高鐵背景下黑龍江省市縣空間聯系分析

曹琳琳，姜 博，趙婧卉，沈保榮，葉 含，熊欽毅

(1.東北農業大學 公共管理與法學院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.西安建筑科技大學 建筑學院，陜西 西安 710000；3.東北農業大學 資源與環境學院，黑龍江 哈爾濱 150030)

1 引言

目前，中國是世界上高鐵運營里程數最高的國家[1]。高鐵建設有助于減輕鐵路運輸的壓力，增強和完善運輸系統，縮短交通節點間的時空距離，促進區域一體化和經濟高質量發展。目前對于高鐵可達性和高鐵開通后城市群內部城市間的空間關系的研究多采用加權平均旅行時間、經濟潛力和經濟聯系強度等指標，利用頻次這一指標進行的研究相對較少。基于此，本文采用社會網絡分析方法從黑龍江高鐵線節點市縣高鐵日運營頻次角度對其空間聯系進行分析，以期為高鐵背景下黑龍江省空間格局的研究提供參考。

2 研究區域與數據來源

2.1 研究區域

黑龍江省下轄12個地級市、1個地區。黑龍江省地處中國東北部，是中國位置最北、最東，緯度最高，經度最東的省份，是中國延邊開放的重要窗口。黑龍江省地貌特征為“五山一水一草三分田”，地勢大致呈西北、北部和東南部高，東北、西南部低，由山地、臺地、平原和水面構成。因此，黑龍江省的城際高鐵建成通車對東北的發展具有重要的意義。

2.2 數據來源

本研究基于高鐵的每日班次，選取2018年12月28日當日的黑龍江省高鐵班次，通過鐵路12306高鐵購票網站輸入出發點與到達地，選擇高鐵/動車選項，提取黑龍江省各市縣間的高鐵/動車頻次，做出14×14的頻次矩陣。

3 研究方法

3.1 高鐵聯系強度

高鐵具有時空壓縮效應，可以加快城際間的交流，其每日城際往來頻次可以有效表征各市縣交通聯系強度[2]。本文參考鄭吉林等[3]對城市間聯系強度模型，公式為：

Pij=P(i-j)+P(j-i)

(1)

式(1)中，Pij為i、j兩地高鐵聯系強度，P(i-j)和P(j-i)分別表示高鐵從i地到j地和從j地到i地的運行頻次。

3.2 社會網絡分析

社會網絡分析(Social Network Analysis,SNA)起源于社會科學研究[4]，是以行動者之間的關系為研究對象，對行動者關系模式所形成的網絡結構進行量化分析，研究其形態、特性和結構的一種重要分析方法[5]。本文利用Ucinet6.0軟件，選取網絡密度、中心性、結構洞、核心—邊緣模型和凝聚子群等指標對高鐵背景下黑龍江省空間結構現狀進行分析。

3.2.1 網絡密度

網絡密度是用于反映整個網絡或內部各區域之間關系疏密的指標，網絡密度值越高，網絡內部成員之間的關系數量就越多[6]，成員間的交互性和資源的傳遞性就越強[7]。

(2)

式(2)中，D為網絡密度值，n為網絡內部成員個數，m為成員之間存在的關系數。行動者之間相互關系分為有向和無向兩種，同一網絡結構，無向為有向網絡密度的2倍。

3.2.2 中心度

中心度是用于量化表征網絡內個體權力的指標[5]，可以分為節點、接近和中間中心度。根據高鐵線路的出發與到達方向，可分為中心度點入度和點出度[2]。點入度大說明該地的空間集聚效應顯著，點出度大說明該地的對外的輻射能力強。節點中心度表示網絡內部各成員間的聯系強弱，該值越大，說明該地處于整個網絡的核心地位；接近中心度用于衡量網絡內某一點到其余各點最短路徑的距離之和，中心度越高，該點對網絡中其他個體的依賴程度就越低；中間中心度可以反映網絡內部行動者對資源的控制程度，某個點處于其他點對最短途徑上的次數越多，“中介”效應就越強[5]。

