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能源消耗、污染排放與車輛使用之整合關聯模式研究

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Academic year: 2021

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(1)97-7-3333 MOTC-IOT-96-SDB006. 能源消耗、污染排放與車輛使用 之整合關聯模式研究. 交通部運輸研究所 中華民國 97 年 4 月.

(2) 97-7-3333 MOTC-IOT-96-SDB006. 能源消耗、污染排放與車輛使用 之整合關聯模式研究. 著者:陳一昌、張開國、喻世祥 邱裕鈞、藍武王、馮正民 溫傑華、望熙榮、蕭再安 周天穎. 交通部運輸研究所 中華民國 97 年 4 月.

(3) 能源消耗、污染排放與車輛使用之整合關聯模式研究 著. 者:陳一昌、張開國、喻世祥、邱裕鈞、藍武王、馮正民、溫傑華、 望熙榮、蕭再安、周天穎. 出版機關:交通部運輸研究所 地. 址:臺北市敦化北路 240 號. 網. 址:www.iot.gov.tw (中文版>圖書服務>本所出版品). 電. 話:(02)23496789. 出版年月:中華民國 97 年 4 月 印 刷 者:良機事務機器有限公司 版(刷)次冊數:初版一刷 115 冊 本書同時登載於交通部運輸研究所網站 定. 價:300 元. 展 售 處: 交通部運輸研究所運輸資訊組‧電話:(02)23496880 五南文化廣場:臺中市中山路 6 號•電話:(04)22260330 GPN:1009700679 ISBN:978-986-01-3819-1 (平裝) 著作財產權人:中華民國(代表機關:交通部運輸研究所) 本著作保留所有權利,欲利用本著作全部或部分內容者,須徵求交通部運輸 研究所書面授權。.

(4) 交通部運輸研究所合作研究計畫出版品摘要表 出版品名稱:能源消耗、污染排放與車輛使用之整合關聯模式研究 國際標準書號(或叢刊號) ISBN 978-986-01-3819-1(平裝) 本所主辦單位:運輸安全組 主管:陳一昌 計畫主持人:陳一昌 研究人員:張開國、喻世祥 聯絡電話:(02)23496853 傳真號碼:(02)25450429. 政府出版品統一編號 運輸研究所出版品編號 97-7-3333 1009700679 合作研究單位:國立交通大學 計畫主持人:邱裕鈞 研究人員:藍武王、馮正民、溫傑華、望 熙榮、蕭再安、周天穎 地址:臺北市忠孝西路 1 段 114 號 4 樓 聯絡電話:(02)23494940. 計畫編號 96-SDB006 研究期間 自 96 年 1 月 至 96 年 12 月. 關鍵詞:能源消耗、污染排放、車輛持有與使用 摘要: 本計畫旨在建構能源消耗、污染排放與車輛使用之整合關聯模式,俾進一步評估及預測各種 汽機車管理策略對與污染減量之效果。為達此一目的,本計畫蒐集監理單位及環保署汽機車 定檢資料加以分析,找出影響污染排放之重要解釋變數及污染排放之車型車齡分群類別,並 尋求相關污染排放參數之設定,以作為個體選擇模式方案設計之依據。另外,本計畫依據研 提之汽機車持有使用及車型車齡選擇模式架構,完成問卷設計及大規模家戶抽樣調查。總計 發放 9 萬份問卷,回收有效問卷 6,023 份,並據以分別構建汽機車持有與使用模式、汽機車 車型與車齡選擇模式,以及汽機車能源燃油效率迴歸模式等,各參數均顯著且符合預期,已 完成第一年度模式驗證之目的,可供後續年度研究之基礎。. 出版日期. 頁數. 定價. 97 年 4 月. 418. 300. 本 出 版 品 取 得 方 式 凡屬機密性出版品均不對外公開。普通性出版品,公營 、公益機關團體及學校可函洽本所免費贈閱;私人及私 營機關團體可按定價價購。. 機密等級: □密 □機密 □極機密 □絕對機密 (解密條件:□ 年 月 日解密,□公布後解密,□附件抽存後解密, □工作完成或會議終了時解密,□另行檢討後辦理解密) ;普通 備註:本研究之結論與建議不代表交通部之意見。. I.

(5) PUBLICATION ABSTRACTS OF RESEARCH PROJECTS INSTITUTE OF TRANSPORTATION MINISTRY OF TRANSPORTATION AND COMMUNICATIONS TITLE: Integrated Modeling for Engery Consumption and Pollutant Emissions in Correlation with Vehicle Usage. ISBN(OR ISSN). GOVERNMENT PUBLICATIONS NUMBER IOT SERIAL NUMBER PROJECT NUMBER. ISBN 978-986-01-3819-1 (pbk.) 1009700679 DIVISION: Safety Division DIVISION DIRECTOR: Isaac I. C. Chen PRINCIPAL INVESTIGATOR: I. C. Chen PROJECT STAFF: Kai-Kuo Chang, Shih-Hsiang Yu PHONE: 886-2-23496853 FAX: 886-2-25450429. 97-7-3333. 96-SDB006 PROJECT PERIOD FROM January 2007 TO December 2007. RESEARCH AGENCY: National Chiao Tung University PRINCIPAL INVESTIGATOR: Yu-Chiun Chiou PROJECT STAFF: Lawrence W. Lan, Cheng-Min Feng, Chieh-Hua Wen, Tzay-An Shiau, Kai-Chioh Chia ADDRESS: 4F, 114 Chung Hsiao W. Rd., Sec. 1, Taipei, Taiwan 10012,R.O.C. PHONE: 886-2-23494951 KEY WORDS: Energy consumption, pollutant emissions, vehicle ownership and usage ABSTRACT:. In this project, an integrated model that correlates vehicle usage with energy consumption and pollutant emissions is developed to evaluate the effects of vehicle ownership and/or usage management strategies on the reduction of energy consumption and pollutant emissions. To achieve this goal, the study employed data mining techniques, mainly based on the official (MVO &EPA) database of periodic motor vehicle inspections, to extract key explanatory variables affecting emissions, and to cluster similar vehicle emission types so as to properly set the pollutant parameters and the alternatives vehicle type and age. According to the chosen explanatory variables, clustered vehicle types, and proposed disaggregate, proper questionnaires were designed and a large-scale household survey was conducted. A total of 90,000 questionnaires were disseminated with a total of 6,023 valid questionnaires returned. Based upon these valid returned questionnaires, the proposed models have been successfully calibrated and validated, including ownership and usage models of cars and motorcycles, the type and vintage of cars and motorcycles, and gas mileage regression models of cars and motorcycles. The coefficients of these models are significantly proven with correct signs, suggesting the validity and applicability of the proposed models. These models can be used to facilitate the analysis of the effects of management strategies on the reduction of emissions and energy consumption in the following studies.. DATE OF PUBLICATION. NUMBER OF PAGES. PRICE. April 2008. 418. 300. CLASSIFICATION □RESTRICTED □CONFIDENTIAL □SECRET □TOP SECRET. ;UNCLASSIFIED The views expressed in this publication are not necessarily those of the Ministry of Transportation and Communications.. II.

(6) 目 錄 第一章 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5. 緒論...................................................................................................1 研究背景與動機 ..............................................................................1 研究目的 ..........................................................................................3 研究架構 ..........................................................................................5 研究流程 ........................................................................................11 研究內容 ........................................................................................13 1.5.1 第一年期............................................................................................13 1.5.2 第二年期............................................................................................15 1.5.3 第三年期............................................................................................16. 1.6 本計畫特色 ....................................................................................17 第二章 國內汽機車現況分析 ....................................................................19 2.1 持有與使用現況 ............................................................................19 2.1.1 車輛持有............................................................................................19 2.1.2 車輛使用............................................................................................21. 2.2 2.3 第三章 3.1 3.2. 能源消耗現況 ................................................................................23 污染排放現況 ................................................................................26 文獻彙析.........................................................................................29 機動車輛持有與使用總體模式 ....................................................29 機動車輛持有與使用個體模式 ....................................................34 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5. 家戶車輛持有與使用模式................................................................34 車型與車齡選擇模式........................................................................40 車輛交易或持有時程模式................................................................43 機車持有與使用模式........................................................................44 汽機車混合需求模式........................................................................45. 3.3 機動車輛使用與能源消耗關聯模式 ............................................46 3.4 汽機車使用與污染排放關聯模式 ................................................49 3.4.1 環保署認可之空氣品質擴散模式....................................................49 3.4.2 MOBILE 模式 ...................................................................................50 3.4.3 環保署汽柴油車劣化調整模式........................................................54. 3.5 機動車輛油耗與排污之規範與管理策略 ....................................57 3.5.1 機動車輛污染排放之標準規範........................................................57 3.5.2 機動車輛持有與使用之相關管理策略............................................58. 3.6 第四章 4.1 4.2. 車輛定檢資料分析相關文獻 ........................................................71 車輛定檢資料分析.........................................................................73 資料蒐集 ........................................................................................73 變數選擇 ........................................................................................75 III.

