Ե՞րբ են բոլորը վարելու էլեկտրական մեքենաներ.

11 թվականի հունվարի 1914-ին «Նյու Յորք Թայմս»-ը հրապարակեց Հենրի Ֆորդի հետևյալ հայտարարությունը.

«Հուսով եմ, որ մեկ տարվա ընթացքում մենք կսկսենք էլեկտրական մեքենայի արտադրությունը։ Ես չեմ սիրում խոսել մեկ տարի առաջվա մասին, բայց ուզում եմ ձեզ մի բան պատմել իմ ծրագրերի մասին։ Փաստն այն է, որ պարոն Էդիսոնի հետ մի քանի տարի աշխատել ենք էժան և գործնական էլեկտրական մեքենաներ ստեղծելու վրա։ Դրանք պատրաստվել են որպես փորձ, և մենք գոհ ենք, որ հաջողության ուղին ակնհայտ է։ Էլեկտրական մեքենաների մարտահրավերը եղել է թեթև մարտկոց ստեղծելը, որը կարող է երկար հեռավորություններ անցնել առանց վերալիցքավորման։ Պարոն Էդիսոնը որոշ ժամանակ է՝ փորձարկումներ է անում նման մարտկոցի հետ»։

Բայց ինչ-որ բան սխալ գնաց...

Թոմաս Էդիսոնը Դետրոյթ Էլեկտրիկում

Այս հրապարակումը իմ նախորդ հոդվածի տրամաբանական շարունակությունն է։ «Լոգիստիկ ֆունկցիայի ուսումնասիրությունը որպես արդյունաբերության զարգացման օրենք»։

որտեղ պարամետր r ազդում է շուկայական մասնաբաժնի աճի տեմպի վրա, քանի որ այն գտնվում է ցուցիչի մեջ. որքան բարձր է այս գործակիցը, այնքան արագ նոր տեխնոլոգիան կնվաճի շուկան, այսինքն՝ ամեն տարի տեխնոլոգիան պետք է հետաքրքիր դառնա ավելի շատ մարդկանց համար՝ իր հարմարության շնորհիվ։ K նոր տեխնոլոգիայի աճի ներուժը նկարագրող գործակից, այսինքն՝ K-ի ցածր արժեքների դեպքում տեխնոլոգիան չի կարողանա գրավել ամբողջ շուկան, այլ կկարողանա վերադարձնել միայն այն շուկայի հատվածը, որտեղ այն ավելի հետաքրքիր կլինի, քան նախորդ տեխնոլոգիան։

Խնդրի ձևակերպումն է գտնել լոգիստիկ հավասարման համար անհրաժեշտ պարամետրերը, որոնք թույլ են տալիս կանխատեսել ուղևորատար էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների արդյունաբերության զարգացումը.

• «Զրոյական տարին» այն տարին է, երբ աշխարհում վաճառվող մարդատար մեքենաների կեսը կունենա էլեկտրական շարժիչ (P0=0,5, t=0):
• շուկայի մասնաբաժնի աճի տեմպը (r) էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներ։

Ենթադրենք, որ՝

• Էլեկտրական մեքենաները շուկայից ամբողջությամբ դուրս կմղեն ներքին այրման շարժիչով (ՄԿՇ) մեքենաները (K=1), քանի որ ես չեմ տեսնում որևէ առանձնահատկություն, որը թույլ կտա բաժանել ուղևորատար մեքենաների շուկան։

  Մոդելը կազմելիս հաշվի չի առնվել ծանր տրանսպորտային միջոցների և հատուկ սարքավորումների շուկան, քանի որ այս ոլորտում դեռևս էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների շուկա չկա։

• Մենք այժմ ապրում ենք «բացասական ժամանակի» մեջ (P(t)<0), և ֆունկցիայում մենք կօգտագործենք մեր ժամանակի համար նախատեսված «զրոյական տարվա» նկատմամբ շեղումը (t-t0):

Ուղևորատար ավտոմեքենաների վաճառքի ծավալների վիճակագրությունը վերցված է այստեղ.

Էլեկտրական մեքենաների վաճառքի ծավալի վերաբերյալ վիճակագրություն է վերցված այստեղ.

2012 թվականից առաջ էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների վերաբերյալ վիճակագրությունը շատ սակավ է և հաշվի չի առնվի ուսումնասիրության մեջ։

Արդյունքում մենք ունենք հետևյալ տվյալները.

Զրոյական տարին և շուկայի աճի տեմպը գտնելու ծրագիր

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math

x = np.linspace(2012, 2019, 8)
y1 = np.array([60936407, 63429200, 65708230, 66314155, 69464432, 70694834, 68690468,  64341693]) # кол-во произведенных легковых машин
y2 = np.array([52605, 97507, 320713, 550297, 777495, 1227117, 2018247,  1940147]) # кол-во произведенных легковых электромобилей
y = y2/y1 #доля электромобилей в общем производстве автомобилей

ymax=1 #первоначальное максимальное отклонение статистических данных от значений функции
Gmax=2025 #год для начало поиска "нулевого года"
rmax=0.35 #начальный коэффициент
k=1 #принят "1" из предпосылки, что электромобили полностью заменят легковые автомобили с ДВС
p0=0.5 # процент рынка в "нулевой год"
for j in range(10): # цикл перебора "нулевых годов"
    x0=2025+j
    r=0.35
    
    for i in range(10): # цикл перебора коэффициента в каждом "нулевом году"
            r=0.25+0.02*i
            y4=k*p0*math.e**(r*(x-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(x-x0))-1))-y 
           # print(str(x0).ljust(20), str(r).ljust(20), max(abs(y4))) 
            if max(abs(y4))<=ymax: # поиск минимального из максимальных отклонений внутри каждого года при каждом коэффициенте r
                ymax=max(abs(y4))
                Gmax=x0
                rmax=r
print(str(Gmax).ljust(20), str(rmax).ljust(20), ymax) # вывод "нулевого года", коэффициента r и максимального из отклонений от функции

