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交通部署案例手册/2018/美国汽车(1900-2016)

来自维基教科书,开放的书籍,开放的世界

定量和定性分析

定性

介绍

汽车是过去 150 年发展起来的最重要的交通方式之一。据《Navigant Research》(2018 年)统计,目前全球注册汽车超过 12 亿辆,使其成为人均最受欢迎的交通方式(除步行外)。过去 100-150 年汽车的逐步实施对大多数人的日常生活产生了重大影响。人们现在可以住在远离城市的地区,仍然可以在合理的时间内到达城市。私家交通方式还允许用户在路线选择和使用时间方面拥有更大的自由度。因此,汽车是最主要的交通方式之一,本文将分析这种交通方式的生命周期。

与大多数其他交通方式(如飞机、火车和船舶)不同,汽车主要设计供私人消费者使用,而不是满足公共交通需求。据《汽车新闻》报道,去年美国售出了约 1720 万辆汽车和卡车。这种对汽车的巨大需求造成了激烈的竞争。全球汽车行业有 14 家主要公司主导,例如大众、丰田、通用汽车和福特。虽然销售的车辆在发动机、车身设计和内饰方面都有不同的规格,但每个设计中都存在相同的基础,自最初使用以来一直如此。主要部件包括底盘和车身外壳、发动机、变速箱、悬架、转向、制动器和电气系统。现代车辆主要使用内燃机供电,消耗汽油或柴油,但许多现代汽车也提供电动车型或混合动力系统。在汽车的早期设计中采用了蒸汽动力,然而,由于发动机体积大、燃料容量有限和速度慢,蒸汽被电气和柴油选择所取代,这将是本报告的重点。

汽车出现之前

汽车的诞生被认为是在 1886 年卡尔·本茨设计并制造了他的奔驰专利-汽车之后。然而,许多人将现代汽车的实际诞生日期定为 1908 年,当时福特的 Model T 开始量产。这些汽车随后迅速超过了许多在它们之前蓬勃发展的竞争对手。在汽车出现之前,乘客旅行主要依靠火车、电车(马拉和电力)、马匹和步行。火车网络在 19 世纪迅速发展,当时是长途旅行和运输的主要方式(如果没有通过海洋贸易)。许多发达国家已经建立了广泛的铁路网络,这使得效率和连通性得以提高。电车也越来越受欢迎,尤其是在城市市场。电车用于将通勤者从“郊区”运送到市中心。然而,火车和电车也有局限性。它们缺乏灵活性。一条火车或电车线路具有固定路线,为沿线乘客提供服务,因此,需求和人口将沿着这些路线增加。汽车的引入改变了这种情况。这使得居住在城市和郊区任何地方的通勤者都可以自由地在起点和目的地之间旅行,而无需直接的公共交通路线。这最初主要应用于城市市场,随着道路质量的提高,沿着这些道路的汽车数量也随之增加。这对电车行业产生了重大影响,因为它们面临着大量的定价监管,以前使电车如此受欢迎的速度现在与汽车相比微不足道,汽车的速度可以快 40-45%(Geels,2006)。因此,电车行业从 1910 年开始在轨道长度方面出现下降。