(7) 4.3 資料處理 ........................................................................................77 4.4 敘述性統計分析 ............................................................................78 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.4.6. 臺北市監理處車輛定檢資料............................................................78 臺北區監理所車輛定檢資料............................................................79 臺中區監理所車輛定檢資料............................................................80 新竹區監理所車輛定檢資料............................................................81 嘉義區監理所車輛定檢資料............................................................81 環保署機車定檢資料........................................................................82. 第五章 整合關聯模式建構.........................................................................85 5.1 關聯模式 ........................................................................................85 5.1.1 車輛使用與污染排放關聯模式........................................................85 5.1.2 車輛使用與能源消耗關連模式........................................................91. 5.2 個體選擇模式 ................................................................................93 5.2.1 基本理論............................................................................................93 5.2.2 敘述性偏好設計及整合模式............................................................99. 5.3 車輛持有與使用模式 ..................................................................100 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5. 汽車持有模式..................................................................................101 汽車使用模式..................................................................................106 機車持有模式..................................................................................110 機車使用模式.................................................................................. 111 小結.................................................................................................. 111. 5.4 車輛車型與車齡選擇模式 ..........................................................112 5.4.1 汽車車型與車齡選擇模式..............................................................112 5.4.2 機車車型與車齡選擇模式..............................................................119 5.4.3 小結..................................................................................................124. 第六章 問卷設計與調查計畫 ..................................................................127 6.1 問卷內容設計 ..............................................................................127 6.1.1 家戶以及車輛特性問項設計..........................................................128. 6.2 調查計畫 ......................................................................................144 6.3 問卷發放計畫 ..............................................................................146 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4. 小規模問卷試調..............................................................................146 第一次家戶問卷調查......................................................................150 第二次家戶問卷調查......................................................................177 車輛持有駕照數與車輛持有數之關係..........................................205. 第七章 模式校估.......................................................................................207 7.1 關聯模式建立與初步分析 ..........................................................207 7.1.1 汽車污染排放關聯模式之建立及分析..........................................207 7.1.2 機車污染排放關聯模式之建立與分析..........................................209 IV.

(8) 7.1.3 7.1.4 7.1.5 7.1.6. 車齡車型分類..................................................................................210 汽車劣化係數分析..........................................................................223 車輛使用與能源消耗關聯模式建立與初步分析..........................231 小結..................................................................................................237. 7.2 汽機車持有與使用模式建構與分析 ..........................................239 7.2.1 車輛持有與使用模式......................................................................239 7.2.2 車輛車型車齡選擇模式..................................................................260. 7.3 受訪者對油價上漲反應之比較 ..................................................284 7.4 政策模擬 ......................................................................................286 7.4.1 汽車持有成本提高一倍..................................................................286 7.4.2 將機車持有成本增加一倍..............................................................288. 第八章 8.1 8.2 8.3. 結論與建議...................................................................................291 結論...............................................................................................291 建議...............................................................................................294 後續工作建議 ..............................................................................294. 參考文獻.....................................................................................................297 附錄 1 汽機車持有與使用總體模式之文獻彙整 ...................................303 附錄 2 家戶車輛持有與使用模式之文獻彙整 .......................................305 附錄 3 車型與車齡選擇之文獻彙整 .......................................................309 附錄 4 車輛定檢資料分析之相關文獻彙整 ...........................................317 附錄 5 臺北市監理處汽車定檢資料表(節錄) ...................................319 附錄 6 小汽車家戶調查問卷內容 ...........................................................321 附錄 7 機車家戶調查問卷內容 ...............................................................325 附錄 8 期中審查會議紀錄........................................................................329 附錄 9 期中審查意見處理情形 ...............................................................337 附錄 10 期末審查會議紀錄......................................................................343 附錄 11 期末審查意見處理情形..............................................................351 附錄 12 簡報資料......................................................................................363. V.

(9) 表目錄 表 2.1 表 2.2 表 2.3 表 2.4 表 2.5 表 2.6 表 2.7. 臺灣地區歷年人口及汽車持有數 ..................................................20 我國家戶機動車輛持有狀況 ..........................................................21 我國汽機車各使用用途之全年行駛里程 ......................................22 國內各部門之能源最終消費 ..........................................................23 國內各運輸系統之能源最終消費 ..................................................24 民國 95 年進口及國產小客車油耗測試資料 ................................25 民國 95 年進口及國產機車油耗測試資料 ....................................26. 表 3.1 我國小客車成長之長期預測模式 ..................................................30 表 3.2 油耗速率修正係數表.......................................................................47 表 3.3 機動車輛油耗轉換表.......................................................................48 表 3.4 汽油車修正係數迴歸式與方程式 ..................................................55 表 3.5 汽油車各車種排放總量推估結果表 ..............................................55 表 3.6 機動車輛排放廢氣之影響因素 ......................................................56 表 3.7 國內外運輸部門溫室氣體排放減量及能源策略一覽表 ..............64 表 3.8 減少公路運輸運量策略一覽表 ......................................................65 表 3.9 轉移運輸系統運量結構策略一覽表 ..............................................66 表 3.10 提升車輛能源使用效率策略一覽表 ............................................67 表 4.1 各區監理單位提供之定檢資料欄位 ..............................................74 表 4.2 汽車定檢資料文獻彙整 ..................................................................75 表 4.3 機車定檢資料文獻彙整 ..................................................................76 表 4.4 臺北市監理處定檢資料敘述性統計 ..............................................79 表 4.5 各廠牌車輛所佔比例.......................................................................79 表 4.6 臺北區監理所定檢資料敘述性統計 ..............................................80 表 4.7 各廠牌車輛所佔比例.......................................................................80 表 4.8 臺中區監理所定檢資料敘述性統計 ..............................................81 表 4.9 新竹區監理所定檢資料 HC 檢測值...............................................81 表 4.10 嘉義區監理所定檢資料 HC 檢測值.............................................82 表 4.11 機車定檢資料敘述性統計.............................................................82 表 4.12 各行程數所佔之車輛比例 ............................................................83 表 5.1 表 5.2 表 5.3 表 5.4. MOBILE5 將推估的車種分類表 ..................................................88 全世界車輛燃油經濟性和溫室氣體排放標準 ..............................91 臺灣燃油經濟性標準.......................................................................92 汽車持有模式變數與參考文獻彙整表 ........................................103 VI.

(10) 表 5.5 汽車使用模式變數與參考文獻彙整表 ........................................108 表 5.6 汽車車型選擇模式變數彙整表 ....................................................112 表 5.7 汽車車型選擇模式之變數名稱及定義說明表 ............................115 表 5.8 汽車車齡選擇模式變數彙整表 ....................................................117 表 5.9 汽車車齡選擇模式之變數名稱及定義說明表 ............................118 表 5.10 機車車型選擇模式之變數名稱及定義說明表 ..........................121 表 5.11 機車車齡選擇模式之變數名稱及定義說明表 ..........................124 表 6.1 汽機車相關管理策略之顯示性偏好問項設計 ............................135 表 6.2 替代能源車輛補助之敘述性偏好實驗設計 ................................138 表 6.3 機車問卷之敘述性偏好實驗設計 ................................................140 表 6.4 相關管理策略之敘述性偏好問項設計 ........................................143 表 6.5 調查方法之比較表.........................................................................145 表 6.6 汽車問卷試調與回收狀況 ............................................................147 表 6.7 機車問卷試調與回收狀況 ............................................................147 表 6.8 各縣市汽車問卷抽樣份數 ............................................................149 表 6.9 各縣市機車問卷抽樣份數 ............................................................150 表 6.10 第一次家戶問卷調查回收狀況 ..................................................151 表 6.11 第一次汽車問卷家戶基本資料統計表.......................................151 表 6.12 第一次汽車問卷主要駕駛人相關資料統計表 ..........................154 表 6.13 第一次汽車問卷車輛基本資料統計表 ......................................156 表 6.14 第一次汽車問卷管理政策偏好與反應統計表 ..........................159 表 6.15 第一次機車問卷家戶基本資料特性統計表 ..............................165 表 6.16 第一次機車問卷主要駕駛人相關資料統計表 ..........................167 表 6.17 第一次機車問卷車輛基本資料統計表 ......................................169 表 6.18 第一次機車問卷管理政策偏好與反應統計表 ..........................172 表 6.19 問卷發放資料...............................................................................177 表 6.20 第二次家戶問卷調查回收狀況 ..................................................178 表 6.21 第二次汽車問卷家戶基本資料統計表 ......................................179 表 6.22 第二次汽車問卷主要駕駛人相關資料統計表 ..........................181 表 6.23 第二次汽車問卷車輛基本資料統計表 ......................................184 表 6.24 第二次汽車問卷管理政策篇好與反應統計表 ..........................187 表 6.25 第二次機車問卷家戶基本資料特性統計表 ..............................192 表 6.26 第二次機車問卷主要駕駛人相關資料統計表 ..........................195 表 6.27 第二次機車問卷車輛基本資料統計表 ......................................197 表 6.28 第二次機車問卷管理政策偏好與反應統計表 ..........................200 表 6.29 各縣市家戶持有汽車駕照數與汽車數 ......................................205 表 6.30 各縣市家戶持有機車駕照數與機車數 ......................................206 VII.

