基于Kano模型的多類車輛智能共享充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

摘要：多類車輛智能共享充電系統(tǒng)的研究勢(shì)在必行，應(yīng)合理設(shè)計(jì)并與不同的運(yùn)營(yíng)模式適配。文章基于Kano模型，結(jié)合問卷調(diào)查分析用戶的需求并將其歸為三類，從動(dòng)態(tài)發(fā)展的視角出發(fā)，將用戶需求和企業(yè)運(yùn)營(yíng)相結(jié)合，對(duì)多類車輛智能共享充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)展開探討。

關(guān)鍵詞：Kano模型；多類車輛；智能共享；充電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM910.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2023）02-00-03

據(jù)公安部統(tǒng)計(jì)，2021年前三季度全國(guó)新注冊(cè)登記新能源汽車187.1萬輛，同比增加119.9萬輛，增長(zhǎng)178.49%，目前保有量達(dá)678萬輛，其中純電動(dòng)汽車保有量552萬輛。雖然全國(guó)各地積極推進(jìn)充電樁系統(tǒng)搭建工作，但是電動(dòng)汽車充電難的問題仍非常突出。2021年5月以來，我國(guó)多個(gè)城市已出臺(tái)地方性規(guī)定，進(jìn)一步限制電動(dòng)自行車在樓道、室內(nèi)充電，正在加快建設(shè)室外集中充電設(shè)施。中國(guó)城市電動(dòng)車輛的充電需求巨大，因此開展適應(yīng)多類車輛且能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整的智能共享充電系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)意義。

很多學(xué)者從不同的角度進(jìn)行了研究，如基于物聯(lián)網(wǎng)的電動(dòng)車智能充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)［1］和城市景觀設(shè)計(jì)［2］，對(duì)共享經(jīng)濟(jì)下的共享汽車系統(tǒng)進(jìn)行分析［3］，再如從運(yùn)營(yíng)角度對(duì)第三方組織管理模式進(jìn)行探討［4］，以及對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)充電樁共享平臺(tái)進(jìn)行討論［5］。但從實(shí)踐角度看，設(shè)計(jì)應(yīng)緊密結(jié)合用戶需求和企業(yè)未來的發(fā)展方向，安放地點(diǎn)和運(yùn)營(yíng)模式應(yīng)同步設(shè)計(jì)和系統(tǒng)優(yōu)化。

1 研究方法

本文將用戶需求和企業(yè)運(yùn)營(yíng)相結(jié)合，以動(dòng)態(tài)發(fā)展的視角從系統(tǒng)功能、安放地點(diǎn)和運(yùn)營(yíng)模式三方面出發(fā)展開同步設(shè)計(jì)，其中用戶需求是基礎(chǔ)。用戶需求的研究方法很多，Kano模型是較為成熟的一種，其是東京理工大學(xué)教授狩野紀(jì)昭（Noriaki Kano）發(fā)明的對(duì)用戶需求進(jìn)行分析、分類和需求優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序的模型。Kano模型受赫茲伯格的雙因素理論啟發(fā)誕生，可將用戶需求分為興奮型、期望型、無差異、基本型和反向型五種屬性。但從簡(jiǎn)易實(shí)用的角度主要可分為以下三種屬性：一是Basic needs（必備屬性），這類需求屬于最基礎(chǔ)、最基本的需求，其特點(diǎn)是如果沒有，肯定不行，如沒有用戶會(huì)選擇走時(shí)不準(zhǔn)的手表；二是Performance needs（期望屬性），這類需求對(duì)用戶來說提供得越多越好，其特點(diǎn)是多多益善；三是Delighters（魅力屬性），這類需求屬于讓用戶眼前一亮的意外之喜。

1.1 問題設(shè)計(jì)方法

從實(shí)際情況來看，電動(dòng)車輛主要有新能源汽車、電動(dòng)自行車和電動(dòng)三輪車三類，其中電動(dòng)三輪車較少，并且充電系統(tǒng)和電動(dòng)自行車差別不大，因此主要研究前兩者。但是新能源汽車和電動(dòng)自行車的用戶不同，需求差異也較大。因此，基于上述思路分別設(shè)計(jì)了問卷，具體變量、相應(yīng)含義和賦值見表1和表2。

1.2 問題歸類方法

傳統(tǒng)的Kano模型可將問題歸為三種屬性，其分析和計(jì)算過程比較復(fù)雜，因此本文采用最簡(jiǎn)單的方法，即主要考查各變量的均值和方差，分別處理上述兩類問題。

