趙 娟，林曉言

（北京交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100044）

運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)理論認(rèn)為，交通運(yùn)輸是重要的區(qū)位影響因素，當(dāng)工業(yè)化達(dá)到高技術(shù)發(fā)展階段，充分、高效的運(yùn)輸體系將成為經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步增長(zhǎng)的背景條件，即運(yùn)輸?shù)乃皆谀撤N程度上制約著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平[1]。

京津城際鐵路連接北京、天津兩大直轄市，是北京、天津兩大站點(diǎn)之間的快速客運(yùn)系統(tǒng)，是京津一體化規(guī)劃中解決交通問(wèn)題的重要措施和手段。京津城際鐵路由北京南站東端引出，沿線設(shè)北京南、亦莊、永樂(lè)、武清、天津5個(gè)車(chē)站，全長(zhǎng)115 km，全線單程運(yùn)行時(shí)間在30 min以?xún)?nèi)。由于城際軌道交通具有快速、高效、舒適、準(zhǔn)點(diǎn)、公交化等特點(diǎn)，它的出現(xiàn)必然會(huì)使城際之間交通出行分布形態(tài)和交通結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生顯著帶動(dòng)作用[2]。而京津城際鐵路作為我國(guó)第一條時(shí)速350 km的高速鐵路，必然對(duì)沿線經(jīng)濟(jì)及鐵路行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。

1 京津城際鐵路對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響

1.1 分流城際客流，緩解貨運(yùn)壓力

連接京津間的既有鐵路運(yùn)輸通道為京山線，京津段為京山、京滬鐵路干線的共用段，是我國(guó)鐵路網(wǎng)中的重要干線，主要承擔(dān)東北、華北、華東間的客貨交流，線路能力緊張。目前，京山線京津間開(kāi)行旅客列車(chē)49對(duì)。北京鐵路樞紐是我國(guó)大型鐵路樞紐之一，銜接京九、京山、京滬、京秦、京包、京原、豐沙、大秦、京通、京承十大干線；天津鐵路樞紐銜接京山、京滬、津薊、京九四大干線。

京津地區(qū)是我國(guó)鐵路運(yùn)輸較發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，近幾年旅客對(duì)于快速客運(yùn)的需求迅猛增長(zhǎng)。為滿(mǎn)足旅客運(yùn)輸需求，同時(shí)受到線路能力的制約，造成貨運(yùn)量的減少。隨著京津城際鐵路的開(kāi)通，不僅可以將既有線上大部分客流轉(zhuǎn)移到京津城際鐵路，而且可以充分利用既有線能力發(fā)展貨物運(yùn)輸，迅速形成高速度、大能力、安全暢通的貨物運(yùn)輸通道，從而適應(yīng)日益增長(zhǎng)的貨物運(yùn)輸需要。另外，京津城際鐵路使北京—天津間旅行時(shí)間縮減至30 min，從而減少了京津間私家車(chē)的流量，大大緩解了京津高速公路的交通壓力，使京津之間的公路貨運(yùn)效率明顯提高。尤其是在運(yùn)輸高峰時(shí)期，通過(guò)加大列車(chē)密度，為旅客提供更加快捷、方便的服務(wù)。因此，京津城際鐵路從根本上改變了目前運(yùn)輸通道的運(yùn)力緊張狀況，改變了運(yùn)輸通道沿線地區(qū)“乘車(chē)難、運(yùn)貨難”的局面，真正做到客貨運(yùn)輸?shù)臅惩?，促進(jìn)了沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1.2 縮短旅客在途時(shí)間，創(chuàng)造間接經(jīng)濟(jì)效益

