公路建設與經濟發(fā)展適應性宏觀診斷

金 霞 雷桂榮 朱順應 王 紅

(武漢理工大學交通學院 武漢 430063)

0 引 言

公路建設和社會經濟發(fā)展的適應性模糊性強，具有以下特性：①復雜性，公路交通系統(tǒng)和經濟系統(tǒng)所涵蓋的內容十分廣泛，涉及因素眾多，具有系統(tǒng)的復雜性特征，而交通發(fā)展的合理狀態(tài)具有模糊性，因此，很難確定其絕對適應度；②相對性，公路交通系統(tǒng)因衍生需求具有消耗而不產生價值的特征，其快速、安全、經濟特性具有相對性，縱向表現為時間變化趨勢，橫向表現為不同空間地域間的相對競爭力；③動態(tài)性，交通系統(tǒng)是社會經濟系統(tǒng)的子系統(tǒng)，隨社會經濟系統(tǒng)變化而變化，因此其具有動態(tài)性；④系統(tǒng)性，公路交通是一個開放性系統(tǒng)，交通方式間不僅要協(xié)調，還要與社會經濟系統(tǒng)協(xié)調；⑤穩(wěn)定性，公路運輸需求是連續(xù)的，因此，公路交通系統(tǒng)與經濟發(fā)展的適應性應具有連續(xù)穩(wěn)定性，能夠應對各種隨機、偶然因素的沖擊[1].

目前適應性評價方法有協(xié)調理論[2]、模糊綜合評價法[3]、分形理論[4]及云理論[5]等，但均有局限性.協(xié)調理論能體現協(xié)調性的發(fā)展趨勢，但序參量的選取直接影響評判結果；模糊綜合評價法僅對是否適應作出一個總體的評價，無法反映單個指標存在的不足；分形理論側重公路的空間布局，公路規(guī)模、結構、投資等方面較少涉及；云理論在確定各評價指標的狀態(tài)時，采用專家打分法，主觀意識較強，未必能反映其真實狀態(tài).

評價指標因評價方法而有所不同， Yi等[6]以公路網建設發(fā)展指標(公路建設投資比重、α指數、β指數)為輸入，以經濟發(fā)展(實際投資金額、經濟圈區(qū)域的人均生產總值)、社會發(fā)展(第二產業(yè)人員比例、經濟圈區(qū)域城鎮(zhèn)化水平)和交通基礎(公路網承擔的客貨運周轉量、經濟圈區(qū)域民用汽車擁有量)指標為輸出來分析經濟圈公路網絡的適應性.Wang等[7]從公路建設與經濟發(fā)展相適應的角度，認為公路合理規(guī)模的影響因素有人口、汽車擁有量和其他經濟發(fā)展因素，并建立了公路合理規(guī)模預測模型.文獻[3]從公路網規(guī)模、公路網結構、公路網布局、公路網功能和建設資金環(huán)境等五個方面對我國公路交通與經濟發(fā)展的適應性進行了評價.陳亞等[8]選取路網密度、通車里程/公路里程、公路旅客周轉量、公路貨物周轉量等指標對高速公路社會適應性進行評價.賈銳寧等[9]通過比較高速公路和普通公路對經濟增長的產出彈性考察兩者的相對規(guī)模狀況，認為產出彈性較大者是區(qū)域經濟增長的稀缺要素，其規(guī)模處于相對不足狀態(tài).上述研究豐富了公路建設與經濟發(fā)展適應性評價的內容，分別從不同的角度對適應性進行了評價，但也存在一些問題：①適應性具有復雜性，現有研究多從公路網規(guī)模、結構、布局、資金投入、經濟和運輸產出角度研究適應性，而且每個研究者側重點不同，均不具系統(tǒng)性，難以全面反映公路與社會經濟的適應性；②適應性具有動態(tài)性，現有研究僅從靜態(tài)角度評價適應性.

為了克服上述缺陷，綜合考慮適應性特性，選取反映其動態(tài)性、相對性、穩(wěn)定性及綜合交通協(xié)調性的指標，通過縱橫向對比，從公路建設與經濟發(fā)展的內在表現(公路網規(guī)模、結構、布局)、外在表現(快速性、經濟性、安全性、服務水平)、建設資金環(huán)境(公路投資)、非正常情況下適應性(路網脆弱性)、公路與綜合交通(鐵路、水運、航空)的協(xié)調性五個維度十個方面對適應性進行宏觀診斷，使評價結果更加合理、全面.

1 數據與方法

1.1 數據

以武漢市2011—2015年公路建設為研究對象，數據包括武漢市歷年各等級公路里程、公路建設投資額、道路交通事故情況、電子矢量地圖、鄭州市和成都市電子矢量地圖，主要來源于《武漢統(tǒng)計年鑒》《武漢市公路統(tǒng)計公報》.

1.2 評價技術路線與指標

公路建設與經濟發(fā)展適應性宏觀評價技術路線見圖1.

