鮑海曦

（長安大學，陜西 西安 710064）

引言

我國經濟持續(xù)快速發(fā)展，能源消耗已經位居世界第一位。能源短缺和環(huán)境惡化成為了我國經濟發(fā)展的阻礙。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，我國連續(xù)頒布了《環(huán)境保護法》、《節(jié)約能源法》和《可再生能源法》。我國明確了節(jié)能減排目標：到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放量要做到比 2005年下降40%～45%，確立了我國中長期節(jié)能減排的工作目標。石油是世界五大一次能源中消費量最大的能源，交通運輸是石油消耗的重要載體和主要行業(yè)。近年來我國汽車保有量急速增長，年產銷量均突破2800萬輛。截止到2016年底，我國民用汽車保有量已經多達1.9億輛，增長12.8%[1]。到2020年，我國汽車保有量將超過 2億輛。與此用時，石油消費總量也將達到 4.5～6.1億噸，其中機動車消耗的石油總量將達到60%。

CO2、SF6、CH4、N2O、HFCS、PFCS 都屬于受管制的（即被國際標準關注的）溫室氣體[2]。CO2是溫室氣體最重要的組分，其過度排放是造成氣候變化和全球變暖的根本原因。《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》給出了溫室氣體的估算方法及各種燃料的碳排放系數。人們通過統(tǒng)計道路交通運輸行業(yè)中各種能源（燃料）的總的消耗量，進而可以得到總的碳排放量，最終得到碳排放清單[2]。因此，能耗統(tǒng)計是計算交通運輸行業(yè)碳排放量、制定碳排放清單的重要基礎支撐。經國家統(tǒng)計局批準，交通運輸部在2010年制定了“交通運輸能耗統(tǒng)計監(jiān)測報表制度”，并在一些省份城市進行了試點工作。

1 客車油耗統(tǒng)計檢驗方法

本研究主要考慮以柴油機為動力源的道路客車。車輛實際油耗受到多種因素的顯著影響?？蛙嚢俟镉秃牡挠绊懸蛩刂饕校航煌l件因素（平均車速、怠速停車時間、交通擁堵狀況、頻繁起停次數等）、地理環(huán)境因素（如坡度、路面類型等路況條件）、駕駛人因素（駕駛習慣，如行駛中的檔位選擇、換檔點的選擇、油門的劇烈程度、車速的高低等）、氣候因素（風速、雨雪天氣等）、使用因素（空調等）、車輛條件因素（車齡等）[3-14]。

1.1 客車標準單耗的確定方法

客車一般以整車長度進行分類。本文收集各長度客車產品公告公布的油耗，形成新車公告油耗“大數據”；利用不同回歸模型建立客車標準單耗隨客車長度的擬合規(guī)律，計算不同特征客車長度的標準單耗?？蛙嚇藴拾俟飭魏挠糜跈z驗數據上下限的有效性。

1.2 客車油耗有效性數據下限的確定方法

確定客車油耗有效性數據范圍（上下限值）是本研究的主要內容。限值的確定方法應該符合科學、實用、簡明等原則。一般來說車輛油耗隨著使用年限的增加而增加，公告的百公里油耗較低。對采集的公告新車油耗“大數據”，研究各特征質量下新車公告油耗分布規(guī)律，能耗出現(xiàn)頻次與總樣本數比值＜5%約束下的最高百公里油耗為該長度客車有效性數據下限。

1.3 營運貨車油耗統(tǒng)計數據有效性閾值上限的確定方法

研究各特征長度下客車標準油耗的分布特性，并確定各特征長度客車實際油耗的閾值范圍，為能耗數據填報提供數據有效性檢驗，為能耗統(tǒng)計監(jiān)測工作提供技術支持?？蛙囂卣鏖L度分別為6m、7m、8m、9m、10m、11m、12m。

表1 客車能耗統(tǒng)計數據校驗閾值下限確定方法

制定確定閾值上限的方法與約束條件的依據如下：1）邏輯層 1，車齡越長，車齡技術條件越差，油耗越高，越接近閾值上限；2）邏輯層2，運輸公司統(tǒng)計油耗里程達60000公里以上的，車輛運行2萬公里后磨合完畢且技術狀態(tài)穩(wěn)定，進入邏輯層 3-1，實驗員只需在當前車齡下（車輛技術條件相對最差）實測能耗 1次，否則進入邏輯層 3-2，實驗員在當前車齡下實測能耗2次，且為保障數據有效性，累計測試里程至少在1000公里以上。

表2 客車能耗統(tǒng)計數據校驗閾值上限確定方法

2 客車油耗隨長度的擬合規(guī)律及標準單耗的確定

本文收集了6302個客車公告綜合工況油耗數據，擬從大數據角度進行油耗隨客車長度的回歸分析，提高擬合規(guī)律可靠性。分別用對數回歸、乘冪回歸、指數回歸和多項式回歸進行分析，結果如圖1所示。

圖1 不同回歸方法客車油耗與長度擬合規(guī)律及可靠性

表3為全批次客車單耗擬合規(guī)律R平方值及擬合規(guī)律可靠性?？梢钥闯觯S回歸階數的增加，多項式回歸R平方值逐漸增加，但是最高為0.8081。在所有回歸分析中，對數回歸R平方值最低，但其可靠性為好；乘冪回歸R平方值最高，可靠性為好。因此，選擇乘冪回歸作為客車單耗擬合方程。全批次客車長度各異，選擇乘冪回歸計算其標準單耗值，作為特征長度客車單耗的確定參考依據，計算結果如表4所示。

