京石客運專線對區域可達性的影響研究

姚勝永， 張向超， 楊鈺坤， 周 琳， 劉佳豪， 劉永超， 艾孟亭

(1.石家莊鐵道大學交通運輸學院，河北 石家莊 050043；2.北京電子科技職業學院，北京 100000)

高速鐵路的運營可以協調多種運輸方式，加速區域資源合理流動，緩解區域物流瓶頸，打破城市間的行政壁壘，促進交通運輸、區域資源配置和區域經濟一體化[1]。高速鐵路引起人口、信息及其他資源要素的流動，對區域經濟系統產生長期深遠的影響，而生產要素資源的流動半徑不單取決于空間距離，時間距離更為重要。高速鐵路極大地縮短了城市間的通行時間，使得城市空間相互作用增強，城市內部產業結構優化，故量化這種時間優勢對高速鐵路的效率評價有著重要的意義。國內外研究者在高速鐵路對城市產生的影響中，對時間距離的評價主要用可達性指標進行分析，并且預估高鐵效應的長期影響，依托當前數據進行趨勢預測[2]。

1 研究概述

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。美國綜合社會科學空間中心(CSISS)[3]認為對可達性概念和方法的分析是理解社會、經濟和政治觀點的基礎。HANSEN[4]認為，可達性是相互作用機會的潛力并可用于分析城市區域的時空變化。KWAN[5]將可達性分為反映個人生活質量的個體可達性和人口易達區位或地方專有屬性(某一區位“被接近”的能力)的地方可達性兩類。MURAYAMA[6]認為交通可達性和城市體系之間是相互作用的。GUTIERREZ[7]運用加權平均時間、潛力值與日常可達性這三個指標，探討了高鐵對西班牙交通可達性格局的影響。MONZON等[8]從效率與公平的角度評價西班牙高鐵可達性。VICKERMAN等[9]分析了跨國高鐵網絡對可達性和經濟發展的影響，對高鐵在促進國家和地區協調發展方面提出質疑。

高速鐵路所帶來的可達性利益涉及交通出行、社會經濟以及區域發展等方面[10]。李平華等[11]指出可達性的定義與交通成本、端點區位特征及端點的選擇有關，并且可達性具有空間、時間、社會經濟價值等特征。羅鵬飛等[12]以滬寧地區為例，通過有利平均旅行時間、日常可達性和經濟潛力三個指標分析了高速鐵路影響下沿線地區可達性的變化。王春慧等[13]通過交通成本的加權平均值模型計算出京滬高鐵沿線19個城市在2008年和2011年的可達性值，得出沿線城市可達性大幅度提高，改變沿線城市的傳統居住模式，增強了沿線的區域一體化趨勢。張莉等[14]應用有利平均旅行時間模型、潛能模型和吸引力指數模型，對滬寧城際高速鐵路開通前后的區域可達性進行對比，得出滬寧城際高速鐵路建設提高了處于經濟主導地位城市的可達性。李紅昌等[15]利用加權平均旅行時間和廣義加權旅行時間兩個指標，定量分析了石武高鐵對其沿線10個城市可達性的影響。

高速鐵路對沿線區域城市的影響，因地理區位和研究城市的范圍不同，產生不同的外部效應。因此，通過對可達性客觀的評價，為定量的分析高鐵對城市發展的影響研究提供分析方法，為高鐵沿線區域生產要素的合理配置和發展模式的選擇提供依據。本文選擇2012年正式通車的京石客運專線沿線的7個站點城市作為研究對象，根據不同的城市規模將7個站點城市分成三個等級，通過有利平均旅行時間模型和潛能模型，對京石客運專線開通前后的區域可達性進行分析。

2 可達性的評價方法

可達性的量化模型較多，但評價角度不同，包括到達經濟中心的時間、交通成本的平均值、有利平均旅行時間、機會可達性、日可達性、潛能模型等。由于可達性在量化階段主要受交通系統、距離成本、土地利用、可獲得的機會等方面的影響，且京石客專的線路長度較短，對于距離衰減的影響較小，著重考慮節點城市與所有經濟中心之間的關系。而有利平均旅行時間能表征城市間的旅行成本，經濟潛力表征區位吸引力，因此，選擇有利平均旅行時間和潛能模型來量化京石客運專線對沿線城市的可達性。

