基于系统动力学的电动汽车与燃油汽车预测仿真
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曾 鸣，李 娜，王 涛，贾晓希
（华 北 电 力 大 学 能 源 与 电 力 经 济 研 究 咨 询 中 心 ， 北 京 １０２２０６）
Ｔｈｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｎｄ Ｆｕｌｅ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｙｎａｍｉｃｓ
系统流图是所建模型的具体展示，电动汽车与
燃油汽车系统动力学模型的流图如图２所示。
图２反映了电动汽车与燃油汽车系统的年数量
变化值与未来保有量的循环反馈关系。该流图包括
两个部分：一 是 燃油 汽车系统；二是电动汽车系
统。这两部分既相对独立又相互联系，相对独立是
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由于它 们 有 各 自 的 发 展 规 律， 在 图 中 体 现 为 燃 油
现 代 电 力 ，２０１２，２９（６） ｈｔｔｐ：∥ｘｄｄｌ．ｎｃｅｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｄｄｌ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ
第６期
曾 鸣等：基于系统动力学的电动汽车与燃油汽车预测仿真
５７
１９５６ 年 ， 创 始 人 为 美 国 麻 省 理 工 学 院 福 瑞 斯 特 （Ｊａｙ Ｗ．Ｆｏｒｒｅｓｔｅｒ）教授，它是一门分析研究信息 反 馈 系 统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题 的综合性学科，是系统学科和管理科学中的一个分 支 。 ［８］ 系统动力学结合了定性 分 析 与 定 量 分 析 两 种 方法，是以定 性分析为主导，定量分析为支 撑的 方 法［９］。
ＣＯＭＰ１为竞争 系 数 １， 它 表 示 电 动 汽 车 对 燃 油 汽
车 的 竞 争 系 数 ；Ｃｏｉｌ，ｍａｘ代 表 燃 油 汽 车 最 大 容 量 。
１．３．３ 辅 助 方 程
辅助变量反映了系统的重要信息量，电动汽车
和燃油汽车的占有率分别为
ＳＰＡＣＥｅｌｅｃ（ｔ）＝ Ｎｅｌｅｃ（ｔ）／Ｃｅｌｅｃ，ｍａｘ
第２９卷 第６期 ２０１２ 年 １２ 月
文 章 编 号 ：１００７－２３２２（２０１２）０６－００５６－０５
现 代 电 力
Ｍｏｄｅｒｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｖｏｌ．２９ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２０１２
中 图 分 类 号 ：Ｆ４２６．６１
基于系统动力学的电动汽车与燃油汽车预测仿真
相对传统燃油、燃气汽车来讲，电动汽车的节 能环保优势明 显。 麦 肯 锡 ２００８ 年 底 的 研 究 报 告 表 明，其他新能源技术在车辆整个生命周期中只能将 二氧化碳 排 放 减 少 ４４％ ～５０％， 而 可 再 生 能 源 环 境下，电 动 汽 车 可 以 将 二 氧 化 碳 排 放 减 少 至 １９％ 。 ［２］ 因此，发展电动汽车不 失 为 一 个 解 决 以 上 问题 的 佳 径 ， ［３］ 它 将 力 图 突 破 节 能 减 排 技 术 难 点 ， ［４］ 实现经济社会的可持 续 发 展。 国 内 外 各 政 府 部门、研究机构、高校以及专家学者对电动汽车也 表现出了浓厚的兴趣，并对其进行了大量的定性与 定量的分析研究。
摘 要：针对电动汽车和燃油汽车在我国不同时期的发展 和需求，提 出 一 种 基 于 系 统 动 力 学 模 型 的 动 态 研 究 方 法。 该方法基于系统动力学理论，通过分析两类汽车的相互关 系，同时考虑 汽 车 市 场 最 大 容 量、 汽 车 自 然 增 长 率 以 及 两 类汽车竞争系数等影响因素，构建电动汽车与燃油汽车的 系统动力学模型，进而开展对我国电动汽车与燃油汽车未 来保有量的模拟分析。预测结果表明我国电动汽车保有量 在 ４０ａ后 将 超 过 燃 油 汽 车 保 有 量 ， 达 到 １５ ０００ 多 万 辆 。