汽车出现之前,私人交通方式也有一些限制。马匹经常被使用,通常与马车或手推车结合使用。然而,马匹在喂食、马厩和清洁方面需要大量的维护。此外,马匹在城市街道上留下了大量废物,导致疾病和病痛。Kirsch(1996)指出,每英里行驶距离,马匹会产生 940 克固体和液体废物,而汽车行驶相同距离仅会产生 5.35 克排放物。虽然马匹在当时是一种相对快速的交通方式,但它们能够保持高速的时间有限,因此,它们通常更多地用于城市和本地运输,而火车用于长途旅行。另一种选择是自行车。自行车在 19 世纪的不同迭代中出现过。然而,到世纪末,当今可见的现代自行车设计成为标准。自行车长期以来一直被用于交通,并且至今仍在使用,尽管有更多的监管。自行车在许多方面可以被视为一种重要的技术,可能启发了早期的汽油和电动汽车。在 1992 年出版的《热爱汽车》一书中,沃尔夫冈·萨克斯认为,自行车赢得了自由和机动性的感觉,这种感觉后来被汽车利用。早期自行车的使用主要被视为短途城市和本地旅行的选择。与汽车不同,自行车的可行速度和行程长度主要取决于使用者的体能。因此,自行车通常不用于长途旅行,因为既要考虑旅程所需的时间,也要考虑旅程对使用者造成的负担。由于现有交通方式存在这些局限性,现代汽车的发明带来了重大变化。

汽车的发明

与许多其他交通方式相比,从汽车首次实施到常规市场使用的时间很长。对蒸汽动力汽车的想法在 18 世纪的大部分时间里都被考虑过。1769 年,尼古拉-约瑟夫·居纽特开发了一种蒸汽动力三轮车,许多人认为它是第一辆汽车。该车辆速度很慢,只能在载运四人的情况下以 3.6 公里的时速行驶 20 分钟。然而,许多热切的发明家看到了这种交通方式的潜力。1805 年,奥利弗·埃文斯推出了“两栖动物”,这是美国的第一辆汽车。该车辆可以在陆地和水上使用,令人惊讶地成为世界上第一辆两栖汽车。尽管这种交通方式显示出令人鼓舞的迹象,但在 19 世纪,汽车并没有真正成为主要的交通方式。这在很大程度上是由于蒸汽技术的限制和法规。蒸汽动力汽车需要一台锅炉,锅炉通常体积庞大且笨重。此外,早期的蒸汽装置的热效率仅为汽油动力内燃机的热效率的一半左右。蒸汽机还面临着公众的强烈反对,在美国的某些地区,由于其速度、烟雾和爆炸的可能性,它们被禁止使用(Geels,2006)。因此,汽车的孕育阶段可以认为已经超过了 130 年。汽车的增长真正开始于汽油和电力推进系统的引入。

汽油和电动汽车提供了一种设计更轻、功率更大的汽车。如前所述,最初的设计归功于卡尔·本茨。亨利·福特和 Model T 在 1908 年普及了量产。这使得在更短的时间内制造出更多车辆,这极大地提高了车辆的销售速度,同时也降低了价格,使其更实惠。Hard & Knie (2001) 认为,对于一项新技术来说,必须让潜在客户相信该技术可以轻松地融入他们的日常生活,而 Model T 通过生产一种价格合理且令人满意的汽车模型实现了这一点。许多其他制造商很快就效仿了。这些汽油和电动汽车相对于蒸汽动力汽车的主要优势在于它们为改进提供了空间。蒸汽动力已经达到了成熟阶段,而汽油和电动汽车还处于孕育阶段。1900 年,28% 的车辆是电动汽车。尽管如此,由于电池可能会因快速充电而耗尽,并且在没有新电池的情况下行驶范围有限,汽油汽车成为主要的汽车类型。在过去 20 年中,随着该技术的规模经济变得更加实惠,电动汽车卷土重来。

逐渐使汽车优于许多替代交通方式的主要改进之一是道路网络。早期的汽车使用的是并非专门为汽车交通设计的道路。然而,随着市场的增长,道路进行了升级、铺砌和延伸。为交通而设计的铺砌道路的引入与当时的社会文化相矛盾。Geels (2006) 认为,这些道路被视为聚会场所,而不是主要的交通流。因此,在未来几年进行重大的法律变更之后,对道路目的的认识开始演变,交通成为主要目的,人行道允许行人使用。道路网络的增加旨在进一步鼓励对汽车的需求,因为它们成为最灵活的交通方式之一。

