區域質量與高速鐵路社會效用 ——關于高速鐵路建設時機的研究

2016-01-19 08:17:38林曉言,羅燊,朱志航

中國軟科學 2015年4期

區域質量與高速鐵路社會效用
——關于高速鐵路建設時機的研究

林曉言，羅燊，朱志航

(北京交通大學經濟管理學院，北京100044)

摘要：本文定義高速鐵路的建設時機與高速鐵路建設時沿線區域的質量相關。本文基于“有無法”通過研究京廣高鐵對沿線城市產生的社會效用推演出沿線區域質量與高鐵社會效用之間的關系，進而推斷高鐵最佳的建設時機。認為：區域質量為人均GDP20000元以下、第三產業就業及結構比例較為平均，高鐵對于區域產生的社會效用最高，是高鐵的最佳建設時機；區域質量為人均GDP20000元-50000元、第三產業就業及結構比例較為均衡時，高鐵會帶來一定的效用；對于人均GDP50000元以上的區域，高鐵建設將使區域的發展得到二次提升。當區域質量不符合上述條件時，如貧窮沒有特殊資源的地區，盡管高鐵投資效應會對區域經濟產生一定的促進效果，但因高鐵作用的長期發揮需要與當地經濟社會發展和諧契合，容易造成經濟發展的短期停滯。

關鍵詞：區域質量；社會效用；“有無法”；系統動力學，高鐵建設時機

收稿日期：2014-09-22修回日期：2015-03-30

基金項目：國家社科基金后期資助項目《高速鐵路在現代區域經濟社會發展中的基礎作用》(13FJY008)。

作者簡介：林曉言(1967-)，女，山東威海人，北京交通大學經濟管理學院教授，博士生導師，研究方向：運輸經濟學。

中圖分類號：F532.3

文獻標識碼：A

文章編號：1002-9753(2015)04-0076-10

Abstract:It is defined in this paper that the construction opportunity of high-speed railway is related to the regions along the high speed railway．Based on the “with/without method”，the influences of the regional quality along the lines on the social utility of high-speed rail is deduced through researching the social utility of Beijing-Guangzhou High-speed Rail on the cities along the line，so as to infer that high-speed rail is the best construction opportunity. It is believed that when the GDP per capita is below RMB 20000 yuan，the employment level and structure of tertiary industry is relatively average，the social utility of high-speed rail for region is the highest and the construction opportunity of the high-speed rail is the best. When the GDP per capita is between RMB 20000 to 50000 yuan and the employment level and structure of tertiary industry is relatively average，the High-speed rail will bring certain utility. When the GDP per capita is above RMB 50000 yuan，high-speed rail will further boost the development of the regionWhen the above regional quality can not be met，such as poor areas without special resources，short-term economic stagnations may be caused by improper opportunity selections because the long-term role of high-speed should be in line with the local economic and social development，although high-speed rail investment effects can impact certain promoting effects on the regional economy.

Relationship between Regional Quality and HSR Social Utility:

A Study on How to Choose Construction Opportunity of HSR

LIN Xiao-yan，LUO Shen，ZHU Zhi-hang

(SEM，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044,China)

Key words: regional quality；social utility；“with&without”；system dynamics；construction opportunity of HSR

一、引言

根據國際鐵路聯盟(UIC)的定義，高速鐵路(簡稱高鐵)是指通過改造原有線路(直線化、軌距標準化)，使最高營運速率達到不小于每小時200公里，或者專門修建新的高速新線，使營運速度達到每小時至少250公里的鐵路系統。自世界上第一條高速鐵路日本東海道新干線于1964年10月建成開通，世界高速鐵路的發展歷經了半個世紀。世界上已經有中國、西班牙、日本、德國、法國、瑞典、英國、意大利、俄羅斯、土耳其、韓國、比利時、荷蘭、瑞士等多個國家和地區建成運營高速鐵路。據國際鐵路聯盟統計，截至2013年11月1日，除中國外的世界其他國家和地區高速鐵路總營業里程為11605公里，在建高鐵規模4883公里，規劃建設高鐵12570公里。我國高速鐵路歷經20年的發展，已初步建成了四縱四橫的鐵路網絡。2013年，隨著寧杭、杭甬、津秦、廈深、西寶等一批新建高速鐵路投入運營，我國高速鐵路總營業里程達到11028公里，在建高鐵規模1.2萬公里，成為世界上高速鐵路投產運營里程最長、在建規模最大的國家。