本文结合燃油汽车，建立电动汽车与燃油汽车 系统动力学模型，预测电动汽车未来的发展，系统 动力学模型能够清晰地揭示系统内结构与事物间相 互关系，并仿真系统内部各要素的变动过程和结果。
１ 系统动力学模型的构建
基 金 项 目 ： 教 育 部 博 士 点 基 金 资 助 项 目 （２００８００７９００７）
系 统 动 力 学 （Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｙｎａｍｉｃｓ，ＳＤ）始 创 于
系统动力学模型的理论基础是系统动力学的理 论和方法，其研究方法是计算机仿真实验法，关键 任务是建立系统动力学模型体系。 １．１ 三 要 素 因 果 关 系 图
我国是世界最大汽车消费国，汽车市场需求量 不断增大，呈现逐年上升趋势，除了燃油汽车，我 国电动汽 车 的 开 发 研 究 工 作 也 正 在 紧 锣 密 鼓 地 开 展。电动汽车总量与燃油汽车总量组成了市场汽车 总量，其与市场需求量或者最大容量的相互关系如 图１所示：
（５）
ＳＰＡＣＥｏｉｌ（ｔ）＝ Ｎｏｉｌ（ｔ）／Ｃｏｉｌ，ｍａｘ
（６）
电动汽车年耗电总量计算方程为
Ｑｅｌｅｃ（ｔ）＝ｑｅｌｅｃ × Ｎｅｌｅｃ（ｔ）
（７）
式中：Ｑｅｌｅｃ（ｔ）表 示 耗 电 总 量；ｑｅｌｅｃ为 单 台 电 动 汽 车
年平均耗电量。
ΔＢ（ｔ）＝ Ｑｅｌｅｃ（ｔ）×ｐｅｌｅｃ
（８）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｙｓｔｅｍ ｄｙｎａｍｉｃｓ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ；ｆｕｅｌ ｖｅｈｉ－ ｃｌｅｓ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ
０ 引 言
随着世界工业化进程的不断加快，化石能源日 趋枯竭，二氧化碳排放不断增多，气候变化和能源
危机已成为２１ 世 纪 亟 待 解 决 的 问 题。 我 国 作 为 全 世界人口最多的国家，汽车尾气污染已经成为城市 大气污染的最主要因素，我国二氧化碳排放量仅次 于美国，居全 球 第二，减排工作面临越来越 大 的 压 力 。 ［１］
（ ） １－ＳＰＡＣＥｅｌｅｃ（ｔ）×ＣＯＭＰ２×
Ｎｏｉｌ（ｔ）／Ｃｅｌｅｃ，ｍａｘ
（３）
图 ２ 电 动 汽 车 与 燃 油 汽 车 系 统 积 流 图 现 代 电 力 ，２０１２，２９（６） ｈｔｔｐ：∥ｘｄｄｌ．ｎｃｅｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｄｄｌ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ
５８
现 代 电 力
关键词：系统动力学；电动汽车；燃油汽车；仿真；预测
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｍａｎｄｓ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄｓ ｏｆ ｔｉｍｅ，ａ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｔ ｆｉｒｓｔ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｄｙｎａｍｉｃｓ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｓｕｃｈ ｆａｃｔｏｒｓ ａｓ ｍａｒｋｅｔ ｍａｘｉｍｕｍ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｂｏｔｈ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｙ－ ｎａｍｉｃｓ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｒｅ ｂｕｉｌｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅｉｒ ｆｕｔｕｒｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｆｕｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｆｔｅｒ ４０ ｙｅａｒｓ，ａｎｄ ｉｔ ｗｉｌｌ ｒｅａｃｈ ａｂｏｖｅ １５０ ｍｉｌ－ ｌｉｏｎ．
