充电桩的“二八定律”及其启示

郭景涛 ，张 卿 ，张 涛

（1.天津市计量监督检测科学研究院 天津 300192；2.国家电能表质量检验中心（天津） 天津 300192；3.天津市市场监督管理委员会 天津 300070）

1 二八定律

幂律也经常被通俗地表述为“二八定律”，其含义是少数节点的统计重要性极其显著，掌握了关键节点也就掌握了全局。至于数字到底是“二八”还是“一九”，则无关宏旨。

研究表明，在由人参与演化形成的复杂系统中，资源的分配往往遵循幂律分布。城市中人口和物资的聚合相当程度上是演化的结果，因此，可以推测充电桩的年充电量也会服从幂律分布［1-4］。

如果进一步考虑年饱和充电时间和线路容量等物理上的约束，那么更严谨的推断是充电桩的分布类似于幂律分布，也是一种长尾分布［5］。

与长尾分布相对的是正态分布，其特点是尾部短、样本只出现在均值附近，因此，最大、最小值差距不大。长尾分布则不然，最大、最小值差异悬殊。尽管越极端的样本出现的概率越低，但是当小概率样本被极端程度加权后，反而成为了总体中最有分量的少数派。

可想而知，位于长尾尾部的少数充电桩在统计上极其重要。与之相反，头部充电桩尽管数量庞大，但权重却要小得多。得其意而忘其形，下文即以“二八定律”指代充电桩的这种长尾分布特性。

2 充电桩的分布

目前天津市已建有 A、B、C、D 4个充电桩数据采集平台，这些平台的所有者及所服务的充电桩各不相同。据2022年第一季度数据显示，4个平台的充电桩台数分别为4 569、4 371、1 459、1 249。统计数据表明各平台充电桩均符合“二八定律”。

2.1 A平台

A平台有充电桩4 569台，是 4 个平台中样本容量最大的，因此，统计上最具代表性。图1横轴表示电量阶梯，纵轴表示各阶梯充电桩的数量，可以看出不同充电桩充电量差异悬殊，是典型的长尾分布。

图1 A平台充电桩分布Fig.1 Distribution of piles in Platform A

更详尽的数据可以从表1获得。充电量低于1 000 kWh的充电桩有3 272台，占平台总数的72%；而充电量最多的充电桩超过23 000 kWh，这样的充电桩共有14 台，只占总数的0.3%。尾部12 000 kWh以上阶梯总共有充电桩 342台，只占平台总数的7.5%，然而充电量却达到平台总充电量的52%。

表1 A平台充电桩分布Tab.1 Distribution of piles in Platform A

如果考虑尾部6 000 kWh以上阶梯，会发现共有充电桩724台，占平台总数的16%，而其充电量则达到平台总充电量的82%，是名副其实的“二八”分布。

值得注意的是，如果单独考虑位于头部1 000 kWh以下电量阶梯的3 272台充电桩，那么会发现这些充电桩仍符合“二八定律”。图1和图2形态相似这一事实说明充电桩的分布具有幂律特征，因为整体与局部的自相似特性正是幂律分布所特有的标识。

图2 A平台1 000 kWh以下阶梯充电桩分布Fig.2 Distribution of piles below 1 000 kWh in Platform A

根据幂律分布自相似的原理可以进一步推断，如果单独考虑表2中50 kWh以下阶梯的 2 765台充电桩，那么还将符合“二八定律”，事实也确实如此。此处不再罗列图表，仅给出关键数据：A平台5 kWh以下阶梯共有充电桩2 577台，占50 kWh以下阶梯充电桩总数2 765的93%，占平台总数4 569的56%。

表2 A平台1 000 kWh以下阶梯充电桩分布Tab.2 Distribution of piles below 1 000 kWh in Platform A

2.2 其他平台

上文较详尽地论述了A平台充电桩的分布，其他平台的分布情况与A平台类似，都符合“二八定律”，故不赘述，仅给出数据，见表3～5。

表3 B平台充电桩分布Tab.3 Distribution of piles in Platform B

表4 C平台充电桩分布Tab.4 Distribution of piles in Platform C

3 启 示

3.1 计量资源的分配

电量阶梯尾部的少数充电桩具有极其重要的统计意义，应给予密切关注，而头部充电桩则无关紧要。尤其考虑到幂律分布的自相似特性，可以得出结论：有相当数量的充电桩处于几乎无人问津的状态。

因此，抓尾放头，对处于头部的大量充电桩有策略地忽视之，不失为明智之举。

表5 D平台充电桩分布Tab.5 Distribution of piles in Platform D

3.2 计量技术的培育

尽管就计量监管而言，尾部充电桩的重要性远远超过头部，但若论及对新技术的友好程度，则头部胜于尾部。而且由于头部试错的成本较低，可以从容试验，如采用大数据、人工智能等新技术。因此，可以说头部是培育计量新技术的试验田。

4 结 论

充电桩安装位置分散，导致计量检定人员和设备的使用效率低下。加之庞大的数量、迅猛的增长态势，尤其是“二八”分布的使用率，使得传统的强制检定模式不再具有经济上的合理性。

另一方面，电动汽车能耗费用远低于燃油车，因此，至少在今后相当长的两类车并存的过渡时期内，社会能够接受较大的充电桩计量误差。

法定计量技术机构应抓住这个不算短的容错窗口期，牢牢掌控位于尾部的少数充电桩，抑制任何需要投入巨资的“整体”解决方案和“一劳永逸”解决问题的企图，将资源更多地用于研究面向未来，基于车载仪表、物联网、大数据、人工智能的计量技术，同时鼓励多元化的小范围技术尝试和模式创新。毕竟新能源领域正处在技术发展的活跃期，终局尚难预测，只有随之共同演化，才可能找到适宜的充电桩计量解决方案。