京津冀高鐵網絡社會效益分析

王 勇， 邸曉新， 高 偉， 康學建， 王興舉

(1.中國鐵路北京局集團有限公司,北京 100038;2.中國鐵路設計集團有限公司,天津 300308;3.石家莊鐵道大學 國際學院,河北 石家莊 050043)

一、引言

高速鐵路作為國民經濟發展的重要支撐，在經濟和社會發展中起著舉足輕重的作用。目前我國已基本建成以“四縱四橫”為骨架的全國快速客運網。高鐵作為國家戰略基礎設施，建設投資巨大，運營支出高昂，直接經濟收入低，單純依靠高鐵投入—收益指標來評價高鐵的效益并不科學合理。因此，評判高鐵產生的效益不僅要從經濟指標出發，更應考慮其社會效益。

首先，高鐵建設能帶來巨大的經濟效益和社會效益，促進產業結構優化。對于經濟效益，徐玉萍研究了在金融危機背景下，投資和建設高鐵在三方面對區域經濟的促進作用：擴大內需、增加就業和促進 GDP 增長[1]。高鐵建設對中國城市經濟的影響存在顯著的空間溢出效應[2]。研究發現開通高鐵對工業企業集聚程度的提高具有顯著的拉動作用，這種拉動作用會隨著高鐵數量的增加而加強，高鐵對人口規模小于50萬城市制造業集聚影響最為顯著[3]。其次，高鐵建設和高鐵站等級提升有利于推動中國城市經濟增長，同時高鐵建設對城市經濟增長率的影響大于對城市經濟發展水平的影響，例如京滬高速鐵路能夠通過市場化運營滿足自身經濟效益，并貫徹新的發展理念，同步實現經濟總量的增長和結構的優化[4]。對于社會效益，丁瑤等人通過對比分析發現鐵路提速可以給企業帶來顯著的內部和外部效益增加，進而說明實施提速戰略可以帶來明顯的社會效益[5]。部分學者認為高鐵線路能夠對沿線發展較為滯后的區縣的勞動力進一步分配，使其流向就業機會、待遇更加良好的地區[6-7]，如津保高鐵沿線區縣的就業密度略微下降，天津和保定主城區2015—2017年就業密度分別上升了3 000人/km2和4 000人/km2[8]。對于產業結構優化，高鐵對經濟社會結構轉型產生積極影響[9]，高鐵建設抑制了第一產業的增長，但促進了第二產業和第三產業的勞動要素投入和產出增長[10-11]。

2018年中國19個城市群GDP合計79.3萬億元，以25%的土地承載了75.3%的人口，創造了占全國88.1%的GDP，其中五大城市群GDP超過全國GDP總額的50%，占19個城市群GDP總額的61.2%，形成城市群經濟增長極[12]。而高速鐵路網對城市群發展起到重要影響，高速鐵路重要城市節點之間的通達性，與城市政治、經濟定位等相匹配[13]。高鐵建設使城市群平均網絡密度提高，讓更多的城市更快地進入核心子群，提高城市群向優化狀態演化的速度[14]。同時，高鐵能夠帶動區域協調發展，加快區域經濟一體化進程，并且通達性成為高鐵影響區域經濟一體化的重要中介[15]。Yuk-shing Cheng等人對比了歐盟和我國的高速鐵路，研究得出其經濟集聚效應是伴隨著促進區域經濟發展和競爭力的提高而產生的[16]，并且高鐵的開通有利于經濟發展梯度效應的實現，推動區域經濟的協調發展[17]。高速鐵路發展使得沿線區域相對于非沿線經濟集聚有所減弱。其中，對沿海縣影響要明顯小于內陸縣，進一步影響縣域集聚格局[18]。因此高鐵網絡直接影響區域發展戰略和區域政策制定[19]。

綜上所述，高鐵網絡建設帶來的效益是顯著的，但是還缺乏統一的指標體系對高鐵網絡發展的社會效益進行有效評價分析。因此，本文構建京津冀高鐵社會效益分析指標體系，進行社會效益分析。通過2009—2020年京津冀高鐵網絡建設運營階段的投入資本和產出效益，利用改進的C2R模型分析網絡效益和規模效益，全面分析高鐵的社會效益。

二、高鐵網絡社會效益指標體系構建

評價高速鐵路網絡的社會效益需要優先確定評價指標，以便為數據的篩選和計算提供基礎。目前針對高鐵社會效益評價體系和影響因素的研究很多，但是還沒有形成一套固定的篩選方法，且現有研究成果的差別也很大。因此本文結合已有的評價體系，依據京津冀高鐵網絡的實際情況，將評價指標體系分為投入指標和產出指標兩個層次，一級指標和二級指標兩個維度。一級指標表示高速鐵路的作用范圍，二級指標表示高速鐵路的具體作用。

