劉世鐸,吳群琪

(長(zhǎng)安大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,陜西西安 710064)

基于運(yùn)輸需求的公路網(wǎng)可達(dá)性研究

劉世鐸,吳群琪

(長(zhǎng)安大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,陜西西安 710064)

為有效度量公路網(wǎng)系統(tǒng)可達(dá)功能的實(shí)現(xiàn)狀況,運(yùn)用系統(tǒng)分析理論,對(duì)公路網(wǎng)可達(dá)性的含義進(jìn)行了分析。分析認(rèn)為,由于路網(wǎng)可達(dá)性應(yīng)包含空間可達(dá)性、運(yùn)輸可達(dá)性2個(gè)方面的內(nèi)容,基于公路網(wǎng)建設(shè)的目的,不考慮運(yùn)輸需求的路網(wǎng)可達(dá)性只是空間可達(dá)性,不足以反映路網(wǎng)可達(dá)功能的實(shí)現(xiàn)狀態(tài)。同時(shí)認(rèn)為,由于空間可達(dá)性應(yīng)從空間可達(dá)的狀態(tài)與經(jīng)濟(jì)合理性2個(gè)方面考慮,而運(yùn)輸可達(dá)性是指現(xiàn)行路網(wǎng)供給條件下的運(yùn)輸充分性及運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性,現(xiàn)行公路網(wǎng)可達(dá)性測(cè)算方法難以顯現(xiàn)線路等級(jí)合理性、運(yùn)輸充分性與運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性。為此,建構(gòu)了公路網(wǎng)可達(dá)性的指標(biāo)體系和計(jì)算模型。

路網(wǎng)可達(dá)性;空間可達(dá)性;運(yùn)輸可達(dá)性;運(yùn)輸充分性;運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性

可達(dá)性是反映區(qū)域空間結(jié)構(gòu)與交通網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的重要指標(biāo)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)可達(dá)性給出過時(shí)間、空間、社會(huì)學(xué)以及心理學(xué)等方面的多種闡釋,但是目前尚沒有公認(rèn)的定義。從20世紀(jì)50年代開始,國(guó)外學(xué)者對(duì)可達(dá)性進(jìn)行了許多研究。1958年Stewarz-Warntz最先提出以規(guī)模衡量城市區(qū)位的模型,經(jīng)過Pooler以及JamesA等人的補(bǔ)充和修訂,形成了以最小阻抗表示的可達(dá)性模型[1-2]。Helling等以亞特蘭大為案例,研究了1980～1990年美國(guó)大都市圈可達(dá)性的變化[3]。國(guó)內(nèi)學(xué)者楊濤、過秀成提出了包含可移動(dòng)性、易動(dòng)性和通達(dá)性的可達(dá)性指標(biāo)[4];羅鵬飛等則研究了京滬高速鐵路將可能給滬寧地區(qū)可達(dá)性帶來的影響[5];劉賢騰和陳潔等對(duì)國(guó)內(nèi)外城市交通可達(dá)性的度量方法進(jìn)行了綜述[6-7];劉俊、陸玉麟利用ARCV IEW軟件的網(wǎng)絡(luò)分析模塊,采用加權(quán)平均時(shí)間距離指標(biāo)及由其換算得出的可達(dá)性系數(shù),對(duì)江蘇省縣級(jí)及以上65個(gè)節(jié)點(diǎn)城市的可達(dá)性狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)[8]。以上研究只是對(duì)路網(wǎng)或交通系統(tǒng)的空間可達(dá)性的研究,沒有考慮運(yùn)輸問題。蓋春英、裴玉龍引入節(jié)點(diǎn)重要度,改進(jìn)了計(jì)算路網(wǎng)可達(dá)性的模型,并考慮了客運(yùn)量、貨運(yùn)量對(duì)節(jié)點(diǎn)重要度的影響[9];聶偉、邵春福分析了區(qū)域交通可達(dá)性的測(cè)算方法,并提出客運(yùn)可達(dá)性、貨運(yùn)可達(dá)性概念[10];張生瑞、王超深、徐景翠進(jìn)行了基于時(shí)間阻抗函數(shù)的路網(wǎng)可達(dá)性研究[11],以上研究開始關(guān)注運(yùn)輸問題,其研究的共同點(diǎn)是認(rèn)為交通需求及交通量、運(yùn)輸量影響路網(wǎng)可達(dá)性。有的在計(jì)算節(jié)點(diǎn)重要度時(shí)對(duì)運(yùn)輸量進(jìn)行考慮;有的在計(jì)算道路阻抗函數(shù)時(shí)對(duì)交通流量進(jìn)行考慮等。以上研究都未考慮到潛在運(yùn)輸需求節(jié)點(diǎn),即以所有節(jié)點(diǎn)均有公路連通為前提的,與現(xiàn)實(shí)不符;未考慮路網(wǎng)非直線系數(shù)對(duì)路網(wǎng)可達(dá)性的影響等;傳統(tǒng)方法在使用最短時(shí)間計(jì)算節(jié)點(diǎn)可達(dá)性時(shí),使用的是不同等級(jí)公路的設(shè)計(jì)速度,因?yàn)樵O(shè)計(jì)速度與實(shí)際運(yùn)行速度是2個(gè)完全不同的概念。在公路過度閑置情況下,實(shí)際運(yùn)行速度可能超過設(shè)計(jì)速度;在公路擁堵的情況下,交通阻抗很大,實(shí)際運(yùn)行速度可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)速度,其運(yùn)行時(shí)間也就長(zhǎng)于按照設(shè)計(jì)速度計(jì)算的最短時(shí)間?？梢?用設(shè)計(jì)速度計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的最短路徑上的最短運(yùn)行時(shí)間,并作為計(jì)算節(jié)點(diǎn)可達(dá)性的依據(jù)是不盡合理的。另外,傳統(tǒng)的計(jì)算可達(dá)性(節(jié)點(diǎn)可達(dá)性、網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性)的方法,無法體現(xiàn)公路等級(jí)的合理性,也就無法體現(xiàn)空間可達(dá)性的經(jīng)濟(jì)合理性。路網(wǎng)可達(dá)性的傳統(tǒng)含義只是公路網(wǎng)空間布局的可達(dá)性,無法反映運(yùn)輸?shù)目蛇_(dá)性,即無法反映現(xiàn)實(shí)路網(wǎng)以怎樣的效率在多大程度上滿足運(yùn)輸需求。

