基于公示油耗的乘用車(chē)實(shí)際油耗及其用戶(hù)滿(mǎn)意度預(yù)測(cè)

周亞慶++周斌

摘 要：中國(guó)于2010年建立了輕型汽車(chē)燃料消耗量公示制度。目前面臨的問(wèn)題是用戶(hù)的實(shí)際油耗普遍要比公示油耗高很多，且油耗與用戶(hù)滿(mǎn)意度之間的關(guān)系并不明確。對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，公示油耗與用戶(hù)實(shí)際油耗的平均值之間存在近似的線性關(guān)系，其影響因素包括變速器類(lèi)型、制造商等；用戶(hù)油耗滿(mǎn)意度與實(shí)際油耗及車(chē)輛功率成近似線性關(guān)系，其影響因素還包括車(chē)型級(jí)別、變速器類(lèi)型、汽車(chē)的排量等。根據(jù)以上規(guī)律，可以由車(chē)輛的公示油耗對(duì)用戶(hù)的實(shí)際油耗及用戶(hù)滿(mǎn)意度做出預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：乘用車(chē)；油耗； 用戶(hù)滿(mǎn)意度；統(tǒng)計(jì)分析；預(yù)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：U461.8文獻(xiàn)標(biāo)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文獻(xiàn)標(biāo)DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2015.05.11

燃油經(jīng)濟(jì)性是影響用戶(hù)對(duì)乘用車(chē)滿(mǎn)意度評(píng)價(jià)的一個(gè)重要因素。我國(guó)于2010年建立了輕型汽車(chē)燃料消耗量公示制度。除了在工信部網(wǎng)站公示外，車(chē)企必須在車(chē)輛出廠前在車(chē)身上粘貼實(shí)際油耗標(biāo)識(shí)，標(biāo)明城區(qū)工況、城郊工況和綜合工況下的油耗，以方便消費(fèi)者辨識(shí)油耗或節(jié)能效果。截止至2010年9月，工信部網(wǎng)站已經(jīng)對(duì)100多家汽車(chē)制造商近萬(wàn)種車(chē)型進(jìn)行了公示，并每月對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新[1]。公示油耗通過(guò)型式試驗(yàn)得到。我國(guó)乘用車(chē)燃油消耗量型式試驗(yàn)中借鑒了新歐洲駕駛循環(huán)（New European Driving Cycle，NEDC）測(cè)試。該循環(huán)工況包括兩部分：第一部分主要反映車(chē)輛在城區(qū)內(nèi)的行駛特征；第二部分主要反映車(chē)輛在城郊公路上的行駛特征 [2]，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)用戶(hù)實(shí)際油耗與試驗(yàn)油耗之間的關(guān)系進(jìn)行了大量研究，結(jié)果顯示，通過(guò)試驗(yàn)得到的公示油耗比實(shí)際油耗低15%～25%左右[1]，但是兩者之間的具體關(guān)系并不明確。另一方面，目前還沒(méi)有學(xué)者對(duì)車(chē)輛燃油消耗量與用戶(hù)滿(mǎn)意度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行定量研究。文中利用統(tǒng)計(jì)方法分析了公示油耗與用戶(hù)平均油耗的關(guān)系，用戶(hù)平均油耗與平均滿(mǎn)意度之間的關(guān)系。這樣，就可以在車(chē)型的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段，通過(guò)型式試驗(yàn)油耗對(duì)用戶(hù)實(shí)際油耗及相應(yīng)的滿(mǎn)意度做出預(yù)測(cè)。

1 公示油耗與用戶(hù)平均油耗之間的關(guān)系

公示油耗是通過(guò)型式試驗(yàn)測(cè)量計(jì)算得到的。進(jìn)行型式試驗(yàn)的目的在于模擬車(chē)輛在真實(shí)道路上的行為，從而預(yù)測(cè)車(chē)輛真實(shí)的油耗、排放等。然而，影響汽車(chē)油耗的因素紛繁復(fù)雜，實(shí)際油耗與型式試驗(yàn)的結(jié)果存在差距。僅就地域因素來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)不同城市典型行駛工況下用戶(hù)油耗的仿真數(shù)據(jù)與車(chē)輛公示油耗之間的差距可達(dá)-8%～34%[2]。很多學(xué)者通過(guò)構(gòu)建更加精確和本地化的測(cè)試循環(huán)來(lái)貼近用戶(hù)的實(shí)際油耗[1，3-4]。另外一個(gè)解決問(wèn)題的方法是對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到公示油耗與用戶(hù)平均油耗之間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，從而由試驗(yàn)油耗給出一個(gè)用戶(hù)平均油耗的預(yù)測(cè)值。