旅客單位時(shí)間價(jià)值是城際軌道交通經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的一個(gè)重要參數(shù)，計(jì)算方法按人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值計(jì)算，這種方法從國(guó)家整體利益出發(fā)，考慮旅客的時(shí)間價(jià)值。2007年，北京、天津的人均GDP分別為56 044元、47 972元，沿線從業(yè)人員年人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值為52 008元，單位時(shí)間價(jià)值約26元/h。不同收入階層的旅客對(duì)乘車(chē)方式的選擇不同，城際客流的時(shí)間價(jià)值按沿線從業(yè)人員單位時(shí)間價(jià)值乘以旅客時(shí)間價(jià)值換算系數(shù)計(jì)算。從既有鐵路轉(zhuǎn)移到城際鐵路的時(shí)間節(jié)省效益計(jì)算如下：既有京山鐵路京津段全程運(yùn)行1.25 h，其中京津城際鐵路全長(zhǎng)115 km、運(yùn)行時(shí)間0.50 h，平均每萬(wàn)人公里節(jié)省的時(shí)間價(jià)值為：(1.25-0.5)×旅客單位時(shí)間價(jià)值×104/115(元)。按從業(yè)人員占總客流量的比例為85%計(jì)算，每年旅客時(shí)間節(jié)省效益為：轉(zhuǎn)移的旅客周轉(zhuǎn)量×每萬(wàn)人公里節(jié)省的時(shí)間價(jià)值×85%(元)。

1.3 加快京津都市圈一體化發(fā)展進(jìn)程

根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)規(guī)劃，強(qiáng)化首都的政治、文化中心地位，實(shí)現(xiàn)京津間經(jīng)濟(jì)、資源互補(bǔ)，將逐步實(shí)現(xiàn)“大北京圈”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃。京津城際鐵路的建成運(yùn)營(yíng)，是完成構(gòu)建京津都市圈、城市帶的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工程，打破了行政壁壘，提升了京津兩地的經(jīng)濟(jì)輻射力，京津間人員往來(lái)更加頻繁，京津間異地就業(yè)、異地居住將非常普遍，大大改善了京津間的旅客運(yùn)輸條件，提高了旅客運(yùn)輸質(zhì)量，加快了運(yùn)送速度，拉近了北京、天津間的距離，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)特大城市間資源的共享。從兩大城市的互補(bǔ)性看，雙方都可以從空間結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面獲得好處。

交通運(yùn)輸是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，京津城際鐵路將旅客運(yùn)輸與貨物運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)分離，從根本上解決了京津經(jīng)濟(jì)圈合作的基礎(chǔ)條件。天津在發(fā)展出口加工方面有一定的積累，加上其良好的港口條件，在發(fā)展臨港工業(yè)、面向國(guó)際，以及區(qū)域消費(fèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。北京作為首都，有龐大的消費(fèi)群體，可以帶動(dòng)周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。京津城際鐵路促進(jìn)了兩地人力資源、物資、資金、信息、技術(shù)等資源在京津經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)的流動(dòng)，形成資源互補(bǔ)，發(fā)揮各地比較優(yōu)勢(shì)，加快區(qū)域經(jīng)濟(jì)的共同繁榮和京津都市圈一體化的發(fā)展。

1.4 帶動(dòng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

京津城際鐵路擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，高速動(dòng)車(chē)組的國(guó)產(chǎn)化程度達(dá)到75%以上。國(guó)內(nèi)近200個(gè)單位直接參與該項(xiàng)目，參與企業(yè)有12個(gè)省區(qū)市的140多家，解決了我國(guó)高速鐵路路基、橋梁、無(wú)砟軌道、測(cè)量控制、環(huán)境保護(hù)、減震降噪等重大關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，為我國(guó)高速鐵路建設(shè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展積累了經(jīng)驗(yàn)。

高速鐵路是一項(xiàng)涉及多學(xué)科、多專(zhuān)業(yè)的綜合性先進(jìn)技術(shù)，它涉及電子、信息、材料、機(jī)械、航空、環(huán)保等一系列高新技術(shù)領(lǐng)域[3]，代表著整個(gè)鐵路行業(yè)高新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。所采用的高新技術(shù)通過(guò)科技攻關(guān)、技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，不僅極大地推動(dòng)了我國(guó)鐵路技術(shù)水平的提高，還將帶動(dòng)一大批相關(guān)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而為我國(guó)產(chǎn)業(yè)向高、精、尖方向發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

