基于弹性系数法和千人保有量法的陕西省电动汽车保有量的预测

王中阳，王威，戴建卓，焦熠琨，李润秋，罗迪，董明

（1.国网陕西省电力公司经济技术研究院，陕西西安 710049；2.西安交通大学，陕西西安 710049）

基于弹性系数法和千人保有量法的陕西省电动汽车保有量的预测

王中阳1，王威1，戴建卓2，焦熠琨1，李润秋1，罗迪1，董明2

（1.国网陕西省电力公司经济技术研究院，陕西西安 710049；2.西安交通大学，陕西西安 710049）

随着陕西省经济社会发展水平不断提高，汽车保有量持续攀升。大力发展电动汽车，能够加快燃油替代，减少汽车尾气排放，对保障能源安全、促进节能减排、降污治霾、有效缓解能源和环境压力，具有重要意义。采用弹性系数法和千人保有量法建立电动汽车保有量预测模型，对陕西省“十三五”期间电动汽车保有量进行了预测，并用一元线性回归模型对结果进行比较，表明千人保有量法预测结果更加准确。结果显示未来五年陕西省电动汽车将呈现阶段式增长，预计2020年实现平稳发展。最后对电动汽车发展及充电设施建设提出几点建议。

弹性系数；千人保有量；电动汽车

目前，全球能源和环境系统面临巨大的挑战，汽车作为石油消耗和二氧化碳排放的大户，需要进行革命性的变革。世界各国都在大力发展新能源汽车，我国更是将其列入到七大战略性新兴产业之中。从长期来看，包括纯电动、燃料电池技术在内的纯电驱动将是新能源汽车的主要技术方向[1]。随着我国经济社会发展水平不断提高，汽车保有量持续攀升。大力发展电动汽车，能够加快燃油替代，减少汽车尾气排放，对保障能源安全、促进节能减排、防治大气污染、有效缓解能源和环境压力，促进汽车产业转型升级，推动我国从汽车大国迈向汽车强国具有重要意义[2]。从2015年起，我国开始加快推广新能源汽车，预计到2020年，中国电动汽车将达到500万辆。

陕西省作为“新亚欧大陆桥”亚洲段的中心和“新丝绸之路经济带”的重要枢纽，在“一带一路”建设中占有重要位置。雄厚的科技实力，扎实的工业基础，得天独厚的区位优势为陕西省电动汽车的发展提供了良好的条件。大力发展电动汽车对陕西省探索低碳经济，节能减排，治污降霾具有重大推动作用[3]。因此，对陕西省“十三五”期间电动汽车保有量进行预测，对于确定电动汽车发展目标，促进配套充电设施建设，为政府决策及相关企业把握发展机会和控制风险提供数据支持，具有重要意义。国内外学者对机动车保有量的增长进行了大量分析研究。文献[4]针对全球汽车产业发展进行预测分析，文献[5]应用趋势外推方法预测到2030年我国汽车保有量将到达2.3亿到2.5亿辆。文献[6]采用多远回归分析，建立了基于人均可支配收入与汽车成本比值的汽车保有量预测模型。但以上模型的计算和求解都过于复杂繁琐，实际应用需要更为简便快捷的分析方法。

本文分析了典型的汽车保有量预测方法，分别采用千人保有量法和弹性系数法建立陕西省民用汽车保有量预测模型，并用一元线性回归模型加以验证，最终采用千人保有量法预测得到了陕西省“十三五”期间的电动汽车保有量。预测结果与国家鼓励政策相符，预测结果较为合理。最后对电动汽车发展及充电设施建设提出几点建议。

1 汽车保有量预测方法

1.1 时间序列法

时间序列是变量依相等时间间隔的顺序而形成的一系列变量值[7]。时间序列分析就是估算和研究某一时间序列在长期变动过程中所存在的统计规律性，如长期变动趋势、季节性变动规律、周期变动规律，以此预测今后的发展和变化。

该方法预测所需的数据信息量较小，预测方法简便易行，只要在所研究的时间序列上汽车数量没有大的波动，则预测效果较好；但是它仅以时间作为单一的预测因素，无法反映汽车发展的实际影响因素（如经济政策和发展速度等外部因素）变化所引起的需求变化。

