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【摘 要】本文在阐述我国重型LNG发动机市场需求分析的基础上，采用灰色预测法对我国未来LNG汽车保有量进行预测分析，可以为国内建设LNG加气站提供数据方面的参考价值。
【关键词】重型LNG汽车；市场分析；灰色模型
引言
近几年，汽车工业的不断壮大促进了国民经济的发展；同时国民经济的稳定、快速发展，增加了居民的消费支出和企业的投资需求，也大幅拉动了汽车需求。但拉动经济的同时，也给环境带来了重大污染。因此为了减少污染和节约能源，全世界都在积极使用代用燃料，而天然气汽车以环保效益明显、使用经济性较好、推广应用成本较低、安全性有保障、气源较丰富等优点，是国内节能减排的主要代用燃料汽车之一；且经过低温净化处理后成为液体，成分单一，有害物质的含量减少，很少产生燃油燃烧后生产的碳氢化合物、氮氧化物以及无颗粒排放，因此是世界上公认的清洁燃料。
1.我国重型LNG汽车市场情况
我国从1999年开始全国性推广燃气汽车，主要以CNG汽车为主，LNG汽车则是从2010年左右才开始逐步推广的。截止2014年12月底，我国燃气汽车保有量417万辆。我国重型LNG发动机主要运用在新能源客车、重型卡车、以及船舶市场。其中2012年LNG新能源客车销量约为3-3.5万台；2012年天然气重卡销量为10000-15000辆[1]；2013年底，全球用LNG作为燃料的船舶有125艘在商业化运营，其中22艘主要是运行于挪威沿岸，其中103艘在中国长江及内江流域运行。
同时本文收集并分析2004-2013年的相关统计数据资料，并用数据资料给出2004-2013年二氧化碳排放量、氮氧化物排放量随CNG汽车保有量变化的曲线图。
图1 数据变化曲线
通过图1可以看出随着CNG汽车保有量的增加，二氧化碳排放量以及氮氧化物排放量每一年都呈现降低趋势，这在一定程度上说明，天然气汽车使用量的增加有利于降低污染物的排放而且减少大气污染，并且有利于满足排放法规的要求。因此天然气汽车具有解决能源危机以及减少环境污染和经济上的优势，为此其得到政府的鼓励和支持，天然气汽车的市场发展前景光明。LNG汽车因为其良好的经济性、环保性、安全性、能量密度大，续驶里程长以及在同等载重能力下，LNG的運输能力是CNG的5-6倍等优点其市场前景越来越广阔[2]。因此通过对重型LNG汽车市场的需求预测可以对市场有个很清晰的把握。
城市机动车交通是一个复杂的系统，受自然、社会、经济以及文化等各种因素的综合作用。由于人们认知能力的限制，很难区分和判断激励因素或抑制因素、主要因素或次要因素，由此可以将城市机动车交通看作一个信息不全的灰色系统，用灰色系统理论加以研究，本文选用GM（1，1）灰色模型我国重型LNG汽车保有量进行预测。
2.我国重型LNG发动机市场需求预测
GM（1，1）灰色预测模型是目前经济预测的常用方法，灰色系统建模的主要目的是寻找因素之间的动态发展规律，进而对因素的发展变化进行预测，对因素之间的动态关系进行协调。但是，对于所获得的原始时间序列数据往往有较大的随机波动，规律性不强。灰色预测模型是通过对原始时间序列数据进行累加处理，数据的随机波动被弱化和消除，显现其规律性。一般来讲，对于非负的时间序列数据，经过累加后，基本上呈现指数增长规律。
2.1构建预测模型
首先对历年天然气汽车保有量原始数据序列：
进行一阶累加生成处理：
得到生成数列：
其次建立一阶单变量的微分方程模型GM（1，1），白化形式的微分方程为：
（1）
设p为待估参数向量，则： ，用最小二乘法求解p得：
（2）
其中：
将（2）式求得的p代入（1）式，解微分方程，得白化形式的常微分方程的解为：
（3）
然后将代入（3）式可得模型的计算值，通过
（4）
GM（1 ， 1）模型中的灰色作用量u是从前景值挖掘出来的数据，它反映数据变化的关系，其确切内涵是灰的，由参考文献[3]可知发展系数a取值情况判断GM（1，1）模型的适应情况如下表1：
表1 发展系数a取值情况
发展系数a取值 -a≤0.3 0.3<-a≤0. 5 0.5<-a≤0.8 0.8<-a≤1 -a>1
适应情况 可用于中长期预测 可用于短期预测，中长期预测慎用 短期预测应十分谨慎 应采用残差修正GM（1，1）模型 不宜采用GM（1，1）模型，可考虑其他预测方法
2.2基于GM（1，1）模型的重型LNG发动机市场需求预测
为了预测未来LNG汽车的需求量，收集分析了2004-2010年的全国CNG汽车保有量的统计数据资料，如表2所示。
表2 2004-2010年的全国CNG汽车保有量/辆
年份 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
