山西省交通優勢度與區域經濟發展耦合協調度分析

王華， 張杏梅

山西師范大學地理科學學院， 山西 臨汾 041000

我國在2017年9月提出關于支持山西省進一步資源轉型的意見，支持太原、大同建設全國性綜合交通樞紐.山西省積極響應中原崛起的號召加強對于省內交通基礎設施的建設.山西省的經濟發展主要是靠豐富的煤炭資源，相對完善的交通基礎設施網絡進而推動全省的煤炭走向全國.因此，研究交通基礎設施與區域經濟之間的關系具有重要的意義，交通基礎設施改善將會為山西省的經濟轉型提供基本的保障.

目前國內對于交通基礎設施的研究主要是交通基礎設施與經濟發展的協調關系以及交通投資與經濟發展水平的研究.就交通基礎設施與經濟發展的關系來說楊帆[1]在中國交通基礎設施與經濟增長的實證關系研究中通過協整理論和格蘭杰因果檢驗方法，發現交通基礎設施與經濟增長存在長期均衡關系.葉昌友、王遐見[2]通過空間面板模型驗證了兩者之間的關系，計算各級公路鐵路對經濟的貢獻率，認為交通基礎設施的巨大投資能夠拉動區域經濟增長.交通基礎設施的差異主要表現在研究交通網絡通達性方面，安俞靜等人[3]運用修正后的引力模型和空間計量模型等對于中原城市群的可達性和經濟聯系進行了分析，結果表明可達性空間格局呈現十字型的特征.對于交通基礎設施的優勢度分析金鳳君[4,5]設計了衡量交通網絡通達性的指標，以最短路模型為基礎分析中國鐵路交通網絡的發展以及通達性空間的結構演變.周博[6]以廣東省為例，建立交通優勢度模型，運用耦合協調度模型將廣東省分為五個類型區進行關系分析.賈瑤[7]在山西省城鄉居民消費差異中分析了交通條件方面造成消費水平差異的原因，提出應該完善省內的交通設施水平，提高區位優勢度，才能減小城鄉消費差異.吳麗娜[8]對呂梁市公路運輸進行研究，表明人均生產總值與交通條件呈正相關，呂梁市交通條件發展較快但是存在分布不均衡的狀況.羅悅[9]通過對臨汾市縣域經濟發展差異進行分析，表明發展水平存在明顯的縣域差異，并且區域內經濟發展水平的高低明顯受到交通條件的影響.

通過構建數理模型以及空間分析，運用定性與定量相結合的方法對山西省交通優勢度與經濟發展水平進行科學分析.最終根據本文的分析針對山西省交通基礎設施與經濟發展協調性存在的問題提出相關建議，希望能夠為山西省的交通基礎設施建設和經濟發展提供一定的參考.

1 研究方法

1.1 交通優勢度評價原則

交通優勢度主要是通過質、量、勢三個方面，量代表區域交通網絡密度，質代表交通設施臨近度也就是區域的聯系能力以及區域經濟的集聚和擴散能力，勢代表區位優勢度也即區位條件的差異，以上三個指標代表了交通優勢度的評價體系.根據山西省的交通基礎設施情況，本文將從交通網絡密度、交通臨近度以及區位優勢度三個方面評價交通條件的差異.

表1 山西省交通優勢度評價體系Tab.1 Shanxi province traffic advantage evaluation system

1.1.1 交通網絡密度

交通網絡密度是研究區域內交通基礎設施水平的重要指標之一，交通網絡密度越大，說明區域內經濟往來越頻繁.同時交通密度也會受到地形的影響，山西省的東西山地地區交通密度會受到地形的影響而減少.本文采用等級公路的里程密度和高速公路里程密度來作為交通網絡密度.具體計算方法為

(1)

在多種交通方式中選擇公路交通密度作為測算方法，主要是考慮到公路交通具有普遍性的特點.對于偏遠地區來說公路交通基礎設施是之重要的交通方式，并且考慮到鐵路方面的數據獲取比較困難，因此選擇公路數據來作為交通密度評價區域的交通條件.

