在用摩托車樣本分布和活動水平分析*

冷傳剛 秦敬哲 趙 穎

（1-天津內(nèi)燃機研究所 天津 300072 2-天津市公安局交通警察總隊車輛管理所）

引言

為了進行摩托車行業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量改善應對方案研究，開展了以全國摩托車樣本分布和活動水平為基礎的調(diào)查和研究工作。

摩托車調(diào)查以如實反映摩托車的實際情況為基本原則，研究對象為摩托車樣本分布和活動水平，調(diào)研以問卷調(diào)查的形式進行。

調(diào)研方案既考慮調(diào)查數(shù)據(jù)的完整性，又注意實效，同時堅持節(jié)約性原則[1]。調(diào)研采用了分層隨機抽樣法[2]，將調(diào)研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3 個層次，從地域角度將樣本總體劃分為4 個層次，再從各層相同性質(zhì)的分子中隨機抽取樣本，使樣本具有充分的代表性和普遍性。共收集有效問卷340 份，完成了在用摩托車樣本分布和活動水平各個預定內(nèi)容的調(diào)研。

對獲得的調(diào)研問卷進行匯總整理，完成了在用摩托車樣本分布和活動水平的統(tǒng)計結果。結果充分反映了我國在用摩托車的現(xiàn)狀。

1 抽樣調(diào)查統(tǒng)計方法概述

數(shù)據(jù)整理是指對統(tǒng)計調(diào)查所搜集到的各種數(shù)據(jù)進行分組與匯總，亦稱為統(tǒng)計匯總[3]。統(tǒng)計整理在統(tǒng)計工作過程起著承上啟下的作用，它是統(tǒng)計調(diào)查的繼續(xù)和深化，又是統(tǒng)計分析的基礎和前提，其中心環(huán)節(jié)是對搜集的原始資料根據(jù)研究目的按一定的標志進行科學的分組和匯總，并用統(tǒng)計表和統(tǒng)計圖將數(shù)據(jù)直觀地顯示出來，使數(shù)據(jù)資料條理化、系統(tǒng)化，為統(tǒng)計分析奠定基礎。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)描述性指標可以分為3 類：一是反映數(shù)據(jù)集中趨勢的數(shù)量特征，包括數(shù)值平均數(shù)與位置平均數(shù)；二是反映數(shù)據(jù)分布的離散趨勢的數(shù)量特征，包括極差、方差、標準差等；三是與數(shù)據(jù)分布的形狀相關的數(shù)量特征，即偏度與峰度。

除了對樣本數(shù)據(jù)的水平或其他特征進行描述以外，還經(jīng)常需要根據(jù)樣本的信息，對總體的分布以及分布的數(shù)字特征進行統(tǒng)計推斷，即推斷統(tǒng)計分析。推斷統(tǒng)計分析的前提要求是，樣本是隨機抽樣而來的，對總體有一定的代表性。分析方法主要包括2 部分：參數(shù)估計和假設檢驗。參數(shù)估計是在總體分布已知的情況下，用樣本統(tǒng)計量估計總體參數(shù)的方法。假設檢驗是在總體分布未知，或已知總體分布但不知其參數(shù)的情況下，來推斷總體的某些性質(zhì)，提出有關總體的假設，再根據(jù)樣本信息對假設進行判斷的方法；常用多元統(tǒng)計分析方法有方差分析，多元線性回歸分析，因子分析，聚類分析等[4]。

2 在用摩托車樣本分布水平

綜合應用各種統(tǒng)計方法，對獲得的問卷結果進行統(tǒng)計整理，得到在用車樣本分布結果，包括：在用車車輛類型分布；摩托車保有量、銷量、新車占有率、報廢率；騎行時間、燃油供給方式統(tǒng)計；污染控制裝置比例。

實際場景中,信號源的位置是隨機的,每個脈沖信號的到達時間不同,因此接收端很難采樣到每個信號的峰值,這被稱為非理想采樣。理想采樣能采樣到信號的峰值,但是非理想采樣情況下采樣到的位置則是隨機的。在多徑信道情況下,信號相互交疊,更加難以實現(xiàn)信號的分辨估計。本節(jié)介紹基于泰勒級數(shù)展開的信號分辨算法,其原理參考文獻[6]。