3.2.2 結構洞

結構洞表示網絡中行動者之間的非冗余關系[7]。網絡中兩地空間聯系可能會在某些節點出現斷裂，整體網絡就會出現洞穴，即結構洞。本文主要分析結構洞的有效規模、效率和限制度這3個方面。有效規模是節點市縣的個體網絡規模與整體網絡冗余度之差；效率是節點市縣在整體網絡中有效規模比實際規模的值；限制度指在整體網絡中某一市縣對其他市縣的依賴程度[9]。有效規模和效率與冗余度呈負相關，限制度與冗余度呈正相關。

3.2.4 核心—邊緣模型

核心—邊緣模型用于識別某一網絡內部的核心節點和邊緣節點，可以反映出各類節點之間的緊密程度，核心節點在整體網絡中控制力強，處于邊緣的節點相對較為被動。

3.2.5 凝聚子群

本文利用Ucinet6.0中的Concor模塊進行凝聚子群分析。凝聚子群是用于揭示某一網絡中行動者之間現存或是潛在的關系模式的一種網絡聚類方法[5、8]，節點之間關聯度越高，聯系越頻繁，越有可能形成凝聚子群。

4 研究分析結果

4.1 可達性分析

從黑龍江省已開通高鐵的市縣范圍來看，節點市縣的高鐵聯系強度可以分為五級：哈爾濱—大慶(132次)>哈爾濱—齊齊哈爾(92次)>齊齊哈爾—大慶(81次)排在前三位，屬于第一級；哈爾濱—安達(61次)>哈爾濱—佳木斯(60次)>哈爾濱—肇東(57次)，哈爾濱—牡丹江與哈爾濱—依蘭，高鐵日運營次數相等均為50次，處于第二級；哈爾濱—方正與大慶—安達高鐵日運營次數相等，大慶—肇東(47次)>哈爾濱—賓縣(45次)>哈爾濱—尚志(42次)>依蘭—佳木斯(39次)>方正—佳木斯(38次)>方正—依蘭(37次)，齊齊哈爾—安達與佳木斯—賓縣高鐵日運營頻次相等均為35次，處于第三級；賓縣—依蘭(34次)>賓縣—方正(33次)>肇東—齊齊哈爾(32次)>牡丹江—尚志(30次)>哈爾濱—尚志(21次)>肇東—安達(20次)，處于第四級；其余市縣對高鐵日運營頻數均低于20次，處于第五級。節點市縣呈現“一主兩副”的空間聯系格局，哈齊線空間聯系最為緊密，哈爾濱—大慶—齊齊哈爾所構成的空間聯系三角形的頻次最大，其余兩線空間聯系相對較弱。哈佳線中，哈爾濱—依蘭—佳木斯、佳木斯—依蘭—方正和哈爾濱—賓縣—佳木斯所構成的空間聯系三角形相互交疊；哈牡綏線，哈爾濱—尚志—牡丹江三地的空間聯系相對密切，而穆棱和綏芬河由于處于高鐵線路末端，且地理位置靠近邊境與其他節點的聯系度不強，處于邊緣地位。

4.2 社會網絡分析

4.2.1 網絡密度分析

黑龍江省城際高鐵網絡的密度為0.7143，標準差為0.4518，高鐵城市的聯系較為緊密，標準差不大，高鐵的離散程度較小，黑龍江省城際高鐵聯系較強，便于要素流動，很大程度上減少了距離衰減效應，產生高鐵“時空收斂”效應。聚類系數為0.839，達到較好的程度，黑龍江省內要素流動充分。由一個城市到達另一個城市較為容易，要素流動較迅速。圖1中，節點的幾何大小表示其網絡密度的高低，通過三條高鐵的對比分析，得到哈齊線的網絡密度最高，哈牡綏線次之，哈佳線最低。