對(duì)于需求強(qiáng)烈程度類型的問題，均值越大說明這方面的需求越強(qiáng)烈?；谀Ｐ偷幕驹砑氨疚牡脑O(shè)計(jì)不難得到三種屬性以及與均值方差的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

第一種屬性（必備屬性）是最基礎(chǔ)、最基本的需求，表現(xiàn)為均值大且方差小，說明需求強(qiáng)烈且意愿集中，如果發(fā)現(xiàn)該需求則有助于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

第二種屬性（期望屬性）可分為兩種情況：一是需求均值大但方差大，這說明用戶意愿存在差異，設(shè)計(jì)上應(yīng)盡可能去滿足，因?yàn)檫@能占領(lǐng)多半市場(chǎng)；二是需求中等，無論方差大小，從設(shè)計(jì)的角度看，都應(yīng)盡量提供這樣的功能或服務(wù)。

第三種屬性（魅力屬性）主要表現(xiàn)為需求小但方差大，這說明存在一定比例的中高需求群體，通常表現(xiàn)為有的人暫時(shí)沒有這方面需求，但未來可能會(huì)有。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量考慮。

另外，對(duì)于需求均值小且方差小的，則不考慮此需求，不歸入上述三種屬性中。

對(duì)于服務(wù)方式傾向類型的問題，經(jīng)過前期預(yù)研，問題本身均應(yīng)考慮，但具體采用哪種方式則看均值，更接近哪個(gè)值就說明對(duì)哪種服務(wù)的傾向性強(qiáng)。此時(shí)，如果方差小，說明傾向性集中，可歸為第一種必備屬性，即必須滿足；如果方差大，則說明這種需求不太集中，可歸為第二種期望屬性，即盡量或優(yōu)先采用這種方式滿足用戶。

2 數(shù)據(jù)分析

本文采用線下線上相結(jié)合的方式，分別對(duì)新能源汽車和電動(dòng)自行車進(jìn)行了調(diào)研，線上主要通過問卷星以及微信、QQ等平臺(tái)進(jìn)行，線下則隨機(jī)邀請(qǐng)不同性別、年齡、學(xué)歷、地域、職業(yè)的人填寫。本次收回新能源汽車和電動(dòng)自行車的有效問卷分別為256份和301份，取樣足夠度的KMO度量值分別為0.756和0.777，Bartlett球形度的顯著性均為0.000，說明樣本適合做研究。

根據(jù)前文原理，將問題歸類，可以得出以下結(jié)論：一是新能源汽車和電動(dòng)自行車都存在較大的再充電需求，潛在市場(chǎng)巨大，但在具體的服務(wù)位置方面存在較大差異；二是新能源汽車共享電池的運(yùn)營(yíng)模式是有市場(chǎng)空間的，但電動(dòng)自行車對(duì)專用車位的需求不大；三是如果開發(fā)智能導(dǎo)航到附近充電網(wǎng)點(diǎn)的APP，能夠滿足較大的潛在需求，對(duì)新能源汽車更是如此；四是總體來看，在服務(wù)方式、充電時(shí)間和收費(fèi)等方面，用戶的意見相對(duì)集中，這對(duì)后續(xù)運(yùn)營(yíng)是有利的。但新能源汽車的充電時(shí)間預(yù)期有一定差異，這可能與車型不同有關(guān)；電動(dòng)自行車的服務(wù)方式也有較大差異，這可能與小區(qū)以及用戶的實(shí)際情況不同有關(guān)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

多類車輛智能共享的充電系統(tǒng)由幾個(gè)子系統(tǒng)組成，整體采用可拼裝拆卸的模塊化設(shè)計(jì)理念。這樣可以靈活適應(yīng)不同的服務(wù)場(chǎng)合，并且可以隨后續(xù)市場(chǎng)情況和運(yùn)營(yíng)模式的改變而動(dòng)態(tài)調(diào)整，調(diào)整時(shí)無須再進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè)，并且各模塊的通用性強(qiáng)，從而降低總成本，提高效率和服務(wù)水平。

3.1 布局和功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)布局如圖1所示，整體充電復(fù)合系統(tǒng)由總控布線子系統(tǒng)1進(jìn)行總體控制，與其他子系統(tǒng)交流能量和信息。具體來說，可以通過第一通用轉(zhuǎn)接器2連接充電子系統(tǒng)（圖中給出了4個(gè)區(qū)域），各充電子系統(tǒng)設(shè)有第二通用轉(zhuǎn)接器3用于靈活配置以下子系統(tǒng)：電動(dòng)自行車充電子系統(tǒng)4、新能源汽車充電子系統(tǒng)5或者電池快捷更換子系統(tǒng)6。