(11) 表 7.1 HC 與 CO 之迴歸分析結果 ........................................................207 表 7.2 機車定檢資料迴歸分析結果 ........................................................209 表 7.3 汽車各車齡之車輛數與平均污染排放量 ....................................211 表 7.4 汽車各車齡群組之車輛數與平均污染排放量 ............................212 表 7.5 汽車各車齡群組之 MANOVA 分析結果.....................................213 表 7.6 汽車各車齡群組之 HC 與 CO Tukey 檢定結果表 ......................214 表 7.7 汽車不同排氣量車輛之分類 ........................................................215 表 7.8 汽車各排氣量群組之車輛數與平均污染排放量 ........................215 表 7.9 汽車各排氣量群組之 MANOVA 分析結果.................................216 表 7.10 汽車各排氣量群組之 HC 與 CO Tukey 檢定結果表 ................216 表 7.11 機車各車齡之車輛數與平均污染排放量...................................217 表 7.12 機車各車齡群組之車輛數與平均污染排放量 ..........................218 表 7.13 機車各車齡群組之 MANOVA 分析結果...................................219 表 7.14 機車定檢資料各車齡群組之 HC 與 CO Tukey 檢定結果表 ....220 表 7.15 機車各排氣量群組之車輛數與平均污染排放量 ......................221 表 7.16 機車各排氣量群組之 MANOVA 分析結果...............................222 表 7.17 機車定檢資料各排氣量群組之 HC 與 CO Tukey 檢定結果表 223 表 7.18 行駛里程分組之各組車輛數與平均污染排放量 ......................224 表 7.19 汽車整體車輛劣化係數之迴歸分析結果 ..................................225 表 7.20 排氣量≦1200c.c.車輛劣化係數之迴歸分析結果.....................226 表 7.21 排氣量 1201-1800c.c.車輛劣化係數之迴歸分析結果 ..............226 表 7.22 排氣量 1801-2400c.c.車輛劣化係數之迴歸分析結果 ..............226 表 7.23 排氣量 2400-4200c.c.車輛劣化係數之迴歸分析結果 ..............227 表 7.24 各排氣量群組車輛之劣化係數 ..................................................227 表 7.25 FORD 廠牌車輛劣化係數之迴歸分析結果.............................228 表 7.26 HONDA 廠牌車輛劣化係數之迴歸分析結果.........................229 表 7.27 MAZDA 廠牌車輛劣化係數之迴歸分析結果.........................229 表 7.28 NISSAN 廠牌車輛劣化係數之迴歸分析結果.........................229 表 7.29 TOYOTA 廠牌車輛劣化係數之迴歸分析結果 .......................230 表 7.30 MITSUBISHI 廠牌車輛劣化係數之迴歸分析結果 ................230 表 7.31 其他廠牌車輛劣化係數之迴歸分析結果 ..................................230 表 7.32 各廠牌車輛之劣化係數 ..............................................................231 表 7.33 高速公路汽車燃油效率迴歸分析結果 ......................................233 表 7.34 高速公路汽車燃油效率各車齡、排氣量之車輛數與平均燃油效 率...................................................................................................234 表 7.35 市區道路汽車燃油效率迴歸分析結果 ......................................235 表 7.36 市區道路汽車燃油效率各車齡、排氣量之車輛數與平均燃油效 率...................................................................................................236 VIII.

(12) 表 7.37 表 7.38 表 7.39 表 7.40 表 7.41 表 7.42 表 7.43 表 7.44 表 7.45 表 7.46 表 7.47 表 7.48 表 7.49 表 7.50 表 7.51 表 7.52 表 7.53 表 7.54 表 7.55 表 7.56 表 7.57 表 7.58 表 7.59 表 7.60 表 7.61 表 7.62 表 7.63 表 7.64 表 7.65 表 7.66 表 7.67 表 7.68 表 7.69 表 7.70 表 7.71 表 7.72 表 7.73 表 7.74. 機車燃油效率迴歸分析結果 ......................................................237 家戶汽車持有數變化之交叉分析表 ..........................................240 汽車持有之各方案編號與模式 ..................................................240 汽車持有之多項羅吉特模式一校估結果 ..................................242 汽車持有之多項羅吉特模式二校估結果 ..................................242 汽車持有之巢式羅吉特模式校估結果 ......................................244 汽車持有之方案選擇機率 ..........................................................246 家戶汽車高速公路使用模式考慮變數 ......................................247 家戶汽車高速公路使用模式校估結果 ......................................247 家戶汽車市區道路使用模式考慮變數 ......................................248 家戶汽車市區道路使用模式校估結果 ......................................249 家戶機車持有數變化之交叉分析表 ..........................................250 機車持有之各方案編號與模式 ..................................................251 機車持有之多項羅吉特模式三校估結果 ..................................252 機車持有之多項羅吉特模式四校估結果 ..................................253 機車持有之巢式羅吉特模式校估結果 ......................................255 機車持有模式之方案選擇機率 ..................................................257 家戶機車使用模式考慮變數 ......................................................258 家戶機車使用模式校估結果 ......................................................259 家戶汽車車型車齡之初步方案統計表 ......................................261 家戶汽車車型車齡之最終方案統計表 ......................................262 汽車車型車齡選擇之羅吉特模式(共生變數)............................263 汽車車型車齡選擇之最佳多項羅吉特模式 ..............................264 汽車車型車齡選擇之巢式羅吉特模式 ......................................266 汽車車型車齡選擇模式之方案選擇機率 ..................................268 低汙染汽車之燃料選擇方案統計表 ..........................................269 低汙染汽車之燃料選擇模式變數彙整表 ..................................269 低汙染汽車選擇方案與模式變數之交叉分析表 ......................270 低污染汽車之多項羅吉特模式(共生變數)................................271 低污染汽車之多項羅吉特模式(方案特定變數)........................272 家戶機車車型車齡之初步方案統計表 ......................................273 家戶機車車型車齡之最終方案統計表 ......................................274 機車車型車齡選擇之羅吉特模式(共生變數)............................275 機車車型車齡選擇之最佳多項羅吉特模式 ..............................276 機車車型車齡選擇之巢式羅吉特模式 ......................................278 機車車型車齡選擇模式之方案選擇機率 ..................................280 低汙染機車之燃料選擇方案統計表 ..........................................280 低汙染機車選擇方案與模式變數之交叉分析表 ......................281 IX.

(13) 表 7.75 低污染機車之多項羅吉特模式(共生變數)................................282 表 7.76 低污染機車之多項羅吉特模式(方案特定變數)........................283 表 7.77 未來油價若上升,自用小客車駕駛人是否會考慮減少車輛之使 用次數...........................................................................................284 表 7.78 本計畫有關受訪者對油價上升之反應統計 ..............................285 表 7.79 家戶持有汽車車輛數統計表 ......................................................286 表 7.80 政策實施後家戶持有汽車數量統計表 ......................................287 表 7.81 政策實施後各車型車齡方案之汽車車輛數 ..............................287 表 7.82 汽車各車型車齡方案之能源消耗量 ..........................................287 表 7.83 持有成本提高一倍之汽車能源消耗減量 ..................................288 表 7.84 家戶持有機車數量之統計表 ......................................................289 表 7.85 政策實施後之家戶持有機車數量統計表 ..................................289 表 7.86 政策實施後家戶各車型車齡方案之機車車輛數 ......................289 表 7.87 機車各車型車齡方案之能源消耗量 ..........................................290 表 7.88 持有成本提高一倍之機車能源消耗減量 ..................................290. X.