圖1 黑龍江省高鐵網絡密度結構

4.2.2 中心度分析

黑龍江省內高鐵沿線市縣節點中心度和接近中心度的點入度和點出度成正相關，14個研究區域的接近中心度點入度均值略大于點出度均值，表明黑龍江省資源要素的空間集聚作用略強于輻射作用。哈爾濱、大慶、安達、齊齊哈爾的節點中心度最高，接近中心度最低，其處于網絡的核心地位，且對網絡中的其他節點市縣有較強的依賴度；肇東、依蘭、海林、方正、穆棱、佳木斯、牡丹江、綏芬河和尚志的節點中心度相對較低，接近中心度較高，說明這些節點的核心度和對網絡中其他節點的依賴程度相對較低。在中間中心度方面，哈爾濱作為黑龍江省的交通中樞，其中間中心度位列第一，達15.6(表1)，對于區域整體資源要素的控制能力強，中介效應顯著。同時，哈齊高鐵沿線市縣的中間中心度相對較強，哈爾濱—齊齊哈爾一線的要素流動性更好，市縣間的聯系強度較強。哈牡綏段的中間中心度次之，各地的中間中心度聯系較為平均。哈佳高鐵沿線的中間中心度最低，哈佳段連通了黑龍江省的東部地區，但與其他兩線的沿線市縣的聯系強度相對較低，對于資源的控制能力較弱。

表1 高鐵背景下的黑龍江省節點市縣中心度與結構洞

4.2.3 結構洞

在有效規模和效率方面，哈爾濱、安達、大慶、齊齊哈爾和肇東這5地均高于均值，其他節點市縣均低于均值。在限制度方面，哈爾濱、安達、大慶、齊齊哈爾和肇東這5地均低于均值，其他節點市縣的限制度較高，大于均值。由此可見，哈齊高鐵沿線市縣在整體網絡中的冗余程度低，在網絡中處于核心地位，具有結構洞的優勢，而哈牡綏和哈佳高鐵沿線的節點市縣的冗余度相對較高，對于處于結構洞優勢地位的市縣有較高的依賴性，這些市縣受地理區位和經濟發展條件的影響，在高鐵沿線市縣的競爭中處于相對弱勢的地位。

4.2.4 核心—邊緣模型

利用核心—邊緣模型根據節點市縣的高鐵聯系強度，將其分為核心節點與邊緣節點。哈爾濱、尚志、海林、牡丹江、穆棱、安達、大慶和齊齊哈爾為核心節點，綏芬河、賓縣、方正、依蘭、佳木斯和肇東為邊緣節點。從節點城市的核心度來看，哈齊高鐵沿線節點市縣最高，哈牡綏線次之，哈佳線節點市縣最低。核心節點多為地級市或空間位置位于兩個地級市之間，受到地級市的雙向輻射，資源要素流通快，經濟實力較好。處于邊緣區多為地理或交通區位條件較差的節點。綏芬河處于黑龍江省東部邊緣，是黑龍江省的對俄貿易口岸，在空間距離上距哈爾濱和牡丹江都較遠，受到的輻射能力小，空間聯系性較差。哈佳高鐵沿線市縣與黑龍江省西部和南部的交通連接性較差，在區域發展中處于邊緣地位，這一狀況或在牡佳高鐵建成通車后得到改善。肇東為哈齊線沿線城市，該線路上有3個地級市，肇東不僅會受到大城市的輻射作用，也會受到大城市的“吸血”現象，從而使其與其他節點的空間聯系相對較弱。在對核心區與邊緣區的密度測算中，核心區內節點市縣的空間聯系密度為0.946，聯系程度非常緊密，資源要素流動自由，可以產生空間溢出效益，核心區與邊緣區節點市縣的聯系密度為0.667，聯系密度較為緊密，邊緣區內部節點城市的聯系密度為0.567，聯系強度較差，節點之間的交流較少。

