河北省高速铁路网评价分析研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：邵静静（1989），女，汉族，河北沧州人，工程师，硕士研究生，研究方向铁路运输规划与管理。-165-河北省高速铁路网评价分析研究 邵静静1 商 霖1 滕鑫阳1 王丹竹2 马志涛3 1.河北建投交通投资有限责任公司，河北 石家庄 051000 2.中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所，北京 100081 3.和邢铁路有限责任公司，河北 邢台 054000 摘要：摘要：近些年，河北省高铁建设大发展，铁路网络进一步完善。本文选取铁路可达性指标、生产函数系数，并重新定义经济地位综合评价指标，定量评价河北省铁路建设对缩短出行时间的直接作用以及对提升社会经济的间接作用，以“十三五”时期的数据进行验证。结果表明，“十三五”时期河北省铁路建设效果显著，较大程度提高了城市的铁路可达性，尤其是高铁建设实现从无到有的城市铁路可达性指标变化更为突出，对城市的经济贡献度也不断提高，城市间经济联系更为密切，同时经济格局也发生变化。关键词：关键词：可达性；生产函数系数；区域经济联系强度 中图分类号：中图分类号：U238 0 引言 近年来，是高铁快速建设与发展的重要时期，也是河北省高速铁路建设与发展的黄金时期。尤其是“十三五”时期，石济客专、京张高铁、张呼高铁和京沈高铁等高铁相继开通运营，河北省铁路网络进一步完善，省内城市间铁路可达性进一步提升，区域一体化联系进一步加强。为直观评价河北省铁路建设的成效，本文将从铁路网络对出行的直接作用和对经济的间接作用两个方面进行分析。可达性1-3是衡量区域交通运输发达程度及可达性能的重要指标，反映一个地方到达另外一个地方的难易程度。铁路网络的完善明显缩短了出行时间，提升了出行效率，使地区之间通达时间更短。因此，本文选取可达性作衡量高铁对缩短出行时间的直接作用指标。目前，国内外学者对空间可达性和时间可达性研究最为广泛，但由于铁路线路等级不同、运行速度存在较大差异，时间比空间更具有评价意义。铁路网路的完善，既促进了本地区的人流、物流、信息流和资金流的流动，也促进了区域之间各种要素的交流，间接推动社会经济的发展。经济学中经典的柯布-道格拉斯生产函数4能定量的反映要素投入与社会产出的数学关系，本文将利用此函数分析铁路可达性对地区经济发展的正负影响以及影响程度。区域经济联系强度5是衡量区域间经济联系水平的重要指标，既反映出一个地区对周围地区经济的带动与辐射作用，又反映出周围地区对其带动与辐射作用的接受程度，本文利用区域经济联系强度和 GDP 定义经济地位综合评价指标，来反映铁路建设对城市经济地位和经济格局变化的影响。1 研究指标确定方法 1.1 可达性指标67 研究路网可以抽象成以城市为节点，以城市间连接的铁路线路运行时间和在中间城市的停留时间为弧的无向图。假设图中有个节点，相邻节点和，,表示相邻节点间的运行时间，表示在节点的停留时间，和表示任意两节点，表示节点和之间的最小时间长度，用公式表述为6：tij=min(lm,nxm,nm,nN+wmymmN 且 mi,j)公式（1）其中，,为 0-1 变量，若对应的路径经过和之间的弧，,取 1，否则,取 0；为 0-1 变量，若在m停留，取 1，否则取 0。某一节点的总时间长度表述为：Ti=tijnj=1 公式（2）即节点到其他所有节点的最小时间长度之和，反映节点在网络中的便捷程度，其值越小，代表该节点与其他节点的网络可达性越好。中国科技期刊数据库 工业 A-166-定义节点的时间可达性系数表述为：Ci=1Ti 公式（3）节点的网络可达性越好，对应的可达性系数越高。整个网络的平均时间长度表述为：Tnet=Tini=1n 公式（4）整个网络的可达性系数net表述为：Cnet=1 公式（5）1.2 生产函数系数指标 铁路网路的完善，既促进了本地区的人流、物流、信息流和资金流的流动，也促进了区域之间各种要素的交流，间接推动社会经济的发展。经济学中经典的柯布-道格拉斯生产函数4能定量的反映要素投入与社会产出的数学关系，本文将利用此函数分析铁路可达性对地区经济发展的正负影响以及影响程度。