基于競(jìng)爭(zhēng)模型模擬未來汽車的發(fā)展趨勢(shì)

黎長(zhǎng)春

（重慶交通大學(xué) 機(jī)電與車輛工程學(xué)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?xì)浠衔锏葘?duì)環(huán)境造成惡劣影響，再加上能源危機(jī)，提出了新能源汽車這一概念，新能源汽車能解決汽車對(duì)環(huán)境造成的危害并節(jié)省油氣資源。我國為此投入大量的資金來研發(fā)新能源汽車。新能源汽車作為新興產(chǎn)業(yè)，短時(shí)間內(nèi)沒有對(duì)燃油車市場(chǎng)造成過大的沖擊，但在未來的發(fā)展中這兩種車的市場(chǎng)會(huì)發(fā)生改變。本文通過競(jìng)爭(zhēng)分析，建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)兩大行業(yè)的未來發(fā)展作出動(dòng)態(tài)模擬描述。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬時(shí)，主要通過研究?jī)煞N汽車的比例變化來分析趨勢(shì)。

1 現(xiàn)狀分析

目前，我國的燃油汽車數(shù)量龐大，主導(dǎo)我國汽車行業(yè)，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，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(chǎng)以來，我國燃油汽車保有量，新能源汽車保有量都有所增長(zhǎng)。根據(jù)近幾年兩大汽車的保有量的增長(zhǎng)情況可知，燃油汽車的增長(zhǎng)比較穩(wěn)定，在2012—2015年，增長(zhǎng)率約0.15；在2015—2017年，增長(zhǎng)率穩(wěn)定在0.12左右。

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

2 模擬發(fā)展趨勢(shì)

新能源汽車作為新興行業(yè)，短時(shí)間內(nèi)對(duì)燃油汽車的發(fā)展不會(huì)造成很大的影響，但是由于其較快的增長(zhǎng)速度，在未來會(huì)對(duì)燃油汽車的發(fā)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(jié)能環(huán)保的的優(yōu)勢(shì)在市場(chǎng)上快速發(fā)展，對(duì)燃油汽車市場(chǎng)形成干擾；將燃油汽車作為原有市場(chǎng)的“占領(lǐng)者”，面對(duì)新能源汽車的發(fā)展，會(huì)出現(xiàn)發(fā)展趨勢(shì)的變化，因此建立了以下競(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)率，根據(jù)近年來的情況，兩種汽車的增長(zhǎng)率較為穩(wěn)定，燃油汽車的增長(zhǎng)率c1=0.12/年，新能源汽車的增長(zhǎng)率為c2=1.0/年；t為時(shí)間；m為報(bào)廢率，通過查找資料得0.06.

該模型反映的是比例與時(shí)間的關(guān)系，通過確定相應(yīng)的參數(shù)，通過MATLAB程序模擬，可以得到相應(yīng)的關(guān)系圖。

將上值帶入模型，通過計(jì)算機(jī)模擬得到的比例與時(shí)間關(guān)系圖和不同增長(zhǎng)率下的關(guān)系圖如圖1和圖2所示。

圖1 比例與時(shí)間關(guān)系圖

圖2 不同增長(zhǎng)率下的關(guān)系圖

由圖1可知，新能源汽車的比例隨時(shí)間的增加而增加，燃油汽車的發(fā)展趨勢(shì)則相反。由于燃油汽車龐大的市場(chǎng)和使用用戶，保持當(dāng)前汽車保有量的增長(zhǎng)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(chǎng)將逐漸取代燃油汽車的市場(chǎng)；大約100年后，我國新能源汽車將主導(dǎo)汽車市場(chǎng)。

新能源汽車的增長(zhǎng)趨勢(shì)主要是由于國家建立環(huán)境友好型社會(huì)，新能源汽車對(duì)環(huán)境不會(huì)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(yè)，這對(duì)我國未來的發(fā)展產(chǎn)生很大的壓力。因此，政府大力支持新能源汽車的發(fā)展，并補(bǔ)貼，獲得了當(dāng)前的增長(zhǎng)速度。但新能源汽車當(dāng)前面臨很多的問題，主要體現(xiàn)在以下方面：補(bǔ)貼政策不夠完善；新能源汽車管理程序復(fù)雜，上市周期長(zhǎng)；充電設(shè)施數(shù)量少，充電效率低；新能源汽車的性能沒有燃油汽車的強(qiáng)大。如果國家加大支持力度，企業(yè)加強(qiáng)在新能源汽車方面的研發(fā)，未來汽車的發(fā)展趨勢(shì)將得到不一樣的效果，如圖2所示。

從圖2中可以看出設(shè)定不同的增長(zhǎng)率，新能源汽車的增長(zhǎng)趨勢(shì)會(huì)不同，將增長(zhǎng)率分別升高和降低20%.當(dāng)降低時(shí)，新能源汽車取代燃油汽車的時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)；當(dāng)升高時(shí)，新能源汽車取代燃油汽車的時(shí)間會(huì)縮短。新能源汽車的增長(zhǎng)率與國家的支持力度、企業(yè)研發(fā)、消費(fèi)者均有關(guān)系。綜上所述，在未來的汽車領(lǐng)域中，新能源汽車的地位是日益提升的，終將會(huì)取代燃油汽車的地位。

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