4.2.5 凝聚子群

采用迭代相關收斂法對黑龍江省高鐵站點市縣空間聯系進行非重疊性聚類分析，得到圖2的凝聚子群樹狀圖，將研究區域分為東、西、南三個子群，分別為賓縣—方正—依蘭—佳木斯子群、安達—大慶—齊齊哈爾子群、海林—牡丹江—穆棱—綏芬河子群，而哈爾濱和尚志兩地與其他節點市縣聯系較弱。研究區域的空間聯系與市縣的地理區位存在一定的相關性，同一子群的市縣均由同一高鐵線所串聯，高鐵的時空壓縮效應顯著，地理距離較近的市縣互動頻繁，更容易形成空間組合。子群內部市縣的聯系性強，要素流動性好，交流與合作更為密切。各子群內部都包含黑龍江省經濟較為發達的地級市，如佳木斯、齊齊哈爾、大慶和牡丹江，它們具有較強的資金、技術、人才等發展要素，可以帶動子群內周邊地區的發展，促進黑龍江省整體的經濟發展，助力東北振興。

圖2 黑龍江省高鐵網絡凝聚子群

5 結論與討論

本文通過利用社會網絡分析方法及有關指標從高鐵日運營頻次角度對黑龍江省高鐵線路的空間網絡格局進行綜合分析評價，研究高鐵對黑龍江省城市之間的輻射能力影響情況，并根據各節點市縣在網絡中的地位和作用，結合研究區域實際情況，提出相應優化建議，所得結論如下。

(1)黑龍江省高鐵的開通極大的提高了各市縣的空間聯系強度，各市縣之間資源、信息和人才等要素的流動加快，產生“時空收斂”效應。黑龍江省各節點對的空間聯系可以分為五級，高鐵空間聯系強度呈現出“一主兩副”態勢，哈齊線沿線空間聯系強度最高，發展要素流通性好，可以帶動黑龍江省的經濟發展；哈佳線和哈牡綏線為兩條副軸，溝通了黑龍江省東部和南部市縣的空間交流，有利于促進黑龍江省的區域一體化與協同發展。

(2)黑龍江省城際高鐵網絡的密度高，離散程度較小，空間聯系強，中心性以哈爾濱為中心向外圍遞減，整體資源要素的空間集聚作用略強于輻射作用。哈爾濱作為黑龍江省的交通中樞，其中間中心度位列第一，不僅吸引資源要素集聚，同時承擔著中介的功能，成為資源和要素的重要中轉站，可以帶動子群內周邊地區的發展，實現資源要素最大化最合理的流動，拓展同省效應，拉動內需，對整個黑龍江省的經濟發展起到至關重要的作用。

(3)哈爾濱、安達、大慶、齊齊哈爾和肇東的結構洞優勢明顯，冗余度低，對其他節點的依賴性低。核心—邊緣分析中，核心區多集中在哈齊線和哈牡綏線節點市縣，哈佳線沿線市縣多處于邊緣地位。高鐵有效縮短了節點之間的時空距離，地理距離較近的市縣互動頻繁，更容易形成空間組合。目前黑龍江省可分為東、西、南三個子群：賓縣—方正—依蘭—佳木斯子群、安達—大慶—齊齊哈爾子群、海林—牡丹江—穆棱—綏芬河子群。子群內部市縣的聯系性強，要素流動性好，交流與合作更為密切。

(4)基于黑龍江省空間聯系強度及各節點城市在網絡中的作用和地位，并綜合考慮黑龍江省城市經濟發展的現狀，提出空間網絡結構的優化建議，主要有：發揮哈爾濱市龍頭帶動的核心作用和區域中心城市的輻射作用；利用核心區節點的地位和作用，打造多核心經濟圈；整合資源要素，打造區域專項產品從而推進城際高鐵網絡建設，注意主題功能分區，分類發展，培育“高鐵+其他產業”新業態，加速城市化，從而促進黑龍江省整體的經濟發展，助力東北振興。