高速鐵路是目前最為熱門的交通運輸方式之一，其經濟社會效益的研究成果十分豐富。Hall P、Banister D認為，高速鐵路把區域內多個城市和地區連接在一起，提高了區域內城市和地區間的可達性[1]。趙娟、林曉言(2010)認為高速鐵路緩解了運輸狀況，節約了旅行時間[2]。Chen C L、Hall P(2011)認為高速鐵路有利于知識創造與商務交流，促進知識經濟與商業、服務業等第三產業的發展，促進產業結構轉型[3]。林曉言、陳小君等(2010)，白云峰(2010)認為高鐵對現有交通基礎設施的改善和提升會對經濟活動的空間分布和地區經濟的發展產生影響，帶來了空間聯系效應、產業結構效應、就業效應等對經濟發展的促進效應[4-5]。但是，由于高速鐵路前期投入巨大，如果建設過早，這種巨額投入會使部分地區短期收益遠少于支出，影響地區投資平衡和當地經濟的正常發展；而如果過晚建設，地區的交通網發展已經比較成熟，將減弱高鐵對可達性和地區經濟的促進效果。Chen C L(2012)指出高鐵帶來的時空收縮效應能否轉變成預期的空間-經濟模式很大程度上取決于高鐵發展與經濟發展的同步性[6]。王垚、年猛(2014)認為在當前中國經濟整體進入放緩通道的背景下，從短期來看，高速鐵路并沒有起到引領地區經濟增長的作用[7]。因此，高速鐵路對于沿線何種類型區域的經濟發展促進作用最大就成為了社會關注的熱點。

本文以區域質量界定區域類型，以社會效用界定高速鐵路對于沿線地區的影響，借助于京廣高鐵的實際數據，從高鐵建設時機選擇入手對上述問題做出回答。結構安排如下：第二部分文獻綜述；第三部分提出高速鐵路運營效果的新的衡量指標—社會效用；第四部分高速鐵路建設時機的模型構建；第五部分通過實證分析得出社會效用值；第六部分分析效用值最高的地區類型和區域質量，反推出最佳的建設時機。

二、文獻綜述

關于高鐵的建設時機已有不少研究。劉萬明(2002)分別從旅客的交通工具選擇行為和高速鐵路建設項目經濟效益角度研究高速鐵路的最佳建設時機，并以京滬高速鐵路為例進行了實際計算，兩種方法都得出了京滬交通走廊已進入高速鐵路建設合理時機的結論[8]。金鳳君(2004)以可達性為標準將中國鐵路路網水平劃分為起步、筑網、延伸、優化四個階段，利用整體局部綜合分析思維，將我國不同部分鐵路通達性與全國建設進行比較，總結出我國鐵路架構的整體發展趨勢與方向與其發展態勢[9]。甘勇(2004)從經濟效益分析的角度考量，認為高速鐵路的最佳建設時機應該從國內高速鐵路技術的成熟性、國民經濟發展對客貨運輸能力的要求和項目建設資金的供給條件這三方面來確定[10]。劉明君(2012)利用日本、韓國、臺灣等國家和地區的人口密度、經濟水平的歷史數據，直觀地推斷了高速鐵路的建設時機，認為城市人均GDP達到30000元/人、人口密度達到300/平方公里時啟動可研；城市人均GDP達到40000元/人、人口密度達到400人/平方公里時啟動建設[11]。白永平(2013)通過距離度量、重力度量、拓撲度量和GIS空間插值方法對蘭州至西寧陸地交通可達性進行分析，得到該區域通達分值、可達性和中心性等指標，得出應加快蘭州至西寧城市一體化建設的結論[12]。江娟(2013)利用物理層可達性與邏輯層可達性分別對中國鐵路網進行建模，利用兩者側重指標的不同分析中國理論與實際兩者的不同可達性效用，認為在物理層可達性上，可達性較好的節點多分布在東部與中部等平原地區，在邏輯層可達性上，可達性較好的節點主要分布在經濟較好的城市[13]。