2.1 有利平均旅行時間(Ai)

有利平均旅行時間指標是一個評價節點到各經濟中心的時間測度，主要由評價節點的空間區位決定，也與經濟中心的實力及連接評價節點與經濟中心的交通設施質量密切相關。分值愈低，表示該節點可達性愈高；分值愈高，表示該節點可達性愈低。

(1)

式中:Ai表示有利平均旅行時間；Mj表示j城市的經濟指標；Tij表示節點i通過交通網絡中通行時間最短的路線到達經濟中心j所花費的時間。

2.2 潛能模型(Pi)

潛能模型指標主要由評價節點的經濟區位決定，分值愈高，表示該節點可達性愈高，反之亦然。

(2)

式中：Pi表示節點i的經濟潛能；Mj表示j城市的經濟指標；Cij是節點i到中心j的交通成本；a為i和j之間的距離摩擦系數(取a=1)。

2.3 變異系數δCV

變異系數，又稱“離散系數”，是概率分布離散程度的一個歸一化量度，反映某個時間點城市可達性空間集中與分散程度。計算公式為：

(3)

3 京石客運專線對沿線站點城市的可達性分析

3.1 數據來源

為盡可能剔除其他因素的影響，選擇距開通時間最近的一年(2011年)的數據作為高鐵開通前的數據，同時考慮到高鐵開通后效益的顯現具有時間的滯后性[10]，選擇2015年的數據作為高鐵開通后的數據進行比較分析。

與城市經濟相關的數據，采用GDP、人口、社會消費品零售總額和地方財政一般預算收入四個經濟指標，該數據來源于2012/2016年河北省統計年鑒和北京市統計年鑒；與通行時間相關的數據，如兩個城市間最短的旅行時間，主要來源于2012/2016年的旅客列車時刻表(北京鐵路局旅客列車時刻表和鐵路官方網站)，如表1所示。

1.4統計學方法:采用SPSS12.0進行分析,計數資料采用百分比,采用t檢驗,以P<0.05為差異有統計學意義。

3.2 可達性指標計算

由于各城市的規模及地位不同，其指標的計算結果將出現一定的等級誤差，因而京石客運專線沿線的7個城市分為三個層次：第1層次為北京，第2層次為石家莊、保定、涿州、高碑店，第3層次為正定、定州。

3.2.1 有利平均旅行時間

根據公式(1)，計算得到7個站點城市的有利平均旅行時間指標值，如表2所示。其中Mj分別取各城市的GDP總量、社會消費品零售總額、人口數和地方財政一般預算收入這四類數據，由此算得4種平均時間指標得分，其最終結果取其算術平均值。

通過有利平均旅行時間指標的得分可知：線路在未建成時期(即2011年)涿州和高碑店的可達性較高，石家莊和正定的可達性較低；相較于未建成前，建成后(即2015年)各城市的可達性均有顯著的提高，其可達性大小依次是涿州>高碑店>保定>定州>正定>北京>石家莊。與未建成時的可達性排序基本保持一致，即距離北京這個大經濟中心越

表1 京石客運專線站點城市的時刻表 min

注：2011年數據統計范圍為北京鐵路局的普快、K、T次列車的站間時刻算術平均值，2015年數據統計范圍為京石高鐵開通后的各班次通行時間算術平均值；高鐵開通后各城市站點為各地高鐵站。

表2 有利平均旅行時間評分

注：增長率=(無高鐵可達性值—有高鐵可達性值)/無高鐵可達性值。

遠，可達性依次減弱。

在2011年的指標得分中北京的得分值處于定州和正定之間，2015年的指標得分值處于石家莊和正定之間。這可能緣于北京本身就是個較大的經濟中心，各種交通方式便捷，航空、其他線路高鐵、公路發達，受高速鐵路的影響較小，故其可達性較小。