1.1 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究

各類(lèi)汽車(chē)網(wǎng)站龐大的用戶(hù)群和高參與度為我們提供了豐富的研究數(shù)據(jù)。Peter Mock等人[5]使用spritmonitor.de網(wǎng)站的數(shù)據(jù)對(duì)歐洲車(chē)輛試驗(yàn)油耗與真實(shí)油耗之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。如圖1所示，車(chē)輛實(shí)際CO2排放量Er比試驗(yàn)數(shù)值Ei高15%以上，且呈近似的線性關(guān)系[6]。值得注意的是，公示的油耗并不是直接測(cè)量得出，而是通過(guò)碳平衡的方法計(jì)算得到。汽車(chē)實(shí)際工作時(shí)油耗與CO2排放之間是近似的正比例關(guān)系，因此可以說(shuō)實(shí)際油耗與型式試驗(yàn)油耗之間存在近似的線性關(guān)系。

相對(duì)于歐洲來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)汽車(chē)的行駛環(huán)境與NEDC典型工況之間的差距更大，所以國(guó)內(nèi)用戶(hù)的實(shí)際油耗與公示油耗之間的差別也更為明顯。多家汽車(chē)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了分析和討論。其中新浪汽車(chē)從某油耗數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取了近百款車(chē)型的實(shí)際油耗數(shù)據(jù)，以工信部公示油耗與網(wǎng)友真實(shí)油耗的差額百分比為序，做了百款主流車(chē)型的“油耗差額排行榜”，其中排名前50的車(chē)型數(shù)據(jù)全部超過(guò)了30%。Huo Hong等人[1]收集了搜狐汽車(chē)網(wǎng)的油耗數(shù)據(jù)，分析了實(shí)際油耗FCr與公示油耗FCi之間的關(guān)系，如圖2所示。結(jié)果表明，用戶(hù)實(shí)際油耗與公示油耗之間存在-8%～60%的偏差，平均高出15%左右，這與美國(guó)19世紀(jì)80年代中期的情況類(lèi)似。

分析以上研究數(shù)據(jù)可知，當(dāng)樣本數(shù)量足夠大時(shí)，公示油耗和用戶(hù)平均油耗之間存在近似的線性關(guān)系。

1.2 車(chē)型級(jí)別的影響

為了對(duì)這一關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步的分析，收集了汽車(chē)之家（www.autohome.com）網(wǎng)站上包含了3 829種車(chē)型在內(nèi)的69 842條數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的可靠性，剔除了提交油耗數(shù)據(jù)的用戶(hù)人數(shù)低于20人的車(chē)型或信息不全的數(shù)據(jù)。最終分析對(duì)象為658種車(chē)型，其中包括454種普通乘用車(chē)型和204種SUV/MPV車(chē)型。圖3和表1顯示了樣本數(shù)據(jù)線性回歸分析的結(jié)果。

表1中R2為回歸效應(yīng)的度量?？贫鞫x簡(jiǎn)單回歸中R2的值0.01、0.09和0.24分別表示小、中和大的效應(yīng)量[4]。這里三個(gè)回歸的R2都大于0.24，為大效應(yīng)。三個(gè)回歸分析中用戶(hù)平均油耗與公示油耗之間的相關(guān)性也較大，且其單側(cè)檢驗(yàn)的p值都小于0.001，說(shuō)明回歸結(jié)果顯著。此外，SUV/MPV樣本、基本型普通車(chē)樣本和總體樣本線性回歸所得的直線之間并沒(méi)有明顯的區(qū)別，說(shuō)明車(chē)型對(duì)用戶(hù)評(píng)價(jià)油耗與試驗(yàn)油耗之間的關(guān)系沒(méi)有顯著的影響。圖4為用戶(hù)平均油耗與公示油耗之間偏差的分布擬合，可見(jiàn)它符合正態(tài)分布。

1.3 變速器類(lèi)型的影響

將數(shù)據(jù)分為自動(dòng)變速器（Automatic Trans-mission，AT）、雙離合器自動(dòng)變速器（Dual Clutch Transmission，DCT）、手動(dòng)變速器（Manual Trans-

mission，MT）、無(wú)級(jí)變速器（Continuously Variable Transmission，CVT）四組分別進(jìn)行回歸分析，表2中給出了相應(yīng)的回歸系數(shù)及其顯著性分析，結(jié)果顯示在將汽車(chē)按照變速器類(lèi)型分類(lèi)后，用戶(hù)平均油耗與型式試驗(yàn)油耗之間的偏差減小。在圖5中我們還可以發(fā)現(xiàn)，相對(duì)來(lái)說(shuō)MT車(chē)輛的用戶(hù)平均油耗與試驗(yàn)油耗最為接近，然后依次為CVT、DCT和AT，這與我們?nèi)粘５慕?jīng)驗(yàn)是相吻合的。