实际值 9000 120000 180000 265000 623140 766860 933220
通过2.1节构建的预测模型以及表2.2的数据分析得到标定的GM（1.1）灰色预测模型：
其中：t=YEAR-2004年份，通过Matlab编程计算出其中的模型精度：p=1>0.95，-a=0.3567，根据表1判断GM（1，1）模型适用于本次预测，属于模型中的中短期预测效果较好，但对于中长期预测数据偏大的情况。
据相关数据显示，中国天然气汽车产业在政府和市场的双重驱动下，保有量已从2000年的不足1万辆发展到目前的100万余辆，成长为世界第六大天然气汽车市场。2011年，我国LNG汽车保有量为3.85万辆。由于2012-2020年的LNG汽车保有量与2004-2011年的CNG汽车保有量增长趋势一致，且LNG汽车多为重型汽车，则可得预测结果如下：
其中表3给出了2011-2020年全国重型LNG汽车保有量的预测结果以及误差值，通过2011年到2014年的实际值与预测值对比误差分别为0、0.6%、3.9%以及2%，误差值均小于5%[3]，即此灰色预测模型可以运用到重型LNG汽车预测。通过预测值数据发现，全国重型LNG汽车保有量是呈现递增状态。
表3 2011-2020年全国重型LNG汽车保有量/万辆
年份 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
预测值 3.85 10.26 12.24 19.11 29.08 43.34 63.72 92.87
实际值 3.85 10.0 12.7 19.5 - - - -
3.总结
本文是灰色系统理论在重型LNG汽车需求预测方面具有一定创新的应用，即通过灰色模型可以较合理的预测出近几年重型LNG汽车未来的市场需求情况，并为国内LNG加气站的建立提供一定的参考意义同时可以合理的规划投资建设加气站以减少不必要的资源浪费[4]，而且可以看出我国LNG汽车必将迎来更加快速的发展阶段。
参考文献：
[1]张瑞峰，陶刚.浅析LNG重型商用车的市场前景[J].机械管理开发.2012.10.NO5.99-102.
[2]杨磊.LNG重型商用车的市场前景分析[J].理论研究.2013.11.
[3]刘思峰等.灰色系统理论及其应用第三版[M]，北京：科学出版社.2004.11.
[4]景团朋，夏鸿文.我国LNG汽车发展现状及前景分析[J].汽车工程.2014.2.24-27，34.
作者简介：
赵静（1991-），女，安徽，硕士研究生，研究方向：交通运输工程。
【关键词】重型LNG汽车；市场分析；灰色模型
引言
近几年，汽车工业的不断壮大促进了国民经济的发展；同时国民经济的稳定、快速发展，增加了居民的消费支出和企业的投资需求，也大幅拉动了汽车需求。但拉动经济的同时，也给环境带来了重大污染。因此为了减少污染和节约能源，全世界都在积极使用代用燃料，而天然气汽车以环保效益明显、使用经济性较好、推广应用成本较低、安全性有保障、气源较丰富等优点，是国内节能减排的主要代用燃料汽车之一；且经过低温净化处理后成为液体，成分单一，有害物质的含量减少，很少产生燃油燃烧后生产的碳氢化合物、氮氧化物以及无颗粒排放，因此是世界上公认的清洁燃料。
1.我国重型LNG汽车市场情况
我国从1999年开始全国性推广燃气汽车，主要以CNG汽车为主，LNG汽车则是从2010年左右才开始逐步推广的。截止2014年12月底，我国燃气汽车保有量417万辆。我国重型LNG发动机主要运用在新能源客车、重型卡车、以及船舶市场。其中2012年LNG新能源客车销量约为3-3.5万台；2012年天然气重卡销量为10000-15000辆[1]；2013年底，全球用LNG作为燃料的船舶有125艘在商业化运营，其中22艘主要是运行于挪威沿岸，其中103艘在中国长江及内江流域运行。
同时本文收集并分析2004-2013年的相关统计数据资料，并用数据资料给出2004-2013年二氧化碳排放量、氮氧化物排放量随CNG汽车保有量变化的曲线图。
图1 数据变化曲线
通过图1可以看出随着CNG汽车保有量的增加，二氧化碳排放量以及氮氧化物排放量每一年都呈现降低趋势，这在一定程度上说明，天然气汽车使用量的增加有利于降低污染物的排放而且减少大气污染，并且有利于满足排放法规的要求。因此天然气汽车具有解决能源危机以及减少环境污染和经济上的优势，为此其得到政府的鼓励和支持，天然气汽车的市场发展前景光明。LNG汽车因为其良好的经济性、环保性、安全性、能量密度大，续驶里程长以及在同等载重能力下，LNG的運输能力是CNG的5-6倍等优点其市场前景越来越广阔[2]。因此通过对重型LNG汽车市场的需求预测可以对市场有个很清晰的把握。
