長吉城際鐵路對區域經濟發展的影響研究

王玉賀，趙俊，榮文竽

(1.大連交通大學 交通運輸工程學院，遼寧 大連 116028；2.吉林鐵道職業技術學院，吉林 吉林 132200)

隨著我國高速鐵路建設的快速發展，區域性交通運輸體系日趨完善，對區域內經濟要素的流動產生重要影響.因此，系統地分析高速鐵路對區域經濟產生的影響及程度，對優化交通運輸系統資源配置，合理規劃高速鐵路的運輸能力，促進沿線地區的經濟發展具有十分重要的意義.

各國學者在高速鐵路對區域經濟影響方面的研究比較籠統，主要集中在研究高鐵的建成在不同程度上對區域經濟發展的影響.Vickerman[1]通過分析歐洲高鐵沿線城市可達性和高鐵客流量，得出的高鐵建成對主要城市間中間區域的經濟影響不太明顯，沒有達到縮小區域交通可達性差異的目標.方大春等[2]認為高速鐵路對中國城市空間結構具有深遠的影響，高鐵的建成可顯著提高城市間的引力和交通通達度，并且對省會大城市的改善效果優于中小城市的.張正[3]以南昌到九江這段城際鐵路為例，建立了“節點城市”“沿線地區”“區域整體”三個方面的影響指標體系，得到高鐵建設能夠加強沿線城市間交流，提高城市可達性、改變空間結構、提升區域整體經濟水平的結論.高永宏[4]提出濟青高速鐵路的開通很大程度上將帶動沿線地區經濟的發展.

不同區域高速鐵路的建成對區域間經濟聯系的影響有所不同，對區域的發展程度、資源稟賦、經濟水平、產業布局等空間可接近性和經濟結構都有不同的影響[5].高鐵的建設不能直接的改善區域經濟發展狀況，而是通過融合其他多種因素對產業結構帶來積極影響，從而促進周邊經濟發展.所以說高鐵建設對不同經濟發展程度的區域影響不同.

長吉城際鐵路(長春到吉林市城際間的高速鐵路客運專線)是東北地區第一條城際鐵路，它的開通實現了客貨分離，提升了兩個城市的可達性，拉近了吉林中部城市群與其他地區的距離，推動了經濟的發展.本文將欠發達地區吉林省的長春市與吉林市作為研究區域，對比分析長吉城際鐵路的開通運營對長春、吉林兩地經濟所帶來的影響，利用系統動力學方法進行指標的選取，通過VENSIM軟件對其影響程度進行測算，進而豐富高速鐵路對欠發達區域經濟影響的相關理論和實踐.

1 系統動力學模型的構建

1.1 指標選取

隨著高鐵線路的開通，區域間的可達性增強，人流顯著增加，對區域內的服務業、旅游業等行業的發展影響最為明顯.在模型的設計中，針對第一、第二、第三產業的增長，除了產業投資、從業人數以及客貨運周轉量的影響外，還將三個產業的其他促進因素作為一個輔助變量考慮進去，其他促進因素主要指長吉地區的政府政策對農業、制造業、服務業等相關行業的扶持.通過構建以上變量間的關系，依托相關理論基礎，能夠進一步完善整個模型，為后續的研究分析做準備.分析認為，長吉城際鐵路的開通不僅對區域的交通發展產生一定促進作用，而且對區域內三個產業的發展帶來積極影響，進而提升長吉地區的經濟總量，因此在選取變量時將經濟層面和交通運輸層面的指標參數也考慮進去.其中在經濟層面選取了長吉GDP、長吉三個次產業GDP、長吉三個產業總投資額、GDP年增長量等相關的指標；在交通運輸層面將長吉地區鐵路客運及貨運周轉量、長吉高鐵運營里程作為選擇的指標.將選取的變量進行流圖的繪制，進而構建系統動力學模型.將模型中每個指標所代表的變量含義進行分類表述，見表1.

