李洪偉，楊彩麗，陶　敏

(山東科技大學 經(jīng)濟管理學院，山東 青島 266590)

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基于結(jié)構方程模型的山東省純電動公交車發(fā)展影響因素的實證研究

李洪偉，楊彩麗，陶敏

(山東科技大學 經(jīng)濟管理學院，山東 青島 266590)

摘要：通過對山東省17個地市的340名公交公司及充換電站從業(yè)人員和政府相關人員進行問卷調(diào)查，利用因子分析提取了技術標準與研發(fā)、電站運營效率、基礎設施、電池性能和產(chǎn)業(yè)政策5個因子，構建影響純電動公交車發(fā)展影響因素的結(jié)構方程模型，并驗證各因子對純電動公交車發(fā)展的影響及其之間的相互作用路徑。研究表明，電站運營效率、基礎設施、電池性能對純電動公交車發(fā)展有顯著正向影響，技術標準與研發(fā)對純電動公交車發(fā)展影響不顯著，但通過電站運營效率和電池性能間接影響其發(fā)展，產(chǎn)業(yè)政策通過基礎設施和電站運營效率間接影響純電動公交發(fā)展。這些研究結(jié)論也反映了我國純電動公交車發(fā)展的制約因素之間的關系。

關鍵詞：純電動公交車；因子分析法；結(jié)構方程模型；影響因素

一、引言

低碳經(jīng)濟時代下，純電動汽車被認為是從根本上提高能源安全、減少溫室氣體排放的重要手段，而公交車作為我國城市目前最主要的交通工具，其尾氣污染已經(jīng)占到了汽車尾氣污染的40%以上。因此，推廣純電動公交車將是解決能源危機和尾氣污染問題的有效途徑，也得到世界各國政府的重視，成為國內(nèi)外學者研究的熱點之一。我國“十二五”規(guī)劃把電動汽車產(chǎn)業(yè)定為重點扶持產(chǎn)業(yè)，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等也都在積極參與投資建設充換電站基礎設施，但是目前各地發(fā)展實際表明純電動公交在城市公交體系中所占比例較低，其發(fā)展情況與全面打造綠色公交體系的目標相距甚遠，迫切需要系統(tǒng)探究其發(fā)展的制約因素，推動純電動公交及電動汽車的快速發(fā)展。

諸多學者對純電動公交車進行了廣泛的調(diào)查與研究。Mike Salisbury等總結(jié)出發(fā)展純電動公交車具有可觀的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。[1-4]基于國家電網(wǎng)力推的“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”能源補給模式，周逢權、劉瀟瀟等對充換電站的運營模式及影響因素進行了分析，[5,6]高賜威、張昌華構建了電池組需求規(guī)劃模型解決換電模式下的電池儲備問題，[7,8]這些研究為發(fā)展純電動公交車提供了良好的理論依據(jù)，但對于其發(fā)展影響因素的研究較少。李光通過結(jié)構方程模型研究發(fā)現(xiàn)電動汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展很大程度上有賴于技術成熟度和國家政策兩方面問題的解決；[9]楊婕分析認為產(chǎn)業(yè)政策是電動汽車規(guī)?；l(fā)展的必要保障；[10]徐國虎對新能源汽車的購買決策影響因素進行了分析，總結(jié)出售后服務、購置成本、汽車品質(zhì)、使用能耗和周圍環(huán)境是影響其消費需求的五大因子。[11]李小楠指出技術問題是影響消費者選擇電動汽車的首要問題，其次是價格和續(xù)駛里程。[12]Gordon Ewing和Axsen研究發(fā)現(xiàn)新能源汽車的操作性能、續(xù)駛里程和能源補給制約著消費者的購買行為。[13,14]可見，現(xiàn)有研究從不同角度對電動汽車的發(fā)展及消費因素進行了分析，但尚未形成統(tǒng)一的因素界定，也缺乏針對純電動公交車影響因素的研究。

純電動公交車發(fā)展相對緩慢，其背后深度原因以及相互作用關系的研究成果相對較少，難以定量揭示影響其發(fā)展的關鍵因素及深層次原因。因此，本文對山東省17地市純電動公交車發(fā)展進行廣泛的實地調(diào)查，收集相關數(shù)據(jù)與資料，借助SPSS18.0和AMOS 17.0軟件系統(tǒng)挖掘影響純電動公交車發(fā)展的關鍵因素，提出影響純電動公交車發(fā)展的理論假設并構建概念模型，運用結(jié)構方程模型驗證理論假設和概念模型的正確性，并分析各因素對純電動公交車發(fā)展的影響路徑和效果。