(14) 圖目錄 圖 1.1 圖 1.2 圖 1.3 圖 1.4 圖 1.5. 整合關聯模式之架構.........................................................................6 家戶汽車持有、交易、車型/車齡之多層級選擇架構 ...................8 第一年期之研究流程圖 ..................................................................11 第二年期之研究流程圖 ..................................................................12 第三年期之研究流程圖 ..................................................................13. 圖 2.1 圖 2.2 圖 2.3 圖 2.4 圖 2.5 圖 2.6. 我國人口、所得及機動車輛成長狀況 ..........................................20 國內汽機車數量與石油產品消費量間之關係 ..............................24 各業別懸浮微粒排放比例 ..............................................................27 各業別氮氧化物排放比例 ..............................................................27 各業別硫氧化物排放比例 ..............................................................27 各業別非甲烷碳氫化合物排放比例 ..............................................27. 圖 3.1 高污染排放車輛與一般車輛之差異性 ..........................................53 圖 3.2 NOX 環境基準達成率 ....................................................................59 圖 3.3 不同時段之交通量及 NOX 變化關聯圖 .........................................59 圖 3.4 日本各種低污染車輛 CO2 排放量..................................................60 圖 3.5 日本實施大型車收費區域 ..............................................................60 圖 3.6 汽油車污染排放量管制削減效果 ..................................................60 圖 3.7 應用光觸媒削減 NOX 排放量 .........................................................61 圖 3.8 名古屋市光觸媒隔音牆實景 ..........................................................61 圖 3.9 土壤脫硝淨化空氣污染排放量 ......................................................61 圖 3.10 東京都板橋區應用實景 ................................................................61 圖 5.1 車輛使用與污染排放關聯模式研究架構圖 ..................................90 圖 5.2 車輛使用與能源消耗關連模式架構圖 ..........................................93 圖 5.3 家戶汽車持有與交易之選擇架構 ................................................102 圖 6.1 圖 6.2 圖 6.3 圖 6.4 圖 6.5. 車型選擇模式之變數與問卷問項之關聯 ....................................130 車齡選擇模式之變數與問卷問項之關聯 ....................................131 車輛交易模式之變數與問卷問項之關聯 ....................................132 車輛使用模式之變數與問卷問項之關聯 ....................................133 試調區域示意圖.............................................................................146. 圖 7.1 汽車各車齡之車輛數分佈情形 ....................................................211 圖 7.2 汽車各車齡車輛之平均污染排放量 ............................................212 XI.

(15) 圖 7.3 汽車各車齡群組之平均污染排放量 ............................................213 圖 7.4 汽車各排氣量群組之車輛平均污染排放量 ................................216 圖 7.5 機車各車齡之車輛平均污染排放量 ............................................218 圖 7.6 機車各車齡群組之車輛平均污染排放量 ....................................219 圖 7.7 機車各排氣量車輛之 HC 排放量情形.........................................221 圖 7.8 機車各排氣量車輛之 CO 排放量情形.........................................221 圖 7.9 機車各排氣量群組之平均污染排放量 ........................................222 圖 7.10 汽車各行駛里程群組之平均污染排放量 ..................................224 圖 7.11 各排氣量群組之 HC 平均排放量 ...............................................225 圖 7.12 各排氣量群組之 CO 平均排放量...............................................225 圖 7.13 各廠牌之 HC 平均排放量 ...........................................................228 圖 7.14 各廠牌之 CO 平均排放量 ...........................................................228 圖 7.15 汽車持有之多項羅吉特架構圖 ..................................................241 圖 7.16 汽車持有之巢式羅吉特架構圖 ..................................................244 圖 7.17 機車持有之多項羅吉特架構圖 ..................................................252 圖 7.18 機車持有之巢式羅吉特架構圖 ..................................................255 圖 7.19 汽車車型車齡選擇模式之多項羅吉特模式架構圖……….…..263 圖 7.20 汽車車型車齡選擇模式之巢式架構圖………………………...266 圖 7.21 機車車型車齡選擇模式之多項羅吉特模式架構圖 ..................275 圖 7.22 機車車型車齡選擇之最佳多項羅吉特模式 ..............................278. XII.

(16) 第一章 緒論 1.1 研究背景與動機 隨著經濟發展我國汽機車持有與使用均呈現相當快速之成長,至民國 95 年 12 月底為止,我國汽車登記數量已超過 669 萬輛,機車總數更達 1,352 萬輛, 每千人持有汽車數達 295 輛,機車數則高達 593 輛。而這些機動車輛所使用之能 源絕大部份仍仰賴石油產品,使得我國運輸部門之石油產品消耗量僅次於工業部 門,且呈現逐年快速成長之趨勢,同時,也導致嚴重空氣污染排放的問題。而且, 各車種超過 10 年之老舊車輛,其占有率為自用大客車 48.4%、自用大貨車 64.7%、自用小客車 29.4%、自用小貨車 32.0%。機車平均報廢車齡則為:50c.c. 以下輕型機車為 11.76 年、50-未滿 150c.c.重型機車為 13.07 年、150c.c.以上重型 機車為 18.28 年,顯見國內老舊車輛比例甚高。依據國外研究顯示,車齡增加會 造成車輛污染排放量之增加以及燃油效率之降低,使得能源消耗與污染排放問題 益形嚴重。因此,如何有效管理機動車輛之持有與使用,以及加速老舊車輛汰換 以增加能源使用效率與降低污染排放,一直是各國政府推動永續運輸(sustainable transportation)的重要方向。 然而,有關私人運具相關之管理策略之相關研究,大多係以參酌國內外學 術理論或實施經驗,再配合國內特性與需要,加以研訂而成,較缺乏客觀量化之 效果可供佐證。其中,最困難的地方即在於難以預測家戶或個人對各種管理策略 之實際反應行為,以及不同程度的汽機車持有與使用行為,所可能產生之能源消 耗與污染排放數量。使得交通與環保主管機關在研議、評估及選擇管理策略時之 困擾。因此,實有必要建構因應實施之各項機動車輛管理策略之汽機車持有與使 用模式,並進一步鏈結其與能源消耗與污染排放間之關係。 在汽機車持有與使用方面,國內外均已有相當多的研究。大致可分為個體 與總體兩大類。個體模式係以家戶或個人之角度出發,透過問卷調查了解其偏好 與選擇行為,進而加以建構模式。此類模式可因應不同管理政策,預測不同特性 家戶或個人可能產生之反應行為(例如,張新立和葉祖宏,民 94) 。總體模式則 以區域或國家總體為樣本,進行模式建構,以作為長期總量之趨勢預測(例如, 藍武王和邱裕鈞,民 84;藍武王和邱裕鈞,民 85;交通部運輸研究所,民 91)。 雖微觀個體角度可分析及預測不同管理策略下,家戶或個人汽機車持有與使用行 為之變化,進而推估污染及油耗之減量效果。惟許多研究(例如,Forsman and Engstrom, 2005)指出,如以個體角度建立模式,再依抽樣技術予以比例放大, 通常會出現總量低估之現象。但若僅以總體角度建構汽機車持有與使用行為模 式,雖可獲得較精確之總量資料推估值,但總體模式因使用總體資料(各個國家 之橫斷面資料或我國之縱斷面資料),而無法推估不同特性之家戶或個人對同一 1.

(17) 項汽機車管理策略,可能存有之不同反應。因此,如何整合個體與總體模式之優 缺點,使得汽機車持有與使用模式既能反應政策之影響,又能精確推估總體之減 量效果,亦值得加以研析。 此外,在汽機車持有與使用之相關研究,目前國外文獻多著重於動態車輛 持有與使用之研究,透過多次重覆性調查(repeated survey) ,追蹤同一受訪者在 多次調查間之個體特性與選擇行為之動態變化,以便更確實反應行為依時變化之 差異。而政府相關政策之效果評估,也須有較為長期之預測。因此,以一次調查 之靜態調查資料,較難達到此一目的。國內有關汽機車持有與使用行為之相關模 式,也有必要建構此一模式加以應用。 在污染排放方面,國內已有部份研究針對汽機車之空氣污染排放,嘗試建 立總量排放模式(林裕強,民 95;莊涵翔,民 91;張君豪,民 92),此類推估 移動污染源之排放量,主要係透過平均排放係數與車輛總行駛里程進行推估。環 保署已有相關研究建立總量推估模式,此類模式多係以美國環保署所發展之 MOBILE 系列模式為基礎(包括中鼎公司依據 MOBILE5a 程式改寫建構之 MOBILE-Taiwan2.0),加入部份本土化之參數值而進行推估。參照 MOBILE 系 列模式,影響排放係數之因子包括車輛特性(如車齡分布、行程)、車輛活動強度、 環境因子、車輛零里程排放率與劣化率等;而車輛總行駛里程則多透過問卷調查 法及燃油消耗法進行推算。國內雖已有不少研究針對移動污染源之總量排放模式 進行推估,但受限於本土化排放係數參數值、車輛總行駛里程資料取得不易與精 確性有待商榷,以及部份已不再使用但未完成報廢程序之車輛未納入考量等因 素,其推估值之正確性尤待驗證,亦未納入相關之車輛排放管理策略。另使用中 之車輛能源消耗透過實驗室,其精確性雖可能較高,但因成本因素,其考量之影 響因素與涵蓋層面較為有限,且同樣未納入相關之車輛耗能管理策略。國內監理 單位歷年來已蒐集相當完整之車輛車齡監理資料、四輪以上汽車排放之定檢資 料、機車排放之定檢資料,乃至於新車審驗之資料,足供建構與校估車輛使用與 污染排放關聯模式之資料所需。惟現行有關車輛車齡之監理資料、四輪以上汽車 排放之定檢資料及機車排放之定檢資料,分屬不同資料庫系統,如何將各資料庫 所能提供之資料加以彙析,據以建構相關模式,實值得加以研究。. 在能源消耗方面,經濟部能源局已委託專業單位針對「使用中車輛能 源效率評估與提升研究(91-93)」進行探討,主要係透過實驗室方法實測不 同車齡與行車型態下,車輛之能源消耗差異性,如何進一步運用此一研究 成果,作為推估我國不同車型、車齡,以及使用型態下,能源消耗之參數 設定與模式建構之參考,進而據以作為全國汽機車能源消耗總量之推估, 亦為一重要課題。. 2.

