როდის მართავს ყველა ელექტრომობილებს?

11 წლის 1914 იანვარს, ჰენრი ფორდის განცხადება გამოჩნდა New York Times-ში:

„იმედი მაქვს, რომ ერთ წელიწადში ჩვენ დავიწყებთ ელექტრომობილის წარმოებას. არ მიყვარს მომავალ წელზე საუბარი, მაგრამ მინდა გითხრათ ჩემი გეგმების შესახებ. ფაქტია, რომ მე და ბატონი ედისონი რამდენიმე წელია ვმუშაობთ იაფი და პრაქტიკული ელექტრომობილების შექმნაზე. ისინი გაკეთდა როგორც ექსპერიმენტი და ჩვენ კმაყოფილი ვართ, რომ წარმატების გზა აშკარაა. ელექტრომობილების გამოწვევა აქამდე იყო მსუბუქი ბატარეის შექმნა, რომელსაც შეუძლია გრძელ დისტანციებზე მუშაობა გადატენვის გარეშე. მისტერ ედისონი გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ატარებდა ექსპერიმენტებს ასეთ ბატარეაზე“.

მაგრამ რაღაც არასწორედ მოხდა...

თომას ედისონი Detroit Electric-თან ერთად

ეს პუბლიკაცია ჩემი წინა სტატიის ლოგიკური გაგრძელებაა "ლოგისტიკის ფუნქციის შესწავლა, როგორც ინდუსტრიის განვითარების კანონი."

სად არის პარამეტრი r გავლენას ახდენს ბაზრის წილის ზრდის ტემპზე, ვინაიდან ის არის ექსპონენტი - რაც უფრო მაღალია ეს კოეფიციენტი, მით უფრო სწრაფად დაიპყრობს ბაზარს ახალი ტექნოლოგია, ე.ი. ყოველწლიურად ტექნოლოგია უფრო მეტი ადამიანისთვის უნდა გახდეს საინტერესო მისი მოხერხებულობის გამო. K კოეფიციენტი, რომელიც აღწერს ახალი ტექნოლოგიის ზრდის პოტენციალს, ე.ი. K-ის დაბალ მნიშვნელობებში ტექნოლოგია ვერ შეძლებს მთელი ბაზრის დაპყრობას, მაგრამ შეძლებს მხოლოდ ბაზრის სეგმენტის დაპყრობას, რომელშიც ის უფრო საინტერესო იქნება, ვიდრე წინა ტექნოლოგია.

პრობლემის განცხადება არის საჭირო პარამეტრების პოვნა ლოგისტიკური განტოლებისთვის, რომელიც საშუალებას გვაძლევს ვიწინასწარმეტყველოთ სამგზავრო ელექტრომობილების ინდუსტრიის განვითარება:

• „ნულოვანი წელი“ არის წელი, როდესაც მსოფლიოში გაყიდული მსუბუქი ავტომობილების ნახევარს ექნება ელექტროძრავა (P0=0,5, t=0);
• ბაზრის წილის ზრდის ტემპი (r) ელექტრომობილები.

ამ შემთხვევაში ვთქვათ:

• ელექტრომობილები მთლიანად ჩაანაცვლებს შიდაწვის ძრავებით (ICE) მანქანებს ბაზრიდან (K=1), რადგან მე ვერ ვხედავ მახასიათებელს, რომელიც საშუალებას მისცემს სამგზავრო მანქანების ბაზრის სეგმენტირებას.

  მოდელის შედგენისას მხედველობაში არ იქნა მიღებული მძიმე მანქანებისა და სპეციალური აღჭურვილობის ბაზარი და ამ ინდუსტრიაში ელექტრომობილების ბაზარი ჯერ კიდევ არ არის.

• ჩვენ ახლა ვცხოვრობთ „უარყოფით დროში“ (P(t)<0) და ფუნქციაში ჩვენ გამოვიყენებთ ოფსეტს „ნულოვანი წლის“ მიმართ ჩვენი დროისთვის (t-t0).

სამგზავრო მანქანების გაყიდვების მოცულობის სტატისტიკა აღებულია აქ.

ელექტრო მანქანების გაყიდვების სტატისტიკა აღებულია აქ.

2012 წლამდე ელექტრომობილების სტატისტიკა ძალიან მწირია და კვლევაში არ იქნება გათვალისწინებული.

