基于需求模型的高速公路網(wǎng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)學(xué)分析

王見芳 （山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030031）

WANG Jianfang (Shanxi Traffic Vocational and Technical College,Taiyuan 030031,China)

0 引言

合理的路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模會(huì)極大地促進(jìn)和帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建設(shè)不足或盲目建設(shè)不僅會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還會(huì)造成資金浪費(fèi)等許多不良影響。公路網(wǎng)的規(guī)模既要滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，又要最大可能地節(jié)約建設(shè)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用多種方法對(duì)區(qū)域公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模進(jìn)行了預(yù)測(cè)，為區(qū)域發(fā)展規(guī)劃和建設(shè)決策者提供了許多參考依據(jù)。Magnanti等人利用國(guó)土系數(shù)法提出國(guó)家干線公路網(wǎng)規(guī)劃模型[1]，選取人口密度和建設(shè)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用等指標(biāo)分析，難以反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)公路里程的需求[2]；于江霞等人通過因素分析法研究有關(guān)因素和公路網(wǎng)需求的聯(lián)系從而進(jìn)行預(yù)測(cè)[3]，由于不同區(qū)域經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響程度差異會(huì)使結(jié)果偏離；胡啟洲等人采用連通度法找出各節(jié)點(diǎn)區(qū)間的公路里程[4]，由于路網(wǎng)線路復(fù)雜多變，靜態(tài)需求可以得到，動(dòng)態(tài)需求難以實(shí)現(xiàn)；梁國(guó)華等人又在國(guó)土系數(shù)法、連通度法的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，以公路發(fā)展基尼系數(shù)最小為準(zhǔn)則，建立了均衡規(guī)模配比方案[5]；于江霞等人又基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，充分考慮各種影響因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行公路網(wǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)[6]；顧政華等人提出了以運(yùn)輸強(qiáng)度法進(jìn)行高速公路網(wǎng)合理規(guī)模的研究，選取高速公路的平均車道數(shù)為參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平聯(lián)系不太緊密[7]；關(guān)昌余等人將灰色預(yù)測(cè)方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相結(jié)合預(yù)測(cè)了我國(guó)國(guó)家高速公路網(wǎng)的總體規(guī)模[8]。通過研究大部分沒有區(qū)分公路的等級(jí)，而以公路網(wǎng)當(dāng)量總里程作為預(yù)測(cè)目標(biāo)[9]，預(yù)測(cè)出來的總里程因公路等級(jí)不同，只能宏觀說明公路的發(fā)展趨勢(shì)，而不能為區(qū)域各等級(jí)公路的合理建設(shè)規(guī)模提供依據(jù)。

鑒于此，本文借助經(jīng)濟(jì)學(xué)中的Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)理論，建立區(qū)域高速公路網(wǎng)需求模型，以此來實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)區(qū)域高速公路網(wǎng)的需求規(guī)模的目標(biāo)，在實(shí)踐中，通過與高速公路實(shí)際建設(shè)里程對(duì)比來評(píng)價(jià)區(qū)域高速公路建設(shè)規(guī)模的合理性。最后以山西省為例進(jìn)行實(shí)證分析，對(duì)其高速公路的建設(shè)規(guī)模進(jìn)行預(yù)測(cè)并作出評(píng)價(jià)。

1 區(qū)域高速公路網(wǎng)需求模型的建立

1.1 影響因素的選取原則

區(qū)域高速公路路網(wǎng)需求規(guī)模的確定是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，本文主要從高速公路的服務(wù)功能出發(fā)，遵從以下兩條原則：

1.1.1 必須服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原則

高速公路網(wǎng)規(guī)模與所在區(qū)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)狀況及未來發(fā)展趨勢(shì)是分不開的，必須與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，而且國(guó)內(nèi)不同的地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異較大，東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，高速公路發(fā)展起步早，早已形成一定的規(guī)模；中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，高速公路網(wǎng)規(guī)模相對(duì)滯后。若脫離經(jīng)濟(jì)需求而盲目地?cái)U(kuò)展高速公路規(guī)模，可能會(huì)出現(xiàn)所建高速公路無(wú)車輛通行、投資大、占用土地多，與區(qū)域經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重不匹配的情形。故高速公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模研究必須遵守服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原則[10]。