(18) 1.2 研究目的 基此,本研究期能透過既有之車輛定檢與攔檢資料庫、監理資料庫之 整合,配合發展特定之研究設計,期由微觀(個體)的觀點,建立車輛持 有與使用個體模式。再蒐集各國有關汽機車持有與使用資料,配合我國歷 史資料,建構車輛持有與使用之總體模式,進而建構此兩模式與污染排放 及能源消耗間之關聯模式。此關聯模式不僅對於污染排放之總量推估能提 供部份本土之參數值,並將納入相關政策變數,可作為分析車輛污染排放 與能源消耗政策敏感度之用,並據以建立國內車輛排污與能源消耗管制策 略之基礎。 基此,本計畫預計以 3 年期進行研究,預期完成的工作項目如下: 1.回顧我國及國外有關汽車、機車持有模式(ownership model)的文獻, 比較模式的理論、性質、變數、資料取得、應用範圍及未來發展趨勢等。 2.收集我國及國際所使用之汽機車能源消耗及污染排放模式資料,了解目 前使用概況、所需變數、資料取得、應用範圍及未來發展趨勢等。 3.檢視我國現有汽車監理定檢資料庫、機車排氣定檢資料庫、車輛監理系 統,了解資料的性質、數量,研擬資料庫間的整合方式,以提供 1.2 項 所需使用的資料,並針對所缺少的資料(例如,含 3 年以下機車及 5 年 以下汽車免定檢之資料) ,進行補充調查。 根據上述 1.2.3 項,以汽機車持有模式為核心,建立我國汽機車使用、 能源消耗與污染排放相關聯的模式架構。 本模式系統可提供多層級之預測,例如:(1)我國汽車、機車總數、 耗油及排污總量(2)依照汽車、機車之類別,如不同車型、不同車齡、 不同燃料、不同區域等,計算車輛數分佈、平均行駛里程、平均污染排放 量、平均耗油量。 模式依照社經族群變數,包括:家戶人口、年齡組成、所得、工作特 性、區域等,以描述家戶或個人選擇行為,分析持有及使用汽車、機車特 性。例如所選擇車輛之用途、車型、車齡、行駛里程、購買使用成本等。 模式具備現行交通運輸政策情境及未來研擬政策之情境的預測,對家 戶選擇行為之變化,並分析對各項預測產出的影響,例如: (1)環保車輛、 燃油(生質油)(2)共乘、大眾運輸及綠色運輸的推廣(3)購車、燃油 成本的提升(4)賦稅、停車費、污染排放檢驗措施…等。. 3.

(19) 基此,本計畫各年期之研究重點包括: 第 1 年期:建立能源消耗、污染排放與車輛監理資料庫整合研究及個體模 式架構建構與驗證 1.透過車輛使用相關屬性(含不同車種、車齡、車型、行駛里程、行駛道 路環境、區域、使用者等因素) ,利用資料探勘(data mining)技術建立 車輛使用屬性影響污染排放及能源消耗之關聯模式。 2.建立不同車種、不同車齡分佈與車輛污染排放量及能源消耗之關聯分析 (含平均行駛里程、平均污染排放量、平均耗油量等)。 3.針對車輛使用相關屬性、車輛污染排放與能源消耗之資料進行所需之研 究設計與調查。 4.以迴歸分析、個體選擇模式及存活理論為基礎,提出汽機車持有、交易 及使用之模式架構與重要解釋變數。 5.依模式架構進行問卷設計、試調,再利用分層抽樣方法,進行第1波全國 家戶問卷調查。 6.先以小規模樣本,進行模式校估與驗證。 第 2 年期:建立及整合我國汽機車持有與使用之個體與總體模式 1.以第1波全國家戶問卷調查資料,校估我國汽機車持有、交易及使用之模 式。 2.依據第1年全國調查經驗與模式校估結果,微幅調整問卷內容與調查方 法,進行第2波全國家戶問卷調查。 3.蒐集各國及我國影響汽機車持有與使用之相關資料,利用羅吉斯迴歸模 式,建構全國層級之汽機車持有與使用總體模式。 4.利用聯立羅吉斯迴歸模式建構區域層級(23縣市)之汽機車持有與使用 總體模式。 5.整合總體與個體模式,利用第1年建構之能源消耗與污染排放關聯模式, 推估全國及各縣市能耗及排污總量。 6.撰寫模式資料庫系統,並將調查資料輸入系統內進行結果分析,並研擬 未來調查資料更新之機制及作法。 第 3 年期:研議與評估車輛能源消耗、污染排放與管制策略研究及決策支 援系統構建 1.依據第1、2年全國調查經驗與模式校估結果,微幅調整問卷內容與調查 方法,進行第3波全國家戶問卷調查。 4.

(20) 2.利用3波重覆追蹤調查所蒐集之縱斷面及橫斷面資料(panel data),納入 遞延變數(lagged variable),重新校估汽機車交易、持有與使用模式。 3.蒐集國外對車輛能源消耗與污染排放之管制標準、機制及目標,作為研 擬國內策略之參考。 4.研擬國內私人運輸工具能源消耗與污染排放管制之推動策略及法規。 5.根據不同推動策略及法規,輸入模式資料庫系統內,將輸出結果進行效 益評估及影響分析。 6.利用雙層數學規劃模式,上層為能源消耗與污染排放之最小化(決策變 數為管理策略實施內容及方案組合) ,下層為家戶與個人效用最大化(決 策變數為汽機車持有與使用行為) ,進行管理策略之設計與求解。 7.結合模式資料庫,建立一套決策支援系統。. 1.3 研究架構 本計畫旨在建構能源消耗、污染排放與車輛使用間之關聯模式,進 一步探討及評估各種汽機車管理策略對能源與污染減量之效果。因此,本 模式必須具備下列幾項特性: 1.必須能清楚預測各型車輛(車型、排氣量、使用油品種類、車齡、已行 駛里程) 、在不同使用狀況(包括行駛道路種類、駕駛型態、行駛里程、 交通狀況)下之能源消耗量及污染排放量。 2.必須要能清楚反映實施不同機動車輛管理策略對各型車輛之持有與使用 狀況之影響程度及量化數值。 3.必須要能清楚反映各型車輛之持有狀況對車輛使用之影響程度。 4.必須要具備最佳化各種機動車輛管理策略之能力。 5.必須要能整合所有子模式(車輛持有、使用模式、運具選擇模式、車輛 新購與汰換模式、能源消耗模式、污染排放模式)。 6.必須提供決策者一個方便使用及維護的決策支援系統。 基於上述 6 大特色,本模式之架構如圖 1.1 所示。. 5.