1.4 制造商的影響

考慮到不同的制造商在車(chē)型的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和試驗(yàn)過(guò)程中有其固有的特點(diǎn)，所以對(duì)于不同廠家生產(chǎn)的車(chē)輛，試驗(yàn)油耗和用戶(hù)平均油耗之間的關(guān)系有所差異。表3中顯示了幾個(gè)不同制造廠商統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的回歸分析結(jié)果，可以看出，對(duì)于多數(shù)制造商，擬合數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)之間的誤差更小，判定系數(shù)R2更大，且線性關(guān)系顯著。因此，制造商在進(jìn)行車(chē)型實(shí)際油耗的預(yù)測(cè)時(shí)除了可以參考國(guó)內(nèi)行業(yè)的總體水平之外，還可以利用自己公司的歷史數(shù)據(jù)，從而對(duì)用戶(hù)平均油耗做出精度更高的預(yù)測(cè)。

2 用戶(hù)平均油耗與平均滿(mǎn)意度之間的關(guān)系

“滿(mǎn)意度準(zhǔn)則”是諾貝爾獎(jiǎng)獲得者H. A. Simon 提出的，最初用于經(jīng)濟(jì)組織決策[7]。汽車(chē)之家等網(wǎng)站推出的“用戶(hù)口碑”板塊可以為滿(mǎn)意度的研究提供豐富的數(shù)據(jù)支持。車(chē)主在網(wǎng)站上提交油耗（L/100 km）并使用1～5的標(biāo)度對(duì)車(chē)型油耗滿(mǎn)意度進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文將對(duì)車(chē)型的用戶(hù)平均油耗及其滿(mǎn)意度之間存在的規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.1 車(chē)型級(jí)別的影響

將數(shù)據(jù)按照車(chē)型級(jí)別分類(lèi)并分別進(jìn)行線性回歸，其結(jié)果見(jiàn)表4，可以看出，大多數(shù)線性回歸的結(jié)果是顯著的。其中MPV、中大型SUV和中型普通車(chē)的檢驗(yàn)p值較大，說(shuō)明已有的數(shù)據(jù)并不能說(shuō)明用戶(hù)平均油耗為燃油經(jīng)濟(jì)性滿(mǎn)意度的顯著預(yù)測(cè)變量。其原因可能是因?yàn)榛貧w分析的數(shù)據(jù)較少（中大型普通車(chē)型6組，中大型SUV車(chē)型8組，MPV車(chē)13組，而其它車(chē)型的數(shù)據(jù)至少有35組），使數(shù)據(jù)失去了代表性。

由圖6可知：（1）無(wú)論是普通車(chē)輛還是SUV，都存在中型車(chē)、小型車(chē)和緊湊型車(chē)擬合曲線的斜率大概相同這樣的規(guī)律，而且油耗相同時(shí)，車(chē)型級(jí)別越高用戶(hù)滿(mǎn)意度越高。（2）相對(duì)于SUV車(chē)輛來(lái)說(shuō)普通車(chē)輛的擬合曲線斜率更大，說(shuō)明隨著燃油消耗量增加，普通車(chē)輛的用戶(hù)滿(mǎn)意度快速下降，而SUV車(chē)輛的用戶(hù)滿(mǎn)意度下降較慢。（3）相同油耗下，小型SUV的用戶(hù)滿(mǎn)意度可能低于中型、甚至于緊湊型車(chē)輛的用戶(hù)滿(mǎn)意度；反之，相同油耗下，普通中型乘用車(chē)用戶(hù)滿(mǎn)意度可能會(huì)高于小型SUV、甚至于緊湊型SUV汽車(chē)。其原因是用戶(hù)對(duì)于高級(jí)別車(chē)輛燃油消耗量的預(yù)期要高一些，對(duì)于高油耗有一定的心理準(zhǔn)備。

2.2 變速器類(lèi)型的影響

圖7為變速器不同時(shí)車(chē)型的用戶(hù)平均油耗與用戶(hù)平均滿(mǎn)意度之間的關(guān)系?？梢钥闯鲇脩?hù)油耗滿(mǎn)意度與用戶(hù)平均油耗之間的關(guān)系還與變速器的類(lèi)型有關(guān)。油耗相同時(shí)，CVT車(chē)輛用戶(hù)油耗滿(mǎn)意度明顯大于MT車(chē)輛，其下降趨勢(shì)類(lèi)似，AT車(chē)輛油耗滿(mǎn)意度下降最快，DCT車(chē)輛油耗滿(mǎn)意度下降最為緩慢。

