基于競爭模型模擬未來汽車的發展趨勢

黎長春

（重慶交通大學 機電與車輛工程學院車輛系，重慶 400060）

目前，由于燃油汽車排放的一氧化碳、二氧化硫、煙塵顆粒、碳氫化合物等對環境造成惡劣影響，再加上能源危機，提出了新能源汽車這一概念，新能源汽車能解決汽車對環境造成的危害并節省油氣資源。我國為此投入大量的資金來研發新能源汽車。新能源汽車作為新興產業，短時間內沒有對燃油車市場造成過大的沖擊，但在未來的發展中這兩種車的市場會發生改變。本文通過競爭分析，建立數學模型，對兩大行業的未來發展作出動態模擬描述。在進行計算機模擬時，主要通過研究兩種汽車的比例變化來分析趨勢。

1 現狀分析

目前，我國的燃油汽車數量龐大，主導我國汽車行業，經過統計，2017年我國燃油汽車突破2億，而新能源汽車只有1.73×106左右。從新能源汽車投入市場以來，我國燃油汽車保有量，新能源汽車保有量都有所增長。根據近幾年兩大汽車的保有量的增長情況可知，燃油汽車的增長比較穩定，在2012—2015年，增長率約0.15；在2015—2017年，增長率穩定在0.12左右。

燃油車保有量的增長是由于汽車作為國家規模較大的產業，有較大的發展空間，加上人均收入的增加，汽車的需求市場也越來越大。而增長速度在近幾年減緩是由于新能源汽車的出現，較小程度上減緩了燃油汽車的數量增長。新能源汽車增長迅速，在2012—2015年，增長率約2.0，增長速度很快，但數量上對燃油汽車的影響不大；在2015—2017年，增長率穩定在1.0左右，數量越來越大，影響燃油汽車的增長速度。從總體上看，我國的汽車市場有良好的發展前景，汽車保有量增加是未來的必然趨勢。

2 模擬發展趨勢

新能源汽車作為新興行業，短時間內對燃油汽車的發展不會造成很大的影響，但是由于其較快的增長速度，在未來會對燃油汽車的發展造成很大的沖擊。將新能源汽車看作“入侵者”，憑借國家政策的節能環保的的優勢在市場上快速發展，對燃油汽車市場形成干擾；將燃油汽車作為原有市場的“占領者”，面對新能源汽車的發展，會出現發展趨勢的變化，因此建立了以下競爭模型：

式（1）中：p為兩種汽車的初始比例，以2017年為起始年，得燃油汽車的比例為p1=0.991 8，新能源汽車的比例為p2=0.008 2；c為兩種汽車的增長率，根據近年來的情況，兩種汽車的增長率較為穩定，燃油汽車的增長率c1=0.12/年，新能源汽車的增長率為c2=1.0/年；t為時間；m為報廢率，通過查找資料得0.06.

該模型反映的是比例與時間的關系，通過確定相應的參數，通過MATLAB程序模擬，可以得到相應的關系圖。

將上值帶入模型，通過計算機模擬得到的比例與時間關系圖和不同增長率下的關系圖如圖1和圖2所示。

圖1 比例與時間關系圖

圖2 不同增長率下的關系圖

由圖1可知，新能源汽車的比例隨時間的增加而增加，燃油汽車的發展趨勢則相反。由于燃油汽車龐大的市場和使用用戶，保持當前汽車保有量的增長速度，在40年后，新能源汽車保有量才與燃油汽車的保有量相同，之后，新能源汽車的市場將逐漸取代燃油汽車的市場；大約100年后，我國新能源汽車將主導汽車市場。

新能源汽車的增長趨勢主要是由于國家建立環境友好型社會，新能源汽車對環境不會造成破壞。此外，我國在能源方面存在不足，未來將有50%的石油用于汽車行業，這對我國未來的發展產生很大的壓力。因此，政府大力支持新能源汽車的發展，并補貼，獲得了當前的增長速度。但新能源汽車當前面臨很多的問題，主要體現在以下方面：補貼政策不夠完善；新能源汽車管理程序復雜，上市周期長；充電設施數量少，充電效率低；新能源汽車的性能沒有燃油汽車的強大。如果國家加大支持力度，企業加強在新能源汽車方面的研發，未來汽車的發展趨勢將得到不一樣的效果，如圖2所示。

從圖2中可以看出設定不同的增長率，新能源汽車的增長趨勢會不同，將增長率分別升高和降低20%.當降低時，新能源汽車取代燃油汽車的時間會延長；當升高時，新能源汽車取代燃油汽車的時間會縮短。新能源汽車的增長率與國家的支持力度、企業研發、消費者均有關系。綜上所述，在未來的汽車領域中，新能源汽車的地位是日益提升的，終將會取代燃油汽車的地位。

參考文獻：

［1］齊相貞，林震山.外來物種入侵的不確定性動態模擬［J］.生態學報，2005（09）：2435-3437.

［2］雷芳芳.我國新能源汽車的發展［J］.汽車工程師，2009（05）：12-15.