表1 模型變量分類及表述

1.2 模型系統設計

系統動力學中的變量間存在復雜的因果關系，通過流圖的構建直觀地找到各個子系統及因果回路，最終確定每個變量存在的關系.在整個模型中，因果關系圖能最簡潔地體現存量與流量間的因果關系[6].每一個回路中包含的變量通過連接體現不同的因果關系.當變量或屬性的增加導致同一變量或屬性增加更大時，就會出現正反饋.一般地，正反饋回路會增強該回路中所有變量的偏離程度，讓變量間的關系更加顯著，正相關程度也更加強烈[7].

存量流量圖也叫作流圖，相比于因果關系圖，流圖能夠將存量與流量間的邏輯結構關系的基本方面很好地表達出來，同時能夠分辨每個變量的性質.

(1)因果關系圖

結合所選取的變量以及模型的需要，在因果關系圖的設計中，主要將長吉地區的經濟總值、長吉地區三個產業產值、長吉地區交通需求、長吉地區運輸供給、長吉地區三個產業的從業人數等指標相結合，通過各指標關系的建立，最終構建長吉地區經濟與交通狀況的因果關系圖，見圖1.

圖1 長吉地區經濟與交通狀況因果關系圖

(2)存量流量圖

通過對因果反饋圖的設計，進一步來改進流圖的整體結構.流圖涉及與長吉區域經濟及長吉地區交通狀況相關的因素及變量，因此，在設計過程中需要將這些變量添加進去，進一步來完善整個結構.

針對第一、第二、第三產業的增長，除了產業投資、從業人數以及客貨運周轉量的影響外，還將三個產業的其他促進因素作為一個輔助變量考慮進去，其他促進因素主要指長吉地區的政府政策對農業、制造業、服務業等相關行業的扶持.通過構建以上變量間的關系，依托相關理論基礎，能夠進一步完善整個模型，為后續的研究分析做準備.

針對長吉城際鐵路的實際狀況以及系統動力學的特點，本文構建了長吉城際鐵路區域經濟發展流圖，見圖2.

圖2 長吉城際鐵路-區域經濟發展存量流量圖

2 系統動力學模型的檢驗

2.1 模型參數設計

方程變量中小部分輔助變量利用VENSIM中的表函數來確定，如模型中的居民消費水平、長吉地區總人口、三個產業促進因素等，將這些指標的歷年數據直接通過表函數，輸入模型的變量中.

模型中大多數變量的參數是通過計量統計學軟件，建立多元線性回歸方程來確定的.對長吉GDP增長量、長吉地區三個產業增長量，運用對數回歸法來設計方程中的參數，通過多元線性回歸來確定“有”“無”高鐵情況下，長吉鐵路客運周轉量中總人口數對客運周轉量的刺激系數、消費水平對客運周轉量的刺激系數、調整系數；確定“有”“無”高鐵情況下，長吉鐵路貨運周轉量中長吉GDP對貨運周轉量的刺激系數、調整系數；確定“有”“無”高鐵情況下，長吉地區各產業投資中長吉各產業投入系數及高鐵里程對各產業的刺激系數.

在對構建的模型進行檢驗的過程中，需要對方程及參數進行調試，使得后續的仿真最優化.最終模型方程中相關的參數估計值見表2.

2.2 模型檢驗分析

對長吉GDP、長吉GDP1、長吉GDP2、長吉GDP3這4個變量進行歷史性檢驗.這4個變量在模型中均為水平變量，且均為后續仿真中的分析對象，同時也是長吉城際鐵路與區域經濟影響關系的重要指標.在歷史性檢驗中，選取2003年作為起始年份，并將相關變量的初始值輸入，得到的檢驗分析表見表3.

表2 參數估計值統計表

表3 長吉4個變量數值分析表

歷史性檢驗是將仿真后得到的歷年數值與歷年的真實值做比較，對兩者的絕對誤差值進行檢驗，若兩者的絕對誤差低于5%，表明該模型通過了歷史性檢驗[8]；若高于5%，則表明該模型未通過歷史性檢驗，進而繼續對模型進行調試及修改.依據上述的歷史性檢驗方法，從表3的數據及計算可以得出，長吉GDP的平均絕對誤差為2.48%，長吉GDP1的平均絕對誤差為2.39%，長吉GDP2的平均絕對誤差為2.1%，長吉GDP3的平均絕對誤差為2.86%，其數值均低于5%，即4個變量均通過了檢驗，模型的構建較為合理，可以進一步進行仿真分析.

