實驗簡介：

本實驗以大數(shù)據(jù)中心為對象，對其碳減排活動進(jìn)行仿真、利用運(yùn)籌學(xué)課程的線性規(guī)劃等知識點(diǎn)設(shè)計碳減排方案，訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力。

本實驗以國家在碳中和碳達(dá)峰方面的總體規(guī)劃為指導(dǎo)，以大信息領(lǐng)域的人才培養(yǎng)為目標(biāo)，堅持立德樹人的基本思路和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的導(dǎo)向，基于專業(yè)核心課運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)，借助先進(jìn)的開發(fā)技術(shù)和實驗設(shè)計，建設(shè)現(xiàn)代化的虛擬仿真實驗項目。本項目服務(wù)于國家信息通信領(lǐng)域的發(fā)展需求，致力于培養(yǎng)具有扎實的專業(yè)知識、全面的專業(yè)能力、以及高水平專業(yè)素質(zhì)的新商科人才。

實驗背景：

隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展，碳排放也不斷上升，導(dǎo)致全球升溫，如果不加控制有可能會危及到人類的未來。根據(jù)政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的預(yù)測，到本世紀(jì)末，如果能將全球變暖控制在2°C以下將減少氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)帶來的風(fēng)險。因此各國都制定了各自的碳減排計劃。

我國也對碳排放問題給與高度重視，2020年9月22日，中國政府在第75屆聯(lián)合國大會上提出：“中國將采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。”碳達(dá)峰與碳中和簡稱“雙碳”，雙碳將是十四五期間的重要任務(wù)，各行各業(yè)都在雙碳領(lǐng)域負(fù)有重要責(zé)任。2021年6到8月之間，三大運(yùn)營商先后發(fā)布了雙碳相關(guān)的行動方案；2021年10月，國務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動方案》，指出要把碳達(dá)峰、碳中和納入經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全局，提出了能源綠色低碳轉(zhuǎn)型等十大行動；2022年1月，國家發(fā)改委等部門印發(fā)《促進(jìn)綠色消費(fèi)實施方案》，其中提出要加強(qiáng)高耗能企業(yè)使用綠色電力的剛性約束，統(tǒng)籌推動綠電交易、綠證交易，大力推廣建筑光伏應(yīng)用，加強(qiáng)與碳排放權(quán)交易的銜接。

大數(shù)據(jù)中心是我國2020年提出的七大“新基建”領(lǐng)域之一，也是公認(rèn)的高耗能行業(yè)。隨著數(shù)據(jù)流量的增長，其用電量在過去10年間以超過10%的速度遞增，由于用電所導(dǎo)致的間接碳排放因此大幅上升，我國已逐漸意識到數(shù)據(jù)中心碳減排任務(wù)的重要性和迫切性。

設(shè)計原則：

（1）知識學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提升有機(jī)融合，體現(xiàn)高階性；科教協(xié)同設(shè)計實驗場景，實現(xiàn)創(chuàng)新性；設(shè)置探究性實驗?zāi)繕?biāo)，增加挑戰(zhàn)度

（2）實驗步驟清晰，層層遞進(jìn)，遵循現(xiàn)實流程，適應(yīng)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律

實驗?zāi)繕?biāo)：

（1）知識目標(biāo)

要求學(xué)生在深刻理解運(yùn)籌學(xué)中利用線性規(guī)劃方法進(jìn)行資源分配的一系列知識，要求學(xué)生掌握線性規(guī)劃的建模方法、求解方法，以及靈敏度分析的知識，并能應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心碳減排的任務(wù)場景。

（2）能力目標(biāo)

要求學(xué)生能夠針對實驗場景選取合適的指標(biāo)建立線性規(guī)劃模型，考慮現(xiàn)實中的各種約束條件，通過模型求解找到能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)中心碳減排目標(biāo)的、資金總投入最少的方案，并能運(yùn)用靈敏度分析學(xué)會在外界環(huán)境變化時對方案進(jìn)行調(diào)整。

訓(xùn)練學(xué)生利用課程知識解決復(fù)雜問題的研究與創(chuàng)新能力，包括目標(biāo)設(shè)定、問題建模、數(shù)據(jù)分析、目標(biāo)決策，并根據(jù)問題解決的過程撰寫完整的實驗報告。

（3）素質(zhì)目標(biāo)

幫助學(xué)生樹立“數(shù)據(jù)中心綠色化轉(zhuǎn)型、推動新基建綠色高質(zhì)量發(fā)展”的意識，提升學(xué)生踐行國家雙碳政策的責(zé)任感和使命感，培養(yǎng)系統(tǒng)化的思維方式。

實驗要求：

（1）專業(yè)與年級要求

本實驗屬于南京郵電大學(xué)管理學(xué)院信息管理與信息系統(tǒng)等專業(yè)在大二開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課《運(yùn)籌學(xué)》課程的實驗內(nèi)容。

鑒于本實驗課程中所涉及的主要知識點(diǎn)是線性規(guī)劃和靈敏度分析、實驗背景是大數(shù)據(jù)中心，因此對于包含該知識點(diǎn)或與行業(yè)背景有關(guān)的其他課程（例如系統(tǒng)工程、預(yù)測與決策等）也適用，或者用于相關(guān)領(lǐng)域的課題研究。

（2）基本知識和能力要求

知識要求：

要求學(xué)生了解一定的通信或大數(shù)據(jù)行業(yè)知識，掌握運(yùn)籌學(xué)課程中與線性規(guī)劃相關(guān)的知識點(diǎn)，例如線性規(guī)劃模型的適用場合，線性規(guī)劃模型的建模方法、可行解與最優(yōu)解的含義、求解方法，涉及資源數(shù)量、價值系數(shù)、技術(shù)系數(shù)的靈敏度分析等。

能力要求：

要求學(xué)生能識別出該場景下的主要目標(biāo)和約束條件，能針對碳減排的資金投入問題進(jìn)行建模，根據(jù)建模結(jié)果進(jìn)行合理的決策。并且能夠在外界條件變化時，能依據(jù)該模型對方案進(jìn)行調(diào)整，獲得新情況下的最優(yōu)方案。