经济学中，常用生产函数来定量反映要素投入与社会产出之间的数学关系，其中最广泛使用的生产函数是经典的柯布-道格拉斯生产函数7，其表达式为：Y=AKL 公式（6）其中，是产出量，是反映技术水平的常数，是投入的资本，是投入的劳动力，和是资本产出和劳动力产出的弹性系数，代表资本和劳动力对产出的贡献度。交通的发展在直接促进人、物、资金等方面的流动过程中，间接推动社会总产出的提升，由此可被视为是一种生产要素的投入8，故可将交通可达性引入柯布道格拉斯生产函数中，即：Y=AKLC 公式（7）其中：为铁路可达性系数，是铁路可达性系数的弹性系数，代表铁路功能提升对产出的贡献度。为求解方便，可将公式（7）两边取对数，转化为：lnY=lnA+lnK+lnL+lnC 公式（8）用 GDP 代表产出量，用固定资产投资代表投入的资本，用从业人员代表投入的劳动力，进行多元回归。通过多元回归，即可得到资本、劳动力和可达性的系数。其中，若、为正数，说明对应生产要素的投入对经济增长是正向作用；若、为负数，说明对应生产要素的投入对经济增长是反作用；若+1，说明规模报酬递增，通过增加生产要素的投入来增加产出是有利的；+1，表明城市GDP 具有规模报酬递增的特点，通过提高固定资产投资、从业人员和铁路可达性系数来增加 GDP 是有利的。其中，由 0.0903 提高到 0.1253，增幅达 38.8%，说明随着铁路可达性提高，铁路对 GDP 的正向影响作用明显增强，即对经济的贡献度越来越高，“十三五”期间，河北省高铁建设的发展，有效拉动了各城市经济的发展。2.4 经济地位综合评价指标 根据公式（9）和公式（10）计算出各城市对外经济联系总强度，如表 5 所示。本文认为 GDP 和经济联系强度指标对经济地位的重要性是一样的，故1与2均取 0.5，根据公式（11），得到经济地位综合评价结果，如表 6 所示。2015 年，只有未开通高铁的承德、张家口、衡水对其他城市的经济联系总强度很低，明显低于省内其他城市的经济联系总强度；2020 年，各城市的对外经济联系总强度明显提高，省内平均经济联系强度提高了 3.68 倍，最为显著变化的城市是承德、张家口和衡水，分别增长了 63 倍、20 倍和 15 倍，远超省内平均经济联系强度，与可达性变化趋势一致，可见，铁路网络的完善，对促进城市间人流、物流等交换更加密切频繁，经济联系更密切，有效加强城市对其他城市的经济吸引和辐射作用。根据经济地位综合评价指标看出，石家庄、唐山、邯郸始终位列河北省前三位，邯郸明显受益于与其他城市最小时间长度的变化（GDP 在省内城市排名不突出），从 2015 年的第三名上升到 2020 年的第一名，沧州和衡水的排名均上升 2 个名次，其中沧州受益于 GDP，“十三五”期间沧州没有开通新的高铁项目，衡水受益于经济联系强度指标，因为石济客专的开通，衡水可达性明显提升，经济联系强度也超过秦皇岛。秦皇岛排名出现明显下降，主要是受经济联系强度的影响。可见，铁路网络的发展可以改变城市经济格局，高铁的开通促进了城市的经济发展。3 结语 本文以可达性指标作为衡量高铁建设成果的直接指标，将其引入到经典道格拉斯生产函数中，并重新定义了经济地位综合评价指标，多角度定量地分析了高铁发展对经济发展的影响。通过对“十三五”时期河北省11个城市间铁路网络可达性以及对经济的量化表 4 柯布-道格拉斯生产函数的弹性系数回归结果（保留 4 位小数）年份 +R Square F Sig.2015 0.5995 0.4749 0.0903 1.1648 0.9130 24.4801 0.0004 2020 0.6214 0.3552 0.1253 1.1019 0.9271 29.6611 0.0002 表 5 各节点对外经济联系总强度（保留 2 位小数）节点名称 石家庄 承德 张家口 秦皇岛 唐山 廊坊 保定 沧州 衡水 邢台 邯郸 河北省平均 经济强度联系（单位：108）2015年 1840.53 8.36 22.43 407.45 1039.77 617.83 1223.28 480.16 94.25 2520.34 2616.66 988.28 2020年 6672.56 536.11 472.3 972.2 3157.6 2679.84 4091.5 2599.97 1590.39 14107.13 13976.85 4623.31 变化程度 2.63 63.1 