Ծրագրի աշխատանքի արդյունքում ընտրվել են հետևյալ արժեքները.
Զրոյական տարին 2028 թվականն է։
Աճի տեմպը՝ 0.37

Վիճակագրական տվյալների առավելագույն շեղումը ֆունկցիայի արժեքից կազմում է 0.005255։

Ֆունկցիայի գրաֆիկը 2012-ից 2019 թվականների միջև ունի հետևյալ տեսքը՝

Մինչև 2050 թվականը կանխատեսման վերջնական գրաֆիկը հետևյալ տեսքն ունի.

Գրաֆիկը ցույց է տալիս ամբողջ շուկայի 99%-ի սահմանագիծը, այսինքն՝ մինչև 2040 թվականը էլեկտրական մեքենաները ամբողջությամբ կփոխարինեն ներքին այրման շարժիչով մեքենաներին։

Ֆունկցիաների գրաֆիկների գծագրման ծրագիր

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math

x = np.linspace(2012, 2019, 8)
y1 = np.array([60936407, 63429200, 65708230, 66314155, 69464432, 70694834, 68690468,  64341693])
y2 = np.array([52605, 97507, 320713, 550297, 777495, 1227117, 2018247,  1940147])
y = y2/y1

k=1
p0=0.5

x0=2028   
r=0.37 
y1=k*p0*math.e**(r*(x-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(x-x0))-1))
#Строим график функции на отрезке между 2012 и 2019 годами
fig, ax = plt.subplots(figsize=(30, 20), facecolor="#f5f5f5")
plt.grid()
ax.plot(x, y, 'o', color='tab:brown') 
ax.plot(x, y1)
#Строим график функции на отрезке между 2010 и 2050 годами
x = np.linspace(2010, 2050)
y2 = [k*p0*math.e**(r*(i-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(i-x0))-1)) for i in x]
y3 = 0.99+0*x
fig, ax = plt.subplots(figsize=(30, 20), facecolor="#f5f5f5") 
ax.set_xlim([2010, 2050])
ax.set_ylim([0, 1])
plt.grid()             
plt.plot(x, y2, x, y3)

Արդյունքները

Հետևելով նույն տրամաբանությանը, ինչ ներքին այրման շարժիչով մեքենաների զարգացման պատմությունը նկարագրելիս, ես փորձեցի կանխատեսել ուղևորատար էլեկտրական մեքենաների արդյունաբերության զարգացումը՝ հիմնվելով առկա վիճակագրական տվյալների վրա։

Ստացված արդյունքները ցույց են տալիս, որ մինչև 2030 թվականը աշխարհում վաճառվող մարդատար մեքենաների կեսը կունենա էլեկտրական շարժիչ, իսկ մինչև 2040 թվականը ներքին այրման շարժիչով մարդատար մեքենաները կլինեն անցյալի մաս։

Իհարկե, 2030 թվականից հետո որոշ մարդիկ դեռ կվարեն բենզինով աշխատող մեքենաներ, որոնք գնել են մինչև 2030 թվականը, բայց նրանք կիմանան, որ իրենց հաջորդ գնումը կլինի էլեկտրական մեքենա։
Էլեկտրական մեքենաների աճի տեմպը 4 անգամ ավելի բարձր է, քան ներքին այրման շարժիչով մեքենաների աճի տեմպը, ինչը վկայում է, որ նոր տեխնոլոգիաները ավելի ու ավելի են մտնում մեր կյանք՝ դառնալով մեր առօրյա կյանքի սովորական մասը (այստեղ հիշում ենք բջջային հեռախոսների մասին):

Առաջիկա տարիներին պետք է լուծվի այն խնդիրը, որը Էդիսոնը չկարողացավ լուծել՝ բավարար հզորությամբ մարտկոց, որը թույլ կտա մեծացնել լիցքավորման կայանների միջև հեռավորությունը։

Գոյություն ունեցող բենզալցակայանների ցանցին համարժեք լիցքավորման կայանների ցանց ստեղծելու համար անհրաժեշտ է արդիականացնել խոշոր քաղաքներում և մայրուղիների երկայնքով գոյություն ունեցող էլեկտրական ցանցերը։

Բացի այդ, էլեկտրական մեքենաների վաճառքի աճը կխոչընդոտվի՝ Ջևանսի պարադոքսը, սակայն դա նաև ազդեց նավթի վրա՝ ածխի պահանջարկի նվազման ֆոնին։

PS
Եթե ​​Էդիսոնը կարողանար լուծել իր առջև դրված խնդիրը, «նավթի դարաշրջանը» նույնիսկ չէր սկսվի...

Հարցմանը կարող են մասնակցել միայն գրանցված օգտվողները։ Մուտք գործել, խնդրում եմ:

Ե՞րբ են բոլորը վարելու էլեկտրական մեքենաներ.

• 9,5%Մինչև 2030 թվականը բոլորը կանցնեն էլեկտրական մեքենաների, ոչ թե միայն կեսը18

• 20,0%մինչև 2040 թվականը բոլորը անպայման կանցնեն էլեկտրական մեքենաների38

• 48,4%ոչ շուտ, քան 2050 թվականը

• 22,1%Էլեկտրական մեքենաները երբեք չեն փոխարինի բենզինային մեքենաներին42

Քվեարկել է 190 օգտատեր։ 37 օգտատեր ձեռնպահ է մնացել։

Source: www.habr.com