შედეგად, ჩვენ გვაქვს შემდეგი მონაცემები:

პროგრამა ნულოვანი წლის და ბაზრის ზრდის ტემპის მოსაძებნად

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

პროგრამის შედეგად შეირჩა შემდეგი მნიშვნელობები:
ნულოვანი წელი 2028 წელია.
ზრდის კოეფიციენტი - 0.37

სტატისტიკური მონაცემების მაქსიმალური გადახრა ფუნქციის მნიშვნელობიდან არის 0.005255.

ფუნქციის გრაფიკი 2012-დან 2019 წლამდე ასე გამოიყურება:

საბოლოო გრაფიკი 2050 წლამდე პროგნოზით ასე გამოიყურება:

დიაგრამა გვიჩვენებს მთლიანი ბაზრის 99%-ს, ე.ი. 2040 წლისთვის ელექტრომობილები მთლიანად ჩაანაცვლებს მანქანებს შიდაწვის ძრავებით.

ფუნქციების გრაფიკული პროგრამა

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)

დასკვნები

იმავე ლოგიკით, როგორც შიდა წვის ძრავებით მანქანების განვითარების ისტორიის აღწერისას, ვცდილობდი გამომეთქვა სამგზავრო ელექტრო მანქანების ინდუსტრიის განვითარება არსებული სტატისტიკური მონაცემების საფუძველზე.

მიღებული შედეგები მიუთითებს იმაზე, რომ 2030 წლისთვის მსოფლიოში გაყიდული სამგზავრო მანქანების ნახევარს ელექტროძრავა ექნება, ხოლო 2040 წლისთვის შიდა წვის ძრავებით სამგზავრო მანქანები წარსულს ჩაბარდება.

რა თქმა უნდა, 2030 წლის შემდეგ, ზოგიერთი ადამიანი ატარებს ბენზინის მანქანებს, რომლებიც 2030 წლამდე იყიდეს, მაგრამ იცოდნენ, რომ მათი შემდეგი შეძენა ელექტრომობილი იქნება.
ელექტრომობილების ზრდის ტემპი 4-ჯერ აღემატება შიდაწვის ძრავების მქონე მანქანების ზრდის ტემპს, რაც იმაზე მეტყველებს, რომ ახალი ტექნოლოგიები უფრო და უფრო სწრაფად შემოდის ჩვენს ცხოვრებაში და ხდება ჩვენი ყოველდღიური ცხოვრების ბანალური ნაწილი (აქ გვახსოვს მობილური ტელეფონები) .

უახლოეს წლებში უნდა მოგვარდეს პრობლემა, რომლის გადაჭრაც ედისონმა ვერ შეძლო - საკმარისად ტევადი ბატარეა, რომელიც საშუალებას მისცემს დატენვის სადგურებს შორის უფრო დიდ მანძილს.

ბენზინგასამართი სადგურების არსებული ქსელის ეკვივალენტური დამტენი სადგურების ქსელის შესაქმნელად საჭიროა დიდ ქალაქებში და მაგისტრალებზე არსებული ელექტრო ქსელების მოდერნიზაცია.

ასევე, შეფერხდება ელექტრომობილების გაყიდვების ზრდა ჯევანსის პარადოქსი, მაგრამ მან ასევე შეაფერხა ნავთობი ნახშირზე მოთხოვნის შემცირების ფონზე.

PS
ედისონს რომ შეეძლება მისთვის დაკისრებული პრობლემის გადაჭრა, მაშინ "ნავთობის ხანა" არც დაწყებული იქნებოდა...

გამოკითხვაში მონაწილეობა შეუძლიათ მხოლოდ დარეგისტრირებულ მომხმარებლებს. Შებრძანდითგთხოვთ

როდის მართავს ყველა ელექტრომობილებს?

• 9,5%2030 წლისთვის ყველა ელექტრომობილებზე გადავა და არა ნახევარ18

• 20,0%2040 წლისთვის ყველა აუცილებლად გადავა ელექტრომობილებზე38

• 48,4%არა უადრეს 2050 წ

• 22,1%ელექტრომობილი არასოდეს ჩაანაცვლებს ბენზინის მანქანას42

მისცა ხმა 190 მომხმარებელმა. 37-მა მომხმარებელმა თავი შეიკავა.

წყარო: www.habr.com