二、純電動公交車發(fā)展影響因素與理論假設

(一)純電動公交車發(fā)展影響因素的獲取

考慮到現(xiàn)階段純電動公交車的發(fā)展實際，邀請了10名政府相關部門人員、10名公交公司及充換電站工作人員對純電動公交車發(fā)展的影響因素進行描述，共收集114個條目。課題組依據(jù)相關研究成果進行反復篩選與增減，最終得到55個題項，用于設計純電動公交車發(fā)展的關鍵影響因素調(diào)查問卷。問卷題目采用5點Likert量表(1到5分別表示“非常不同意”到“非常同意”)，要求回答者判斷各題項對純電動公交車發(fā)展的影響程度。為提高問卷的有效性，選取山東青島、濟南、日照、淄博等純電動公交車運行重點城市為主要調(diào)研地，以公交公司、充換電站工作人員和政府相關人員為調(diào)查對象，共發(fā)放問卷340份，回收335份，回收率98.5%，剔除無效問卷7份，得到有效問卷328份，有效問卷率為97.9%。

表1　影響公因子及其信度檢驗結(jié)果

利用SPSS18.0對所獲數(shù)據(jù)進行信度檢驗和因子分析，其中Cronbach’s α信度系數(shù)為0.886，表明問卷具有較高的可信度，KMO值為0.851，大于0.6，表明適合進行因子分析，進而提取技術標準與研發(fā)、電站運營效率、基礎設施、電池性能和產(chǎn)業(yè)政策5個主因子，各因子信度值均在0.5以上，如表1所示。

(二)影響因素的理論假設

能源供給是電動汽車發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)，《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(2012-2020年)也強調(diào)了對電池技術的研究創(chuàng)新，但電池續(xù)航能力和壽命衰減嚴重的問題一直困擾著多地純電動公交車的運行，其發(fā)展速度相對緩慢。陳武指出純電動公交車運行時間較短，相應的整車、零部件技術標準以及電池管理系統(tǒng)等車輛維護保養(yǎng)標準尚未建立和完善，技術標準的缺失造成純電動公交車技術管理上的不便，同時也不利于其推廣和發(fā)展。[15]換電能源補給模式下，充換電站成為純電動公交車運行的重要基地，如何在保證經(jīng)濟性的同時滿足車輛換電需求，確定最佳電池組需求規(guī)劃，提高換電機器人的工作效率以縮短電池更換時間，以及建立完善的充換電服務網(wǎng)絡運營管理系統(tǒng)，搭建實時監(jiān)控、精準管理的信息化平臺，都需要創(chuàng)新與科技的支撐。因此提出假設：

H1：技術標準與研發(fā)與電池性能正相關。

H2：技術標準與研發(fā)與電站運營效率正相關。

H3：技術標準與研發(fā)與純電動公交車發(fā)展正相關。

充換電站是電動公交運行的重要后備基地，關乎區(qū)內(nèi)公交的能源補給、電池和車輛維護以及充換電設施的運營監(jiān)控管理，同時也是一種新型的電力負荷，影響整個區(qū)域的電力安全，[16]不適應電動公交運行特點的充電方案將造成區(qū)內(nèi)公交調(diào)度的困難，甚至會因換電站供電負荷過大而威脅電網(wǎng)的健康運行。因此我們假設：

H4：電站運營效率與純電動公交車發(fā)展正相關。

便捷的充電設備網(wǎng)絡對電動公交車的成功推廣至關重要，[17,18]然而受到續(xù)航里程的限制，純電動公交車在運行中對基礎設施依賴性較高，往往需要依據(jù)充電站制定車輛運行線路，但公交公司不具備建設基礎設施的能力，使純電動公交發(fā)展受到了很大限制。[19]雖然國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中石化等都在積極參與充電設施建設，但由于占地面積大、投資大，目前我國純電動汽車能源供給基礎設施建設仍相對落后。[20]據(jù)此，我們提出假設：

H5：基礎設施與純電動公交車發(fā)展正相關。

純電動公交車存在電池衰減、電池高溫等問題，其壽命一般在3-4年之間，在車輛8年左右的使用期間內(nèi)需更換電池3-4次，高昂的電池更換成本會對公交公司運行純電動公交帶來巨大的負擔。而2010年國際氣候組織對電動汽車發(fā)展影響因素的調(diào)研結(jié)果表明，電池技術是首要因素，其次是充電基礎設施。據(jù)此我們提出假設：