圖1 適應性宏觀評價技術路線與指標

1.3 評價指標

道路交通系統(tǒng)是否適應社會、經濟發(fā)展，內在表現為要有合理的規(guī)模、結構和布局；外在表現為克服空間位移過程中的費用、時間、安全.客貨運的空間移動，是消耗過程，本身不產生價值，因此交通運輸在克服空間位移時最基本要求是安全、快速、經濟，且要具有比較優(yōu)勢.

公路交通系統(tǒng)是交通運輸系統(tǒng)的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)需達到一定規(guī)模，具有良好結構才能發(fā)揮自己應有的作用，而且必須與其他交通子系統(tǒng)相協(xié)調，才能使整個運輸系統(tǒng)作用協(xié)同.

總里程規(guī)模接近度、高速公路比例接近度、一、二級公路比例接近度、連通度、飽和度、公路投資比例接近度等指標確定評價標準判斷其適應性，其它難以確定評價標準的指標通過橫向與縱向對比，得出比較優(yōu)勢，判斷適應性程度.

1.4 評價指標量化

1) 公路網規(guī)模

該值越高表明公路建設越理想，與社會經濟發(fā)展的適應度越高，評價標準見表1.標準公路總里程、高速公路、一、二級公路里程計算參考文獻[3].

2) 公路網結構

高速公路比例接近度=

(2)

一、二級公路比例接近度=

(3)

(4)

3) 公路網布局 連通度反映了路網布局連通情況[10].

4) 快速性 可達性為利用特定公路交通方式從某一區(qū)位到達特定區(qū)位的便捷程度，公路可達性的提高能有效推動區(qū)域經濟的進一步發(fā)展.其值越小，交通速度就越快.

5) 經濟性 公路網越完善，交通費用/收入比越小.

6) 安全性 包括：①當量事故數/公路通車里程：通過賦予受傷及死亡事故一定權重來反映事故的嚴重程度.②當量事故數/客貨運周轉量：貨運周轉量折算成客運周轉量，取兩者之和.③直接損失/GDP.

7) 服務水平 飽和度表示交通供給與交通需求之間的關系.

8) 公路投資比例接近度

公路投資比例接近度=

(5)

9) 路網脆弱性 節(jié)點的介數指網絡中所有最短路徑中經過該點的數量比例，反映某節(jié)點控制網絡其它中所有節(jié)點對聯(lián)系的程度.在道路網中，道路介數越大，網絡中的其他道路對其依賴性越強，當這些路段發(fā)生突發(fā)狀況時，就很容易擴散到其它道路，路網的脆弱性大，恢復能力弱.當各道路介數相差很大時，一旦介數很大的道路發(fā)生異常事件，路網需要較長時間才能恢復其運輸功能，因此用各道路介數的離散系數來表征路網整體脆弱性.

10) 協(xié)調效度 綜合交通運輸系統(tǒng)是一個多輸入多輸出的復雜系統(tǒng)，要對其子系統(tǒng)進行協(xié)調性研究，首先要建立適合于研究多個決策單元、多輸入多輸出系統(tǒng)的評價模型.DEA方法是評價不同決策單元多輸入多輸出問題較為理想的方法.其中：協(xié)調效度越接近于1，說明子系統(tǒng)a對子系統(tǒng)b的協(xié)調程度越好，當協(xié)調效度等于1時，說明a，b兩系統(tǒng)之間是完全協(xié)調的，表明a系統(tǒng)的輸入對b系統(tǒng)輸出的效率相對最好，進而說明a系統(tǒng)對b系統(tǒng)的輸入輸出關系是最匹配的.

2 結 果

2.1 公路建設與經濟發(fā)展的內在型評價

1) 公路網規(guī)模 武漢市2011—2015年公路網總里程規(guī)模接近度見表2.由表2可知，公路網總里程規(guī)模接近度都大于0.8，結合表1可知，武漢市2011—2015年公路總里程建設與經濟發(fā)展相適應.

表2 武漢市公路網總里程規(guī)模接近度

2) 公路網結構 武漢市2011—2015年高速公路、一、二級公路比例接近度見表3.由表3可知，公路網結構比例接近度均大于1，結合表1可知，武漢市高速公路、一、二級公路建設非常理想，已超前經濟發(fā)展.聯(lián)合考慮總里程規(guī)模接近度，表明武漢市公路網中農村公路規(guī)模偏小，發(fā)展滯后.

表3 武漢市公路網結構比例接近度

3) 公路網布局 武漢市2011—2015年路網連通度見表4.由表4可知，公路網連通度均大于2.0，結合表1可知，武漢市路網布局比較完善，與經濟發(fā)展相適應.

表4 武漢市公路網連通度

2.2 公路建設與經濟發(fā)展的外在表現評價

1) 快速性 基于ArcGIS軟件，武漢、成都、鄭州2011—2015年路網平均可達性值見圖2.武漢市2011—2015年路網平均可達性最大值為50.79 min，最小值為44.61 min，且逐年呈現下降趨勢，表明武漢市路網可達性趨好.同時與成都、鄭州相比，武漢市路網可達性值小于成都，除個別年份外，也小于鄭州，表明武漢市路網可達性優(yōu)于同類型城市成都和鄭州市路網.