近年來(lái)，我國(guó)鐵路既有線提速的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為高新技術(shù)在鐵路行業(yè)引進(jìn)消化吸收的自主創(chuàng)新能力提供了有力保障。高速鐵路的技術(shù)發(fā)展，特別是以高速動(dòng)車(chē)組為主的多領(lǐng)域高新技術(shù)發(fā)展，不斷推動(dòng)著與高速鐵路相關(guān)的工程、材料、機(jī)車(chē)及零部件制造、通信信號(hào)設(shè)備生產(chǎn)、計(jì)算機(jī)軟硬件開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，進(jìn)而形成不斷發(fā)展和壯大的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)群。到2012年，將有1.3萬(wàn)km客運(yùn)專(zhuān)線建成投產(chǎn)，對(duì)高速動(dòng)車(chē)組的需求將進(jìn)一步增加。因此，龐大的市場(chǎng)需求將為相關(guān)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展提供有利的產(chǎn)業(yè)化保障。

1.5 減少環(huán)境污染，節(jié)約土地資源

在交通運(yùn)輸能耗結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯變化的前提下，不同運(yùn)輸方式的環(huán)境成本(以單位能耗為標(biāo)準(zhǔn))依水運(yùn)、鐵路、公路、航空的順序遞增(這里的鐵路是指普通鐵路)。如果全國(guó)鐵路的30%置換為高速鐵路，則不同運(yùn)輸方式的環(huán)境成本依鐵路、水路、公路、航空的順序遞增。因此，高速鐵路具有明顯的能源和環(huán)境優(yōu)勢(shì)[4]。

鐵路運(yùn)輸具有低能耗、低污染等特點(diǎn)，對(duì)于改善城市環(huán)境、增加城市環(huán)境容量有著極為重要的作用。城際快速軌道交通通常采用電力機(jī)車(chē)牽引，能夠減少大氣污染。各種交通方式能源消耗與環(huán)境污染比較，軌道交通在能源消耗、人均排放、人均噪聲污染方面是最低的[5]。

京津城際鐵路橋梁占線路總長(zhǎng)的80%以上，沿線多為城市、農(nóng)村人口密集地區(qū)，架設(shè)高架橋梁與普通鐵路相比可節(jié)約1/3的土地，而且由于其強(qiáng)大的運(yùn)輸能力、快速安全等特點(diǎn)，更能促進(jìn)城市人口密集在車(chē)站周?chē)蛙壍纼蓚?cè)，促進(jìn)城市用地的集約化。

2 京津城際鐵路對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響的數(shù)學(xué)建模及評(píng)價(jià)

2.1 數(shù)學(xué)建模

京津城際鐵路對(duì)京津地區(qū)經(jīng)濟(jì)的影響，從根本上增強(qiáng)了運(yùn)輸通道的客貨運(yùn)輸能力，并將進(jìn)一步滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，從而對(duì)京津沿線經(jīng)濟(jì)帶來(lái)推動(dòng)作用。因而，可以從滿(mǎn)足沿線經(jīng)濟(jì)的客貨運(yùn)輸需求角度分析城際鐵路對(duì)沿線經(jīng)濟(jì)的影響。

采用有無(wú)對(duì)比法，考慮在有無(wú)城際鐵路兩種情況下，分別建立模型預(yù)測(cè)京津經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的變化，然后加以對(duì)比分析，預(yù)測(cè)城際鐵路給沿線經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的影響。