圖1 在用車車輛類型分布

車輛類型分布的比例（見圖1）為，兩輪摩托車的比重最大，約占總體的92%，其中騎式車和踏板車的比重最大，約占總體的90%；從排量看，兩輪摩托車100 mL 至125 mL 排量所占比例最大，100 mL 至125 mL 騎式車約占所有統(tǒng)計車型總體的33%，踏板車約為20%，而三輪摩托車以125 mL 以上排量為主，約占樣本總體的3%。

摩托車新車占有率和報廢費率統(tǒng)計。由2009 年至2016 年我國摩托車保有量和新車的銷售量可以推算出該地區(qū)的新車占有率和老舊車輛報廢率，結果如圖2 所示。

圖2 新車占有率和舊車報廢率統(tǒng)計

2013 年是具有轉(zhuǎn)折意義的一年，隨著汽車及電動車保有量的逐年上升，摩托車保有量從2013 年開始逐年下降，而報廢率卻創(chuàng)近幾年新高。由于用戶收入不斷提高及我國禁限摩的原因，用戶更愿意選擇汽車或電動車輛作為代步工具，摩托車市場越來越小。目前存在的摩托車主要是2008 年以后生產(chǎn)，2008 年以前各年份生產(chǎn)的摩托車總量小于15%。

騎行時間、燃油供給方式統(tǒng)計如表1 所示。可以看出，化油器車仍然占主導，這是由于目前國Ⅱ排放階段的摩托車仍然沒有完全報廢，并且國Ⅲ排放階段仍然存在一定比例的化油器車，而國四排放只接受電噴車的申報。可以預見，隨著國四標準實施的不斷深入和化油器車的逐年報廢，市場上化油器車的比例將逐年下降，單輛摩托車對空氣污染程度將呈下降趨勢。

表1 騎行時間、燃油供給方式統(tǒng)計

在用車污染控制裝置比例統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表2。

表2 污染控制裝置比例 %

可以看出二次補氣、催化器、炭罐等污染控制裝置已經(jīng)廣泛用于摩托車污染控制，隨著國四排放標準的實施，摩托車污染控制水平不斷提高。

3 在用摩托車活動水平

摩托車的活動水平現(xiàn)狀主要包括行駛里程、使用時間、使用用途、使用車速、使用地點、故障、保養(yǎng)、維修現(xiàn)狀等信息。對調(diào)研結果的各個數(shù)據(jù)匯總取平均值，可以得到活動水平數(shù)據(jù)，如表3 所示。

表3 在用摩托車活動水平

在用車常用行駛車速統(tǒng)計見圖3。在用車的常用車速集中分布在40～80 km/h 的區(qū)間內(nèi)（90.4%）。在制定新的油耗、排放標準時，行駛工況的確定可以參考這一數(shù)據(jù)。

圖3 在用車常用車速分布區(qū)間

故障統(tǒng)計情況見表4?？梢钥闯?，隨著人們生活水平的提高，用戶對噪聲、振動即摩托車的騎行舒適性要求越來越高，此外燃油經(jīng)濟性也是用戶較為關心的問題。

表4 在用摩托車故障統(tǒng)計情況 %

常用地點路況統(tǒng)計情況見表5。平坦路行駛占有的比例最高，這與我國優(yōu)良的公路條件有關，城市、郊區(qū)、鄉(xiāng)村各占有一定的比例。

表5 常用地點路況統(tǒng)計情況 %

4 調(diào)研結果的方差分析

本次調(diào)研采用了分層調(diào)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(diào)研，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。為了驗證這種方法的有效性，對調(diào)研結果采用了多元統(tǒng)計分析方法-方差分析[5]。

在假設檢驗中，我們可以檢驗2 個總體均值之差，而方差分析是該問題的推廣，它是比較若干個總體均值之差的一種常用統(tǒng)計方法。傳統(tǒng)的方差分析主要用于分析實驗數(shù)據(jù)，實際上它同樣適用于調(diào)查數(shù)據(jù)與觀察數(shù)據(jù)[6]。