3 “有”“無”長吉城際鐵路情況下的區域經濟發展仿真分析

3.1 相關指標對比分析

選取長吉GDP、長吉GDP1、長吉GDP2、長吉GDP3作為仿真分析對象，通過VENSIM軟件來模擬4個指標在“有”“無”長吉城際鐵路前提下的變化情況.各指標的仿真對比圖見圖3.可以看出，2003—2010年，各指標在兩種情況下的走勢相同；2010—2018年,長吉GDP、長吉GDP2、長吉GDP3這三個指標的走勢分離較大，且分離絕對值逐年遞增，即“有”長吉城際鐵路的曲線狀態明顯高于“無”長吉城際鐵路時的狀態.圖形的走勢分析可以發現，長吉城際鐵路在開通運營后，極大地促進了長吉地區第二產業與第三產業及長吉區域的整體經濟水平，同時也推動了經濟結構、交通運輸、區域就業等多方面的優化配置，與經濟發展形成正反饋，作用于GDP這一經濟指標，使其增長速率呈遞增態勢，導致“有”“無”長吉城際鐵路情況下各指標的分離絕對值逐年遞增，進一步促進長吉地區經濟發展.相比而言，長吉GDP1的分離程度較小，說明長吉城際鐵路對第一產業經濟發展的促進作用較小.

(a) 長吉GDP圖3 “有”“無”長吉城際鐵路情況下四種仿真對比圖

(b) 長吉GDP1

通過預測2020、2021年的長吉地區人口、各產業促進因素，進一步仿真2020、2021年的GDP數據.預計長吉地區GDP總量于2021年突破萬億大關，2020年GDP為9 686.47億元，2021年GDP達10 016.3億元.仿真結果見圖4.

圖4 長吉GDP仿真結果圖

3.2 相關指標貢獻率測算

為了能夠更清晰地分析長吉城際鐵路的開通對區域經濟的影響程度，引進貢獻率概念，用來評價經濟收益高低程度.貢獻率=累積直接效益/累積經濟總值[9]，通過對該指標的測算，能夠更有效地分析長吉城際鐵路對區域各經濟發展的作用程度.經過測算及整理，各指標歷年貢獻率見表4.

表4 長吉城際鐵路對GDP的歷年貢獻率

長吉城際鐵路自開通以來對長吉地區的經濟均產生促進作用，其中長吉城際鐵路對長吉GDP1的貢獻度較小，在2011—2018年間，貢獻率最大值僅為2.01%；相比之下，長吉城際鐵路對長吉GDP2的貢獻度最高，在2018年，其貢獻率達到8.74%，與2011年相比，貢獻率提升了7.26%，第二產業的增長速率顯著增強，2011年長吉GDP3的貢獻率為0.88%，隨著運營年限的增加，2018年其貢獻率達到6.59%，提升了5.71%.截至2012年，長吉城際鐵路為長吉地區各產業GDP帶來的經濟效益分別為14.01億元、398.99億元、281.88億元；這也使得沿線周邊的三個產業經濟總值會有相應地增長.

4 結論

本文結合長吉城際鐵路實際，進行系統動力學模型的構建，分析長吉城際鐵路對區域經濟發展的影響，通過仿真對比發現：

(1)相比于發達地區，長吉地區的經濟特征是第一產業占比小，第二、三產業占比較大，開通高鐵具有可行性和必要性.

(2)各產業的貢獻率測算表明，長吉城際鐵路的開通對第二、第三產業的貢獻程度最大，為長吉地區帶來的經濟效益也最為顯著.測算數據表明，長吉城際鐵路的建成，優化了長吉地區的產業結構，增加了沿線周邊的經濟收益，同時促使地區經濟平穩增長.