图 １ 三 要 素 因 果 关 系 图
图１中有两个正反馈回路，它表示其中一个变 量的变动能够带动其他两个变量以相同方向变动， 而且通过 因 果 关 系 的 作 用 最 终 使 自 身 发 生 再 次 变 动，循环往复。因此，依据三者的关系可以推导电 动汽车总量与燃油汽车总量的关系，进而预测两者 的变化量。 １．２ 系 统 流 图
持，电动汽 车 增 长 率 逐 年 上 升； 二 是 自 ２０３１ 年 后
的２０ａ，随着一系列 扶 持 措 施 的 开 展 实 施， 电 动 汽
车市场渐趋成熟，政府扶持力度减弱。基于此，电
动汽车增长率函数可表示为
ｒｅｌｅｃ ＝ＩＦ ＴＨＥＮ ＥＬＳＥ
（ ） Ｔｉｍｅ ≤２０，
ＥＸＰ（０．０１５×Ｔｉｍｅ），０．１３１
ＺＥＮＧ Ｍｉｎｇ，ＬＩ Ｎａ，ＷＡＮＧ Ｔａｏ，ＪＩＡ Ｘｉａｏｘｉ
（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｄｖｉｓｏｒｙ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
（电动）汽车增长率和燃油（电动）汽车最大容量， 而
相互联系是由于它们在遵循各自发展规律的同时，
还受到另一方的影响和改变，在图中体现为竞争系
数１（２）和 燃 油 （电 动）汽 车 占 有 率。 两 汽 车 总 量 之
和即构成了全社会汽车总量。
１．３ 系 统 方 程
１．３．１ 状 态 方 程
系统状态变量是决定系统行为的变量，它随时
式 中 ：ΔＢ（ｔ）为 增 加 的 年 收 入 ；ｐｅｌｅｃ为 平 均 电 价 。
汽车总量的计算方程为
Ｎａｌｌ（ｔ）＝ Ｎｅｌｅｃ（ｔ）＋ Ｎｏｉｌ（ｔ）
（９）
假 设 电 动 汽 车 的 发 展 分 为 两 个 阶 段： 一 是 前
（华 北 电 力 大 学 能 源 与 电 力 经 济 研 究 咨 询 中 心 ， 北 京 １０２２０６）
Ｔｈｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｎｄ Ｆｕｌｅ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｙｎａｍｉｃｓ
系统流图是所建模型的具体展示，电动汽车与
燃油汽车系统动力学模型的流图如图２所示。
图２反映了电动汽车与燃油汽车系统的年数量
变化值与未来保有量的循环反馈关系。该流图包括
两个部分：一 是 燃油 汽车系统；二是电动汽车系
统。这两部分既相对独立又相互联系，相对独立是
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由于它 们 有 各 自 的 发 展 规 律， 在 图 中 体 现 为 燃 油
现 代 电 力 ，２０１２，２９（６） ｈｔｔｐ：∥ｘｄｄｌ．ｎｃｅｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｄｄｌ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ
第６期
曾 鸣等：基于系统动力学的电动汽车与燃油汽车预测仿真
５７
１９５６ 年 ， 创 始 人 为 美 国 麻 省 理 工 学 院 福 瑞 斯 特 （Ｊａｙ Ｗ．Ｆｏｒｒｅｓｔｅｒ）教授，它是一门分析研究信息 反 馈 系 统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题 的综合性学科，是系统学科和管理科学中的一个分 支 。 ［８］ 系统动力学结合了定性 分 析 与 定 量 分 析 两 种 方法，是以定 性分析为主导，定量分析为支 撑的 方 法［９］。
ＣＯＭＰ１为竞争 系 数 １， 它 表 示 电 动 汽 车 对 燃 油 汽
车 的 竞 争 系 数 ；Ｃｏｉｌ，ｍａｘ代 表 燃 油 汽 车 最 大 容 量 。
１．３．３ 辅 助 方 程