從增長率上可以得出：京石客專的修建對沿線站點城市可達性有顯著的提升，具體可達性的大小順序為：正定>保定>高碑店>定州>涿州>石家莊>北京。第1層次的北京是經濟、文化、政治中心，京石客專的修建對其影響不太明顯，而其增長率在57.18%對于北京而言也有很大的提升。在第2層次中，這4個城市的增長率依次為保定(63.62%)>高碑店(63.44%)>涿州(57.55%)>石家莊(57.40%)。保定處在京石客專路線的中間位置，僅從系統結構看，處于內部的節點相較于其他節點的關聯性強，對整個系統的影響較大，京石客專的修建對保定的可達性有顯著的提高。石家莊站點是京石線路站點城市的端部，起到承接上行或下行列車的作用，線路的開通使得從石家莊到北京的出行時間從原來的200 min縮短到85 min，有利平均旅行指標提高了105.23。涿州和高碑店距離北京比較近，被包含在北京輻射圈內，高可達性的提升會改變該區域出行者的出行方式和出行行為，例如：同城效應、產業效應等。在第3層次中，可達性提升最大的是正定69.18%，是7個站點城市中可達性提高最大的城市，其次是定州61.78%。

3.2.2 潛能模型

表3 潛能模型評分

注：增長率=(有高鐵可達性值-無高鐵可達性值)/有高鐵可達性值。

把GDP作為潛能模型中的經濟指標，可以得出整個京石客運專線沿線的站點城市在建成前和建成后的可達性的增長率依次為：保定>石家莊>高碑店>北京>定州>涿州>正定。就第1層次的北京而言，增長率為72.30%，由于北京是巨大的經濟中心城市，每年的經濟增長速度雖然放緩，但數量規模依舊龐大。第2層次中按增長率的排名來看，最高的是保定(75.34%)，然后依次是石家莊(75.06%)>高碑店(75.03%)>涿州(69.99%)。第2層次中各個城市處于加速發展期，京石客運專線的修建大大提升其可達性，在該交通走廊所依托的地域實體范圍內，該層次的城市空間處于社會經濟活力的高發、集聚地帶，在一定程度上促進該區域城市的發展。第3層次中，定州71.94%>正定68.19%，這表明在相同規模等級的城市中，定州市的發展潛力要比正定的大。

3.2.3δCV系數

由δCV系數計算結果(表4)可知，京石客專的開通，使得這7個站點城市的δCV值分別下降了6.19%和7.71%，表明京石客運專線的開通促進了站點城市間的均衡，使得城市間的差異有所減小。

表4 京石高鐵沿線站點城市δCV系數

3.3 結論

(1)無論修建前還是修建后，距離北京這個大經濟中心越遠，各城市的可達性逐漸減小，但各城市呈現均衡發展態勢，使得區域經濟的發展有所提高。

(2)京石客運專線修建后對大經濟中心城市(北京)的可達性提升不太明顯，對保定、高碑店、涿州、石家莊等這些快速發展城市的可達性提升比較大，使其交通走廊的交通流流通速度、交通走廊所連接的城市內部空間之間的聯系有所加強，“廊道效應”顯著；對正定、定州這兩個發展剛起步的城市而言，京石客專的站點設在該地區，對這兩個城市的經濟提升貢獻較大。

(3)7個站點城市的可達性在兩個指標計算后提升排名有所不同。原因是有利平均旅行時間基于經濟中心的質量來考慮節點城市與其他城市的關系，而潛能模型則是以經濟中心的吸引力來考慮節點與其他城市之間的關系。因此，前者可達性指標的增長率是第3層次的城市較大，后者則是第2層次的城市較大。

(4)京石客運專線的開通極大的改變了站點城市間原有的時空關系，將3個不同等級規模的城市連接起來，使沿線城市的經濟要素自由流動，優勢要素向沿線擴散，形成帶狀城市群。同時，區域協作及資源交換使得城市之間的梯度差不斷減小，區域經濟一體化增強。

4 研究展望

在分析中，第2層次的站點城市只分析其市域的經濟指標數據，而并未包括其所屬的縣域；在各個站點之間的最短時間的統計中，未考慮出行者在每個車站的等待時間，這也是下一步研究繼續關注的問題；高速鐵路除了對站點城市的影響之外，其線路走廊層面所涉及的城市以及站點城市之外的溢出區域城市也將是后續的研究方向。