(一)對投入指標的選擇

在科學合理地量化分析高速鐵路對區域社會經濟的影響程度及范圍研究上，將高鐵建設運營成本、相關服務人員、旅客運輸水平和技術研發等投入進一步量化，可以研究高鐵對于社會效益的影響[20]，為本文對研究京津冀高速鐵路的社會效益提供理論依據。本文主要從以下4方面來綜合考慮，共包含對應的6個指標。

(1)高鐵建設運營的投入：就是反映京津冀高速鐵路建設和運營的資金投入，能夠反映對高鐵發展投入的相關指標，包括高鐵的建設成本和運營成本。

(2)高鐵相關服務人員的投入：就是京津冀高鐵相關路局的從業人員數。

(3)高鐵旅客運輸水平的投入：就是京津冀高速鐵路網絡建設和運營的效果情況，能夠反映高鐵對人員流動和資源流通的投入情況，包括京津冀高鐵客運量和旅客周轉量。

(4)高鐵創新和技術研發的投入：就是京津冀高鐵相關研發的資金投入情況。

(二)對產出指標的選擇

依據效益產出的直接主體的不同，產出指標可以分為直接社會效益和間接社會效益兩類。

1.直接社會效益

高鐵的直接社會效益指的是憑借自身的技術和經濟優勢，在建設和運營過程中能直接帶來的、可以被直觀感受到并可被定量化的效益。高鐵的直接社會效益主要包括高鐵的時間效益、環保效益、安全效益和消費者費用效益4個方面[21]。

(1)時間效益。時間決定商品價值量，是一種特殊的資源，因此節約時間可以提高生產效率，價值量的多少取決于旅行者的屬性、出行目的等多因素[22]。高鐵的時間效益指的就是旅行者選擇高鐵相比于選擇其他運輸方式節約的時間所創造的生產價值。

時間效益的計算方法如下：

(1)

式中，A為高鐵旅客周轉量，人·km；M為旅客時間價值，元/(人·h)；V為各種運輸方式的平均旅行速度，km/h；c,d為公路與民航承擔的旅客運輸市場份額(分擔率)。

(2)環保效益。在追求“綠色”的國家經濟發展趨勢下，節能環保是高鐵社會效益評價不可或缺的一個指標[23]。環保效益是指完成相同運輸距離的情況下，高速鐵路比其他運輸方式節約的環保成本。

(3)安全效益。對于乘客來說，安全是出行的首選因素。鐵路運輸具有較高的安全性能，在安全效益方面遠遠高于公路，也高于民航運輸[24]。安全效益是指完成相同運輸里程，高鐵與其他運輸方式相比節約的安全成本。

(4)消費者費用效益。鐵路具有很強的公益性，鐵路運輸價格嚴格受國家的管制，一直處于明顯低于市場標準的水平，低廉的運價為人們節省了費用[24]。消費者費用效益是指完成相同運輸里程，高鐵比其他運輸方式節約的費用支出。

環保效益、安全效益和消費者費用效益計算方法如下：

(2)

式中，A為高鐵旅客周轉量，人·km；c,d為公路與民航承擔的旅客運輸市場份額(分擔率)；i為高鐵效益，i=β,α或δ；β為不同運輸方式的環境污染單位成本，元/(人·km)；α為不同運輸方式的事故單位成本，元/(人·km)；δ為不同運輸方式的平均運價率，元/(人·km)。

2.間接社會效益

高鐵的間接社會效益指的是高鐵在建設運營過程中，項目本身并未得益，但是對國民經濟和社會的其他行業帶來了巨大的收益。

(1)經濟指標。沿著高鐵線路需要一系列站點和相應的設備設施等，同時帶動沿線餐飲住宿、貨物運輸和人員流動等方面的發展，加快京津冀地區的經濟發展。所以本文選取的經濟指標就是對生產總值的拉動值。

(2)產業結構指標。高速鐵路的建設與運營將帶動周邊產業結構調整，實現資源優化。根據鐵路經濟規劃研究院、國家統計局發布的《鐵路建設投資對國民經濟拉動作用的計算分析》，整理得到高鐵建設可以拉動京津冀地區第二產業和第三產業發展。孫婷研究了客運專線對區域內沿線城市發展的作用，結果表明其在調整產業結構等方面起到了積極的作用[25]。本文選取高鐵的開通對第二產業的拉動量和對第三產業的拉動量兩個指標。

(3)居民生活指標。高鐵的開通和運行促進京津冀地區的工業產值增加和經濟的發展，提高京津冀地區居民收入和生活水平，所以會提升京津冀地區城鎮化水平。本文選取地區城鎮人口比例作為輸出指標。

