程度的减少采暖能耗，当日照充足时，几乎无需开空调采暖。

⑵功能布局。功能布局上综合考虑了集中分区及会议、多功能厅设服务流线，将客流量较大的餐饮、置在首层，大大降低了垂直交通压力及电梯能耗，近3千平方米的综合型饭店，约1500座的餐饮规模，仅设置了两台客用电梯，电梯仅需满足客房使用；集中的功能分区为电力、冷热水、空调等节能分区设计带来便利。

2.制度建设

酒店结合相关专家意见及工程部的运行经验，先后制定了一系列的节能运行管理流程和制度，并成立能源管理小组，形成完善的设备运行制度及设备维护责任制楼梯间、客房过道、走客房清扫等都实施度。对客房部、

餐前、餐后服务员工作时，仅了灯光控制。餐饮部餐厅，

允许打开清扫灯。前厅部根据客情和外界天气情况，随

(上接第51页)

时进行灯光调节，并定专职人员管理。工程部根据客情和外界气温，每天分4个时段对热水温度、中央空调主机、冷媒水温度进行调节；并严格执行主要设备的运行规程，由工程部运行班专职负责。其他公共区域，由酒店办公室统一管理，如员工浴室的使用时间及灯光、空调的使用时间等，使酒店能源管理形成了一个比较合理的管理体系。

通过硬件建设和系统化的节能管理制度，该酒店近年来节能工作取得很大的成效，酒店能耗占营收比约在6%左右，已达到省内节能降耗较好的水平。

[参

2011(10)

[2]张乐.酒店能耗控制指标研究[J].能源研究与信息，2006(1)

[3]王伯启.杭州市高星级酒店节能降耗调查研究[J].郑州航空工业管理学院学报，2011(4)

2008[4]宫喜龙.酒店能耗分析与节能措施[J].煤气与热力，(5)

中[5]高兴.绿色酒店经济发展与运行管理模式[M].北京：2009国建筑工业出版社，

[责任编辑：王凤娟]

2.中观层面上。建立建全旅游市场经营的行业协会制度，协会负责政府与企业的协调管理，为企业服务；协会引导参与旅游经济活动的企业建立合作联盟，提高本地区旅游市场竞争力。

3.微观层面上。参与旅游经济活动的企业应在市场规范下发挥其市场主体作用，在经营现有旅游产品的同时，应以社会和自然承载力为依据开发新的旅游产品，新的旅游产品中应融入文化要素，建立旅游产品品牌；同时，旅游企业要加强自身管理和市场竞争力的培育，吸纳并培养高层次的旅游管理人才，提高旅游服务质量以吸引更多的“回头客”和过夜游客。

[参

2010-02

[2]丁攀,王守贞.旅游产业与海南省经济发展的关联度研究[J].海南金融,2011(4)：70-73

[3]李均立,傅国华.海南旅游经济增长的实证分析[J].统计与决策,2005(11)：130-131

[4]何满喜.旅游经济与GDP的相关性研究[J].生态经济,34-362010(8)：

[5]贺小海，刘修岩.我国旅游业发展与经济增长关系的协整分析[J].兰州学刊,2007(9)：78-80

[6]海南省统计年鉴2011[M].北京：中国统计出版社，2012[7]2011年海南省经济与社会发展统计公报[R].[8]海南省旅游局网站[EB/OL].

[责任编辑：潘洪志]

-55-考

文

献]

[1]林南枝,陶汉军.旅游经济学[M].天津：南开大学出版社,

考

文

献]

[1]李晓.江苏星级酒店低碳节能措施研究[J].江苏商论，

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

检验和Granger因果关系检验。

由回归方程可知，旅游收入每增加一个百分点将拉动GDP增长0.620847个百分点，而入境旅游人次每增加一个百分点将拉动GDP增长0.962859个百分点。可见，海南省旅游收入对经济增长的拉动作用远低于入境旅游人次对经济增长的拉动作用，说明海南省旅游业的—游客在旅游目的发展仍然以粗放型经营模式为主——

地的消费相对较少，旅游产品种类相对较少且缺乏品牌效应，旅游业整体竞争力较弱1，这种发展模式将使海南省旅游业进入“增长陷阱”。(从海南省建省以来的旅游收入及接待游客人次在全国的排名总体而言是降低的，1991-1994年间我省接待游客人次在全国排名第二、旅游收入处在第十一、十二名，至2009、2010年我省接待游客人次在全国的排名均为第25名、旅游收入排名为第24名；海南省的旅游收入占全国旅游收入的比例也从1992年的1.4%降到2010年的0.7%。数据均由海南省统计年鉴整理得)

(二)建议

1.宏观层面上。政府应充分发挥其市场导向作用，以国际旅游岛建设为契机，深化旅游业管理制度改革，规范旅游市场，为推进海南旅游业全面升级营造宏观环境；政府应加大海陆空交通、港口等基础设施方面的建设，进一步加强对我省物流、金融、电信等服务业的支持力度和规范管理，服务于旅游业的和谐发展，从而尽快走出粗放经营的陷阱。

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