(21) 聯立羅吉斯迴 歸模式. 資料探勘技術 監理資料庫 車輛攔定檢資料. 車輛型態分類. 問卷調查補充 資料. 汽機車持有與使用行為模式 空污排放模擬 軟體(Mobile). 總體模式(全國或區域 層級) 公共運輸營運狀 況與服務水準. 汽機車使用狀況 (分車型及車齡). 汽機車持有與使用模式. 污染排放總量 預測與模擬. 各車型與車齡之持有與使用行為. 汽機車管理策略 評估 永續目標績效. 汽機車管理策略 研提. 汽機車持有數量 (分車型及車齡). 個體模式(個人). 能源消耗總量 預測. 汽機車使用行為模式 迴歸分析. 個體模式(家戶) 汽機車持有數量模式. 個體選擇模式 個體模式(家戶) 汽機車車型與車齡選擇 模式 個體模式(家戶) 馬可夫鏈模式 汽機車交易行為模式. 重要影響變數. 雙層數學規劃整合模式. 圖 1.1 整合關聯模式之架構 本整合關聯模式旨在提供交通主管機關研提及評估汽機車相關管理 策略之預期績效(能源消耗降低及污染排放減量),進一步最佳化管理策 略之措施內容。整合模式一雙層數學規劃模式,上層決策變數為汽機車管 理策略之最佳控制數值(例如,燃料費費率、牌照稅稅率、大眾運輸管制 運價水準、…等) ,其目標為能源消耗及污染排放最小化等永續運輸指標。 至於下層模式之一為大眾運輸業者之決策行為模式,其決策變數為大眾運 輸業者提供之服務水準(例如,服務班次),其目標為利潤最大化。下層 模式之二為用路人之個體選擇模式,其決策變數為汽機車持有與使用選擇 模式,其目標為效用極大化。本整合關聯模式包括 6 個次模式(各次模式 又包含數個子模式),分述如下(各模式在不同研究年期內之建構進度也 一併加以說明) : 1.汽機車持有與使用總體模式(全國層級) 本計畫將利用羅吉斯迴歸模式分別建立我國汽機車持有與使用之總體 模式,用以預測未來各年度我國汽機車持有與使用之總體數量。雖然,個 體選擇模式也可透過抽樣技術予以放大,而獲得總體數值。但根據以往文 獻及研究之經驗,一般均存有明顯總量低估之現象。在此一方面,總體模 式可獲得較為精確之預測總量。但總量模式的缺點在於無法分別建立各車 型、車齡…等影響能耗與排污之重要變數,也較難據以評估實施某些特定 管理策略之具體效果。基此,在實施不同管理策略下,我國車輛在各車型、 6.

(22) 車齡等重要變數之分佈狀況,則藉由個體模式加以推估,再乘上總量模式 之預測總量,即可獲得能源消耗及污染排放模擬所需之總量數值。至於羅 吉斯模式之飽和度之設定,則將參考藍武王(民 85)之作法,參考各國機 動車輛持有與使用之成長趨勢加以推估。 至於汽車及機車之持有與使用,擬分別建構羅吉斯迴歸模式,共計有 汽車之持有模式、汽車之使用模式、機車之持有模式,以及機車之使用模 式等 4 條。但鑑於此 4 條模式之被解釋變數彼此間可能具有高度相關性, 因此,建構模式時,可視需要予以聯立方式加以校估。此一模式將於第 2 個研究年期加以建構與校估。 2.汽機車持有與使用總體模式(區域層級) 另為反應不同區域(縣市)特性,本研究將分別建立我國 23 縣市之汽 機車持有與使用總體模式,據以推估 23 縣市汽機車持有與使用總量,以 及其可能產生之能源消耗與污染排放量。另避免 23 縣市分別建構模式, 所可能導致之各縣市推估總量之加總與全國層級推估總量不一致之現 象。本計畫擬在校估各縣市模式時,利用限制式迴歸技術,予以聯立求解, 或利用以全國總量比例方式調整各縣市總量。 另外,本計畫也將依據 23 縣市之特性,利用群落分析(cluster analysis) 技術加以分群。將分群結果,以虛擬變數方式,納入個體選擇模式中,據 以推估不同群落之縣市居民,對同一管理策略之反應程度差異。如此,也 可進一步探討同一個管理策略對不同區域(都會型、鄉村型)居民之影響, 以作為策略實施時之參考。此一模式將於第 2 個研究年期加以建構與校估。 3.全國及區域型個體選擇模式(包括汽機車交易、持有、車型(車齡)選 擇,以及使用等四個體選擇模式) 由於車輛持有與使用的決策項目相當多,考量汽車及機車持有與使用 的交互影響,會增加模式的複雜性,造成參數估計的困難。因此,本研究 分別建立汽車及機車家戶持有與使用的行為模式。以汽車為例,家戶汽車 持有、交易、車型/車齡之多層次選擇架構如圖 1.2。機車持有與使用可採 用類似圖 1.2 的架構,只是每層的方案,汽車與機車可能不同。. 7.

(23) 圖 1.2 家戶汽車持有、交易、車型/車齡之多層級選擇架構 家戶汽車持有為動態行為,汽車持有數量的變化反映在第 1 及第 2 層。 舉例而言,如果家戶前 1 年汽車持有為零部,則在今年家戶汽車持有會有 兩種可能(假設家戶新購車輛不會超過 1 部):維持為零部或新購 1 部車輛, 其發生的機率分別為 P00 及 P01 (P00+P01=1)。同理,如果家戶在前 1 年汽車 持有為 1 部,則在今年家戶汽車持有會有 3 種可能:零部(報廢或賣掉)、 維持 1 部車、或新購 1 部車(持有 2 部),其發生的機率分別為 P10、P11 及 P12 (P10+P11+P12=1)。假如家戶前 1 年汽車持有只有零部、1 部及 2 部 3 種 情況(2 部以上的情況亦可推導),而且家戶新購車輛不會超過 1 部及報廢車 輛不超過 2 部,則在家戶今年汽車持有的變化可由下列矩陣表示: ⎛ P00 ⎜ π = ⎜ P10 ⎜ 0 ⎝ C 1. P01 P11 P21. 0 ⎞ ⎟ P12 ⎟ P22 ⎟⎠. 由於汽車持有的變化結果為間斷型變數,因此可以建立多項或巢式羅 吉特模式,找出影響的重要變數,推估與預測矩陣內的機率。π 1C 中汽車持 有數的機率可能隨時間而改變,假設第 t 年(t > 1)的汽車持有轉換矩陣為 π tC ,可透過馬可夫鏈(Markov Chain),計算第 t 年的汽車持有數量比例, 計算式如下: π tC = (π 1C )t. 8.

(24) 至於機車持有部分,因家戶機車持有數一般較汽車多,以家戶持有零 至 3 部機車為例,第 1 年與前 1 年的機車持有變化的機率矩陣如下:. π 1M. ⎛ P00 ⎜ ⎜P = ⎜ 10 0 ⎜ ⎜ 0 ⎝. P01 P11. 0 P12. P21. P22. P32. P33. 0 ⎞ ⎟ 0 ⎟ P23 ⎟ ⎟ 0 ⎟⎠. 第 t 年(t > 1)的機車持有數量比例,透過馬可夫鏈所產生的矩陣為 π tM = (π 1M )t 。. 此 4 項個體選擇模式為本計畫最重要之核心模組。將分別在 3 年度中 加以建構,其進度說明如下: (1)第 1 個研究年度:利用初步蒐集之小規模問卷樣本建構及校估全國汽 機車持有、使用及車齡車型等 3 個選擇模式(因汽車及機車分開建構, 故共計 6 個選擇模式) ,以了解調查計畫及模式架構之可行性,供作後 續年度調校之依據。 (2)第 2 個研究年度:利用第 1 年及第 2 年蒐集之問卷樣本(不重複樣本) 建構全國及區域(分為都會型、衛星都市型及鄉村型)汽機車持有、 使用及車齡車型等 3 項選擇模式,並透過第 1 年及第 2 年追蹤調查之 問卷樣本,初步建構汽機車交易模式。 (3)第 3 個研究年度:利用第 1、2 及 3 年進行 3 波大規模調查之問卷樣本 (不重複樣本)建構全國及區域(分為都會型、衛星都市型及鄉村型) 汽機車持有、使用及車齡車型等 3 項選擇模式,並透過連續 3 年追蹤 調查之問卷樣本,建構汽機車交易模式,並利用馬可夫鏈觀念進行同 一政策不同年期之效果預測。 4.車輛使用與能源消耗及污染排放之關聯模式 車輛使用與能源消耗及污染排放之關聯模式乃分別利用問卷調查資料 及汽機車定檢資料庫加以建構。其中,有關能源消耗關聯模式將依高快速 公路及市區道路之燃料效率分別加以建構及分析。而污染排放關聯模式則 針對車輛特性(如車齡、排氣量、廠牌、行駛里程、車重等)建構其 HC 及 CO 之排放量。 此外,汽機車車型與車齡選擇模式中,如何設定車齡、車型(排氣量) 之類別詳細程度,甚或必須依各變數類別分別建構預測模式,則必須先利 用資料探勘(data mining)技術透過定檢資料庫進行分析及檢定。其主要 目的有 3:. 9.