H6：電池性能與純電動公交車發(fā)展正相關。

產(chǎn)業(yè)政策是引導、保障和促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要手段，[21]現(xiàn)階段受技術、配套設施等限制，純電動公交產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場化機制尚未形成，很大程度上需要依賴于政府的財政補貼。公交公司引進純電動公交可享受國家和地方政府的雙重資金補貼，大大降低了購車成本。符貴興指出政府應承擔支持建設基礎設施的主要責任，[22]事實上，各級政府也都在積極與電力集團、石化企業(yè)等進行戰(zhàn)略合作，建設并完善充換電站的配套網(wǎng)絡建設，因此提出假設：

H7：產(chǎn)業(yè)政策與基礎設施正相關。

H8：產(chǎn)業(yè)政策與電站運營效率正相關。

H9：產(chǎn)業(yè)政策與純電動公交車發(fā)展正相關。

三、結(jié)構方程模型的構建與檢驗

(一)模型的構建

根據(jù)理論假設，構建純電動公交車發(fā)展的影響因子之間的相互作用關系模型，如圖1所示，選取產(chǎn)業(yè)政策、技術標準與研發(fā)為外生潛變量，運營效率、基礎設施、電池性能和純電動公交車發(fā)展為內(nèi)生潛變量。

(二)模型檢驗

利用AMOS17.0進行數(shù)據(jù)擬合并檢驗結(jié)構方程模型，以極大似然法(Maximum Likelihood)為模型的估計方法，經(jīng)過反復比較修正，對模型中各因子之間的關系進行驗證，得到主要的擬合優(yōu)度評價指標如表2所示。各項擬合指標均達到相關要求，表明模型擬合效果較好。模型的路徑參數(shù)估計如表3所示，純電動公交車發(fā)展影響因素之間的關系如圖2所示。

圖1　純電動公交車發(fā)展影響因素間的作用關系路徑圖

(三)研究假設的驗證

檢驗發(fā)現(xiàn)，各觀測變量對其相應因子的路徑影響顯著。根據(jù)表3可得，產(chǎn)業(yè)政策對基礎設施和電站運營具有正向顯著的影響；技術標準與研發(fā)對電池性能和電站運營具有正向顯著影響；電站運營對純電動公交車發(fā)展正向影響顯著；電池性能和基礎設施對純電動公交車發(fā)展具有正向顯著的影響；技術標準與研發(fā)對純電動公交車發(fā)展的影響是不顯著的，但可以通過電池性能和電站運營間接影響純電動公交車的發(fā)展。在純電動公交車發(fā)展影響因素的關系圖中，實線表示路徑影響顯著，虛線表示路徑影響不顯著，如圖2所示。綜上所述，本文構建的結(jié)構方程模型基本能體現(xiàn)純電動公交車發(fā)展影響因素之間關系的現(xiàn)狀。

表2　模型擬合指數(shù)值

表3　模型的路徑參數(shù)估計

注：***表示在0.001水平下顯著

四、純電動公交車發(fā)展影響因素的路徑分析

(1)技術標準與研發(fā)對電池性能(H1)和電站運營效率(H2)的影響路徑得到驗證，而對純電動公交車發(fā)展的影響路徑(H3)未得到驗證。技術標準與研發(fā)不能直接推進純電動公交車的發(fā)展，但可通過影響電池性能和電站運營效率間接作用于純電動公交車發(fā)展。當其他條件不變時，技術標準與研發(fā)每提升1個單位，電池性能和電站運營效率將分別直接提升0.492和0.439個單位，表明加強企業(yè)、高?？蒲性核暮献?，推進技術突破和人才培養(yǎng)，不斷完善相關技術標準對于提高電池性能和充換電站的運作效率，進而推進純電動公交車的高效運行將有顯著效果，這與當前純電動公交車需頻繁換電和換電效率較低是限制其發(fā)展的兩大重要因素的現(xiàn)實相符合。

(2)電站運營效率對純電動公交車發(fā)展的影響路徑(H4)得到驗證，影響路徑系數(shù)為0.432，說明電站運營效率對純電動公交車發(fā)展影響較大。其中電池更換操作流程效率和充換電站智能化管理兩個因素對電站運營效率的影響較大，每輛公交車徹底更換電池至駛出換電站需10-12分鐘，電站的運營效率是當前影響純電動公交車發(fā)展的重要因素。

(3)基礎設施對純電動公交車發(fā)展的影響路徑(H5)得到驗證，表明充換電站等基礎設施是純電動公交車快速發(fā)展的基礎保障。在電動汽車發(fā)展的初期階段，建設資金大、技術要求高以及土地規(guī)劃等問題的存在，使得充換電站分布范圍較小，區(qū)內(nèi)純電動公交車需集中到特定電站進行車輛維護和電池更換，加大車輛調(diào)度的難度和電池更換的不便性，不利于純電動公交車的快速高效運行。