辅助变量反映了系统的重要信息量，电动汽车
和燃油汽车的占有率分别为
ＳＰＡＣＥｅｌｅｃ（ｔ）＝ Ｎｅｌｅｃ（ｔ）／Ｃｅｌｅｃ，ｍａｘ
第２９卷 第６期 ２０１２ 年 １２ 月
文 章 编 号 ：１００７－２３２２（２０１２）０６－００５６－０５
现 代 电 力
Ｍｏｄｅｒｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｖｏｌ．２９ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２０１２
中 图 分 类 号 ：Ｆ４２６．６１
基于系统动力学的电动汽车与燃油汽车预测仿真
相对传统燃油、燃气汽车来讲，电动汽车的节 能环保优势明 显。 麦 肯 锡 ２００８ 年 底 的 研 究 报 告 表 明，其他新能源技术在车辆整个生命周期中只能将 二氧化碳 排 放 减 少 ４４％ ～５０％， 而 可 再 生 能 源 环 境下，电 动 汽 车 可 以 将 二 氧 化 碳 排 放 减 少 至 １９％ 。 ［２］ 因此，发展电动汽车不 失 为 一 个 解 决 以 上 问题 的 佳 径 ， ［３］ 它 将 力 图 突 破 节 能 减 排 技 术 难 点 ， ［４］ 实现经济社会的可持 续 发 展。 国 内 外 各 政 府 部门、研究机构、高校以及专家学者对电动汽车也 表现出了浓厚的兴趣，并对其进行了大量的定性与 定量的分析研究。
摘 要：针对电动汽车和燃油汽车在我国不同时期的发展 和需求，提 出 一 种 基 于 系 统 动 力 学 模 型 的 动 态 研 究 方 法。 该方法基于系统动力学理论，通过分析两类汽车的相互关 系，同时考虑 汽 车 市 场 最 大 容 量、 汽 车 自 然 增 长 率 以 及 两 类汽车竞争系数等影响因素，构建电动汽车与燃油汽车的 系统动力学模型，进而开展对我国电动汽车与燃油汽车未 来保有量的模拟分析。预测结果表明我国电动汽车保有量 在 ４０ａ后 将 超 过 燃 油 汽 车 保 有 量 ， 达 到 １５ ０００ 多 万 辆 。
本文结合燃油汽车，建立电动汽车与燃油汽车 系统动力学模型，预测电动汽车未来的发展，系统 动力学模型能够清晰地揭示系统内结构与事物间相 互关系，并仿真系统内部各要素的变动过程和结果。
１ 系统动力学模型的构建
基 金 项 目 ： 教 育 部 博 士 点 基 金 资 助 项 目 （２００８００７９００７）
系 统 动 力 学 （Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｙｎａｍｉｃｓ，ＳＤ）始 创 于
系统动力学模型的理论基础是系统动力学的理 论和方法，其研究方法是计算机仿真实验法，关键 任务是建立系统动力学模型体系。 １．１ 三 要 素 因 果 关 系 图
我国是世界最大汽车消费国，汽车市场需求量 不断增大，呈现逐年上升趋势，除了燃油汽车，我 国电动汽 车 的 开 发 研 究 工 作 也 正 在 紧 锣 密 鼓 地 开 展。电动汽车总量与燃油汽车总量组成了市场汽车 总量，其与市场需求量或者最大容量的相互关系如 图１所示：
（５）
ＳＰＡＣＥｏｉｌ（ｔ）＝ Ｎｏｉｌ（ｔ）／Ｃｏｉｌ，ｍａｘ
（６）
电动汽车年耗电总量计算方程为
Ｑｅｌｅｃ（ｔ）＝ｑｅｌｅｃ × Ｎｅｌｅｃ（ｔ）
（７）
式中：Ｑｅｌｅｃ（ｔ）表 示 耗 电 总 量；ｑｅｌｅｃ为 单 台 电 动 汽 车
年平均耗电量。
ΔＢ（ｔ）＝ Ｑｅｌｅｃ（ｔ）×ｐｅｌｅｃ
（８）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｙｓｔｅｍ ｄｙｎａｍｉｃｓ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ；ｆｕｅｌ ｖｅｈｉ－ ｃｌｅｓ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ
０ 引 言
随着世界工业化进程的不断加快，化石能源日 趋枯竭，二氧化碳排放不断增多，气候变化和能源
危机已成为２１ 世 纪 亟 待 解 决 的 问 题。 我 国 作 为 全 世界人口最多的国家，汽车尾气污染已经成为城市 大气污染的最主要因素，我国二氧化碳排放量仅次 于美国，居全 球 第二，减排工作面临越来越 大 的 压 力 。 ［１］