20.05 1.39 2.04 3.34 2.34 4.41 15.87 4.6 4.34 3.68 表 6 经济地位综合评价结果（保留 4 位小数）城市 2015 年 2020 年 归一化处理 经济地位综合指标 经济地位排序 归一化处理 经济地位综合指标 经济地位排序 GDP 经济联系强度 GDP 经济联系强度 石家庄 0.9114 0.7024 0.8069 1 0.7746 0.4547 0.6147 2 承德 0.0007 0.0000 0.0004 11 0.0000 0.0047 0.0023 11 张家口 0.0879 0.0054 0.0467 9 0.0088 0.0000 0.0044 10 秦皇岛 0.1989 0.1530 0.1759 7 0.0239 0.0367 0.0303 9 唐山 1.0000 0.3954 0.6977 2 1.0000 0.1969 0.5985 3 廊坊 0.1762 0.2337 0.2049 6 0.3093 0.1619 0.2356 7 保定 0.2543 0.4658 0.3600 5 0.3185 0.2654 0.2920 5 沧州 0.1280 0.1809 0.1545 8 0.3797 0.1560 0.2679 6 衡水 0.0013 0.0329 0.0171 10 0.0017 0.0820 0.0419 8 邢台 0.0000 0.9631 0.4815 4 0.1148 1.0000 0.5574 4 邯郸 0.1826 1.0000 0.5913 3 0.3686 0.9904 0.6795 1 中国科技期刊数据库 工业 A-169-分析，得出以下结论和建议：（1）“十三五”期间河北省铁路建设取得了历史性成就，实现了市市通高铁，且省会城市到其他城市基本实现了 2 小时的铁路圈，各城市可达性均有明显提高，尤其是实现高铁从无到有的城市可达性提高更为显著。（2）城市间铁路发展的均衡程度影响经济发展的均衡程度。通过上文数据分析，可以看出，河北省内各城市的可达性差距较大，导致经济发展差异较大，承德、张家口、秦皇岛的可达性在省内处于较低地位，三个城市均为网络端点城市，通达性较差，导致经济联系强度指标也较低。（3）根据道格拉斯生产函数回归结果，城市铁路可达性进一步提升，对经济的贡献作用将进一步扩大，通过增加铁路投资建设来促进经济发展是非常有利的举措。建议未来继续加强对河北省铁路网建设投入，不断提升各城市间经济联系，促进河北省经济发展。重点对端点城市铁路网布局研究，加快承德、张家口、秦皇岛之间的城际铁路建设，使其进一步融入网络，促进省内城市铁路可达性均衡发展，进而带动经济均衡发展，合理改变经济布局。参考文献 1杨家文,周一星.通达性:概念,度量及应用J.地理学与国土研究,1999,15(2):61-66.2L wan Mei-Po,Murray Alan T,OKelly Morton,Eetal.Recent advances inaccessibility research:representation,methodology and applicationsJ.Journal of Geographical Systems,2003(5):129-138.3李平华,陆玉麒.可达性研究的回顾与展望J.地理科学进展,2005,24(3):69-77.4高鸿业.微观经济学（第七版）M.北京:中国人民大学出版社,2018.5孙久文.区域经济学（第五版）M.北京:首都经济贸易大学出版社,2020.6徐翔,余巧凤.“十二五”时期我国铁路网通达性变化及其对经济发展的影 响J.铁道经济研究,2018(04):35-41.7佟路.基于时空可达性的交通网络设计模型及算法研究D.北京:北京交通大学,2017.8李平华,陆玉麒.可达性研究的回顾与展望J.地理科学进展,2005(03):69-78.9Li Siming,Shum Yi-man.Impact of National Truck High-way system on accessibility in China J.Journal of Transport 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