圖2　結(jié)構方程模型標準化分析路徑關系圖

(4)電池性能對純電動公交車發(fā)展的影響路徑(H6)得到驗證，電池續(xù)航里程短和電池壽命衰減嚴重是影響電池性能的重要因素，影響路徑的驗證表明電池性能的提高將直接促進純電動公交車的發(fā)展，因此需要加緊技術研發(fā)，著力推進電池續(xù)航能力的提升和壽命周期的擴展。

(5)產(chǎn)業(yè)政策對基礎設施(H7)和電站運營效率(H8)的影響路徑得到驗證。政策一直是產(chǎn)業(yè)發(fā)展強有力的助推器，產(chǎn)業(yè)政策對基礎設施的影響最大，路徑系數(shù)為0.783，說明產(chǎn)業(yè)政策對于充換電站基礎設施的建設與發(fā)展有著至關重要的作用，需要政府加大對純電動公交車的扶持力度，包括資金、技術、土地規(guī)劃和其他相關政策，合理布局充換電站基礎設施，為純電動公交發(fā)展提供基礎支撐。

由表3可得，各個因子中電站運營效率對純電動公交車發(fā)展影響最大，其次是電池性能和基礎設施，而電站運營效率很大程度上又受產(chǎn)業(yè)政策和技術標準與研發(fā)的影響，促進純電動公交車發(fā)展可以從兩方面入手：一方面，進一步完善并加強純電動汽車的政策扶持力度，財政補貼降低純電動公交運營成本外，還應多管齊下，加快充換電站及相關配套設施的布局建設，為純電動公交車發(fā)展提供必需的基礎保障；另一方面，完善技術研發(fā)體系，健全相關技術標準體系的建設，整合電動汽車關聯(lián)企業(yè)、高校和科研院所的優(yōu)勢資源，致力于電池性能和電站運營效率的提高，以技術突破促進純電動公交車發(fā)展。

五、促進山東省純電動公交車發(fā)展的對策

(一)加大對純電動公交車的產(chǎn)業(yè)扶持力度

第一，完善扶持政策，拓寬扶持范圍。在電動汽車推廣的初期階段，完全的市場化機制尚未形成，推廣純電動公交車必須依賴于政府的輔助和支持。因此地方政府首先要積極響應國家的各項新能源汽發(fā)展規(guī)劃，鼓勵并支持純電動公交的發(fā)展。其次要結(jié)合地方實際制定相應的補貼和扶持辦法，這對于推動當?shù)丶冸妱庸卉嚢l(fā)展，形成自己獨特的競爭優(yōu)勢至關重要。山東省是低速電動汽車產(chǎn)業(yè)的集聚地，應當充分利用已有的優(yōu)勢資源，啟動重點項目、設立專項扶持資金，支持純電動公交車的技術研發(fā)工程，激勵并實現(xiàn)低端創(chuàng)新向高端創(chuàng)新的轉(zhuǎn)移，同時適當補貼整車生產(chǎn)和零配件企業(yè)。再者，拓寬政策優(yōu)惠范圍，填補稅收、使用到報廢等環(huán)節(jié)的政策空缺，合理分配扶持資金，實現(xiàn)從研發(fā)、生產(chǎn)、市場推廣到售后和回收的涵蓋產(chǎn)業(yè)鏈的政策扶持，使純電動公交車能夠享受更大的優(yōu)惠空間。

第二，積極規(guī)劃，加快完善基礎設施等配套體系。將充換電設施納入城市發(fā)展規(guī)劃和土地規(guī)劃之中，依托原有的加油站網(wǎng)絡并結(jié)合在交通樞紐地集中建設的方式，進行充換電設施建設，盡快擴充換電站的網(wǎng)絡覆蓋面，以滿足純電動公交和電動汽車的發(fā)展需要。

(二)全面提高純電動公交車運行效率

第一，實現(xiàn)充換電站的智能化高效管理。在目前有限的充換電站條件下，提高人員管理、充電換電、車輛調(diào)度、維修和保養(yǎng)的有效性，對促進純電動公交的高效率運行尤為重要。因此，要以青島薛家島充換電站為借鑒，加強智能服務建設，搭建充電管理、物流配送、客戶服務、計價計費等信息化平臺，依據(jù)地區(qū)純電動公交數(shù)量和分布，制定合理的電池組需求規(guī)劃和物流配送體系，探索更為高效的電池更換技術和回收管理模式，并加強應急預案機制建設，通過智能終端服務全面提高充換電站的車輛管理和運營效率。