（ ） １－ＳＰＡＣＥｅｌｅｃ（ｔ）×ＣＯＭＰ２×
Ｎｏｉｌ（ｔ）／Ｃｅｌｅｃ，ｍａｘ
（３）
图 ２ 电 动 汽 车 与 燃 油 汽 车 系 统 积 流 图 现 代 电 力 ，２０１２，２９（６） ｈｔｔｐ：∥ｘｄｄｌ．ｎｃｅｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｄｄｌ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ
５８
现 代 电 力
关键词：系统动力学；电动汽车；燃油汽车；仿真；预测
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｍａｎｄｓ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄｓ ｏｆ ｔｉｍｅ，ａ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｔ ｆｉｒｓｔ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｄｙｎａｍｉｃｓ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｓｕｃｈ ｆａｃｔｏｒｓ ａｓ ｍａｒｋｅｔ ｍａｘｉｍｕｍ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｂｏｔｈ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｙ－ ｎａｍｉｃｓ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｒｅ ｂｕｉｌｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅｉｒ ｆｕｔｕｒｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｆｕｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｆｔｅｒ ４０ ｙｅａｒｓ，ａｎｄ ｉｔ ｗｉｌｌ ｒｅａｃｈ ａｂｏｖｅ １５０ ｍｉｌ－ ｌｉｏｎ．
图 １ 三 要 素 因 果 关 系 图
图１中有两个正反馈回路，它表示其中一个变 量的变动能够带动其他两个变量以相同方向变动， 而且通过 因 果 关 系 的 作 用 最 终 使 自 身 发 生 再 次 变 动，循环往复。因此，依据三者的关系可以推导电 动汽车总量与燃油汽车总量的关系，进而预测两者 的变化量。 １．２ 系 统 流 图
持，电动汽 车 增 长 率 逐 年 上 升； 二 是 自 ２０３１ 年 后
的２０ａ，随着一系列 扶 持 措 施 的 开 展 实 施， 电 动 汽
车市场渐趋成熟，政府扶持力度减弱。基于此，电
动汽车增长率函数可表示为
ｒｅｌｅｃ ＝ＩＦ ＴＨＥＮ ＥＬＳＥ
（ ） Ｔｉｍｅ ≤２０，
ＥＸＰ（０．０１５×Ｔｉｍｅ），０．１３１
ＺＥＮＧ Ｍｉｎｇ，ＬＩ Ｎａ，ＷＡＮＧ Ｔａｏ，ＪＩＡ Ｘｉａｏｘｉ
（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｄｖｉｓｏｒｙ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
（电动）汽车增长率和燃油（电动）汽车最大容量， 而
相互联系是由于它们在遵循各自发展规律的同时，
还受到另一方的影响和改变，在图中体现为竞争系
数１（２）和 燃 油 （电 动）汽 车 占 有 率。 两 汽 车 总 量 之
和即构成了全社会汽车总量。
１．３ 系 统 方 程
１．３．１ 状 态 方 程
系统状态变量是决定系统行为的变量，它随时
式 中 ：ΔＢ（ｔ）为 增 加 的 年 收 入 ；ｐｅｌｅｃ为 平 均 电 价 。
汽车总量的计算方程为
Ｎａｌｌ（ｔ）＝ Ｎｅｌｅｃ（ｔ）＋ Ｎｏｉｌ（ｔ）
（９）
假 设 电 动 汽 车 的 发 展 分 为 两 个 阶 段： 一 是 前
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