也有學者對目前高鐵建設時機提出商榷觀點。凌起(2001)通過對于臺灣高速鐵路可行性與修建時機進行論證，得到高速鐵路的建設論證與傳統鐵路論證不同，對于沿線區域經濟發展程度要求較高，投資需經過慎重論證的觀點[14]。蔣維州(2004)基于產業結構、區域結構、城市潛力與投入成本等角度進行研究，對于京滬高鐵的建設提出了暫緩的意見[15]；苗俊杰(2006)通過對于京滬高鐵長達10年的論證過程與高鐵和磁懸浮備選項的分析，對于政府修建京滬高鐵的慎重性進行了認可[16]。Jianhong Wu，Chris Nash，Dong Wang(2014)認為從全國旅客平均時間價值來看修建普通鐵路更經濟合理，一些人口密集、相對富裕的地區適合建設高速鐵路，但在西部地區和一部分貧困地區，人口收入低，時間價值低，建設高速鐵路是不合理的；即便是交通網的建設提高了整體運量，也不足以彌補鐵路的投資[17]。

高速鐵路運營效果常利用項目成本效益體系進行評價，林曉言(2009)利用系統動力學方法進行建模，對鐵路項目宏觀效益進行量化評估，并對京九鐵路進行實證分析[18]。林曉言、陳小君等(2010)通過有無對比法得到京津城際鐵路的修建分別對三大產業產值、就業人數以及城市化率的影響[4]。覃成林(2013)通過對鐵路提速前后沿線城市人口增長進行分析，利用多元回歸確定參數，得到對于提速沿線城市，可達性每增長1%，人口增長0.52%的結論，確立了鐵路對于人口聚集的積極作用[19]。周昊(2013)利用城市經濟學相關理論，論述高鐵建設縮短了城市間的時空距離，提高了城市間的通達性，加快了區域間資源、技術及信息的交流，增加了城市的GDP總量，促進了城市經濟的發展，對中部城市經濟發展的促進作用更加明顯[20]。楊維鳳(2010)從高鐵對于空間布局的影響方面入手分析了高鐵對于空間分布的影響機理[21]。

三、高速鐵路運營效果的衡量標準：社會效用

(一)高速鐵路社會效用評價指標的確定

如何衡量高鐵的效果是學術界長期關注的問題，本文提出的衡量指標有別于既有研究。從公共投資的角度，高鐵是政府出于戰略意義考慮的宏觀調控。政府在配置高鐵的過程中不僅要考慮運輸部門本身的運營效益，更重要的是高鐵的配置對于地區經濟整體的影響。從技術經濟屬性上，高鐵使得地區間有效流通的范圍擴大，旅客在相同時間內目的地的選擇增多，這種效應使得區域影響范圍擴大、區域內資源流通更加便利。利用高速鐵路使得區域影響空間范圍增大，提升了地區經濟影響輻射范圍。由于高速鐵路所帶來的市場范圍的擴大以及資源流通的加速，對于同一區域內重復性的設施建設也就大大減弱了其效用。高速鐵路的配置在一定程度上使得原本分散的產業布局得到整合，由此對于地區整體經濟造成影響，這些影響主要涉及空間聯系、區域經濟和人口結構等三個方面。因此，本文提出社會效用的衡量高鐵運營效果的新指標，并將社會效用指標劃分為三類：空間聯系類、區域經濟類、人口結構類，具體如表1所示。

表1　高速鐵路社會效用評價指標

1.空間聯系

空間聯系是指區域活動中不同節點間相互影響的能力，本文選擇可達性作為空間聯系類指標。可達性是指利用一種特定的交通系統從某一給定區位到達活動地點的便利程度。是各節點的總運輸距離(D)與系統內節點總運輸距離平均值的比。公式如下：

Ai=Di/(∑Dj/n)(j=1,…i,…,n)

(1)