1.1.2 與實(shí)際相符的原則

高速公路網(wǎng)的規(guī)模發(fā)展不能置區(qū)域內(nèi)的資源分布、地形條件等于不顧，同時(shí)還要兼顧區(qū)域內(nèi)高速公路發(fā)展需求、資金投入狀況等實(shí)際，實(shí)事求是地進(jìn)行綜合規(guī)劃，使高速公路網(wǎng)最大可能地滿足地方發(fā)展需求，最大可能地創(chuàng)造可行的規(guī)劃方案，避免人力、財(cái)力物力的浪費(fèi)。

1.2 高速公路網(wǎng)需求模型的建立

1.2.1 指標(biāo)的選取

影響高速公路建設(shè)規(guī)模的因素較為復(fù)雜，其確定方法通常有絕對(duì)指標(biāo)和相對(duì)指標(biāo)兩種方法。絕對(duì)指標(biāo)是指對(duì)區(qū)域的高速公路里程長(zhǎng)度進(jìn)行分析，但是由于這種方法沒有考慮區(qū)域的土地面積、人口密度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素，故絕對(duì)指標(biāo)很難得出與區(qū)域發(fā)展相適應(yīng)的高速公路發(fā)展規(guī)模的有關(guān)結(jié)論。比如，我國(guó)高速公路、鐵路總里程均居于世界前列，但這并不能說明我國(guó)高速公路和鐵路路網(wǎng)規(guī)模優(yōu)于其他發(fā)達(dá)國(guó)家。因此，在進(jìn)行區(qū)域高速公路網(wǎng)規(guī)模需求分析時(shí)，一般采用相對(duì)指標(biāo)，主要考慮的因素有地區(qū)自然地理狀況、人口指標(biāo)、土地面積、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通需求等。依據(jù)上述影響因素的選取原則，結(jié)合專家的意見[11]，選擇對(duì)區(qū)域高速公路路網(wǎng)規(guī)模需求最有顯著性影響的因素[12-13]，同時(shí)考慮地區(qū)間的可比性，這里選擇人口密度、人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值和高速公路路網(wǎng)密度指標(biāo)進(jìn)行研究。

1.2.2 高速公路網(wǎng)需求模型的建立

經(jīng)濟(jì)學(xué)上Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)明確了產(chǎn)出與資本、勞動(dòng)力及調(diào)整系數(shù)等之間的函數(shù)關(guān)系。借助經(jīng)濟(jì)學(xué)中的Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)的理論，研究區(qū)域高速公路發(fā)展規(guī)模機(jī)理，通過選取人口密度、人均GDP及相關(guān)影響系數(shù)，對(duì)區(qū)域內(nèi)高速公路網(wǎng)建立了如下需求函數(shù)，具體模型如下：

式中：

HD為區(qū)域高速公路網(wǎng)需求里程（km/104km2）；

PD為人口密度（人/km2）；

G為人均國(guó)民生產(chǎn)總值（元/人）；

K（t）為隨時(shí)間推移的社會(huì)進(jìn)步發(fā)展參數(shù)；

α、β分別為人口密度的需求彈性系數(shù)和人均GDP的需求彈性系數(shù)。

1.3 高速公路網(wǎng)需求模型的預(yù)測(cè)步驟

1.3.1 參數(shù)的確定方法

K（t）為隨時(shí)間推移的社會(huì)進(jìn)步發(fā)展參數(shù)，α、β分別為人口密度的需求彈性系數(shù)和人均GDP的需求彈性系數(shù)。運(yùn)用數(shù)據(jù)分析模擬法將區(qū)域的人口密度和人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值分別與區(qū)域的高速公路密度按年度進(jìn)行回歸分析，進(jìn)而得出α、β和K（t）的值。

1.3.2 指標(biāo)值的確定

PD為人口密度，G為人均國(guó)民生產(chǎn)總值，通過查閱區(qū)域人口數(shù)量、土地面積及國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值可得出PD和G的值。

1.3.3 區(qū)域高速公路網(wǎng)需求里程（HD）預(yù)測(cè)值的計(jì)算

將上述參數(shù)與指標(biāo)帶入需求模型即可算出區(qū)域年度的高速公路需求里程。

2 實(shí)證分析

2.1 α、β的取值

引用文獻(xiàn)[6]中模擬法得出的山西省2000～2009年的需求彈性系數(shù)α、β值（見表1） 為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，預(yù)測(cè)出山西省2010～2017年的α、β值見表2。