首先在城際鐵路建成的情況下，建立回歸模型，分析歷年鐵路的客貨運(yùn)量與京津地區(qū)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)系，得到雙對(duì)數(shù)回歸模型，預(yù)測(cè)城際鐵路修建后，隨著客貨運(yùn)量的增長(zhǎng)，與此相關(guān)的沿線經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。其次，運(yùn)用灰色預(yù)測(cè)模型分析無(wú)城際鐵路的情況下，京津經(jīng)濟(jì)區(qū)按照目前的發(fā)展速度相對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，兩者之間的差值即為城際鐵路對(duì)沿線經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的影響。

2.1.1 非線性的回歸預(yù)測(cè)

根據(jù)運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，干線客貨運(yùn)量對(duì)沿線經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生影響較大，故在城際鐵路建成情況下，選取1995—2007年京津地區(qū)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[6]和客貨運(yùn)量指標(biāo)，采用非線性的回歸預(yù)測(cè)方法，建立雙對(duì)數(shù)回歸方程。

式中：GDP為北京和天津的實(shí)際GDP總和，按1990年不變價(jià)格計(jì)算；H為京津城際間的鐵路貨運(yùn)量；K為京津城際間的鐵路客運(yùn)量；C1,C2,C3為系數(shù)。

經(jīng)Eviews軟件計(jì)算模型參數(shù)后得：

經(jīng)計(jì)算，相關(guān)性系數(shù)R2為0.865 085；杜賓－瓦森統(tǒng)計(jì)量DW為1.409 296。在5%的顯著性水平下該模型可以用于預(yù)測(cè)。

2.1.2 灰色預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)

在城際鐵路未建成的情況下，采用灰色預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)京津間客貨運(yùn)量。灰色預(yù)測(cè)是一種根據(jù)過(guò)去及現(xiàn)在已知的或非確知的信息(灰色信息)，尋找系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律，通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)信息的開(kāi)發(fā)、利用和加工，建立一個(gè)從過(guò)去引申到將來(lái)的GM模型，從而了解系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為和發(fā)展趨勢(shì)，為事物的規(guī)劃決策、系統(tǒng)的控制與狀態(tài)的評(píng)估提供依據(jù)的較為成熟的預(yù)測(cè)方法。

灰色模型所需數(shù)據(jù)量較少，通常只要有4個(gè)以上數(shù)據(jù)即可建模，并且不必知道原始數(shù)據(jù)分布的先驗(yàn)特征，對(duì)無(wú)序序列或服從任何分布的光滑離散數(shù)據(jù)序列，通過(guò)有限次的生成即可滿(mǎn)足建模條件?；疑Ｐ偷念A(yù)測(cè)精度較高，可保持原系統(tǒng)的特征，能較好地反映系統(tǒng)的實(shí)際狀況[7]。

（1）數(shù)學(xué)模型。設(shè)原始數(shù)據(jù)序列為：

其累加生成序列為：

生成序列與原始序列相比，弱化了原始序列的波動(dòng)性和隨機(jī)性，增強(qiáng)了其規(guī)律性。對(duì)x(0)，x(1)作光滑檢驗(yàn)和指數(shù)規(guī)律檢驗(yàn)，光滑比：

級(jí)比：

當(dāng)k>3時(shí)，若ρ(k)<0.5、σ(k)<2則數(shù)據(jù)滿(mǎn)足光滑條件和指數(shù)規(guī)律，可以對(duì)x(1)建立GM(1,1)模型。

在生成序列x(1)的基礎(chǔ)上建立一階線性微分方程：

式⑶為常用的灰色預(yù)測(cè)GM (1,1)模型。式中：c為發(fā)展系數(shù)；u為灰作用量。

式(3)中參數(shù)c，u可通過(guò)下式求解：

其中：

將式⑷代入微分方程⑶，得：

則預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)序列在k+1處的預(yù)測(cè)值為：

（2）模型精度檢驗(yàn)。為保證模型精度和可信度，可采用殘差檢驗(yàn)、關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)或后驗(yàn)差檢驗(yàn)，若模型精度不夠則進(jìn)行校正和優(yōu)化。