早期市场发展

早期的蒸汽动力汽车主要设计为替代马车,用作运输货物的手段。然而,随着车辆速度的提高,对载客汽车的需求也随之增加。汽车的灵活性在于它不受轨道限制,这意味着人和货物都可以不通过直接的公共交通路线在不同地点之间运输。因此,许多最早的汽车被用作公共汽车和出租车服务。出租车最初主要使用电力,因为汽油车在低速行驶时容易熄火,Eclectic Vehicle Company (EVC) 成为美国最早的出租车服务公司之一。然而,电池寿命问题和一些财务丑闻导致 EVC 在 1903 年破产,标志着汽车在出租车领域的失败(Geels,2006)。随着汽油和电动汽车超越它们的蒸汽动力对应物,顾客数量大幅增加。最初,这些车辆被视为只有富人才能享受的奢侈品。然而,随着福特推出以数量而非质量为中心的 Model T 大规模生产系统,汽车变得更加便宜,因此成为更普遍的交通方式。

早期市场的主要细分市场之一是赛车。官方汽车比赛可以追溯到 1894 年,当时举行了一场从巴黎到鲁昂的 199 公里比赛。这些比赛的刺激、速度和危险鼓励了公众观看,并且变得如此受欢迎,以至于到 1899 年在美国建立了赛车俱乐部。这些早期比赛中的竞争促进了汽车设计的进一步发展,从而提高了汽车的速度和动力。车辆被设计成能够达到更高的速度并行驶更长的距离。根据 Geels (2006) 的说法,这些比赛对于形成公众对汽车可以实现的目标的看法至关重要。

Alex Rowland (2009) 认为,创新最大的驱动力是战争。正如许多新技术一样,汽油汽车的成功也很快被重新用于军事用途。在一战期间,汽车对轴心国和盟军至关重要。汽车可以用于快速将部队和物资运送到前线,也可以用作装甲车来攻击敌军战线,而暴露程度最小。这方面的一个例子是劳斯莱斯装甲车,在一战中使用了 120 辆。这款车重 4.7 吨,配备三名机组人员,并配备了一挺 .303 维克斯机枪。汽车中类似的技术也被应用于在一战中使用的第一批坦克。虽然汽车的军事用途并非该技术的首要功能,但它们在整个历史上的重大战争中的使用通常是战争结果的主要决定因素之一。战争的少数好处之一实际上是它经常激发的技术突破。这对汽车来说是真实的,因为一战带来了内燃机的重大改进,使其更加强大和可靠,以确保 4.7 吨的劳斯莱斯装甲车能够有效地使用。这种技术随后被改编为战后私人通勤汽车。

政策

早期的汽车政策在很大程度上遵循了先前模式的政策。由于早期蒸汽汽车的速度最初很慢(不到 10 公里/小时),因此与适用于马匹、马车和有轨电车的规定相比,几乎没有变化。但是,随着汽油和电动汽车的引入,汽车的速度开始提高,政策也开始适应。20 世纪早期关于汽车使用的政策基本上可以分为三类:设计政策、道路规则政策和安全政策。早期车辆设计的设计规定很少。Model T 在 1908 年至 1927 年间售出了 1500 万辆,它没有车门、车窗和挡风玻璃。这种设计本质上是马车的设计,只是用内燃机提供动力。对设计有一些限制,例如车辆的宽度和高度。但是,这些限制更多地是出于确保车辆能够在现有道路系统上使用,而不是出于任何法律法规。Model T 的设计本质上被迫遵循当时的马车和货车的设计,以便它们能够在道路上使用,而无需对道路网络进行任何重大重新设计。这种对宽度的限制已嵌入到这种模式中,因为尽管现代车辆的平均宽度通常略大于 1.8 米,但所有车辆的设计都受到国际公认的道路宽度的限制。由于这些道路设计很大程度上取决于手推车和马车的宽度,这表明了先前技术对主导技术的长期影响。