方差分析的基本思想是將所有測量值間的總變異按照其變異的來源分解為多個部分，然后進行比較，評價由某種因素所引起的變異是否具有統(tǒng)計學意義。得出統(tǒng)計量F 值；最后根據(jù)F 值的大小確定P值，做出統(tǒng)計推斷。變異分解示意圖如圖4 所示。

圖4 方差分析變異分解示意圖

總變異為所有測量值之間總的變異程度。組間變異為各組均數(shù)與總均數(shù)的離均差平方和。組內(nèi)變異為在同一處理組內(nèi)，雖然每個受試對象接受的處理相同，但測量值仍各不相同，這種變異稱為組內(nèi)變異。

選取摩托車排量數(shù)值進行計算。按照以上理論進行方差分析，計算結果見表6。

表6 方差分析計算結果

經(jīng)計算，F(xiàn)=1.70，F(xiàn)α=2.63。給定α=0.05 時，查F 分布表，臨界值Fα(k-1,N-k)=2.63。由于F=1.70 ＜2.63，所以不同區(qū)域間的在用摩托車各水平間無差異：μ1=μ2=…=μk=μ。

結果表明，雖然從表面上看，區(qū)域不同對調(diào)研結果可能產(chǎn)生較大差異，故為了得到全國在用車的樣本數(shù)據(jù)，需要對全國各地多個區(qū)域進行大量的調(diào)研。但從方差分析的結果看，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(diào)研區(qū)域的不同對觀測值的影響很小；組內(nèi)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。即4 個不同區(qū)域調(diào)研結果的變異較小，對全國在用車這一樣本總體的影響在可接受范圍之內(nèi)。由于4個不同區(qū)域的調(diào)研樣本的觀測值水平無明顯差異，用這4 個區(qū)域的調(diào)研結果代表全國在用車這一總體的調(diào)研方法是可信的。從而證明了本次的調(diào)研方法和調(diào)研結果是有效的?？梢钥闯觯绻侠磉x擇調(diào)研方法，可以大量減少調(diào)研的人力物力，而調(diào)研結果也能達到較高的置信水平。

5 結論

對獲得的調(diào)研問卷進行匯總整理，完成了以下內(nèi)容的統(tǒng)計分析：在用車車輛類型分布；摩托車保有量、銷量、新車占有率、報廢率；騎行時間、燃油供給方式統(tǒng)計；污染控制裝置比例；騎行里程、時間、用途統(tǒng)計；常用車速分布區(qū)間統(tǒng)計；故障統(tǒng)計；常用地點路況比例統(tǒng)計。

對調(diào)研結果進行了方差分析，結果表明4 個不同區(qū)域的調(diào)研樣本的觀測值水平無明顯差異，用這4個區(qū)域的調(diào)研結果代表全國在用車這一總體的調(diào)研方法是可信的。

對調(diào)研數(shù)據(jù)進行整理，可以得到以下結論：

1）我國摩托車保有量從2013 年開始逐年下降，而2013 年報廢率卻創(chuàng)近幾年新高，隨著我國機動車保有量的不斷增加，摩托車市場卻被不斷壓縮。

2）在用車用途以非運營和上下班騎行為主，而單人騎行比例高達95.8%，說明摩托車還是實用的單人代步工具。從在用摩托車的車輛類型分布看，兩輪摩托車的比重最大，占摩托車總體的87.5%，兩輪輕便摩托車和三輪摩托車比重較小。

3）從行駛路況看，平坦路占有的比例最高（占82.9%），在用車自測平均油耗為2～3.5 L/100 km。

4）從排放技術路線看，由于目前國Ⅱ排放階段的摩托車仍然沒有完全報廢，而國Ⅲ排放階段仍然存在一定比例的化油器車，化油器車比例仍然最大（占73.6%）。

5）從污染控制裝置看，二次補氣、催化器、炭罐等污染控制裝置已經(jīng)廣泛用于摩托車污染控制，油箱蓋防丟失措施應用也較廣泛。

6）隨著人們生活水平的提高，用戶對噪聲、振動即摩托車的騎行舒適性要求越來越高，此外燃油經(jīng)濟性也是用戶較為關心的問題。