圖2 路網可達性值

2) 經濟性 考慮到數據獲取的難度，本研究采用城鎮(zhèn)居民人均交通費用/收入指標，見圖3.由圖3可得，2011—2015年，武漢市城鎮(zhèn)居民人均交通費用/收入總體上呈現下降趨勢，在一定程度上表明武漢市路網逐漸完善.同時與成都和鄭州相比，除個別年份外，武漢市城鎮(zhèn)居民人均交通費用/收入小于成都和鄭州，表明武漢市路網優(yōu)于成都和鄭州.

圖3 城鎮(zhèn)居民人均交通費用占總收入比

3) 安全性 武漢市2011—2015年道路交通安全狀況見圖4.由圖4可知，當量事故數/公路通車里程和當量事故數/客貨運周轉量指標呈現下降趨勢；直接損失/GDP指標2012年最大，2013年最小，總體上呈現下降趨勢，且值較小，表明武漢市道路交通安全狀況較好.

圖4 武漢市道路交通安全狀況

4) 服務水平 武漢市2011—2015年公路網飽和度見表6.由表6可知，公路網飽和度在0.37～0.53，結合表1可知，武漢市2011—2015年公路網服務水平與經濟發(fā)展相適應.

表6 武漢市公路網飽和度

2.3 建設資金環(huán)境評價

武漢市2011—2015年公路投資比例接近度見表7.由表7可知，投資比例接近度在0.5～0.8，結合表1可知，武漢市2011—2013年公路投資與經濟發(fā)展不適應，2014—2015年公路投資與經濟發(fā)展基本相適應.

表7 武漢市公路投資比例接近度

2.4 公路網非正常情況下適應性評價

圖5為武漢市2011—2015年路網節(jié)點介數離散系數變化.由圖5可知，路網各節(jié)點介數離散系數逐年降低，表明路網強度提高，當路網某個節(jié)點發(fā)生事故時，整個路網恢復能力逐步提高.同時除2011年外，武漢市路網各節(jié)點介數離散系數均比成都大，表明武漢市路網在非正常情況下，抵抗強度低于成都.

圖5 路網節(jié)點介數離散系數變化

2.5 公路與綜合交通(鐵路、水運、航空)的協(xié)調性評價

圖6為公路運輸系統(tǒng)與綜合交通(鐵路、水運、航空)的協(xié)調效度變化趨勢圖.由圖6可知，公路運輸系統(tǒng)對鐵路運輸系統(tǒng)、公路運輸系統(tǒng)對水運運輸系統(tǒng)的協(xié)調性相差不大，但都優(yōu)于公路運輸系統(tǒng)對航空運輸系統(tǒng)的協(xié)調性.公路對鐵路的協(xié)調效度較好，都在0.9以上，其中2014年為1，達到完全協(xié)調；公路對航空的協(xié)調效度2011年最大，為0.875，2012年最低，之后呈現上升趨勢；公路對水運的協(xié)調效度也較好，都在0.9以上.

圖6 公路運輸系統(tǒng)與綜合交通(鐵路、水運、航空)的 協(xié)調效度變化趨勢

3 結 論

1) 2011—2015年武漢市公路總規(guī)模達到現階段社會經濟水平發(fā)展要求值；高速公路、一二級公路建設良好，超前經濟發(fā)展；公路網布局較完善，連通度良好；公路網經濟、快速、安全性方面均趨好發(fā)展，且快速性優(yōu)于成都、鄭州，經濟性優(yōu)于成都；公路網整體服務水平位于一、三級之間，交通流較穩(wěn)定；公路建設資金呈上升趨勢，2011—2013年與經濟發(fā)展不適應，2014—2015年基本相適應，還需增加公路投資；公路對其他交通運輸方式(鐵路、水運、航空)協(xié)調性都較好，其中公路對鐵路、公路對水運的協(xié)調性相差不大，但都優(yōu)于公路對航空的協(xié)調性.從多個指標可看出，武漢市公路總體建設良好，與經濟發(fā)展相適應.

2) 從公路建設與經濟發(fā)展的內在表現、外在表現、公路與綜合交通(鐵路、水運、航空)的協(xié)調性、非正常情況下適應性、建設資金環(huán)境5個維度10個方面建立指標，更加系統(tǒng)、全面的評價了適應性.

3) 社會經濟和公路系統(tǒng)是不斷發(fā)展變化的，本研究不僅從靜態(tài)的角度評價其適應性，還考慮其動態(tài)性，反映了適應性的發(fā)展趨勢.

4) 公路建設與經濟發(fā)展的適應性是相對的，對于沒有評價標準的指標，通過橫、縱向對比來判斷，結果更能便于理解.

5) 研究仍存在一些不足：①從宏觀上建立指標進行診斷，難以反映公路網局部適應性；②評價結果受評價標準影響，如何選取合適的標準需進一步研究.