1.1.2 交通臨近度

交通臨近度主要是高速公路、鐵路站點、機場等指標與研究點的距離，反映的正是交通基礎設施與區域經濟往來的關聯程度.交通臨近度越近，表明交通通達度越高，區域經濟往來越頻繁，區域的經濟發展水平越高.具體計算方法為

(2)

其中Pij為區域i內j交通基礎設施的權重，n代表地區.

本文交通臨近度的分類方法在參考前人研究的基礎上，根據山西省交通基礎設施情況將交通臨近度分為公路、鐵路、航空三類.公路有高速公路、國道、省道，鐵路為鐵路站點，航空方面是機場.根據研究點是否具有以下標準對其進行權重賦值，如果研究地區的國道數量、省道數量、鐵路站點數量、機場等超過一個，那么就將權重以倍數表示.如果沒有鐵路通過就根據其距離最近的鐵路站點進行賦值，高速公路只計算距離高速公路口的距離權重.

表2 交通臨近度權重賦值Tab.2 Weight assignment of traffic proximity

1.1.3 區位優勢度

區域優勢度主要是評價區域的區位優勢，在研究區范圍內區位優勢的重要衡量標準是到中心城市的通行時間和距離，體現一個區域與中心城市的關聯度.根據山西省各城市到中心城市的距離和最短通行時間設置權重，通過各地區到中心城市的距離權重和最短通行時間權重可以計算得到區域優勢度的指數.由于最短通行時間分析中交通工具的不同，本文將根據兩城市之間現有的最快交通方式進行分析.計算公式如下

(3)

其中Sij為區域i到中心城市的距離權重，Sim表示地區i到中心城市的最短通行時間.

表3 研究點到中心城市距離權重賦值Tab.3 Distance weight assignment of research points from central cities

表4 研究點到中心城市最短通行距離權重賦值Tab.4 Weight assignment of minimum travel distance from research points to central cities

1.1.4 交通優勢度

交通優勢度的評價方法是采用函數模型，將前文中交通網絡密度、交通臨近度、區域優勢度三個計算結果進行極值標準化處理，然后對三個權重指標進行相加，參考前人的研究經驗，將三個指標的權重均賦值為1.函數公式為

(4)

其中Di、Ci、Si代表交通網絡密度、交通臨近度、區域優勢度標準化值，a1、a2、a3為指標的權重閾值.

1.2 區域經濟發展評價方法

從《2016年山西省統計年鑒》中選取能夠代表經濟發展的四個方面的指標，包括經濟總量、人民生活水平、對外開放、基礎設施等四個方面共13個指標(指標體系見表5).

表5 區域經濟發展水平評價指標體系Tab.5 Evaluation index system of regional economic development level

將13個指標進行標準化處理后選擇主成分分析法通過SPSS中的因子分析定量分析山西省各市的經濟發展水平.在對指標進行標準化處理之后用Bartlett 球形檢驗法和KMO檢驗所選取的數能否進行主成分分析.計算特征值和累計貢獻率，選擇累積貢獻率大于85%的主成分，所選取的三個主成分能夠代表山西省經濟發展水平.將通過正交旋轉后所選擇的3個因子各自的方差貢獻率當作權重，構造綜合評價函數，將各指標代入函數表達式求各市的主成分得分，求得各市的經濟發展水平加權綜合得分，分值越高，表示該城市經濟發展水平就越高.

1.3 耦合協調度研究方法

耦合協調度模型是研究兩個因素之間關系較為常用的方法，區域交通與區域經濟發展水平之間的關系是否協調可以用這種方法來評價.根據容量耦合系數模型，建立山西省交通優勢度與經濟發展水平的耦合度公式

(5)

(6)

C表示交通和經濟兩者之間的耦合度值，U1表示交通優勢度，U2表示經濟發展水平值.D為耦合協調度值，T表示交通優勢度和經濟發展水平的整體效益綜合協調指數，其中α，β為待定系數，一般取0.5.根據耦合協調度評判標準，結合山西省實際情況將協調度劃分為以下十種類型(見表6).