(4)創新指標。高鐵建設和運營是我國科技發展的集中表現，代表著科技水平轉化為生產力的能力。陳春陽等從區域經濟影響方面對客運專線社會效益進行了研究，得出了客運專線在促進高新技術產業等方面發揮著巨大的作用[26]。本文選取高鐵科技貢獻率作為創新指標。

(5)區域發展指標。隨著高速鐵路網絡的建設與發展，京津冀區域經濟一體化將得到進一步加強和深化，實現資源多方面的流動，是高鐵網絡效應的有力體現。吳昊以京津城際客運專線為研究對象，指出京津城際客運專線推進北京和天津一體化進程[27]。本文選取京津冀區域經濟一體化指數作為輸出指標。

劉博運用定量和定性結合的方法對高鐵社會效益的構成和評價指標體系進行研究[21]，為本文建立京津冀高鐵網絡社會效益評價指標體系提供依據。綜上所述，京津冀高鐵網絡社會效益的評價指標如表1所示。

表1 京津冀高鐵網絡社會效益評價指標

三、社會效益評價指標計算

(一)投入指標取值

投入指標包含高鐵建設成本、高鐵運營成本、路局的從業人員數、高鐵客運量、旅客周轉量和研發機構R&D經費支出。本文選取2009—2020年京津冀高鐵建成運營區域的指標數據，數據如表2所示。數據來源于中國統計年鑒、北京統計年鑒、天津統計年鑒和河北統計年鑒等。

表2 投入指標取值

(二)產出指標取值

1.直接社會效益評價指標取值

(1)時間效益。首先通過查找京津冀地區旅客人均可支配收入和每月的工作時長，確定旅客時間價值。各運輸方式市場分擔率可通過航空、公路和鐵路客流量計算得出。通過中國民航局網站發布的數據，得到京津冀地區的航空客流量變化，根據《國家干線公路交通量手冊》，得到京津冀地區高速公路歷年運輸的客流量。根據公式(1)，得到高鐵時間效益值如表3所示。

(2)環保效益。計算環保效益值要首先確定β值，此處把參與交通運輸部關于各運輸方式污染成本的研究課題結論應用到本文，其中高鐵的環境污染單位成本為0.035元/(人·km)，航空的環境污染單位成本為0.183元/(人·km)，公路的環境污染單位成本為0.132元/(人·km)。依據公式(2)計算得高鐵環保效益值，如表3所示。

表3 直接社會效益評價指標取值 億元

(3)安全效益。計算安全效益值要首先確定α值，依據交通運輸部關于各運輸方式社會成本的研究課題結論，高鐵的事故單位成本為0.01元/(人·km)，航空的事故單位成本為0.0074元/(人·km)，公路的事故單位成本為0.0644元/(人·km)。將上述值代入式(2)中，得到高鐵安全效益值，如表3所示。

(4)消費者費用效益。根據目前京津冀區域高鐵票價、座位數之比等相關參數，加權平均計算得到運價率為：0.45元/(人·km)。根據《民航國內航空運輸價格改革方案》以及各地交通運輸廳、物價局關于民航和公路票價制定的最新規定，兩種運輸方式的平均運價率分別為0.75元/(人·km)和0.30元/(人·km)。將上述值代入式(2)中，得到如表3所示的結果。

2.間接社會效益評價指標取值

根據上述關于指標取值的論述，間接社會效益評價指標有6個：生產總值拉動量、第二產業拉動量、第三產業拉動量、城鎮人口比例、高鐵科技貢獻率和京津冀區域經濟一體化指數。本文選取6個間接社會效益評價指標2009—2020年的數據進行研究。表4為間接社會效益評價指標取值結果。

表4 間接社會效益評價指標取值

四、京津冀高鐵網絡社會效益分析

(一)模型運算

以京津冀2009—2020年12年間輸入指標和輸出指標數據作為決策單元代入改進的C2R模型，利用MATLAB程序求解分析得到運行結果。如表5所示，改進的C2R模型計算得到的京津冀高鐵網絡在2009—2020年的相對效率值均大于1，說明這12年的投入與產出均達到有效配置。

表5 改進的C2R模型計算結果

續表

(二)效益分析

從整體上看，2009—2020年的相對效率值均大于1，表示京津冀地區高鐵的投入相對于社會效益的產出超過了100%，投入與產出均達到有效配置。2010—2019年相對效率值較低，且呈平穩狀態，說明了京津冀高鐵網絡帶來的社會效益呈現出波動變化的趨勢。高鐵產生的社會效益不隨基礎設施投資的增加而增加，而是與投入運營的鐵路線路成緊密聯系。由于基礎設施投資和產業研發資金投入的時間效果具有滯后性，相同時間節點的投入與產出不具有等效性，這導致每年的社會效益波動變化。而交通設施的投入帶來的效能相對落后于經濟社會的迅速發展，此時在數據上表現為相對效率值的下降[24]。

