基于性格特质的居民节能行为及其干预策略研究

Energy conservation behavior under intervention strategies has attracted tremendous attention recently. However, in residential sector, there still lacks research on the mechanism of behavioral intervention strategies, the effects of personality traits, and the evolution mechanisms of energy conservation behavior. Besides, the pertinence of current intervention strategies has not be firmly established yet. Thus, the research objectives of the proposed study can be described as an optimal control issue of the time-varying system under the non-homogeneous mode when considering uncertainty and external disturbance, in the context of an interplaying three-dimensional psychological field which containing environment, energy conservation behavior and intervention strategies. Furthermore, the proposed research will measure and interpret the households’ personality traits and their effects on the response of different households to intervention. Other behavioral factors will also be applied to analyze the effects of intervention strategies. By employing behavioral theories such as Opinion Dynamics, Group Dynamics, etc., this study will create an energy behavioral perception model and behavioral interaction model based on personality traits. In addition, the model based behavioral simulation will be performed to reveal the interplay of intervention strategies on energy conservation behavior. Moreover, a community experiment will be set up to examine the feasibility of each proposed intervention strategy, the effectiveness of the behavior model and the reliability of the results. Last but not least, the customized mechanism of intervention strategies proposed by the current research will set both theoretical and practical foundation for future research regarding household energy conservation behavior and concerted intervention strategies.

干预策略下的居民节能行为研究已成为国际学术界的热点之一，但对干预策略作用机理、居民性格特质的影响以及居民节能行为演进机制的研究不够深入，干预策略的针对性不足。本课题将研究问题提炼为在居民用能环境、节能行为和干预策略交互作用的三维心理场下，考虑不确定性的群体非同质模式的时变系统及其外部扰动的最优控制问题。通过描述和测量基于性格特质的居民节能行为特征，引入行为影响因子解析干预策略的关键作用及其效度。采用观点动力学与群体行为动力学等方法，构建基于性格特质的居民节能行为感知模型和交互作用模型，实现在环境、干预、作用和行为四层状态空间下的居民行为演进过程仿真与干预策略仿真，从而揭示干预策略对居民节能行为的相互作用机理。通过居民行为实验研究，验证干预策略的可行性、模型的有效性及结果的可靠性，并提出个性化干预策略的优化路径及其具体措施。为居民节能行为研究和干预策略的制定提供理论支撑和实践指导。

由于用能行为不当所造成的能耗浪费高达50%以上，因此对居民行为的管理业已成为极具节能潜力的发展方向。节能行为与干预的学术研究及其实践受到政策制定者、学术界和能源部门的广泛重视，但由于居民个人特征的差异性、行为及外部情境交互作用的复杂性，居民行为测量及其量化依然存在困难，也使得行为干预无法充分发挥其应有潜力。居民行为及其干预是多维状态空间下的个体与群体互动行为演进的复杂性问题，本项目构建了环境、行为与干预三维度下的行为感知演进模型，展示了居民行为仿真和带外部扰动项的行为冲突过程，从而揭示了居民节能行为所具有的动态、鲁棒和时变的内在机理，并解析了行为干预的关键作用及其效度问题。针对以往研究忽略性格特质差异与基准设置可变性对行为的影响，本项目将性格特质纳入模型中，提出了一种性格特质驱动的改进Deffuant最优控制模型，实现了规范反馈机制与策略优化。针对居民节能水平的分级特征与干预敏感性的差异，提出了将能源种类、用途、使用主体及其行为特征等分级数字集成的知识发现框架，识别与呈现了各属性间的潜在关联关系，并实现过程可追溯性。针对样本数量有限、非线性和泛化等问题，通过核函数将特征数据转化为高维特征空间的特征映射形成了居民行为标签，解决了不同干预对居民节能行为的趋势预测。构建了基于App的智慧家庭能源管控系统平台及其决策模式，帮助居民深度追溯自身用能的历史数据，实现实时的自主管控，并提供量身定制的最优调控方案。通过对国内外不同应用情景的建模、行为仿真、心理学实验等方法，形成对关键变量度量、潜力预测、动态基准设置、居民节能行为与控制、心理模式与干预有效性、干预反馈、建筑碳减排与移动能源综合利用等多视角的研究，验证了模型的有效性、干预策略的可行性及结果的可靠性，并提出具有针对性的规范反馈机制、策略措施制定与实施路径优化。为居民节能行为研究、应用及其节能政策制定提供了理论支撑和实践指导。