(25) (1)車輛類別設定 一般而言,車輛類別愈多,在模式處理及變數設定愈複雜。但若未 加以分類,又無法反應不同車型持有與使用數量變化,對能源消耗及污 染排放之影響差異。因此,本計畫針對不同類別之車輛,如其能源消耗 及污染排放數量未具有顯著差異者,則加以合併為同一類,俾減少車輛 類別,及增加同一類別車輛之樣本總數,以利模式之校估與分析。 (2)變數選取 透過資料庫之分析,可了解能源消耗及污染排放之顯著影響因素(如 車型、車齡、排氣量大小、已行駛里程、使用油品種類等) ,以作為汽機 車持有與使用模式選擇解釋變數或被解釋變數之參考。 (3)關聯模式建立 透過車輛使用相關屬性(含不同車種、車齡、車型、行駛里程、行 駛道路環境、區域、使用者等因素)之分析,建立車輛使用屬性影響污 染排放及能源消耗之關聯模式。 另外,如前述,由於車輛定檢資料庫未包括 5 年以下汽車(約占汽車 總數之 33.1%)及 3 年以下機車(約占機車總數之 3%)之資料。因此,本 計畫擬蒐集經濟部能源局及車測中心所完成之相關研究,配合各型新車之 審驗資料及家戶問卷調查資料加以補充,以資完備。 5.污染排放模擬模式(MOBILE) 為能推估不同汽機車管理策略下之減污效果,本計畫擬利用 MOBILE 軟體進行污染排放總量推估。其中,其汽機車在不同道路系統之使用量係 由個體選擇模式加以推估,至於各車種之劣化係數及相關參數(駕駛習 慣、車輛保養)則由定檢及問卷分析結果所提供。此模式將於第 2 個研究 年期加以建構,並配合個體及總體模式之輸出結果,進行全國及區域排放 總量之推估。 6.決策支援系統及整合數學規劃模式 為進一步將各次模式加以整合,本計畫擬建構一決策支援系統結合各 資料庫及模式庫所能提供之資訊,進行不同管理策略之效果推估。此一系 統將於第 2 個研究年度初步建置,再由第 3 個研究年度將所有完整建構之 模式及資料均予以納入。 此外,為使此決策支援系統具備參數最佳化之功能,本計畫擬進一步 整合各次模式,利用數學規劃模式求解最佳化之政策參數(如停車費率、 燃料費、牌照稅等) ,以供決策參考。此模式將於第 3 個研究年度完成。. 10.

(26) 1.4 研究流程 本計畫將於 3 年研究時程內完成,其 3 年研究期程之研究流程分如圖 1.3~1.5 所示。. 1. 圖 1.3 第 1 年期之研究流程圖. 11.

(27) 2. 2. 圖 1.4 第 2 年期之研究流程圖. 12.

(28) 3. 3. 圖 1.5 第 3 年期之研究流程圖. 1.5 研究內容 1.5.1 第 1 年期 1.研究目的與範圍之界定。 2.文獻回顧:本計畫將回顧有關汽機車交易、持有、車型/車齡選擇,以及 13.

(29) 使用之個體模式,以及持有與使用之總體模式之相關研究。其次,將回 顧有關汽機車使用與能源消耗、污染排放之關聯模式之相關研究。此外, 國內外有關汽機車持有與使用之相關管理策略,也會加以一併彙整,俾 供模式構建、問卷設計,以及管理策略研提之參考。 3.資料蒐集與分析:本計畫主要研究資料來自 4 大部份,第 1 部份為車輛 攔定檢資料庫(空氣污染排放) 、第 2 部份為大規模家戶及個人調查之個 體選擇資料,該資料以重覆調查技術(repeated survey),每一家戶及個 人將於總計 3 年之研究期間內,共接受 3 次調查,以追蹤其汽機車持有 與使用行為之變化。第 3 部份為政府(尤其是交通部)有關之公務統計 報告,第 4 部份為各國有關小客車持有與使用之相關資料。其中,第 1 部份係用來建構污染排放關聯模式之用。第 2 部份則用以作為汽機車持 有與使用模式建構之用。第 3 及第 4 部份資料係供建構及驗證總體模式 之用。 4.重要影響變數確認:透過車輛監理、攔檢、定檢及新車審驗之資料庫串 聯,分析車輛使用相關屬性(含不同車種、車齡、車型、行駛里程、行 駛道路環境、區域、使用者等因素) ,利用資料探勘(data mining)技術 找出影響能耗與排污之重要影響因子,以供模式變數選擇與分類之參酌。 5.個體汽機車交易、持有、車型/車齡選擇,以及使用之模式研提:參考國 內外提出之相關模式及確認之重要影響變數,提出模式架構與函數型式。 6.車輛使用與能源消耗之關聯模式:利用迴歸分析方法,建立車輛使用與 能源消耗之關聯模式。 7.車輛使用與污染排放之關聯模式:利用迴歸分析方法,建立車輛使用與 污染排放之關聯模式。 8.問卷內容設計:家戶車輛持有與使用模式的建立,需要設計問卷蒐集相 關的變數。問卷內容大致包括下列 3 大部份資料: (1)第 1 部分:家戶基本資料 家戶基本資料包含家戶總人口數、家戶工作人數、家戶組成(幼童及 老人年齡及人數)、家戶持有駕照數、戶長職業與教育程度、家戶年所得、 住宅區位等。 (2)第 2 部分:家戶車輛持有與使用現況資料 家戶汽機車總數、過去 1 年內家戶汽機車交易情形(含購買新車、報 廢、汰換等)、每輛車基本資料(含廠牌、車款、馬力、排氣量、購買價 格、出廠年份、購買日期、新車或中古車等;如果有報廢或汰換車輛, 也要填寫車輛基本資料)、每輛車變動成本(含燃油成本、維修成本、停 14.

(30) 車費、通行費、保險費、牌照稅、汽燃費)、每輛車主要駕駛資料(含職 業、性別、年齡、駕駛年資、教育程度、月所得)、每輛車使用情況(過 去 1 年行駛里程、主要用途)。 (3)第 3 部分:家戶車輛持有與使用敘述性偏好資料 敘述性偏好問項依據減少油耗及空污的相關策略而設計。例如分析 民眾對環保車輛(如電動汽車)的偏好,可選方案包含傳統汽柴油與瓦斯 車、以及新方案電動車。每個方案搭配許多車輛相關屬性,例如車輛價 格、燃料成本、維修成本、車輛性能、排氣量、稅費等。由於車輛屬性 相當多,會產生許多組合情境,因此將採用直交設計(orthogonal design) 縮減情境,再提供給受訪者填答。 9.調查計畫研提:本研究擬以分層隨機抽樣方式,依各縣市及行政區按人 口數為比率抽樣家戶。由於調查規模相當龐大且問卷題數多,不適宜採 用面訪及電話方式,因此本研究採用郵寄調查,並以回贈紀念品方式, 提高問卷回收率。為能使抽樣具代表性,且有足夠的樣本來建構家戶持 有與使用模式,第一年預計採大規模調查,抽樣 20,000 家戶。第 2 及第 3 年視第 1 年問卷回收狀況與模式校估結果,微幅調整後,持續調查以 獲得家戶 panel 資料,以分析家戶車輛動態持有與使用。 10.小規模資料測試與驗證:本計畫先以台北市家戶調查結果為例,進行個 體模式之校估與分析,以了解本模式之適用性,以供模式架構、問卷內 容,以及調查計畫調整之參考。 11.第 1 年期研究成果之撰寫與研提。. 1.5.2 第 2 年期 1.第 2 年期研究範圍之界定。 2.持續進行文獻回顧與分析,重點將在汽機車持有與使用總體模式之相關 文獻彙析。 3.個體汽機車交易、持有、車型/車齡選擇,以及使用之模式校估:以第 1 波家戶問卷調查資料,分別建構與驗證個體模式。 4.問卷設計與調查方式之微調:依據第 1 波調查經驗及模式校估結果,微 幅調整問卷內容與調查方式。 5.進行第 2 波家戶問卷調查:以第 1 波抽調家戶為對象,重覆進行問卷調 查,以追蹤 1 年來之行為變化。 15.