第二，建立健全純電動公交車輛技術和相關人員從業(yè)資質(zhì)標準及管理培訓機制。首先，純電動公交車的車輛技術構成和各項運營系統(tǒng)都與燃油公交存在較大差異，亟須國家和行業(yè)技術標準委員會對主要零部件、電池管理系統(tǒng)、電機驅(qū)動和制動能量回收等系統(tǒng)建立統(tǒng)一明確的標準體系；其次，針對純電動公交車特點，建立車輛檢車維修、電池保養(yǎng)等相關人員的操作資質(zhì)規(guī)范，確保所有人員持證上崗；最后，公交公司應加強駕駛員及車輛例保例檢員培訓，使其具備維護純電動公交車的安全性能和應對緊急車輛安全事故所需的基本技能和素質(zhì)。

第三，優(yōu)化車輛調(diào)度方案。公交車的區(qū)域調(diào)度問題一直是公交領域的熱點和難點問題。結(jié)合國內(nèi)外已有的車輛調(diào)度模型，開發(fā)適合區(qū)域特點的，滿足現(xiàn)有充換電站和車輛水平的優(yōu)化調(diào)度算法，合理安排純電動公交車的調(diào)度方案，解決山東省普遍存在的換電速度慢和因充換電站數(shù)量少導致的部分純電動公交集中等待換電的問題。

(三)推進官產(chǎn)學研結(jié)合實踐

目前山東省在純電動公交車整車和關鍵零部件的自主研發(fā)和產(chǎn)能上都尚未實現(xiàn)較大突破。推進官產(chǎn)學研結(jié)合就是要求電動汽車以及零部件企業(yè)配合政府規(guī)劃，借助政府補貼并結(jié)合自身優(yōu)勢，與高校和科研機構進行戰(zhàn)略合作，以市場要求為導向，培養(yǎng)電池技術、整車性能、電控系統(tǒng)等方面的專業(yè)化人才，實現(xiàn)技術水平的大幅提高，以技術突破推動產(chǎn)能增長。在企業(yè)打造競爭實力的過程中需正視山東省缺乏電動汽車重大專項分工單位的現(xiàn)實，適當引進，集中攻關，發(fā)揮已有純電動公交成功生產(chǎn)和運營經(jīng)驗的企業(yè)，如臨沂沂星、東營易威等企業(yè)的示范帶頭作用，充分集合唐駿等自有電動汽車生產(chǎn)企業(yè)和省內(nèi)高?？蒲袡C構力量，推進人才培養(yǎng)和技術開發(fā)，以產(chǎn)學研結(jié)合促進理論與實踐相結(jié)合，促進純電動公交車研發(fā)、生產(chǎn)、推廣的自主性形成。

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(責任編輯：魏霄)

Influencing Factors Analysis of the Development of Pure Electric Buses in Shandong Province Based on Structural Equation Modeling

LI Hongwei，YANG Caili，TAO Min

(CollegeofEconomicsandManagement,ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266510,China)

Abstract:According to the survey of 340 practitioners from 17 cities in Shandong Province,technical standard and R&D,operating efficiency of charge stations,infrastructure,battery performance and industrial policy are selected as the five common influencing factors of the development of pure electric buses by factor analysis.And then,the structural equation modeling(SEM)of the development of pure electric buses is built to test their influence on the development of pure electric buses and the influencing paths among them.The result shows that:(1) operating efficiency of charge stations,infrastructure and battery performance have significantly positive correlations with the development of pure electric buses;(2) the correlation between technical standard and R&D and the development of pure electric buses is insignificant,but it can influence pure electric buses through operating efficiency of charge stations and battery performance;(3) through industrial infrastructure and operating efficiency of charge stations,industrial policy can influence the development of pure electric buses indirectly.These results also reflect the relationship between the factors which are influencing the development of pure electric buses in China.

Key words:pure electric buses;factor analysis method;structural equation modeling (SEM);influencing factors

收稿日期：2015-10-23

基金項目：青島市社科規(guī)劃項目“青島市純電動公交車發(fā)展的影響因素及其實證研究”(QDSKL130424)；青島市雙百調(diào)研工程課題“青島市純電動汽車普及推廣的系統(tǒng)動力機制實證研究“(2011-B-19)

作者簡介：李洪偉(1975—)，男，山東蒼山人，山東科技大學經(jīng)濟管理學院副教授，博士.

中圖分類號：F570.71

文獻標識碼：A

文章編號：1008-7699(2016)02-0046-07