充电桩的“二八定律”及其启示_郭景涛.pdf

70 天 津 科 技第 50 卷 第 2 期第 50 卷 第 2 期2023 年 2 月Vol.50 No.2Feb.2023天 津 科 技 TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY 科学与社会充电桩的“二八定律”及其启示郭景涛 1，2，张 卿 3，张 涛 1，2（1.天津市计量监督检测科学研究院 天津 300192；2.国家电能表质量检验中心（天津）天津 300192；3.天津市市场监督管理委员会 天津 300070）摘 要：给出了天津市 4 个充电桩数据采集平台的统计数据。数据表明充电桩电量分布具有长尾特征和整体与局部自相似的幂律特征。据此得出了尾部少数充电桩极其重要、头部充电桩几乎无人问津的结论，并提出了计量资源分配应抓尾放头、利用头部试错成本低的优势、鼓励多元化小范围技术尝试和模式创新的建议。关键词：充电桩 计量 检定 幂律分布 长尾分布中图分类号：U469.72 文献标志码：A 文章编号：1006-8945（2023）02-0070-0380/20 Rule of Charging Piles and Its Enlightenment GUO Jingtao 1，2，ZHANG Qing 3，ZHANG Tao 1，2（1.Tianjin Institute of Metrological Supervision and Testing，Tianjin 300192，China；2.National Electric Energy Meter Quality Inspection Center，Tianjin 300192，China；3.Tianjin Administration for Market Regulation，Tianjin 300070，China）Abstract：The statistical data of four charging pile data collection platforms in Tianjin are given.The data show that the electric quantity distribution of the charging pile has long tail characteristics and power law characteristics of global and local self similarity.It is concluded that a few charging piles at the tail are extremely important and few charging piles at the head are paid attention to.The paper puts forward some suggestions that the distribution of measurement resources should focus on the tail and leave the head，and encourage diversified small-scale technology attempts and mode innovation by taking advantage of the low cost of trial and error at the head.Key words：charging pile；metrology；verification；power law distribution；long-tailed distribution收稿日期：2023-02-061 二八定律幂律也经常被通俗地表述为“二八定律”，其含义是少数节点的统计重要性极其显著，掌握了关键节点也就掌握了全局。至于数字到底是“二八”还是“一九”，则无关宏旨。研究表明，在由人参与演化形成的复杂系统中，资源的分配往往遵循幂律分布。城市中人口和物资的聚合相当程度上是演化的结果，因此，可以推测充电桩的年充电量也会服从幂律分布1-4。如果进一步考虑年饱和充电时间和线路容量等物理上的约束，那么更严谨的推断是充电桩的分布类似于幂律分布，也是一种长尾分布5。与长尾分布相对的是正态分布，其特点是尾部短、样本只出现在均值附近，因此，最大、最小值差距不大。长尾分布则不然，最大、最小值差异悬殊。尽管越极端的样本出现的概率越低，但是当小概率样本被极端程度加权后，反而成为了总体中最有分量的少数派。可想而知，位于长尾尾部的少数充电桩在统计上极其重要。与之相反，头部充电桩尽管数量庞大，但权重却要小得多。得其意而忘其形，下文即以“二八定律”指代充电桩的这种长尾分布特性。2 充电桩的分布目前天津市已建有 A、B、C、D 4 个充电桩数据采集平台，这些平台的所有者及所服务的充电桩各不相同。据 2022 年第一季度数据显示，4 个平台的充电桩台数分别为 4 569、4 371、1 459、1 249。统计数据表明各平台充电桩均符合“二八定律”。DOI:10.14099/ki.tjkj.2023.02.013 71 2023 年 2 月2.1 A平台A平台有充电桩 4 569 台，是 4 个平台中样本容量最大的，因此，统计上最具代表性。图 1 横轴表示电量阶梯，纵轴表示各阶梯充电桩的数量，可以看出不同充电桩充电量差异悬殊，是典型的长尾分布。图 1 A平台充电桩分布Fig.1 Distribution of piles in Platform A更详尽的数据可以从表 1 获得。充电量低于1 000 kWh的充电桩有 3 272 台，占平台总数的 72%；而充电量最多的充电桩超过 23 000 kWh，这样的充电桩共有 14 台，只占总数的 0.3%。尾部 12 000 kWh以上阶梯总共有充电桩 342 台，只占平台总数的7.5%，然而充电量却达到平台总充电量的 52%。