以2013年為例分析當年社會效益。對于投入分析：2013年京津冀高鐵建設成本、運營成本、高鐵客運量、旅客周轉量和研發機構R&D經費支出分別投入過剩980.07億元、1.09億元、2 656.36萬人、23.55億人公里和3.87億元。這說明在2013年減少上述四項投入，同樣可以保證產出不變。對于產出分析：投入不變的情況下，在直接社會效益方面還能使高鐵時間效益、安全效益和消費者費用效益分別提高10.93億元、0.03億元、0.02億元，在間接社會效益方面還能分別拉動地區生產總值和第三產業值30.18億元、7.61億元，城鎮人口比例和京津冀區域經濟一體化程度分別提高18.04%、20.63%。

從2016—2019年相對效率值變化可以看出,京津冀地區高鐵帶來的社會效益趨于平穩，而且維持在相對較低的水平。主要是因為在這段時間內，高鐵的持續建設導致投入很高，與此同時產出也沒有突破性增長。2020年相對效率值最高，主要得益于京張高鐵、京雄城際鐵路等相繼開通,高鐵路網規模大幅提升，因此得到了良好的收益。由于2020年疫情的影響，導致高鐵客運量和旅客周轉量斷崖式下跌，輸出指標中的直接效益也因此受到很大影響。但是此時高鐵對于京津冀地區GDP、第二產業和第三產業的拉動作用已經充分體現，三個輸出指標值仍然在不斷上漲，所以2020年相對效率值達最高。

(三)規模分析

通過構建京津冀高鐵網絡規模收益模型計算出規模效益值，根據規模收益的原則，規模收益值與規模遞增效益呈現負相關性。2009年、2010年、2011年、2014年和2020年的規模收益值小于1，表示規模收益都處在遞增的狀態，說明京津冀地區高鐵建設運行的投入和產出效果良好。其他年份的規模收益值大于1，表示規模收益都處在遞減的狀態，即在原有基礎上再增加投入不會使產出的比例增加。對于規模效益值的變化趨勢，大體上呈現出先增加、增到最大值后開始減少、最后趨于1的走勢，隨著客流培育完全，社會效益逐漸顯現。

2009年的規模收益值最小，即規模收益最大，說明剛剛開通京津冀地區的高鐵具有很大規模的效益遞增空間。高鐵在2009年處于建設的起步階段，在高鐵建設和運營上具有較大的投入，然而高鐵的收益明顯具有時空滯后性，高鐵前期的建設和運營投入需要一段時間才能顯現出來，這些效益具有累積作用，因此，2009年京津冀地區的高鐵具有很大規模的效益遞增空間，并且如果在原有的基礎上適當的增加投入，可以帶來更高比例的產出。

2012年規模收益值最大，且規模收益值大于1，表示規模收益都處在遞減的狀態，說明京津冀地區高鐵建設運行的投入和產出效果并不理想。從整體上看，規模收益值在2012年達到臨界值2.07時，開始走向遞減的趨勢，說明高鐵的建設和運營投入越來越高，但是高鐵的社會效益并沒有完全體現，因此2012年京津冀地區的高鐵具有極小的規模的效益遞增空間。

五、結論

本文從高鐵建設及運營的社會效益問題出發，以京津冀高鐵網絡為研究對象，構建高鐵網絡效益分析模型，通過改進的C2R模型分析其投入產出效益和規模效益。

通過研究和分析，得到的研究成果如下：

(1)京津冀高鐵網絡具有良好的社會效益。根據構建的改進C2R模型,從多角度分析社會效益投入和產出設定指標，得出2009—2020年的相對效率值均大于1，評價模型具有良好的有效性。這說明京津冀高鐵網絡隨著建設和運營里程的增多，取得了良好的社會效益，在時間效益、安全效益、消費者費用效益和對地區經濟發展的拉動等方面起到了顯著作用。

(2)京津冀高鐵在網絡形成初期和網絡成熟期具有更高的規模收益。京津冀高速鐵路建設從2009年開始逐漸形成網絡，網絡效應逐漸增強，在網絡形成的初期(2009—2011年)規模效益隨著鐵路系統的建設逐漸增加，鐵路系統建設取得了良好效果。與此同時，在高鐵網絡建設成熟期，隨著投入的減少，效益產出日漸突出，規模效益也愈發凸顯。

(3)優化高鐵投入結構和產出效率有利于充分發揮高鐵網絡的社會效益。高鐵投資數額較大，同時具有滯后性的特點，導致高鐵網絡社會效益受影響較大。因此，應合理規劃高鐵投資結構和投入成本，系統地分析高鐵網絡的建設與運營，優化產出結構，充分發揮高鐵線路的網絡特性，擴大影響范圍，提高產出質量。