表6 耦合協調度等級Tab.6 Coupling coordination level

2 研究結果與分析

2.1 交通優勢度評價結果分析

2.1.1 交通網絡密度

通過交通網絡密度公式計算得到山西省各地級市的公路密度，山西省的平均公路密度是92.54 km/100 km2，大同市的公路密度是忻州市的將近三倍.將計算結果與分析采用自然斷裂分類法將山西省的11個地級市分為四類，分類情況見表7.

表7 路網密度分類Tab.7 Road network density classification

通過對山西省11個地級市的公路交通密度分析，我們可以看出中密度地區和較高密度地區相對較多占全省的82 %左右.山西省交通密度主要呈塊狀集中分布，交通密度較高的地區主要集中在晉中地區和晉南地區，大同市作為交通密度最高的城市得益于其與京津冀相對較近交通來往密切，促進了其公路基礎設施的建設.交通密度最低的忻州市受到地形因素的影響交通基礎設施相對較差.運城市作為晉南地區交通密度較高的城市，主要是運城市處于晉陜豫三省交界地區對外聯系方便，并且運城市地形相對平坦，有利于交通的發展(見圖1a).

圖1 山西省交通優勢度及經濟發展空間分布圖Fig.1 Spatial distribution map of traffic advantage and economic development in Shanxi province

2.1.2 交通臨近度

通過對于各城市不同交通基礎設施的權重進行賦值，得到各個地區的交通基礎設施臨近度，山西省的交通基礎設施低密度地區相對較少，高密度地區較多，高密度地區呈點狀分別分布在山西省的晉北晉中晉南地區.

表8 交通臨近度分類Tab.8 Classification of traffic proximity

從分析結果來看首先是太原市和大同市兩地區的臨近度權重一樣是全省最高值，一個是山西省的省會城市，另一個晉北地區經濟發展條件較好的地區；其次是晉南的臨汾市.山西省的交通臨近度在南北方向上各有一個交通發展較快的增長點，在增長點附近的城市交通臨近度相對較好.陽泉和晉城在交通臨近度方面相對較差的原因主要在于位置相對偏僻，地理環境條件相對較差，經濟發展落后等.因此在交通基礎設施建設方面相對落后(見圖1b).

2.1.3 區域優勢度

區域優勢度分析主要是測算地級市與中心城市的距離以及最短到達時間，主要也是測算研究點與中心城市的通達度.通過數據分析可以看出太原市周圍地區的區域優勢度相對較高，中低優勢地區相對偏多，與太原市的通達度相對較低.

表9 區域優勢度分類表Tab.9 Table of regional dominance classification

根據空間分布狀況分析，大同市位于山西省最北端，與太原市之間通達性較差，本文計算的是與區域內的中心城市的優勢度，而大同與京津冀之間的往來偏多于區域內的其他城市.因此大同在省內優勢度方面相對較差.陽泉和忻州市在地理位置上具有較高的優勢度與中心城市聯系，隨之外圍的地區優勢度會有所減弱(見圖1c).

2.1.4 交通優勢度綜合評價

山西省的交通優勢度分析通過對交通網絡密度、交通臨近度以及區域優勢度的加權求和，得到山西省的交通優勢度(見表10).從數據來看山西省的交通優勢度平均值為1.45，那么有6個城市處于平均值之上，中位數為1.48，平均數略小于中位數，說明在山西省優勢度較低的城市相對較多，極差為2.1，說明山西省的交通優勢度差異較大，兩極化現象較為明顯.山西省整體的交通優勢度呈現出從中心城市太原向外圍逐漸遞減的趨勢.交通優勢度最好的城市為太原市，晉城市是交通優勢度最低的城市，晉城市距離省會城市較遠，位置偏僻，地形因素影響交通優勢度較低.陽泉和呂梁市雖然距離太原市較近，但是由于地形因素的原因交通優勢度相對較弱.

表10 山西省各地級市交通優勢度Tab.10 Traffic advantage degree of Shanxi province

2.2 區域經濟發展水平結果分析

通過主成分分析，可以看出山西省南部的經濟發展水平相對于北部較高.北部的幾個城市經濟發展差距較大，有經濟發展最好的太原以及發展最差的陽泉.