1.2 神经网络法

人工神经网络就是由简单单元组成的广泛并行互连的网络，它的组织能够模拟生物神经系统对真实世界物体所做出的交互反映。神经网络的“黑箱”特性很适合预测领域的应用需要，它不需要任何经验公式，就能从已有数据中自动地归纳规则，获得这些数据的内在规律[8]。因此，即使不清楚预测问题的内部机理，只要有大量的输入、输出样本，经神经网络“黑箱”内部自动调整后，便可建立良好的输入、输出映射模型。

由于神经网络预测的“黑箱”特性，难以知晓汽车保有量的增长机理，难以提出针对性的汽车发展战略或控制措施。

1.3 弹性系数法

弹性系数（ET）法是在一个因素变化的基础上，对另一个因素的发展变化作出间接预测的方法[9]。弹性系数法是从整体上把握经济发展和交通运输的相关关系，是一种定性定量相结合的交通量综合分析预测方法，即利用现有的国内生产总值（GDP）数据测算汽车保有量增长率。弹性系数的确定是运用弹性系数法进行汽车保有量预测的关键，通常弹性系数采用回归分析与专家讨论相结合的方法来确定。

1.4 千人汽车保有量法

千人保有量法是依据各地人口（经济和人均GDP等因素综合考虑，参考水平相当的城市预测本地电动汽车的发展）。千人保有量法通常用来反应一个国家的人均GDP和汽车保有量之间的关系，一般说来，人均GDP值越高，其千人汽车保有量值越大[7]。

因弹性系数法和千人保有量法充分考虑了一个地区的经济、人口等因素对汽车保有量的影响，本文采用上述两种方法对陕西省民用汽车保有量进行预测，预测流程如图1所示。

图1 民用汽车保有量预测流程图Fig.1 The flow chart of civil vehicles ownership forecasting

2 陕西省汽车保有量预测

2.1 弹性系数法

弹性系数法是根据历年陕西省民用汽车保有量增长速度与GDP增长速度的比例关系，确定规划年弹性系数，并预测规划年机动车保有量及增长率。

假设在“十三五”期间，民用汽车保有量和GDP各自以一个平均增长速度在增长，即

式中：t为预测目标年；t0为预测基准年；α为民用汽车保有量平均年增长速率；M0为基准年的民用汽车保有量；M为目标年的民用汽车保有量；β为GDP平均年增长速率；G0为基准年的GDP值；G为目标年的GDP值。

设ε为弹性系数，则

ε=1表示汽车与经济同步增长；当ε＞1时，表明汽车增长快于经济增长；当ε＜1时，表明尽管汽车绝对量可能增大，但汽车增长速度慢于经济增长速度[11]。

依据《陕西省统计年鉴2015》，“十二五”期间陕西省民用汽车保有量增长趋势如图2所示，从图2中可以看出，民用汽车每年都以一定速度增长，年均增长速率约为20.6%[12]，根据“十二五”期间各年的弹性系数，可以预测得出2015年弹性系数约为2，据统计局预测，2015年陕西省GDP增长率约为8.5%，可以确定2015年陕西省汽车增长率，在此基础上预测“十三五”期间民用汽车保有量。

国家主席习近平在对“十三五”规划建议稿所做的说明中指出，2016年至2020年经济年均增长底线是6.5%以上，考虑陕西经济发展水平，预计在“十三五”期间陕西的GDP增长率约为7%，由于“十三五”期间，民用汽车保有量有饱和趋势，汽车增长将慢于经济增长，因此弹性系数应小于1，认为预测期间弹性系数不变，选为0.8，则民用汽车年均增长率约为5.6%。依据上述国民经济GDP增长率及弹性系数，预测“十三五”期间陕西省汽车保有量如表1所示。根据弹性系数法预测结果，2020年陕西省汽车保有量达到619.22万辆。

图2 2010—2014年陕西省民用汽车保有量变化Fig.2 The civil motor vehicle ownership from 2010 to 2014

2.2 千人汽车保有量法

通常采用千人汽车保有量来反映一个国家的人均GDP和汽车保有量之间的关系，各国人均GDP和千人保有量之间的关系如表2所示。从表中可以看出，人均GDP越高，千人汽车保有量越大。

表1 弹性系数法预测陕西省民用汽车保有量Tab.1 The number of civil motor vehicles in Shaanxi province predicted by the elastic coefficient method

