在用摩托車抽樣調查和研究方法分析*

冷傳剛趙 穎阮 立

（1-天津內燃機研究所 天津 300072 2-臺州市質量技術監(jiān)督檢測研究院）

引言

為了對摩托車排放標準進行評估，對摩托車行業(yè)標準和政策進行研究，規(guī)范在用摩托車管理，開展了以摩托車行業(yè)特征和減排潛力為基礎的抽樣調查和研究工作，完成了全國范圍內在用摩托車樣本分布和活動水平調研工作。原始資料的收集采用抽樣調查的方式，以企業(yè)合作的形式從重慶、廣東、江浙、山東等主要摩托車分布區(qū)域選取實力最強的摩托車生產企業(yè)作為協(xié)作方；現成資料的收集包括美國能源基金會課題的調研結果和企業(yè)提供的行業(yè)信息等。對這些現成資料進行分析、計算和總結。

在用摩托車調研不但要如實反映調研對象的實際情況，而且調研數據要完整可靠，還要講究實效，及時反饋所需信息。同時，必須考慮調研成本，爭取用盡可能少的消耗獲取最好的調研效果。調研方法的優(yōu)劣是調研活動成功與否的關鍵[1]。結合本次調研活動，對在用摩托車調研的方法進行了比較全面的總結，可作為在用摩托車現狀調研工作的依據或作為其它行業(yè)調研工作的參考。

1 在用摩托車調研總論

在用摩托車調研的總體流程如圖1所示。

在用摩托車調研是一種有目的的活動，根據調研的目標要求，全面系統(tǒng)地搜集和加工處理有關信息資料，為后續(xù)決策提供依據；同時，了解在用摩托車的樣本分布和活動水平的詳細情況，為在用摩托車污染物排放總量的計算提供依據。

圖1 抽樣調查及研究工作流程

在用摩托車調研的對象是影響樣本現象的各個要素，在用摩托車調研必須利用科學的方式和方法搜集、整理和分析調查資料。在用摩托車調研的內容包括：

1）各種類型摩托車所占總體的比例；

2）各個排量段的摩托車所占總體的比例；

3）不同生產年份的摩托車數量；

4）摩托車的使用信息。包括行駛里程現狀、使用時間及使用頻次現狀，用途、車速及使用地點現狀，故障、保養(yǎng)及維修現狀，自測油耗情況等信息。

2 方案及問卷設計

方案設計作為調研活動的起點和指南，在很大程度上決定著調研活動能否順利開展和圓滿完成。在用摩托車方案設計包括以下幾個方面的內容：

1）調查目的。說明為什么進行此項調查，通過調查要了解哪些問題，調查結果的具體用途是什么。

2）調查對象和調查單位。明確調查目的之后，應著重解決向誰調查的問題，即根據調查課題確定調查對象和具體的調查單位。調查對象是指所要調查的在用摩托車現象總體。調查單位是指構成調查現象總體的個體，是所要調查的具體單位，是調查項目的承擔者。

3）調查項目和調查表。為了使調查內容不致發(fā)生遺漏和便于被調查者回答，需要將已確定的調查項目合理科學地分類排列，形成調查表。在用摩托車調查表采用一覽表的形式，在一張表上登記若干個調查單位的內容。

4）樣本容量的確定。為確保在用摩托車調研具有較高的精度，花費較少的經費，兼顧時效性，如何判斷抽樣誤差與確定樣本容量是調研者必須考慮的問題。

樣本容量n是指在抽樣設計中確定的樣本單位數。抽樣誤差μ是指抽樣所得的樣本指標值與總體實際指標值之間的差異。

影響樣本容量的因素有：

a）調查總體各單位之間的差異程度。樣本標準差s是在計算抽樣誤差時替代總體標準差σ的，而總體標準差是用來說明總體各單位之間差異程度的[2]。根據2000年～2009年全國在用摩托車保有量的調查分析結果，在用摩托車排量的樣本標準差s為48 mL。

b）允許誤差的大小。允許誤差是根據抽樣資料估計總體參數所允許的誤差范圍，用d表示。根據發(fā)動機名義排量的規(guī)定[3]（見表1），實際排量在2個名義排量之間，應選擇相近的值作為名義排量，同一名義排量的摩托車允許的最小實際排量誤差為5 mL。所以，本次抽樣的允許誤差取為5 mL。

表1 發(fā)動機名義排量 mL

c）概率度λ的大小。概率度的大小是指對抽樣誤差范圍估計可靠程度的大小?？煽砍潭仍诮y(tǒng)計學中叫概率度，可根據標準正態(tài)分布表由給定的置信度查出相應的概率度。綜合考慮本次調研的成本與結果的準確性，選取的置信度為95%，對應的概率度λ為1.65。

根據統(tǒng)計學理論，樣本容量的計算公式為[4]：

根據以上分析結果，可計算出在用摩托車抽樣調查的樣本容量n=251份，考慮到無效樣本（按照美國能源基金會課題問卷調查經驗，無法確認排量的問卷占1.3%），實際樣本容量應不少于254份。

5）調查對象覆蓋范圍。本次調查采用分層隨機抽樣法[5]。分層隨機抽樣又稱類型抽樣，是先將調查對象的總體按一定的標志劃分成不同層，再從各層相同性質的分子中隨機抽取樣本。本次調查按照摩托車類型將在用摩托車分為輕便摩托車、兩輪摩托車、三輪摩托車等3個層次。分層隨機抽樣可以避免簡單隨機抽樣過于集中于某個地區(qū)或某種特性，從而增加樣本的代表性和普遍性。綜合美國能源基金會課題的統(tǒng)計結果和近幾年我國申報給工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心的車型比例，得到本次調查的抽樣比例及最少抽樣數量，如表2所示。