式(1)中，記系統中有n個節點，Ai為節點i的可達性，Di為節點i到其他節點的運輸距離，∑Dj為系統中每個節點到其他節點的運輸距離之和。為方便計算通過時間距離進行衡量，單位為小時分之一(1/h)。根據本文的計算公式，計算結果越小，可達性越好。可達性大于1，說明該節點的可達性低于系統平均水平，可達性小于1，說明該節點的可達性高于系統平均水平。

2.區域經濟

區域經濟主要反映在高鐵的建設地區的人均GDP、第一二三產業生產值及其所占比例、城市化率這四方面的變化。高速鐵路作為交通資源不能直接對于經濟產生影響，必須通過帶動相關產業、改變區域空間布局等方式間接對區域經濟做出影響。因此分析區域經濟與高速鐵路的關系是評價高速鐵路具體效用的重要方式。其中城市化率為城市人口占地區總人口比例：

CHL=CP/AP

(2)

式(2)中，CHL為城市化率，CP為城鎮人口，AP為總人口，農業與非農業人口之和。

3.人口結構

高鐵的建設對于區域資源的流通起著很大的促進作用，而人口在資源中又是決定性的一項，本文選取三產業的就業人數作為研究指標進行分析。人口在遷移的過程中往往會受到諸如價格、時間、舒適度等因素的影響，而高速鐵路在這些方面相對于其他交通方式有著比較優勢，并且高速鐵路又影響著產業結構與空間結構的具體配置，對于適應于不同產業的就業者而言，高速鐵路的建設對于三個產業的就業分布情況也有著重要的影響。

(二)模型構建

確定指標后，采用多元回歸預測法對高鐵沿線區域各效用指標進行回歸分析及擬合預測，得到沿線經濟發展水平與各項指標之間的權重關系，這種關系在城市規模的分類、城市職能劃分上具有決定作用。

本文研究高鐵的建設對于沿線經濟的影響，依據我國《鐵路建設項目經濟評價方法與參數》(2012)，采取區域經濟與宏觀經濟影響的分析思路，使用“有無法”，根據經濟費用效益分析的基本模型，利用除可達性外的社會效用評價指標模擬出高鐵開通前后運量改變帶來的運量效用，再乘以節省的時間求出與未開通高鐵相比的相對社會效用。基于此，本文社會效用的計算公式為：

(4)

式(4)中，變量右上角的0表示未建設高鐵，1表示建設高鐵；

Ut：第t時間點的相對社會效用；

Qij：鐵路修建前后i城市到j城市的運量效用；Aij：i城市到j城市的可達性。公式對i到j和j到i在加總時進行了重復計算，因此用1/2進行修正。

對公式(4)各項變量進行求值預測。其中運量效用Q將先通過多元線性回歸模型求出權重，而后通過系統動力學模型，以客運貨運周轉量指標為基礎，通過區域經濟和人口結構的各項指標來計算并預測高鐵修建前后不同的運量效用；可達性A通過查閱相關資料確定通車前后的旅行時間，根據公式(1)求出；之后求出各段鐵路產生的社會效用U，并反推出社會效用值最高的城市屬性，確定合適的建設時機。

四、實證分析

本文以京廣高鐵沿線作為分析范圍。京廣高速鐵路途經北京、河北、河南、湖北、湖南、廣東6省，涵蓋京津冀經濟圈、中部六省經濟圈、珠三角經濟圈，并與長三角經濟圈、西南內部經濟體系呈輻射狀態，沿線區域經濟情況各不相同，對于中國整體經濟影響較大，選取京廣高鐵進行研究有著較為顯著的參考價值。