20 世纪初,汽车出现的主要问题之一是安全问题。在汽车出现之前,人们可以使用自己的私人交通工具达到的速度受到可用技术的限制。马匹在全速奔跑时可以达到 40-48 公里/小时的速度。但是,由于马匹通常与手推车或马车一起使用,并且只能在短时间内达到这些速度,并且会积极避免碰撞,因此在城市道路上发生事故很少致命。汽车的引入改变了这一点。1900 年,梅赛德斯-辛普勒克斯可以行驶 117 公里/小时。虽然这并不代表当时汽车的平均速度,但它表明了人们可以在自己的私人交通工具中达到的速度的显著增长。以这些速度以及汽车完全依赖驾驶员进行控制的事实,事故不可避免。1924 年,道路上行驶着 2670 万辆汽车,有 20,000 人死于交通事故。2011 年,道路上行驶着 2.536 亿辆汽车,有 33,000 人死于交通事故。因此,1921 年每辆注册车辆的死亡率高出 5.76 倍。这种高死亡率(对驾驶员和乘客而言)促使政府出台规范性政策,规定驾驶员、乘客和行人的安全。

Wetmore (2009) 认为,在 1960 年之前,确保汽车安全的首要责任在于驾驶员。发生事故时,无论汽车状况或道路状况如何,责任很可能归咎于驾驶员。当时,对车辆安全规格几乎没有监管。尽管第一个安全带是由爱德华·J·克莱格霍恩于 1885 年在纽约获得专利的,但汽车直到 50 年代和 60 年代才开始普遍配备安全带,即使在那时,乘客也几乎没有佩戴安全带的动力。据《机动车安全标准》称,直到 1968 年美国才出台了第一部安全带法。即使在现代,美国法律也可能出奇地宽松。截至 2009 年,一些州不允许警官因未系安全带而对驾驶员罚款,除非他们最初因其他违规行为而被拦下。在新罕布什尔州,没有关于系安全带的法律,但 17 岁以下的青少年除外。第一个全州范围内的交通法是在 1901 年的康涅狄格州出台的。该法律将汽车在城市中的限速限制为 12 英里/小时,在乡村道路上限制为 15 英里/小时。1910 年,纽约成为第一个出台酒驾法律和处罚的州。尽管早期出台了这些法规,但直到 1927 年,美国州高速公路官员协会才发布了《美国标准道路标记和标志的制造、展示和安装手册和规范》。这两份文件分别针对农村道路和城市道路。这些文件为我们今天许多现代法规奠定了基础。现代安全政策比今天更加严格。当前的市场车辆必须符合大量的安全气囊、安全带和溃缩区规格,这些规格在汽车上市前都要经过严格的测试。因此,与 50 年前相比,现代车辆要安全得多,人均事故率已大幅下降,如前所述。

增长

随着汽车变得更快、更可靠且更便宜,越来越多的通勤者开始将它们用作主要的交通工具。随着对汽车的需求不断增长,道路网络也进行了升级以满足需求。越来越多的道路被铺设,人们可以住在远离城市的地方,因为汽车可以让出行更快捷,出行起点和终点也更加灵活。1956 年,艾森豪威尔总统颁布了《1956 年联邦援助高速公路法》,将城市间交通列为优先事项。该法案提供了 65,000 公里的国家高速公路系统,将在 13 年内建成。这大大缩短了主要城市之间的旅行时间,进一步巩固了汽车作为本世纪主要交通方式的地位。这些对城市道路和高速公路的改进进一步鼓励了通勤者购买汽车。因此,美国注册车辆数量与道路质量和长度之间的关系可以被认为是一个“良性”的反馈回路。