一般來(lái)說(shuō)，若MAPE≤10%可以認(rèn)為從殘差檢驗(yàn)角度滿(mǎn)足預(yù)測(cè)精度需求。

②關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)。建立的模型與指定函數(shù)之間近似性檢驗(yàn)，實(shí)際數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)系數(shù)：

③后驗(yàn)差檢驗(yàn)。殘差分布統(tǒng)計(jì)特性的檢驗(yàn)，根據(jù)絕對(duì)殘差的大小，考察偏差(預(yù)測(cè)誤差)較小點(diǎn)出現(xiàn)的概率，以及與預(yù)測(cè)誤差方差有關(guān)的指標(biāo)，判據(jù)有后驗(yàn)差比值C和小誤差概率P。

后驗(yàn)差比值：

式中：S1為觀測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差；S2為預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)絕對(duì)殘差序列標(biāo)準(zhǔn)差。

小誤差概率：

外推性好的預(yù)測(cè)，C值必須小，C值小說(shuō)明盡管原始數(shù)據(jù)規(guī)律性差，但預(yù)測(cè)誤差擺動(dòng)幅度不大。以P，C為判據(jù)，預(yù)測(cè)精度等級(jí)見(jiàn)表1。

表1 預(yù)測(cè)精度等級(jí)表

（3）客貨運(yùn)量預(yù)測(cè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京天津間1995—2007年的客貨運(yùn)量[8]如表2所示。

對(duì)于客貨運(yùn)量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)序列及其一次累加生成序列均滿(mǎn)足光滑條件和指數(shù)規(guī)律，其灰色預(yù)測(cè)模型GM(1,1)及其模型檢驗(yàn)過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)如表3所示。度，得到了比較符合實(shí)際情況的結(jié)論，說(shuō)明所采用的模型用于短期預(yù)測(cè)是有效的，京津城際鐵路的運(yùn)營(yíng)對(duì)京津地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有較顯著的帶動(dòng)作用。但經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)受很多復(fù)雜因素的影響，其對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響程度用數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和估計(jì)有待進(jìn)一步深入研究。

表2 北京天津間1995—2007年客貨運(yùn)量表

表3 灰色預(yù)測(cè)模型及檢驗(yàn)參數(shù)表

顯然，根據(jù)客貨運(yùn)量數(shù)據(jù)分別構(gòu)建的灰模型均通過(guò)了殘差檢驗(yàn)(MAPE≤10%)、關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)(r>0.6)和后驗(yàn)差檢驗(yàn)(C<0.35、P>0.8)，可用于預(yù)測(cè)。未來(lái)3年(2008年、2009年、2010年)的預(yù)測(cè)客運(yùn)量分別為957萬(wàn)人、1 006萬(wàn)人、1 057萬(wàn)人，預(yù)測(cè)貨運(yùn)量分別為1 138萬(wàn)t、1 198萬(wàn)t、1 261萬(wàn)t。

根據(jù)式(2)及以上所預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)，可得出在京津城際鐵路未修建時(shí)該區(qū)域的GDP預(yù)測(cè)值2008年為6 533億元，2009年為7 356億元。

2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)以上模型，計(jì)算得出未修建京津城際鐵路時(shí)2008年京津地區(qū)的GDP為6 533億元；而實(shí)際2008年京津地區(qū)的名義GDP為16 842億元，以1990年的可比價(jià)格換算實(shí)際GDP為6 974億元，可得到2008年京津城際鐵路對(duì)京津地區(qū)GDP的貢獻(xiàn)率為6.75%。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以看出，京津城際鐵路的開(kāi)通在擴(kuò)大客貨運(yùn)輸能力、降低社會(huì)運(yùn)輸總成本、促進(jìn)京津都市圈經(jīng)濟(jì)一體化、帶動(dòng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、節(jié)約資源等方面給沿線經(jīng)濟(jì)及環(huán)境帶來(lái)重要影響。用回歸分析和灰色理論對(duì)其經(jīng)濟(jì)影響進(jìn)行量化測(cè)

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