手机与能源解决方案.doc

摘要基于手机普及的背景,本文建立了logistic模型,种群竞争模型等,层层深入地分析了手机的普及和能源预测问题。对于手机普及导致的用电改变问题,本文先以酵母菌繁殖模型为模板分析了手机的普及过程,再结合实际数据和logistic模型得到过度状态下的普及模型。考虑到人口在普及过程中的增长,得出过度状态下的用电改变模型,如图几。根据饱和程度,本文将2007年之后视为稳定时期,其用电改变趋势与人口变化相一致。在讨论“伪美国”提供的最佳电话服务方式时,本文考虑了能源消耗和社会效应两方面的影响,对单独使用手机、单独使用固定电话以及混合两者使用的三种情况进行了分析。利用种群竞争模型求出手混合使用时的稳定状态。确定出了竞争因子,。然后通过logistic的手机数量变化方程,得到微分方程的平衡点,%,%本文对手机用户进行分类:20%的用户能够及时拔掉充电器,5%的用户一直不发充电器,75%的用户产生的不同的过充时间。在此基础上,将75%的用户进行等概率处理。在合理的假设上得出,得出过充时间为1-8小时,具体见表3然后对各部分进行加权得出一部手机一年过充的时间,进而求出一年浪费的电量为度和石油桶数为桶。通过查询数据得到若干种电器的待机功率和待机时间以及普及率,简单可得当前美国每天浪费的总电量为:,转换成石油为桶。(Background)随着社会和科技的进步,手机的出现带给人们很多的方便。手机用户可以随时随地的进行信息的交流。在日常活动中,人们动态地分布于任何地点,手机能够满足人们对信息时代的需求。不仅如此,手机产业的发展能够带动其他领域的兴起,推动美国的经济和社会的进步。然而,固定电话由于地点固定不变,以及地域的限制,逐渐被淘汰。取而代之的则是手机的普及。NCHS提供的数据显示【1】,%,%,%。%的美国家庭虽然安装了固定电话,但是基本上处于闲置状态,用户的通信方式基本上还是以手机通信为主。然而,手机充电的能耗相对固定电话明显的提高。手机的供电系统由电池和充电器组成,固定电话则是由电话线充当电源。固定电话不存在电能浪费的现象,因为在挂掉电话的同时,电话也将切断电源。但对于手机,一些不良的习惯将导致电能的浪费:1、用户一直将充电器插在插座上。2、有的用户整晚都在给手机充电。根据资料显示【2】:当手机充电时,。然而,在手机充满电但手机与充电器没有分离的情况下,。让我们考虑最坏的情况,如果将满电的手机整晚都在充电,让充电器充满8个小时,。如果持续一周每晚都像这样,,如果持续一年,。在这篇论文中,我们将讨论若干问题:1、建立当前美国在手机使用的过渡和稳定两个阶段用电改变的模型。2、对电器设备每天所浪费的能源,先从手机为对象进行分析求解,再扩展到所有需要充电的电器设备(电视、DVR、电脑外围设备等)。估计美国浪费的能源,以原油(桶/天)计量。3、从能源和经济角度看,估计为“伪美国”提供电话服务的最佳方式。考虑人口及经济增长在未来的50年内的情况。估计“伪美国”的发展,在此基础上预测出未来50年内电话服务的能源需求预测。(Analysis)问题一的分析:首先需要了解当前美国在手机使用的过渡和稳定两个阶段中手机和固定电话的数量,本文从手机和固定电话的耗电方式和普及率进行分析,通过查资料得出手机与固话的充电具体方式,手机损坏与用电效率或者平均耗电量的关系。手机的发展过程相似于酵母菌的繁殖过程,前期:手机的数量少,人们对手机的了解少,所以手机的普及率小。中前期:由于媒体的宣传和固定电话的局限性,越来越多的人对手机充满好奇心,购买手机的人慢慢增多,手机的发展速度也加快,中期:随着手机的流行,人们对手机有一定的了解,好奇心减弱,手机的发展速度趋于稳定,中后期:手机市场慢慢趋向饱和,所以购买手机的速度降低,后期:手机市场达到稳定状态,所以手机发展速度趋于零,利用logistic模型得出过渡和稳定时期的用电量的改变。问题二的分析:“伪美国”是跟当前美国具有相同的经济状况的国家,伪美国既没有固定电话也没有移动电话,从能源角度看,为这个国家提供固定电话服务能源消耗最少,但是不利于社会的效益。综合手机的优势(如:私人保密,公共卫生,经济效益等),如果只提供手机服务,对社会的效益(如经济,潜在行业)有较好的影响,但是消耗能源太多。为了使能源和社会效益相平衡而达到