除了道路网络的改善,汽车技术也取得了重大进步。从 1930 年代到 1980 年代,汽车的设计发生了重大变化。制造商之间竞争不断,因此在此期间进行了许多改变,以使汽车对消费者更具吸引力,无论是专注于家庭用车还是提高汽车的速度和美观。在 1930 年代,汽车设计转向了全封闭的车身,还集成了大灯,这使得汽车在恶劣天气和夜间条件下能够更好地使用。许多车辆还增加了后备箱和行李箱空间用于存放物品,使汽车更适合家庭使用。20 世纪 50 年代,通用汽车推出了高压缩比 V8 发动机,美国汽车引擎动力得到了提升。60 年代和 70 年代,独立悬架、燃油喷射系统以及更可靠的前轮驱动和四轮驱动系统变得普遍,汽车又取得了进一步改进。这些改进进一步刺激了该时期的市场增长,因为每个家庭拥有至少一辆汽车(甚至更多)变得至关重要。汽车制造商利用这种市场需求,为他们最受欢迎的车型发布年度款。这促进了“升级”心态,要求消费者拥有最新款车型,这种理念至今仍然存在。

随着汽车技术的不断扩展,汽车制造商和企业也开始适应汽车,以服务更细分的市场,甚至开拓全新的市场。为了服务越野市场,吉普车等车型开始进入市场。这些车辆的技术源于第二次世界大战,当时吉普车、半履带车、装甲车和多用途车被大量生产,对盟军在战争中的成功至关重要。战争期间大型车辆动力的改进至关重要,因为更重的卡车成为美国运输网络的重要组成部分。汽车的另一个次级市场是娱乐,尤其是赛车。汽车速度的展示吸引了大量人群,因此在 1948 年成立了 NASCAR。与电视广播相结合,NASCAR 和类似的赛车活动吸引了大量人群,鼓励企业广告。NASCAR 行业在现代仅赞助资金就吸引了约 30 亿美元。在其他形式的赛车(如一级方程式、拉力赛和印地赛车)中也可以看到类似的比赛和收入,尽管这些比赛并非完全是美国比赛。因此,很明显,汽车的使用不仅受消费者欲望的驱动,也受企业和制造商发现的盈利机会的驱动。

成熟度

定量部分的数据表明,汽车行业目前正在向成熟阶段过渡。尽管随着人口增长,汽车模式可能会继续增长,但考虑到目前的科技水平,不太可能还有很多新兴市场对制造商来说是负担得起的。虽然自动驾驶汽车正在研发中,但它们仍然使用汽油和电力,并且仍然需要登记注册。因此,汽车行业已从专注于模式增长转变为专注于管理。当今汽车制造商面临的主要挑战不是说服人们购买汽车,而是说服人们购买“他们”的汽车。世界主要汽车制造商现在每年都会发布其最受欢迎车型的新款车型,每种车型都针对不同的客户群体。过去,广告会侧重于汽车在速度、安全性和可靠性方面的性能。然而,随着车辆性能在任何给定价格范围内不再像以前那样重要,并且由于严格的监管,每辆车的安全标准几乎完全相同,最近的广告已经转向关注科技。2016年,马自达发布了一则针对其马自达3的广告,重点介绍了马自达3的新触控技术。次年,马自达最大的竞争对手之一丰田卡罗拉发布了一则广告,重点介绍了该车的抬头显示器和集成音响系统。因此,很明显,为了在成熟市场保持市场主导地位,制造商已将销售重点转向更利基的功能。

重新塑造市场的一种方法是引入自动驾驶汽车。许多不同的公司已经开始对这些车辆进行道路测试,例如谷歌、优步和特斯拉。自动驾驶汽车提供了一个机会,可以减少事故,提供更高效的交通网络,并为无法使用传统车辆的人提供更多出行方式。然而,尽管有这些优势,但也存在许多问题,这些问题可能会导致自动驾驶汽车在很长一段时间内无法得到广泛使用。Fagnant 和 Kockelman (2015) 认为,自动驾驶汽车难以在当前市场中取得突破主要有三个原因:车辆成本将非常高,无法证明开发这项技术的支出是合理的;关于责任、保险和许可的法律问题非常严重;公众对这些车辆的看法褒贬不一,许多通勤者对没有控制车辆的想法感到紧张。因此,尽管这项技术将彻底改变现代汽车出行,但它可能需要一段时间才能进入当前市场。