表2 各国人均GDP和千人汽车保有量关系Tab.2 The relationship between GDP per person and the motor ownership per thousand people

根据省卫计委发布信息，“十二五”时期，陕西全省人口自然增长率稳定在4‰以内，据此“十三五”期间陕西人口自然增长率按照3.8‰计算，可以得到未来5年内陕西省人口变化，再根据人均GDP和千人保有量关系得到千人汽车保有量，由此预测出陕西省“十三五”期间民用汽车保有量如表3所示。根据千人保有量法预测结果，2020年陕西省民用汽车保有量将达到627.44万辆。

2种方法预测民用汽车保有量发展趋势图，如图3所示。从图3中可以看出，千人汽车保有量法预测结果较弹性系数法发展趋势略快，但两方法“十三五”期间预测结果差异较小。为进一步验证预测结果的准确性，建立一元线性回归模型对结果进一步验证。

表3 千人汽车保有量法预测陕西省民用汽车保有量Tab.3 The number of civil motor vehicles in Shaanxi province predicted by the motor ownership per thousand people method

图3 “十三五”期间民用汽车保有量发展趋势Fig.3 The civil vehicles development during the 13th Five Year

从图3中可以看出，千人汽车保有量法预测结果较弹性系数法发展趋势略快，但两方法2020年预测结果基本相同。为进一步验证预测结果的准确性，建立一元线性回归模型对结果进一步验证。

根据“十二五”期间GDP和汽车保有量数据，可以看到二者大致呈线性相关。采用一元线性回归方程对数据进行拟合，并进行相关分析。得到一元线性回归曲线如图4所示，得到的一元线性回归方程为

相关系数用R表示，计算公式为：

图4 GDP与民用汽车保有量一元线性回归曲线图Fig.4 The curve of unary linear regression of GDP and civil vehicles

从图4中可以看出，GDP与民用汽车保有量存在正线性关系，且相关系数为0.981，线性相关度较高。采用一元线性回归模型对“十三五”期间汽车保有量进行了预测，并分别与弹性系数法和千人保有量法进行比较，得出误差如表4所示。

表4 一元线性回归对汽车保有量的预测及误差Tab.4 Theprediction and error of unary linear regression

从表4中可以看出千人保有量法与一元线性回归模型预测值较为接近，下面采用千人保有量法预测的结果对陕西省“十三五”期间电动汽车保有量进行预测。

3 电动汽车保有量的预测

根据国家出台的《电动汽车充电基础设施发展指南（2015—2020年）》，到2020年全国电动汽车保有量将超过500万辆，2014年底全国民用汽车保有量约为1.46亿辆，根据专家预测[1]，预计“十三五”期间我国民用汽车保有量增长率将达5%～8%，按照最大值8%估计，2020年全国民用汽车保有量将达到2.32亿量；2020年全国电动汽车保有量约占民用汽车的2.15%。考虑陕西省经济发展水平处于全国中等水平，预计2020年电动汽车占有率达2%。

一般说来，电动汽车的发展可以初步分为3个阶段：

示范引导阶段：主要涉及城市公交，出租车，公务车和环卫物流等专用车等。

促进发展阶段：主要特征为电动汽车走入城市家庭，私人电动汽车逐步增加。

普及推广阶段：电动汽车覆盖城乡，私人电动汽车占主要比重。

据此，将“十三五”期间划分为3个阶段，2016～2017年为示范引导阶段，2018～2019为促进发展阶段，2020年为普及推广阶段。根据不同阶段估计电动汽车的占有率，采用千人汽车保有量法预测得到的电动汽车保有量如表5所示，电动汽车发展趋势如图5所示。从图5中可以看出，电动汽车保有量呈阶段式增长，到2020年将超过12万辆。

表5 千人汽车保有量法预测陕西省电动汽车保有量Tab.5 The number of electric vehicles in Shaanxi province predicted by the motor ownership per Thousand people method

图5 “十三五”期间陕西省电动汽车保有量发展趋势Fig.5 The electric vehicles development during the 13th Five Year