選取京廣高鐵沿線城市(北京、保定、石家莊、邢臺、邯鄲、安陽、鶴壁、新鄉、鄭州、許昌、漯河、駐馬店、信陽、孝感、武漢、咸寧、岳陽、長沙、株洲、衡陽、郴州、韶關、清遠、廣州、深圳)作為樣本；變量采用可達性、鐵路運輸能力、人均GDP、三產業經濟總值及比例、三產業就業人口及比例、人口密度、城市化率來模擬高鐵的社會效用；以2004年至2011年的數據作為分析時間，考察京廣高鐵修建前后對于沿線經濟的影響情況。因京廣高鐵武漢-廣州段于2009年先行通車，早于北京-武漢段，故而將京廣高鐵分為北京-武漢、武漢-廣州兩段進行比較，分析同為京廣高鐵的兩段部門同一時間節點的不同影響。武廣段途經武漢、咸寧、岳陽、長沙、株洲、衡陽、郴州、韶關、清遠、廣州、深圳11市；京武段途經除武漢外的北京、保定、石家莊、邢臺、邯鄲、安陽、鶴壁、新鄉、鄭州、許昌、漯河、駐馬店、信陽、孝感14市。

(一)各社會效用評價指標對區域質量的影響權重

將京廣高鐵沿線25個城市進行多元線性回歸分析，得到以下區域質量評定模型：

PGDP=a1×CHL+a2×FP+a3×SP+a4×TP+a5×PM+a6×FGDP+a7×SGDP+a8×TGDP+a9×HK+a10×HH

(5)

其中：

ai：權重參數，表示不同指標所對應的權重；

CHL：城市化率，反映城市化的發展程度，以城市非農人口/城市總人口獲得；

FP、SP、TP：分別為一、二、三產業就業人口數量；

PM：人口密度，反映城市人口集聚的程度，以城市總人口/城市面積獲得；

FGDP、SGDP、TGDP：分別為一、二、三產業產值所占比重；

HK：鐵路客運量，表示城市鐵路客運量，反映鐵路承載客運規模；

HH：鐵路貨運量，表示城市鐵路貨運量，反映鐵路承載貨運規模；

PGDP：人均GDP，反映區域整體經濟發展情況，即區域質量。

利用統計軟件Eviews對研究樣本進行擬合回歸，并通過單位根檢驗、Hausman檢驗等，對于結果進行驗證，建立個體固定效應回歸模型。由于通車時間的不同以及北京這個城市所遇到的影響因子較為復雜，本文將北京作為特殊變量進行特殊分析，得到表2。

表2　京廣高鐵沿線城市不同時期經濟發展影響指標權重(a i)

(數據來源：中國城市統計年鑒)

從結果中可以看出：

(1)人均GDP與城市化率呈正相關，并且高速鐵路的修建將提升城市化率對于城市經濟的影響程度。(2)高速鐵路的修建將改變城市人口的就業選擇，并且由于城市產業結構的調整，將使得不同產業就業人群對于整體經濟的影響不同。具體表現為高速鐵路的通車將使得沿線城市第一產業對于經濟發展存在滯后效果，高速鐵路的通車使得沿線城市資源消耗類工業轉型為偏向服務業的第三產業。就業人口選擇行業以及其個人價值也向第三產業轉變。(3)人口密度與人均GDP呈正相關，但由于高速鐵路的修建擴大了城市的影響范圍及提高了城市的通達性，使得人口密度經濟發展的影響有所提高。(4)從鐵路客、貨運量與經濟總體發展關系上看，隨著高速鐵路的通車與各城市通達性的提升，鐵路客運量對于經濟發展的影響效用有所減弱，這也是由于公路與航空的競爭造成的。

(二)高鐵開通的相對社會效用

通過查閱京廣高速鐵路通車前后的《旅客列車時刻表》，得到京廣高鐵通車前后各城市旅行時間表(見表3、表4)。通過旅行時間與各城市實際銜接時間(城市換乘到達火車站點時間)，根據公式計算其各城市的可達性。

由表5及圖1可見：

(1)京廣高鐵武漢到清遠段的修建使得2011年相比于2009年的社會效用有了顯著提升。

(2)從高速鐵路相對社會效用可以看出，五段樣本中，只有武漢到清遠的相對社會效用為正，其余樣本均為負，即高速鐵路的修建對于武漢到清遠一段具有正向的促進效果，對于其他區域，高速鐵路的修建使得區域經濟發展暫時放緩。

由此得到如下結論：

(1)高速鐵路對于沿線經濟的影響同時具備前置性與滯后性。從表5可以看出，因高速鐵路在建設時期占用大量社會資源，導致經濟發展放緩甚至停滯。綜合其他指標來看，這種社會效用的降低在高速鐵路通車之后能夠迅速得到扭轉，并且各地區也會根據所建高鐵項目對當地產業狀況進行調整。