定量

方法

对于大多数交通方式来说,生命周期可以分为三个阶段:诞生、成长和成熟。诞生阶段通常是在技术问世之初,当时许多人更愿意使用更熟悉的现有技术。然而,早期技术发展通常会对该模式的规模经济产生重大影响。这使得该模式更实惠或实际上促进了增长。随着交通方式的不断发展,最终技术进步会产生巨大的成本,而这些成本对规模经济的影响并不一定像以前那样显著。当这种情况发生时,该模式很可能已经进入成熟阶段。在此阶段,重点将从模式的增长转向模式的管理。这些阶段可以用传统的逻辑曲线或“S 曲线”来表示。使用一组指示该模式部署水平的数据,制作了一个三参数逻辑函数。

逻辑公式

逻辑公式

其中

·       S(t) 是给定时间(注册车辆数量)的交通系统衡量指标

·       t 是时间(年)

·       t0 是 S(t) 处于 S 曲线拐点的时间(年)

·       K 是交通系统的最大容量(注册车辆数量)

·       b 是一个系数,影响系统达到成熟的速度

应用单变量线性回归来确定最大容量 (k) 的最可能值,并从该数据集中确定系数 b 和 t0。线性回归模型的形式为;

其中 Y 是 LN(RegisteredVehicles/(K-RegisteredVehicles)),X 是该数据集的年份。对于估计的 K 值范围,对数据集中每年的数据进行了此计算。一旦确定了 K、b 和 t0 的值,这些值就会代入模型,以根据该模式的 S 曲线产生每个年份的一系列预测值。

模型

使用的数据集是 1900 年至 1995 年之间注册车辆数量的衡量指标。这些值来自美国交通部联邦公路管理局。该文件提供了所有州的注册车辆数量的综合数据。数据集的局限性在于它只提供到 1995 年的数据。最近几年(1995-2016 年)的数据来自联邦公路管理局网站上的个别报告。这些注册车辆数量的值只提供了注册车辆的总数,而不是专门的汽车数量。但是,可以假设对汽车的需求将与卡车和公共汽车的需求以相似的速度增长。表 1(在解释模型后显示)概述了在此期间美国记录的和模拟的车辆数量。但是,在使用上述方法确定该数据的模型之前,重要的是分析数据并识别任何关键趋势或重大事件。下面的图 1 显示了注册车辆数量随时间的增长。

图 1:1900 年至 2016 年注册车辆数量的增长。

该图显示,与今天的注册车辆数量相比,最初的部署速度很慢。尽管在 1920 年代出现了增长,但在 1930 年至 1947 年之间,车辆数量停滞不前。这可能是由于两个主要世界事件。第一个是 1930 年代的大萧条。在 1929 年至 1930 年之间,全球 GDP 下降了 15%,导致许多美国公民面临严重的经济困难。这对汽车制造商生产汽车的能力和消费者购买汽车的能力都会产生重大影响。第二个是 1939 年至 1940 年之间的第二次世界大战。虽然战争可能促进了该模式的技术发展,但战争在制造方面优先考虑,因此生产的汽车更少。此外,有 1610 万美国人在二战中服役,这减少了可销售的市场。在此之后,增长一直保持相对稳定,直到近年来增长略有下降。下降在 2008-2010 年最为明显,这可能再次是 2008 年全球金融危机造成的经济制约所致。

为了确定该模型最合适的饱和度 (K) 值,进行了线性回归分析。在根据上述方法对多个 K 值执行线性回归分析后,其中每个测试的 K 值增加 25,000,000 辆注册车辆,K 值的 R 平方值最接近 1.0 的值为 300,000,000 (R2 = 0.8447)。这表明该饱和度值最适合 S 曲线。对于该 K 值,b 值被确定为 0.07656,t0 值被确定为 1979.85。将这些值应用于逻辑公式,得到了以下模型,如 图 2 所示。