表3 全批次客車單耗擬合規(guī)律R平方值及擬合規(guī)律可靠性

表4 特征長度客車標準單耗值

3 特征長度客車油耗數據有效性限值

本文僅以6米客車數據作為例子，研究得到其油耗數據有效性上下限值，其它長度客車限值確定方法類似。因此，在本文中，其它長度客車直接給出上下限值的數據列表結果。

3.1 6米柴油客車公告油耗分布特性及數據有效性下限

圖2 6米客車油耗分布情況

圖3 12米客車油耗分布情況

圖2和圖3分別為6米、12米客車綜合工況油耗分布與等速工況油耗分布，下文以6米客車舉例說明?？梢钥闯觯喊俟镉秃?0.5L/100km出現(xiàn)101次，為最大頻次。標準油耗（新車公告綜合工況油耗）實際范圍為7.4L/100km—14.2 L/100km，測試車輛共計675輛，最低油耗為7.4L/100km，最高油耗為14.2L/100km。百公里油耗小于等于9.3L/100km的車輛共30輛，占總樣本數的4.44%，分別是：7.4L/100km的1輛、8.5L/100km的1輛、8.9L/100km的3輛、9L/100km的5輛、9.1L/100km的5輛、9.2L/100km的6輛、9.3L/100km的9輛。百公里油耗小于9L/100km的車輛共5輛，占總樣本數的0.74%，分別是：7.4L/100km的1輛、8.5L/100km的1輛、8.9L/100km的3輛。7.4L/100km和8.5L/100km各1輛，可以看做測試誤差。百公里油耗小于等于9.3L/100km的視為無效數據，閾值下限為9.4L/100km，理由如下：第一，實際道路條件油耗必然高于標準油耗；第二，7.4L/100km和8.5L/100km頻次低且油耗范圍過大。因此，閾值下限為9.4L/100km。

3.2 6米柴油客車數據有效性上限

6米柴油客車數據有效性下限是依據公告新車油耗，通過一定的邏輯依據計算得到?？蛙嚨挠猛緩V泛，既有城市公交，又有城際或長途客運。因此，上限的確定需要依據公交、客運兩方面來確定道路實驗設計，得到兩個基于用途分類的客車數據有效性上限。

表5 6米客車實際道路油耗實驗結果

表5為6米客車實際道路油耗實驗結果。第一，針對道路客運車輛，華夏AC6608KJZ營運5年，公司有油耗記錄（178850公里從新車開始計算，共計消耗柴油 22916L，百公里油耗12.81L/100km，油耗低的原因可能是初期車輛技術條件好，車況、道路條件好），實驗員跟車 178km，實測油耗1次，百公里油耗為16.29L/100km；合客HK6600K1營運6年，公司沒有油耗記錄，實驗員跟車3300km，實測油耗2次，479公里測試條件為山區(qū)路線（考慮道路條件對油耗影響，坡度阻力大），夏天全程空調（考慮空調負載），百公里油耗為 18.58L/100km，3300 km的百公里油耗為 16.94L/100km，所屬類型為道路客運，因此，6米柴油客車（道路客運）能耗統(tǒng)計數據校驗有效性閾值為 8.8，范圍為{9.4L,18.2L}；第二，針對公交車輛，城市交通擁堵是造成公交車輛能耗較高的主要原因，安通CHG6602EKB1營運6年，公司有油耗記錄（23679公里，共計消耗柴油 4339L，百公里油耗18.32L/100km，油耗明顯高于6米道路客運車輛，主要原因是交通擁堵造成起停次數頻繁、車速低），實驗員跟車178km，實測油耗1次，夏天全程空調（考慮空調負載），百公里油耗為 19.07L/100km，所屬類型為城市公交，因此，6米柴油客車（城市公交）能耗統(tǒng)計數據校驗有效性閾值為9.7，范圍為{9.4L，19.1L}。還可以看出，對公交車輛，城市交通工況對油耗的影響顯著性明顯高于車齡等其它因素。

其它車型均采用此種方法，計算結果如表6所示。

表6 道路客運與公交客車標準單耗、數據有效性限值及閾值范圍

4 結論

能耗統(tǒng)計是道路交通運輸行業(yè)的基礎性工作，對實現(xiàn)綠色交通發(fā)展具有重大意義?？蛙囉秃慕y(tǒng)計是交通運輸業(yè)能耗統(tǒng)計的重要組成之一。檢驗道路運輸企業(yè)客車實際油耗填報數據的有效性是一項較為困難的工作。本文以新車公告油耗大數據為基礎，采用不同回歸方法得到了百公里油耗隨客車長度的擬合規(guī)律，其中乘冪回歸擬合規(guī)律具有較好的可靠性；依據乘冪回歸擬合方程，計算并得到不同客車長度對應的標準單耗值。

以出現(xiàn)頻次與總樣本數比值＜5%條件下的最高油耗為該特征長度客車油耗統(tǒng)計數據有效性的下限。選擇達到特定年限及行駛里程的車輛，在特定測試條件下，對比實測油耗與公司記錄油耗單耗，取最大值作為閾值上限。6米客車的標準單耗為11.05L/100km；6米客車（公交）閾值范圍分別為9.4 L/100km～19.1 L/100km，6米客車（客運）閾值范圍分別為9.4 L/100km ～ 18.2 L/1zz00km。與6米客車方法類似，可以得到各個特征長度客車兩種用途車輛的有效性閾值范圍。企業(yè)填報數據折算百公里油耗在對應特征長度客車油耗統(tǒng)計有效性上下限范圍內的為有效填報數據，否則為無效數據。本文研究結果對客車油耗統(tǒng)計數據有效性檢驗、交通運輸節(jié)能減排具有重要意義。

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