表1 山西省2000～2009年的需求彈性系數(shù)α、β值

表2 山西省2010～2017年的需求彈性系數(shù)α、β值

2.2 K（t）的取值

表3 山西省2010～2017年K（t）預(yù)測(cè)值

2.3 人口密度值（PD）計(jì)算

全省人口密度第六次人口普查2010年229人/km2比2000年第五次人口普查的208人/km2增加了21人，增幅近10%，每年平均增長(zhǎng)幅度為1%，按此計(jì)算得出如表4的數(shù)值。

表4 山西省2010～2017年人口密度（PD）值

2.4 人均國(guó)民生產(chǎn)總值G計(jì)算

據(jù)山西省2004～2013年國(guó)民生產(chǎn)總值和人口總數(shù)可得人均GDP，見表5。

表5 山西省2010～2017年人均國(guó)民生產(chǎn)總值（G）值

2.5 山西省高速公路網(wǎng)需求里程（HD）預(yù)測(cè)值的計(jì)算

表6 山西省2010～2017年高速公路網(wǎng)需求里程（HD）預(yù)測(cè)值

3 山西省高速公路網(wǎng)需求預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)分析

3.1 山西省2010～2017年高速公路需求預(yù)測(cè)里程和實(shí)際建設(shè)里程數(shù)的對(duì)比

山西省的國(guó)土面積按照15.65萬(wàn)平方公里計(jì)算，可得經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平下的高速公路需求預(yù)測(cè)里程，進(jìn)而得出山西省2010年至2017年需求高速公路與實(shí)際里程的對(duì)比表，詳見表7。

表7 山西省2010～2017年高速公路需求里程和實(shí)際里程對(duì)比表 單位：公里

3.2 結(jié)果評(píng)價(jià)分析

（1）從表7可以看出，2010年之前山西高速公路的發(fā)展稍微滯后于地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，而從2011年開始山西高速公路的建設(shè)速度已逐步超過了經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，至2017年實(shí)際建成里程超過需求量約1 100公里，造成了投資有所超前的局面。究其原因，2008年以來山西掀起為了拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)高潮，僅僅用了2年時(shí)間就新增加高速公路約1 000公里，2011年之后出現(xiàn)了高速公路規(guī)模需求與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的不均衡的情形，雖然擴(kuò)大了高速公路項(xiàng)目?jī)?chǔ)備，但因山西經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后造成資金緊張和土地資源占用的情形。

（2）從經(jīng)濟(jì)提升的角度考慮，超規(guī)模修建高速公路只能是高速公路建設(shè)儲(chǔ)備，預(yù)計(jì)5～10年內(nèi)不能取得真正的經(jīng)濟(jì)效益。從經(jīng)濟(jì)學(xué)分析的角度來說，目前山西高速公路規(guī)模超過了經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，短期內(nèi)高速公路項(xiàng)目處于虧損狀態(tài)在所難免。

（3）高速公路修建過程中，對(duì)國(guó)省干線公路的損壞程度非常嚴(yán)重[15]，因國(guó)省干線公路承載著巨大的重載交通運(yùn)輸任務(wù)，建議有關(guān)部門應(yīng)適當(dāng)考慮提升國(guó)省干線公路的服務(wù)水平，適當(dāng)減緩新建高速公路的建設(shè)速度。

4 結(jié)論

（1）經(jīng)過調(diào)研對(duì)比，借助Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)理論，建立了區(qū)域高速公路網(wǎng)需求模型，彌補(bǔ)了以前學(xué)者把公路網(wǎng)當(dāng)量總里程作為預(yù)測(cè)值不能很好地指導(dǎo)各等級(jí)公路建設(shè)規(guī)劃的缺憾。以山西省為例進(jìn)行的實(shí)證分析，結(jié)果顯示其當(dāng)前高速公路的建設(shè)里程略有超前，帶來了資金緊缺、土地資源占用、社會(huì)效益差等后果。

（2）區(qū)域高速公路的發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作用的研究并不多見，能把理論和實(shí)踐結(jié)合起來進(jìn)行對(duì)比并得出指導(dǎo)實(shí)際結(jié)論的更少之又少，希望本文的研究結(jié)果能給決策者提供科學(xué)的判別依據(jù)。

（3）只就高速公路的發(fā)展規(guī)模進(jìn)行了預(yù)測(cè)和實(shí)證評(píng)價(jià)，對(duì)一級(jí)路、二級(jí)路及縣鄉(xiāng)路等低等級(jí)路的路網(wǎng)規(guī)模的研究，還需結(jié)合區(qū)域具體的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、資源分布、地形地貌等因素進(jìn)一步選取相關(guān)參數(shù)，將成為本課題今后研究的方向。