图 2:1900-2016 年美国注册车辆数量的初始模型

通过目视检查,很明显该模型不能准确地表示数据。拐点两侧存在明显的低估和高估区域。因此,为了确定模型为何不准确,绘制了线性回归分析的值,如下面的图 3 所示。

图 3:K=300,000,000 的回归分析

当查看 K=300,000,000 的这组线性回归时,很明显,数据在诞生阶段受到较大负值的影响。这可能是由于初始部署统计数据与当前值之间存在显着差异,因为自 1900 年以来,车辆注册数量增加了 32,951 倍。因此,这些较低的初始部署值会严重影响数据,并可以解释初始模型与实际部署之间缺乏真实性。为了解决这个问题,重复了该过程,只使用 1910 年之后的数据,以减少改变模型真实性的负值数量。如图 1 所示,1900-1915 年间注册车辆数量的变化与整个数据集的规模相比微不足道。因此,删除前 10 年的数据可能会提高模型精度,而不会影响模型的真实性。下面的图 3 显示了重新调整的线性回归曲线,清楚地表明它更适合模型。

图 4:K=300,000,000 的调整后的回归分析

由于这种回归分析(不包括 1900-1910 年的数据)更适合线性回归分析,因此再次计算了 b 和 t0 的值,分别为 0.06029 和 1980.07。因此,可以绘制一个新的模型,如下面的图 5 所示。

图 5:1900-2016 年美国注册车辆数量的调整后的模型

图 4 中的这个调整后的模型在预测的注册车辆数量与实际注册车辆数量之间的精度方面明显更适合。S 曲线可以分为三个不同的部分:诞生、成长和成熟。诞生阶段是从 1900 年到 1945 年,成长阶段是从 1940 年到 2005 年,成熟阶段是从 2005 年到现在。该模型表明成熟阶段只是最近才开始出现,因为预测的车辆饱和度是 300,000,000,而当前的值更接近 260,000,000。根据该模型,该模式应该在 2050 年之前达到饱和,届时它可能会被自动驾驶汽车或一种新的创新交通方式所取代。下面的表 1 显示了 1900 年至 2016 年期间美国记录的和预测的注册汽车数量。

