Kailan magdadala ng mga de-kuryenteng sasakyan ang lahat?

Noong Enero 11, 1914, inilathala ni Henry Ford ang sumusunod na pahayag sa The New York Times:

"Umaasa ako na sa loob ng isang taon ay sisimulan na namin ang paggawa ng isang de-kuryenteng sasakyan. Hindi ko gustong pag-usapan ang mga bagay sa isang taon nang maaga, ngunit gusto kong sabihin sa iyo ang ilang bagay tungkol sa aking mga plano. Si Mr. Edison at ako ay nagtatrabaho nang ilang taon sa paglikha ng mura at praktikal na mga de-koryenteng sasakyan. Ginawa ang mga ito bilang isang eksperimento, at nasiyahan kami na malinaw ang landas patungo sa tagumpay. Ang problema sa mga de-koryenteng sasakyan ay maaaring gumana nang lampas sa bigat hanggang ngayon. Matagal nang nag-eeksperimento si Mr. Edison sa ganoong baterya."

Pero may nangyaring mali...

Thomas Edison na may Detroit Electric na kotse

Ang publikasyong ito ay isang lohikal na pagpapatuloy ng aking nakaraang artikulo. "Research ng logistic function bilang isang batas ng pag-unlad ng industriya."

nasaan ang parameter r nakakaimpluwensya sa rate ng paglago ng market share, dahil isa itong exponent—mas mataas ang coefficient na ito, mas mabilis na sasakupin ng bagong teknolohiya ang merkado, ibig sabihin, bawat taon ay dapat maging interesante ang teknolohiya sa mas maraming tao dahil sa kaginhawahan nito. K isang koepisyent na naglalarawan sa potensyal na paglago ng isang bagong teknolohiya, ibig sabihin, sa mababang halaga ng K, ang teknolohiya ay hindi magagawang makuha ang buong merkado, ngunit magagawa lamang na manalo sa isang segment ng merkado kung saan ito ay magiging mas kawili-wili kaysa sa nakaraang teknolohiya.

Ang pahayag ng problema ay upang mahanap ang mga kinakailangang parameter para sa isang logistic equation na nagpapahintulot sa amin na hulaan ang pag-unlad ng industriya ng electric passenger car:

• Ang "Year zero" ay ang taon kung saan kalahati ng mga pampasaherong sasakyan na ibinebenta sa mundo ay magkakaroon ng de-kuryenteng motor (P0=0,5, t=0);
• rate ng paglago ng bahagi sa merkado (r) mga de-kuryenteng sasakyan.

Sa kasong ito, ipagpalagay natin:

• Ganap na aalisin ng mga de-koryenteng sasakyan ang mga sasakyang may internal combustion engine (ICE) mula sa merkado (K=1), dahil wala akong nakikitang feature na magbibigay-daan sa pagse-segment ng market ng pampasaherong sasakyan.

  Ang merkado para sa mga mabibigat na sasakyan at mga espesyal na kagamitan ay hindi isinasaalang-alang kapag pinagsama-sama ang modelo, dahil wala pang merkado para sa mga de-koryenteng sasakyan sa loob ng industriyang ito.

• nabubuhay na tayo ngayon sa "negative time" (P(t)<0) at sa function ay gagamitin natin ang offset relative sa "zero year" para sa ating oras (t-t0).

Kinukuha ang istatistikal na data sa dami ng benta ng pampasaherong sasakyan dito.

Ang mga istatistika sa dami ng benta ng de-koryenteng sasakyan ay kinuha mula sa dito.

Ang mga istatistika sa mga de-kuryenteng sasakyan bago ang 2012 ay napakakaunting at hindi isasaalang-alang sa pag-aaral.

Bilang resulta, mayroon kaming sumusunod na data:

Isang programa upang mahanap ang Year Zero at ang rate ng paglago ng merkado

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

Bilang resulta ng gawain ng programa, ang mga sumusunod na halaga ay napili:
Ang taong zero ay 2028.
Rate ng paglago: 0.37

Ang maximum deviation ng statistical data mula sa function value ay 0.005255.

Ang graph ng function para sa panahon sa pagitan ng 2012 at 2019 ay ganito ang hitsura:

Ang huling graph na may forecast hanggang 2050 ay ganito ang hitsura:

Ang graph ay nagpapakita ng cutoff ng 99% ng buong market, ibig sabihin, pagsapit ng 2040, ganap na papalitan ng mga de-koryenteng sasakyan ang mga sasakyan ng mga internal combustion engine.

Function graphing program

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)

Natuklasan

Kasunod ng parehong lohika tulad ng kapag naglalarawan sa kasaysayan ng pag-unlad ng mga kotse na may mga panloob na combustion engine, sinubukan kong hulaan ang pag-unlad ng industriya ng electric passenger car batay sa magagamit na data ng istatistika.

Ang mga resulta na nakuha ay nagpapahiwatig na sa pamamagitan ng 2030, kalahati ng mga pampasaherong sasakyan na ibinebenta sa mundo ay magkakaroon ng de-koryenteng motor, at sa 2040, ang mga pampasaherong sasakyan na may panloob na mga makina ng pagkasunog ay magiging isang bagay ng nakaraan.

Siyempre, pagkatapos ng 2030, may mga taong magmamaneho pa rin ng mga gasoline na sasakyan na binili nila bago ang 2030, ngunit malalaman nila na ang susunod nilang bibilhin ay isang electric car.
Ang rate ng paglago para sa mga de-koryenteng sasakyan ay apat na beses na mas mataas kaysa sa rate ng paglago para sa panloob na combustion engine na mga sasakyan, na nagpapahiwatig na ang mga bagong teknolohiya ay mabilis na pumapasok sa ating buhay, na nagiging karaniwang bahagi ng ating pang-araw-araw na buhay (tandaan ang mga mobile phone dito).

Sa mga darating na taon, dapat malutas ang problemang hindi malulutas ni Edison: isang baterya na may sapat na kapasidad na magbibigay-daan para sa mas mataas na hanay sa pagitan ng mga istasyon ng pagsingil.

Upang lumikha ng isang network ng istasyon ng singilin na katumbas ng umiiral na network ng mga istasyon ng gasolina, kinakailangan na gawing moderno ang mga umiiral na network ng kuryente sa malalaking lungsod at sa mga highway.

Gayundin, mapipigilan ang paglaki ng mga benta ng de-kuryenteng sasakyan Kabalintunaan ng mga Jevan, ngunit tumitimbang din ito sa langis sa gitna ng pagbaba ng demand para sa karbon.

PS
Kung nagawang lutasin ni Edison ang problemang itinakda sa kanyang harapan, hindi na sana magsisimula ang "panahon ng langis"...

Ang mga rehistradong user lamang ang maaaring lumahok sa survey. Mag-sign in, pakiusap

Kailan magdadala ng mga de-kuryenteng sasakyan ang lahat?

• 9,5%Sa 2030, lahat ay lilipat sa mga de-kuryenteng sasakyan, hindi lamang kalahati.

• 20,0%Sa 2040, lahat ay tiyak na lilipat sa mga de-kuryenteng sasakyan.

• 48,4%hindi mas maaga kaysa sa 205092

• 22,1%Ang isang de-kuryenteng sasakyan ay hindi kailanman papalitan ng isang gasolinang kotse.

190 user ang bumoto. 37 na user ang umiwas.

Pinagmulan: www.habr.com