表2 分層隨機抽樣的樣本比例和抽樣數量

3 調研實施

在用摩托車調研是一項復雜而又細致的工作，它是按照一定方式，從調查總體中抽取部分樣本進行調查，從而對總體做出具有一定概率的推斷。在用摩托車調查包括原始資料的調查搜集和現成資料的調查搜集。原始資料又稱為第一手資料，它是在用摩托車調查人員同本次調研的各個摩托車企業(yè)協(xié)作方親臨調查現場實地搜集的資料。取得這部分資料所花的時間較長、費用較大，所采用的方法主要是問卷調查法?，F成資料是通過分析計算總結成文的資料，取得這部分資料比較容易，花費較少，目前可以取得的現成資料是美國能源基金會課題的調研結果和企業(yè)提供的行業(yè)信息。本文主要探討原始資料的調查搜集。

按照分層隨機抽樣法，在用摩托車調查完成以下區(qū)域的原始資料收集，見表3。

表3 調研實施進度

4 資料的整理與統(tǒng)計分析

從全國各主要摩托車分布地區(qū)調查搜集的大量在用摩托車信息資料是凌亂分散的，不能直接從中看出在用摩托車的樣本分布和活動水平的變動過程、特點和規(guī)律，有些資料有可能是片面或不真實的。為了充分發(fā)揮在用摩托車調查的作用，必須對上述資料進行整理和分析，使調查資料系統(tǒng)、完整和可靠，從而能夠客觀地反映被調查事物的內在聯系，揭示問題的本質和各種調研內容間的因果關系。

根據課題的要求，對所獲得的調查問卷進行匯總整理，得到在用摩托車樣本分布和活動水平調研數據庫。對各個抽樣調查內容進行統(tǒng)計分析，得到在用摩托車的樣本分布和活動水平的詳細情況，將分析結果制作成表格或圖表形式。

本次調研采用分層調研，從全國在用摩托車保有量大的幾個區(qū)域抽取樣車進行調查，用這幾個區(qū)域的多個總體代表全國在用摩托車的樣本分布和活動水平。為了驗證這種方法是否能夠代表全國摩托車的總體狀況，用方差分析[6]的方法對各個調研區(qū)域的多個總體進行分析，分析各個總體之間是否存在差異，如果存在差異，分析差異是否對總體的結果存在顯著影響。

方差分析是一種假設檢驗，它是對全部樣本觀察值的差異進行分解，將某種因素下各組樣本觀察值之間可能存在的系統(tǒng)誤差與隨機誤差加以比較，據此推斷各個總體之間是否存在顯著性差異，若存在顯著性差異，說明該因素的影響是顯著的。本次方差分析中，影響不同總體的主要因素是區(qū)域。故按照不同調研區(qū)域對調研結果分組，每個分組稱為因素水平，本次調研共分成k=4組，有k=4個水平。各水平組的觀察值就是從各因素總體中隨機抽樣的樣本觀察值。方差分析的一般數學形式如表4所示。

表4 方差分析的一般數學形式

表中：Ai為第i個水平，Xij表示第i個水平上第j次調研結果。

若可控因素的不同水平對試驗結果無顯著性影響，那么，觀測值Xij應來自同一正態(tài)總體，Xij：N（μ,σ2），根據統(tǒng)計學理論，方差分析的數學模型為：

式中：μ為在用摩托車某個觀測值的總平均；ai為Ai水平上的效應，它滿足各個水平上的效應之和為零的條件；eij為Xij對μi的隨機偏差，它是由個體觀測值之間的隨機差異產生的。

從在用摩托車方差分析的結果看，對于選取的觀測值，其組間離差平方和所占的比例很小，說明調研區(qū)域的不同對觀測值的影響很小；組內離差平方和所占比例很大，說明觀測值的變動主要是由隨機變量因素引起的。

由于4個不同區(qū)域調研結果的變異較小，對全國在用摩托車這一樣本總體的影響在可接受范圍之內。由于4個不同區(qū)域的調研樣本的觀測值水平無明顯差異，用這4個區(qū)域的調研結果代表全國在用摩托車這一總體的調研方法是可信的，從而證明了本次的調研方法和調研結果是有效的。

5 結束語

以在用摩托車樣本分布和活動水平為研究對象，調研的策劃堅持準確性、完整性、時效性和節(jié)約性原則。調查的組織參考美國能源基金會課題經驗，選取具有豐富經驗的調查人員，并在全國主要摩托車分布區(qū)域選取實力最強的摩托車生產企業(yè)作為協(xié)作方。

綜合考慮調研的成本與結果的準確性，樣本容量定為254份，可滿足95%的置信度水平。

采用分層隨機抽樣法，將調查的市場總體按一定的標志劃分成輕便摩托車、兩輪摩托車、三輪摩托車等3個層次，然后從各層次相同性質的分子中隨機抽取樣本，避免了簡單隨機抽樣過于集中于某個地區(qū)或某種特性，增加了樣本的代表性和普遍性。

對所獲得的調查問卷進行匯總整理，完成了預定內容的統(tǒng)計分析，對調研結果進行了方差分析。結果表明，4個不同區(qū)域的調研樣本的觀測值水平無明顯差異，用這4個區(qū)域的調研結果代表全國在用摩托車這一總體的調研方法是可信的。

對調研活動的全過程進行了總結和分析，形成了在用摩托車調查和研究的一般方法和理論，可作為在用摩托車現狀調研工作的依據或作為其它行業(yè)調研工作的參考。