表 1 A平台充电桩分布Tab.1 Distribution of piles in Platform A电量阶梯/kWh阶梯充电桩数量/台阶梯电量/kWh累计电量/kWh0 1 0003 272192 686192 6861 001 2 000211318 518511 2042 001 3 000116266 748777 9523 001 4 00065237 2361 015 1894 001 5 00083373 3071 388 4955 001 6 00098550 9091 939 4046 001 7 000143923 8962 863 3007 001 8 00035260 9153 124 215 8 001 9 00022177 1653 301 3799 001 10 00050468 1733 769 55210 001 11 00018191 6513 961 20411 001 12 0001141 322 9625 284 16512 001 13 000901 137 5276 421 69213 001 14 00026351 0696 772 76114 001 15 00024342 1437 114 90415 001 16 00015239 5437 354 44616 001 17 000621 037 7878 392 23417 001 18 0006105 5568 497 79018 001 19 00012220 4308 718 22019 001 20 00030580 9879 299 20720 001 21 000511 033 37910 332 58621 001 22 00012260 43010 593 01522 001 23 0000010 593 01523 001 24 00014323 09810 916 11424 001 25 0000010 916 114注：共 4 569 台充电桩。如果考虑尾部 6 000 kWh以上阶梯，会发现共有充电桩 724 台，占平台总数的 16%，而其充电量则达到平台总充电量的 82%，是名副其实的“二八”分布。值得注意的是，如果单独考虑位于头部1 000 kWh以下电量阶梯的 3 272 台充电桩，那么会发现这些充电桩仍符合“二八定律”。图 1 和图 2 形态相似这一事实说明充电桩的分布具有幂律特征，因为整体与局部的自相似特性正是幂律分布所特有的标识。图 2 A平台 1 000 kWh以下阶梯充电桩分布Fig.2 Distribution of piles below 1 000 kWh in Platform A表 2 A平台 1 000 kWh以下阶梯充电桩分布Tab.2 Distribution of piles below 1 000 kWh in Platform A电量阶梯/kWh阶梯充电桩数量/台阶梯电量/kWh累计电量/kWh1 502 7654 2434 24351 100825 84610 088101 150303 56513 653151 2006210 88724 540201 250296 51731 057251 300205 67236 729301 350103 11939 847351 400124 53244 380401 4507130 37274 751451 500167 67782 428501 5502110 91593 343551 60011264 475157 819601 65000157 819651 70000157 819701 75096 710164 529751 80000164 529801 8502722 530187 059851 90000187 059901 95065 627192 686951 1 00000192 686注：共 3 272 台充电桩。根据幂律分布自相似的原理可以进一步推断，如果单独考虑表 2 中 50 kWh以下阶梯的 2 765 台充电桩，那么还将符合“二八定律”，事实也确实如此。此处不再罗列图表，仅给出关键数据：A平台 5 kWh以下阶梯共有充电桩 2 577 台，占 50 kWh以下阶梯充电桩总数 2 765 的 93%，占平台总数 4 569 的 56%。郭景涛等：充电桩的“二八定律”及其启示 72 天 津 科 技第 50 卷 第 2 期2.2 其他平台上文较详尽地论述了A平台充电桩的分布，其他平台的分布情况与A平台类似，都符合“二八定律”，故不赘述，仅给出数据，见表 35。表 3 B平台充电桩分布Tab.3 Distribution of piles in Platform B电量阶梯/kWh阶梯充电桩数量/台阶梯电量/kWh累计电量/kWh1 1 0001 508702 033702 0331 001 2 0008261 188 9391 890 9722 001 3 0006441 587 9053 478 8773 001 4 0005641 971 2935 450 1704 001 5 0002901 282 8316 733 0025 001 6 0002161 160 7267 893 7286 001 7 000107673 4638 567 1917 001 8 00064481 9069 049 0978 001 9 00033279 4319 328 5289 001 10 000874 0729 402 60010 001 11 00019195 2759 597 87511 001 12 00026302 7349 900 60912 001 13 000009 900 60913 001 14 000227 2779 927 88614 001 15 000009 927 88615 001 16 000463 7899 991 67516 001 17 00044708 03