新能源汽車充電子系統(tǒng)5設(shè)有充電樁，選配快速充電和正常充電兩種模式并一鍵式操作，配有標(biāo)準(zhǔn)停車位，可遠(yuǎn)程布線至專用停車位，如私家車停車位（其他充電子系統(tǒng)均如此）。電動(dòng)自行車充電子系統(tǒng)4設(shè)有電源插頭（用于自帶充電器），選配成熟的適應(yīng)多種電池的轉(zhuǎn)接頭，并配有停車位，其長(zhǎng)度約為汽車車位的寬度，其寬度適宜即可，從而形成圖1中的橫格狀，如果給電動(dòng)三輪車充電則占兩個(gè)車位，但只用一個(gè)充電接口，無須另行設(shè)計(jì)，因此該設(shè)計(jì)可結(jié)合場(chǎng)地特征和市場(chǎng)需求進(jìn)行橫向和豎向的靈活安排。電池快捷更換子系統(tǒng)6則需要相對(duì)專用的場(chǎng)地，可同時(shí)對(duì)多個(gè)電池充電并存儲(chǔ)。

系統(tǒng)主要功能的目的是實(shí)現(xiàn)智能化?？偪啬K設(shè)在總控布線子系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)和各充電子系統(tǒng)交互：電池電量、預(yù)計(jì)充電時(shí)間、充電者身份等信息，可動(dòng)態(tài)計(jì)算出費(fèi)用。根據(jù)情況可采用兩種運(yùn)營(yíng)服務(wù)模式：一是現(xiàn)場(chǎng)模式，如支持IC卡收費(fèi)并提供憑條以及自助服務(wù)等；二是遠(yuǎn)程模式，此時(shí)總控模塊和GPS模塊對(duì)接，然后對(duì)接到智能導(dǎo)航APP，同樣可以解決身份識(shí)別和收費(fèi)等問題，并可根據(jù)不同充電網(wǎng)點(diǎn)的剩余充電位，采用優(yōu)化算法推薦或直接導(dǎo)航到最快或最近的充電地點(diǎn)，并推薦最合理的停車位，從而為消費(fèi)者提供便利，提高效率。

3.2 選址及功能配置

大多數(shù)用戶傾向于在小區(qū)或其他停車場(chǎng)充電，因此改造現(xiàn)有停車場(chǎng)十分必要且前景較好。對(duì)于具體的功能模塊，目前的技術(shù)已趨成熟，但應(yīng)按需設(shè)在不同位置。由于本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，因此可以滿足不同的充電需求，特別是可以將能源和信號(hào)傳輸線放長(zhǎng)，從而統(tǒng)一管理較為分散的停放充電區(qū)域。

3.3 運(yùn)作與盈利方式

無論是新能源汽車還是電動(dòng)自行車，用戶都高度關(guān)注價(jià)格問題，并且更愿意選擇價(jià)格低的類型，收費(fèi)方式則集中于購(gòu)買計(jì)次優(yōu)惠卡、包月，可采用會(huì)員制，用IC卡或APP實(shí)現(xiàn)管理和收費(fèi)。此外，這種方式也能很好地促進(jìn)電池共享，車停到推薦的地點(diǎn)，直接更換充滿電的電池就走。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際情況，按次收費(fèi)仍然是必要但非主要的基本業(yè)務(wù)方式。無論如何，系統(tǒng)的整體運(yùn)營(yíng)成本減少后，每一位用戶的充電費(fèi)用也會(huì)降低，從而形成更大的規(guī)模效應(yīng)并進(jìn)一步降低成本，形成良性循環(huán)。

4 結(jié)語

在新能源技術(shù)飛速發(fā)展的大背景下，為祖國(guó)積極建設(shè)新能源交通工具勢(shì)在必行，這既是新能源技術(shù)發(fā)展的前驅(qū)力量，又能解決新能源基礎(chǔ)設(shè)施的占地問題。此外，通過問卷調(diào)查的方式，本文明確了大眾對(duì)充電樁的建設(shè)確實(shí)存在實(shí)際需求，特別在亟待改造的老舊小區(qū)。因此，設(shè)計(jì)多類車輛智能共享充電系統(tǒng)是有開發(fā)潛力的。

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作者簡(jiǎn)介：張薇（2002—），女，江蘇南京人，本科在讀，研究方向：新能源車輛管理信息系統(tǒng)。