根据国家出台的《关于“十三五”新能源汽车充电设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知》（征求意见稿），陕西获得中央财政充电设施奖励资金的条件是：在2016—2020年新能源汽车推广数量分别不低于1.0万辆、1.2万辆、1.5万辆、2.0万辆、3.0万辆（推广数量以纯电动乘用车为标准进行计算，其他类型新能源汽车按照相应比例进行折算），据此，上述预测结果，满足国家奖励基本条件，符合国家政策要求。

基于以上计算结果，针对各类型车占民用汽车保有量比例，可以预测得出，到2020年，电动公交车超过5 600辆，电动出租车超过9 800辆，电动环卫、物流等专用车超过5 600辆，电动公务与私人乘用车超过10万辆。根据国家出台的《电动汽车充电基础设施发展指南（2015—2020年）》，到2020年全国电动汽车保有量将超过500万辆，其中电动公交车超过20万辆，电动出租车超过30万辆，电动环卫、物流等专用车超过20万辆，电动公务与私人乘用车超过430万辆。“十三五”末，全国及陕西省公用领域电动汽车占比分别为14%和17%，预测结果较为合理。

4 结语与展望

本文运用了弹性系数法和千人汽车保有量法对陕西省“十三五”期间民用汽车保有量进行了预测，并用一元线性回归模型对结果进行了比较，最终选取千人保有量法预测结果对陕西省“十三五”期间电动汽车保有量进行预测。根据预测结果，到2020年陕西省电动汽车保有量超过12万辆，该预测结果表明，随着电动汽车相关技术的成熟及国家政策的引导，未来电动汽车具有非常广阔的发展前景，符合国家提倡节能减排，大力发展绿色清洁能源的要求。

陕西省电动汽车目前保有量较低，还处于起步阶段，需要优先在“十三五”期间在政府扶持力度较大的公共交通领域大力发展电动汽车；通过在公共领域的示范引导，逐步打消消费者对电动汽车的种种疑虑，提高消费者对电动汽车的认可度，带动个人购车的增加。

结合电动汽车发展趋势，陕西省还应推动充电基础设施建设，以用户居住地停车位、单位内部停车场、公交及出租等专用场站配建的专用充电基础设施为主体，以城市公共建筑物配建停车场、社会公共停车场、路内临时停车位配建的公共充电基础设施为辅助，以独立占地的城市快充站、换电站和高速公路服务区配建的城际快充站为补充，以充电智能服务平台为支撑，加快建设适度超前、布局合理、功能完善的充电基础设施体系。

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[12]陕西省统计局.2015年陕西省统计年鉴[G].

（编辑 黄晶）

Forecasting of Electric Vehicle Quantity Based on the Elastic Coefficient and Shaanxi Vehicles Ownership per Thousand People Method

WANG Zhongyang1，WANG Wei1，DAI Jianzhuo2，JIAO Yikun1，LI Runqiu1，LUO Di1，DONG Ming2
（1.Economic Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Corporation，Xi’an 710049，Shaanxi，China；2.Xi’an Jiaotong University，Xi’an 710049，Shaanxi，China）

With the continuous economic and social development，the number of motors is rapidly increasing in Shaanxi.Vigorous development of electric vehicles will speed up the alternative fuel development and reduce vehicle emissions and it is of significance for ensuring energy security，promoting energy saving and emission reduction，and controlling pollution haze.In this paper，the elastic coefficient and vehicles ownership per thousand people method are adopted to predict the number of electric vehicles of Shaanxi province during the 13th Five Year.And the unary linear regression analysis is used to verify correctness of the results.The results show that the number of vehicles will increase greatly in the coming five years and achieve steady development in 2020.Finally，several suggestions are proposed for electric vehicles and charging infrastructure development.

elastic coefficient；vehicles ownership per thousand people；electric vehicles

2015-04-17。

王中阳（1974—），男，高级工程师，主要从事输变电工程研究；

王 威（1989—），男，工程师，主要从事电力系统二次及电动汽车研究；

戴建卓（1992—），男，硕士研究生，主要从事电力设备在线监测与电动汽车研究。

1674-3814（2016）05-0142-06

TM855

A

陕西省科学技术研究发展计划项目（2013GY2-08）；陕西省2015年留学人员科技活动择优资助项目。

Project Supported by Shaanxi Province Science and Technology Research and Development Program（2013GY2-08）；Returned Overseas Students Preferred Supporting Funding of Shaanxi Province.