城市机动车交通是一个复杂的系统，受自然、社会、经济以及文化等各种因素的综合作用。由于人们认知能力的限制，很难区分和判断激励因素或抑制因素、主要因素或次要因素，由此可以将城市机动车交通看作一个信息不全的灰色系统，用灰色系统理论加以研究，本文选用GM（1，1）灰色模型我国重型LNG汽车保有量进行预测。
2.我国重型LNG发动机市场需求预测
GM（1，1）灰色预测模型是目前经济预测的常用方法，灰色系统建模的主要目的是寻找因素之间的动态发展规律，进而对因素的发展变化进行预测，对因素之间的动态关系进行协调。但是，对于所获得的原始时间序列数据往往有较大的随机波动，规律性不强。灰色预测模型是通过对原始时间序列数据进行累加处理，数据的随机波动被弱化和消除，显现其规律性。一般来讲，对于非负的时间序列数据，经过累加后，基本上呈现指数增长规律。
2.1构建预测模型
首先对历年天然气汽车保有量原始数据序列：
进行一阶累加生成处理：
得到生成数列：
其次建立一阶单变量的微分方程模型GM（1，1），白化形式的微分方程为：
（1）
设p为待估参数向量，则： ，用最小二乘法求解p得：
（2）
其中：
将（2）式求得的p代入（1）式，解微分方程，得白化形式的常微分方程的解为：
（3）
然后将代入（3）式可得模型的计算值，通过
（4）
GM（1 ， 1）模型中的灰色作用量u是从前景值挖掘出来的数据，它反映数据变化的关系，其确切内涵是灰的，由参考文献[3]可知发展系数a取值情况判断GM（1，1）模型的适应情况如下表1：
表1 发展系数a取值情况
发展系数a取值 -a≤0.3 0.3<-a≤0. 5 0.5<-a≤0.8 0.8<-a≤1 -a>1
适应情况 可用于中长期预测 可用于短期预测，中长期预测慎用 短期预测应十分谨慎 应采用残差修正GM（1，1）模型 不宜采用GM（1，1）模型，可考虑其他预测方法
2.2基于GM（1，1）模型的重型LNG发动机市场需求预测
为了预测未来LNG汽车的需求量，收集分析了2004-2010年的全国CNG汽车保有量的统计数据资料，如表2所示。
表2 2004-2010年的全国CNG汽车保有量/辆
年份 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
实际值 9000 120000 180000 265000 623140 766860 933220
通过2.1节构建的预测模型以及表2.2的数据分析得到标定的GM（1.1）灰色预测模型：
其中：t=YEAR-2004年份，通过Matlab编程计算出其中的模型精度：p=1>0.95，-a=0.3567，根据表1判断GM（1，1）模型适用于本次预测，属于模型中的中短期预测效果较好，但对于中长期预测数据偏大的情况。
据相关数据显示，中国天然气汽车产业在政府和市场的双重驱动下，保有量已从2000年的不足1万辆发展到目前的100万余辆，成长为世界第六大天然气汽车市场。2011年，我国LNG汽车保有量为3.85万辆。由于2012-2020年的LNG汽车保有量与2004-2011年的CNG汽车保有量增长趋势一致，且LNG汽车多为重型汽车，则可得预测结果如下：
其中表3给出了2011-2020年全国重型LNG汽车保有量的预测结果以及误差值，通过2011年到2014年的实际值与预测值对比误差分别为0、0.6%、3.9%以及2%，误差值均小于5%[3]，即此灰色预测模型可以运用到重型LNG汽车预测。通过预测值数据发现，全国重型LNG汽车保有量是呈现递增状态。
表3 2011-2020年全国重型LNG汽车保有量/万辆
年份 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
预测值 3.85 10.26 12.24 19.11 29.08 43.34 63.72 92.87
实际值 3.85 10.0 12.7 19.5 - - - -
3.总结
本文是灰色系统理论在重型LNG汽车需求预测方面具有一定创新的应用，即通过灰色模型可以较合理的预测出近几年重型LNG汽车未来的市场需求情况，并为国内LNG加气站的建立提供一定的参考意义同时可以合理的规划投资建设加气站以减少不必要的资源浪费[4]，而且可以看出我国LNG汽车必将迎来更加快速的发展阶段。
参考文献：
[1]张瑞峰，陶刚.浅析LNG重型商用车的市场前景[J].机械管理开发.2012.10.NO5.99-102.
[2]杨磊.LNG重型商用车的市场前景分析[J].理论研究.2013.11.
[3]刘思峰等.灰色系统理论及其应用第三版[M]，北京：科学出版社.2004.11.
[4]景团朋，夏鸿文.我国LNG汽车发展现状及前景分析[J].汽车工程.2014.2.24-27，34.
作者简介：
赵静（1991-），女，安徽，硕士研究生，研究方向：交通运输工程。