表 1:1900-2016 年记录的和预测的注册车辆数量
年份 注册车辆(美国) 预测注册车辆(美国)
1900 8000 2384493
1901 14800 2531414
1902 23000 2687306
1903 32920 2852706
1904 55290 3028183
1905 78800 3214337
1906 108100 3411803
1907 143200 3621252
1908 198400 3843392
1909 312000 4078972
1910 468500 4328780
1911 639500 4593650
1912 944000 4874459
1913 1258060 5172134
1914 1763018 5487650
1915 2490932 5822032
1916 3617937 6176363
1917 5118525 6551778
1918 6160448 6949472
1919 7576888 7370699
1920 9239161 7816778
1921 10493666 8289088
1922 12273599 8789079
1923 15102105 9318265
1924 17612940 9878232
1925 20068543 10470637
1926 22200150 11097211
1927 23303470 11759756
1928 24688631 12460152
1929 26704825 13200352
1930 26749853 13982386
1931 26093968 14808358
1932 24391000 15680447
1933 24159203 16600906
1934 25261710 17572057
1935 26546126 18596292
1936 28506891 19676068
1937 30058892 20813903
1938 29813718 22012370
1939 31009927 23274093
1940 32453233 24601736
1941 34894134 25997997
1942 33003656 27465599
1943 30888134 29007278
1944 30479306 30625769
1945 31035420 32323794
1946 34373002 34104045
1947 37841498 35969169
1948 41085531 37921748
1949 44690296 39964279
1950 49161691 42099152
1951 51912755 44328627
1952 53262418 46654812
1953 56217433 49079632
1954 58505361 51604809
1955 62688792 54231827
1956 65148277 56961909
1957 67124904 59795989
1958 68296594 62734677
1959 71354420 65778239
1960 73857768 68926564
1961 75961437 72179139
1962 79150336 75535027
1963 82696732 78992844
1964 86313262 82550737
1965 90357667 86206373
1966 93949852 89956923
1967 96905876 93799057
1968 100898074 97728938
1969 105096369 101742229
1970 108418197 105834096
1971 112986342 109999222
1972 118796671 114231831
1973 125653934 118525707
1974 129933556 122874228
1975 132948709 127270401
1976 138542904 131706906
1977 142092568 136176138
1978 148414612 140670262
1979 151869299 145181265
1980 155796219 149701009
1981 158286415 154221296
1982 159643240 158733924
1983 163749281 163230743
1984 166248816 167703722
1985 171688878 172144997
1986 175700339 176546931
1987 178909773 180902163
1988 184392674 185203654
1989 187356106 189444732
1990 188797914 193619124
1991 188136469 197720995
1992 190362228 201744966
1993 194063482 205686139
1994 198063482 209540109
1995 201530021 213302973
1996 205427210 216971335
1997 210441250 220542300
1998 211580030 224013469
1999 215496000 227382928
2000 220461060 230649230
2001 225821240 233811381
2002 235331380 236868813
2003 234624140 239821364
2004 236760030 242669251
2005 243010550 245413041
2006 247421120 248053626
2007 250844640 250592191
2008 254403080 253030190
2009 255917660 255369314
2010 254212610 257611462
2011 250070050 259758720
2012 253108390 261813329
2013 253639390 263777664
2014 255876820 265654208
2015 260350940 267445533
2016 263610220 269154279

本表结合图 5 中的模型,概述了模型与数据之间的相似点和不同点。价值方面最显著的差异出现在“诞生阶段”。造成这种情况的原因可能是初始部署和饱和值之间存在显著差异。由于注册车辆的最终值达到数亿,而初始值仅为数千,因此模型无法捕捉到规模的巨大变化。这种不准确性也可能是由于线性回归分析中删除了前 10 年的注册车辆数据所致。然而,需要注意的是,即使在初始模型中,1900 年注册车辆的建模值也偏离了实际值 82.8 倍。因此,很明显,该模型在估计早期诞生阶段数据方面并不准确,因为存在规模上的差异。此外,模型在 1910 年至 1943 年之间存在一些不一致。这可归因于两个因素。第一个是之前提到的模型存在一定程度的高估。然而,在该区域,这可能并不像看起来那么显著,因为 1918 年之后的大多数值实际上都被低估了。第二个原因是记录的注册值的随机性。由于这段时期经历了许多社会经济因素(经济衰退和世界大战),因此诞生阶段和增长阶段之间的过渡不像模型所表明的那样平滑。因此,在 1920 年至 1945 年之间,模型中存在一些关于车辆注册数量的不一致。尽管如此,模型的其余部分可以被认为基本上是准确的,尤其是在 1943 年之后,除 1950 年代的个别差异高达 14% 之外,建模值与记录值之间的最大差异为 6%。

结论

在过去的 120 年里,汽车已经发展成为美国使用最广泛的交通方式。尽管由于城市景观以及城市和农村政策的改变,汽车在最初的增长速度较慢,但它对社会产生了巨大的影响,并塑造着我们每天执行的许多任务。然而,这种模式目前正在走向成熟,市场竞争比以往任何时候都更加激烈。因此,制造商在未来 10-20 年的市场选择对于决定这种模式的持续成功至关重要。随着自动驾驶等更先进技术的出现,制造商和消费者将如何应对不可避免的变革将非常有趣。

参考文献

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