表11 山西省各地級市綜合經濟發展水平Tab.11 Comprehensive economic development level of Shanxi province

通過對綜合得分進行空間分析可以看出，山西省的經濟發展水平在空間上呈現出南高北低的格局，以太原市為界，晉北城市發展普遍落后于晉南城市.經濟發展高速的太原市是山西省的經濟中心，地理環境優越，是山西省經濟發展和交通往來的樞紐城市.北部經濟發展最好的是大同市，大同市依靠豐富的煤炭資源，以及獨特的地理位置成為山西省北部的增長極.其余的中速發展城市都處于晉南地區.低速發展的城市主要分布在晉北地區，在南部的城市中經濟發展最差的是晉城市，晉城市地理條件復雜，處于太行山區，遠離山西省中心城市，經濟發展較為落后(見圖1d).

3 交通優勢度與經濟發展水平耦合協調度分析

通過對山西省各地級市交通優勢度和經濟發展綜合得分進行極值標準化處理，為了避免耦合協調度出現0值，在標準化處理中將其改成0.001，由公式(5)和(6)可以得到以下各城市耦合協調度的關系(表12).

表12 山西省各地級市交通優勢度與經濟發展水平耦合協調度Tab.12 Coupling and coordination degree of transportation advantage and economic development level in Shanxi province

山西省11個地級市的耦合協調度差距較大，呈現出兩極化的現象.太原市處于優質協調階段，是山西省的經濟、交通中心，無論在經濟方面還是交通優勢度方面都處于領先地位.太原市經濟發達，人口眾多，地理位置優越，是山西省重要的交通樞紐，對于山西省內要素流動具有至關重要的作用.

大同市和晉中市處于中級協調，大同市和晉中市依靠自身豐富的煤炭資源，以及相對平坦的地理環境條件，與外界的溝通便利，在山西省的經濟發展中處于中上游的水平.

臨汾市和運城市處于初級協調階段，這兩個城市在晉南地區發展速度相對較快，地理條件方面，處于山西省的邊緣地帶，與外省聯系方便，基礎設施和經濟協調方面開始逐步協調.臨汾市和運城市都具有一定的工業基礎，臨汾市的壺口瀑布和洪洞大槐樹等旅游景點也會促進區域內交通基礎設施的建設.

長治市和忻州市處于勉強協調階段，兩地的協調情況相對較差，原因在于兩個城市內有一定的區域位于山區，交通不便，受到地理環境的影響.忻州市的協調度相比于長治市稍微差一點，忻州市山地面積較大.

呂梁市屬于輕度失調，呂梁市東部靠近太原西部處于山區，因此區域內發展不均衡.晉城市和朔州市屬于嚴重失調，晉城市遠離太原市，與中心城市信息交流較少，而且地理環境相對較差.朔州市地理位置相對靠北，與內蒙古和陜西毗鄰，但是陜北和內蒙古經濟發展也相對較差，無法帶動朔州市經濟發展.陽泉屬于極度失調，陽泉市面積是山西省面積最小的城市，人口較少，旅游資源相對匱乏，經濟發展落后，協調性較差.

圖2 山西省耦合協調度分布圖Fig.2 Distribution map of coupling coordination degree in Shanxi province

4 結論與討論

經濟發展水平與交通基礎設施兩者是相輔相成的關系，交通基礎設施的完善能夠吸引資金的投入，經濟的發展能夠加大交通基礎設施的投資.太原市在經濟發展水平上處于山西省上游水平，同時國家支持山西省資源轉型，支持建立太原市和大同市兩個重要交通樞紐.隨著政策的提出，經濟發展較好的地區交通基礎設施網絡將更加完善.對于經濟發展水平相對較差，但是交通優勢度相對較好的城市應該采取措施加快經濟發展.利用良好的交通基礎設施條件，加快轉變經濟發展方式，延長煤炭加工產業鏈，努力向煤炭精加工轉變，同時繼續促進基礎設施的建設，通過交通網絡的優化吸引外資，帶動經濟發展.