(31) 6.持續進行資料蒐集與分析:以第 1 年期之第 4 部份(為政府公務統計報 告)及第 5 部份(國際有關小客車持有與使用之相關資料)為主。 7.總體模式重要影響變數確認:透過車輛監理、攔檢、定檢及新車審驗之 資料庫串聯,分析車輛使用相關屬性(含不同車種、車齡、車型、行駛 里程、行駛道路環境、區域、使用者等因素) ,利用資料探勘(data mining) 技術找出影響能耗與排污之重要影響因子,以供模式變數選擇與分類之 參酌,並配合個體模式之設計,加以調整,俾利 2 類模式之整合。 8.總體汽機車持有與使用模式之研提:參考國內外提出之相關模式及確認 之重要影響變數,提出模式架構與函數型式。 9.總體汽機車持有飽和率之研訂:透過各國相關資料之彙析與比較,透過 群落分析技術,研訂我國不同情境下之汽機車飽和率設定值。 10.總體汽機車持有與使用模式之校估(全國層級):利用聯立羅吉斯迴歸 方法校估及驗證我國汽機車持有與使用模式。 11.總體汽機車持有與使用模式之校估(區域層級):利用聯立羅吉斯迴歸 方法分別校估及驗證我國 21 縣市之汽機車持有與使用模式。 12.整合個體與總體模式,推估全國及區域能源消耗與污染排放總量。 13.模式資料庫撰寫。 14.第 2 年期研究成果之撰寫與研提。. 1.5.3 第 3 年期 1.第 3 年期研究範圍之界定。 2.持續進行文獻回顧與分析,重點將在汽機車持有與使用之動態模式之相 關文獻彙析。 3.問卷設計與調查方式之微調:依據第 1 及第 2 波調查經驗及模式校估結 果,微幅調整問卷內容與調查方式。 4.進行第 3 波家戶問卷調查:以第 1 及第 2 波抽調家戶為對象,重覆進行 問卷調查,以追蹤 2 年來之行為變化。 5.個體汽機車交易、持有、車型/車齡選擇,以及使用之模式校估:以第 1、 第 2 及第 3 波家戶問卷調查資料,建構與驗證個體動態模式。 6.汽機車持有與使用管理策略研擬:參考相關文獻及我國特性,研擬汽機 16.

(32) 車持有與使用管理策略。 7.汽機車持有與使用管理策略評估:利用所建模式推估不同管理策略下, 全國及區域能源消耗及污染排放之總量變化,再以成本效益方法評估各 該策略之成效。 8.雙層數學規劃模式建立:為整合所有子模式,並達到最佳化汽機車持有 與使用管理策略功能,建構雙層數學規劃模式。 7.模式求解與分析:建立模式求解演算法,並加以驗證及分析。 8.決策支援系統建構:參酌各資料庫特性(車輛監理、攔檢、定檢及新車 審驗之資料庫)以及第 2 年期所建之模式資料庫,建立一套決策支援系 統,以利決策者分析與操作。 9.管理策略之推動方式與相關法規研修之研擬:參考各管理策略之成效評 估結果,及最佳化求解結果,研提管理策略之具體推動方式與相關法規 研修建議。 10.第 3 年期研究成果之撰寫與研提。. 1.6 本計畫特色 本計畫具備以下 8 大特色: 1.大規模家戶汽機車持有、使用及交易之問卷調查 雖然國內外均有相當多文獻探討汽機車之持有、使用及交易,但大多 以學術角度出發,著重於學術模型之構建與分析,故抽樣樣本數量通常較 少(大多為 200~500 個樣本) ,是否能代表國內家戶之實際行為不無疑問。 若據以作為汽機車管理策略效果之分析工具,恐有失真之可能。而本計畫 乃以分層系統抽樣技巧進行大規模問卷調查。以本年度計畫為例,共計發 放 9 萬份問卷,回收問卷 6,594 份,有效問卷為 6,023 份。此一規模在國 內外相關研究中均屬少見,故據以建構之模式應具備相當程度之代表性。 2.進行追蹤式問卷調查 一般有關家戶汽機車持有、使用之相關研究多以橫斷面資料為主,為 能追蹤車主之持有與使用行為之動態變化,本計畫乃以 3 年為期,進行持 續追蹤調查。所蒐集之 Panel 資料更能反應家戶汽機車持有與使用實際行 為。. 17.

(33) 3.汽機車車型與車齡選擇模式之建構 有關車型與車齡選擇模式之研究在國內相當少見,即便是國外文獻也 十分有限,其主要原因是一般研究者比較關心車輛持有數量之變化,而非 車型車齡組成之變化。然由於不同車型及車齡其能源消耗與污染排放量明 顯不同,實有必要加以區隔。因此,有必要建立汽機車車型與車齡選擇模 式,俾供分析各汽機車管理策略對不同車型車齡之管制效果差異。 4.汽機車交易動態變化之預測 由於許多汽機車管理策略之實施效果未必於短期(1 年內)發揮效果。 為能掌握及預測各該策略之逐年效果與穩定狀態,本計畫基於追蹤問卷調 查資料,將利用馬可夫鏈轉換矩陣之觀念,進行汽機車持有數量逐年動態 變化之預測。 5.分別建立都會型、郊區型及鄉村型都市之汽機車持有與使用模式 以臺灣 23 縣市而言,其城鄉差距及大眾運輸普及狀況差異甚大,因 此,其汽機車持有與使用行為也應存有相當大之差異,恐難以用一模式加 以反應。因此,本計畫將 23 縣市分成 3 群(都會型、郊區型及鄉村型) 後,依各縣市所回收之樣本,分別建構及比較此 3 種模式。 6.結合汽機車持有使用之總體與個體模式 有關汽機車持有與使用之研究可分為個體模式(以家戶或個人為單 位)及總體模式(以國家或城市為單位)2 大類,較少研究將此 2 種模式 進一步加以整合。由於個體模式較利於預測駕駛人對各種管理策略之反 應,總體模式則可準確預測城市或國家汽機車持有與使用之整體總量,基 此,本計畫將分別建構個體及總體模式,並進一步加以整合。 7.蒐集與分析汽機車定檢資料 本計畫蒐集汽車及機車定檢資料(分別來自各監理單位及環保署) ,並 據以分析影響污染排放之重要影響變數,以及分析不同車型、車齡污染排 放之顯著差異,以作為車型車齡選擇模式替選方案之設計依據。 8.研擬及預測汽機車管理策略之實施效果 以往有關汽機車管理策略之研擬與分析,大多著重於質化之論述分 析,較缺乏量化數量之探討,無法提供各相關策略之實施效果之量化數據 供參。基此,本計畫在建構相關模式時,即納入多種可行的管理策略,並 可藉由所建構之各項模式加以反應及預測,並透過決策支援系統之界面以 圖表方式加以顯示,以利了解。. 18.

(34) 第二章 國內汽機車現況分析 2.1 持有與使用現況 2.1.1 車輛持有 近年來國內機動車輛數目逐年快速成長,民國 80 年至 95 年之汽機車 數量及每千人持有數(擁車率)彙整如表 2.1 所示,成長趨勢則如圖 2.1 所示。由表知,至 95 年底汽車車輛總數約為 669 萬輛,達 80 年底總數(320 萬輛)的 2 倍,而 95 年底的機車更達 1,352 萬輛(占機動車輛總數的 66.9%) ,也幾為 80 年底 741 萬輛之 2 倍,明顯高於人口數之成長倍數(1.1 倍) ,但與國內生產毛額之成長倍數(2 倍)相當,顯示汽機車成長與國民 所得提高具有相當程度之關聯。 就汽車持有數量而言,由民國 80 年之每千人 156 輛,成長至 95 年之 每千人 295 輛,擁車率幾達 3 成。而機車持有數量更從 80 年之每千人 360 輛,至 95 年之 593 輛,擁車率幾達 6 成。若扣除未達考照年齡之幼童及 青少年(約占 25%)及 65 歲以上年長者(約占人口數 10%) ,合計平均每 人之機車持有數量已接近 1 輛,若再加上汽車持有數量,則國內機動車輛 持有數已遠超過每人 1 輛。未來國民所得持續成長,民眾購買力增強,可 預見的是國內機動車輛之數量仍會隨之成長,足見國民所得為機動車輛持 有率之重要解釋變數。. 19.

數據

圖 1.2  家戶汽車持有、交易、車型/車齡之多層級選擇架構  家戶汽車持有為動態行為,汽車持有數量的變化反映在第 1 及第 2 層。 舉例而言,如果家戶前 1 年汽車持有為零部,則在今年家戶汽車持有會有 兩種可能(假設家戶新購車輛不會超過 1 部):維持為零部或新購 1 部車輛, 其發生的機率分別為 P 00 及 P 01  (P 00 +P 01 =1)。同理,如果家戶在前 1 年汽車 持有為 1 部,則在今年家戶汽車持有會有 3 種可能:零部(報廢或賣掉)、 維持 1 部車、或新購 1 部車(持有 2
圖 1.3  第 1 年期之研究流程圖
圖 1.4  第 2 年期之研究流程圖
圖 1.5  第 3 年期之研究流程圖  1.5  研究內容  1.5.1  第 1 年期 1.研究目的與範圍之界定。  2.文獻回顧:本計畫將回顧有關汽機車交易、持有、車型/車齡選擇,以及33
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參考文獻

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