(2)結合表2可見，高速鐵路的建設對于以第二產業、第三產業為支柱的地區影響顯著。可以看出以通車時間較長的武漢至清遠段，第二、第三產業對經濟影響促進作用較大，且由于高速鐵路帶動沿線客貨運物流的優勢，對于沿線生產服務行業資源整合效果較大，社會效用明顯。

圖1　京廣高鐵不同樣本段社會效用值

表5　京廣高鐵不同樣本段效用值

樣本段有高鐵2004-2011年的運量效用Q有高鐵2004-2009年的運量效用Q無高鐵2004-2011年的估計效用Q相對社會效用U北京到武漢3616767.7未通車3809477.1-220807.6北京到清遠2299481.4未通車3364496-75140.3武漢到清遠8827279.36576510.8377288.71006658.4石家莊到武漢2642299.5未通車3219232.9-227219.4石家莊到清遠2945595.9未通車3044678.9-110243.1

五、確定高速鐵路建設區域的類型與區域質量

將京廣高鐵沿線的城市通過空間聯系指標、區域經濟指標、人口結構指標劃分為三類，即服務型大城市、工業型中城市與旅游性小城市。具體見表6：

表6　三類指標劃分的區域類型

由此可以形成體現區域質量與社會效用的圖2。圖2中，x軸表示城市產業結構與就業結構，即城市經濟支柱是工業或者服務業(旅游業)；y軸表示城市可達性，其中高鐵作為交通資源的重要組成部分，配置了高速鐵路的城市的可達性均得到提高；z軸則表示城市整體發展潛力，即高鐵對城市的絕對效用，用U表示。

圖2　不同規模城市和可達性與城市發展潛力歸納圖

綜合本文研究，由圖2可以得出以下結論：

(1)如y軸所示，高鐵帶來的可達性提高使得城市發展潛力提高；(2)對于第二產業為支柱的城市，高速鐵路在一定程度上分擔了既有線路的運載壓力，提高了既有線路的貨運水平，對于處于瓶頸狀態以第二產業為主的城市有著加速資源流通的效果；(3)對于第三產業為支柱的城市，高鐵的嵌入連接了較大的城市，提高了城市的資源流通速度；(4)對應三類指標可以得到，區域質量為人均GDP為50000元以上、第三產業就業及結構比例為50%時，高鐵對于區域的社會效用較高，高鐵建設將使區域的發展得到二次提升；(5)區域質量為人均GDP為20000元以下、三產業就業及結構比例較為平均時，高鐵對于區域的社會效用最高，是高鐵的最佳建設時機，尤其對于具有豐富旅游資源時的地區；(6)當區域較貧困且沒有特殊資源時，盡管高鐵的建設會對區域經濟造成一定的促進效果，但考慮到高速鐵路的建設將耗用大量社會資金，成本高于社會收益，不是建設高鐵的最佳時機。

六、結論

本文以區域質量和社會效用為新視角和評價標準，考察京廣高速鐵路的建設對于沿線經濟發展影響情況，對中國高速鐵路建設的時機以及區域選擇進行分析。

(1)不同區域質量的地區與高速鐵路的匹配程度不同，為使高速鐵路的社會效用值最大，應選取時機合適的區域建設高速鐵路。

(2)對于區域經濟指標而言，經濟總量大的區域(大城市)通過修建高鐵將提高地區整體社會效用；對于產業結構與就業結構而言，在第二產業比例較高、第二產業就業比例較高的區域(工業型中城市)建設高速鐵路，區域社會效用會有所提高；對于經濟總量較低，但第三產業比例較高、第三產業就業比例較高的區域(如旅游型小城市)，建設高速鐵路會明顯提升其區域社會效用。

(3)將高速鐵路的修建對于區域社會效用提升比例進行排序，可以看出旅游型小城市>服務型大城市>工業型中城市。既在選取高速鐵路修建的區域類型時，應按照上述排序進行選擇。

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