2.3 排量及功率的影響

一般來(lái)說(shuō)，大排量汽車(chē)的油耗也要高一些。在油耗相同時(shí)，大排量汽車(chē)的用戶(hù)滿(mǎn)意度應(yīng)該高于小排量的汽車(chē)。本文將緊湊型普通乘用車(chē)按其排量分為1.4 L、1.5 L、1.6 L、1.8 L和2.0 L幾組，并對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，其結(jié)果如圖8所示?？梢钥闯觯@一結(jié)果與原假設(shè)并不相符，特別是當(dāng)排量為1.4 L時(shí)，用戶(hù)滿(mǎn)意度要高于除2.0 L之外的各種車(chē)型。分析原始數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，排量為1.4 L的汽車(chē)有很多采用了增壓技術(shù)。這一技術(shù)使車(chē)輛在同樣的排量下產(chǎn)生更大的功率，提高了車(chē)輛的動(dòng)力性，也提高了用戶(hù)對(duì)汽車(chē)油耗的心理承受能力。因此，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸時(shí)可以考慮引入車(chē)輛的功率作為另外一個(gè)變量，對(duì)用戶(hù)滿(mǎn)意度進(jìn)行二元一次回歸。

2.4 二元回歸與一元回歸的精度比較

對(duì)所有總體樣本和緊湊型車(chē)的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行了一元一次線性回歸和二元一次線性回歸，其結(jié)果見(jiàn)表5。圖9和圖10為兩次回歸的殘差分布情況?？梢钥闯?，二元回歸預(yù)測(cè)的精度要大于一元回歸，其調(diào)整R2更大，根據(jù)殘差分布的峰度可以看出殘差的分布區(qū)間更小且集中于靠近0的部分。實(shí)際上，二元回歸的相關(guān)性分析中，用戶(hù)滿(mǎn)意度與平均油耗之間的相關(guān)性要明顯高于其與汽車(chē)功率之間的相關(guān)性，因此一次回歸的結(jié)果也具有較高的效應(yīng)和較小的誤差。

3 模型的驗(yàn)證

驗(yàn)證模型時(shí)選取手動(dòng)擋緊湊型普通車(chē)作為分析對(duì)象。分別對(duì)用戶(hù)平均油耗與公示油耗的關(guān)系，用戶(hù)油耗滿(mǎn)意度與車(chē)輛功率、實(shí)際油耗之間的關(guān)系進(jìn)行了線性回歸。得到的結(jié)果如下：

式中，F(xiàn)Cr為用戶(hù)實(shí)際油耗，L/100 km；FCi為試驗(yàn)油耗，L/100 km；S為油耗滿(mǎn)意度評(píng)分；P為發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率，kW。

用戶(hù)滿(mǎn)意度計(jì)算值與實(shí)際值的偏差絕對(duì)值及相對(duì)值分別在[-0.63，0.55]和[-0.13，0.14]區(qū)間內(nèi)。圖11為計(jì)算值與實(shí)際值的偏差絕對(duì)值和相對(duì)值的分布擬合，模型的偏差近似符合正態(tài)分布，至此可以證明模型具有較高的精度。

4 結(jié)論

（1）乘用車(chē)用戶(hù)平均油耗與通過(guò)型式試驗(yàn)得到的公示油耗之間存在近似的線性關(guān)系。線性回歸系數(shù)與車(chē)輛變速器的類(lèi)型及車(chē)輛的制造商有關(guān)，與車(chē)型級(jí)別的關(guān)系不大。

（2）乘用車(chē)用戶(hù)平均油耗滿(mǎn)意度與用戶(hù)平均油耗之間存在近似的線性關(guān)系。這一關(guān)系與乘用車(chē)的車(chē)型級(jí)別、變速器的類(lèi)型、排量和功率等因素有關(guān)。與一元回歸相比，引入汽車(chē)功率作為另一變量的二元線性回歸可以提高用戶(hù)油耗滿(mǎn)意度的預(yù)測(cè)精度。

（3）通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法，由車(chē)輛的公示油耗（型式試驗(yàn)油耗）可以近似地預(yù)測(cè)用戶(hù)油耗滿(mǎn)意度。設(shè)計(jì)人員可以利用這一規(guī)律對(duì)汽車(chē)整車(chē)匹配的燃油經(jīng)濟(jì)性做出評(píng)價(jià)。

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