本文在重新界定運(yùn)輸需求含義的基礎(chǔ)上,分析得出路網(wǎng)可達(dá)性應(yīng)當(dāng)包含路網(wǎng)可達(dá)的經(jīng)濟(jì)合理性(建設(shè)成本)和運(yùn)輸可達(dá)性(運(yùn)輸充分性、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性)的內(nèi)容,并根據(jù)交通阻抗,改進(jìn)了計(jì)算路網(wǎng)可達(dá)性的模型。

一、路網(wǎng)可達(dá)性的相關(guān)概念

路網(wǎng)可達(dá)性是表示公路網(wǎng)特性的一項(xiàng)重要指標(biāo),用以反映公路網(wǎng)布局、路線等級(jí)等合理性。路網(wǎng)可達(dá)性一般由節(jié)點(diǎn)可達(dá)性來表征。

(一)節(jié)點(diǎn)可達(dá)性的概念

節(jié)點(diǎn)可達(dá)性主要是反映公路網(wǎng)中某一節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)間的相互關(guān)系以及該節(jié)點(diǎn)在路網(wǎng)中的地位,反映節(jié)點(diǎn)對(duì)外交通聯(lián)系的便捷程度。在路線的連接方式上,2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間可以直接連接,也可以通過其他節(jié)點(diǎn)迂回建立聯(lián)系。對(duì)2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間,如果有以上2種連接方式,在不考慮經(jīng)濟(jì)合理性的情況下,節(jié)點(diǎn)間的可達(dá)性程度要大于只有一種連接方式的情況。按照可達(dá)性的一般定義,節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間連接線路越多,空間可達(dá)狀態(tài)就越好。可見,節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間連接線的條數(shù)是影響節(jié)點(diǎn)可達(dá)性的因素之一。

(二)路網(wǎng)可達(dá)性的概念

路網(wǎng)可達(dá)性作為公路網(wǎng)特性的重要指標(biāo),一般反映路網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)間交通的便捷程度。路網(wǎng)可達(dá)性通常由節(jié)點(diǎn)可達(dá)性來表征。

二、基于運(yùn)輸需求的路網(wǎng)可達(dá)性

傳統(tǒng)可達(dá)性概念只包含空間可達(dá)性,在考慮路線等級(jí)結(jié)構(gòu)與運(yùn)輸需求匹配的情況下,空間可達(dá)性的經(jīng)濟(jì)合理性和運(yùn)輸可達(dá)性也應(yīng)是基于運(yùn)輸需求的路網(wǎng)可達(dá)性的應(yīng)有之義。

(一)路網(wǎng)可達(dá)性含義

空間可達(dá)性是傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的指標(biāo)之一,但其只能反映公路網(wǎng)的空間布局,無法反映路網(wǎng)等級(jí)結(jié)構(gòu)是否合理。用最短時(shí)間表示的節(jié)點(diǎn)可達(dá)性,用兩點(diǎn)之間的最短距離與速度之比來表示,此時(shí)的速度是不同等級(jí)公路的設(shè)計(jì)速度,并不是實(shí)際的行程速度,且體現(xiàn)不出運(yùn)輸可達(dá)性。圖1中有A、B、C共3個(gè)點(diǎn),在假設(shè)AB、AC之間的公路等級(jí)一致的前提下,按照傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)可達(dá)性計(jì)算方法,由于AB之間的距離小于AC之間的距離,而設(shè)計(jì)速度是一致的,AB的可達(dá)性,要大于AC的可達(dá)性。但是,在考慮運(yùn)輸可達(dá)性的情況下,AB之間的運(yùn)輸可達(dá)性,可能會(huì)小于AC之間的運(yùn)輸可達(dá)性。在AB之間路線等級(jí)配置過低,路線極端擁堵的情況下,AB之間的運(yùn)輸需求實(shí)現(xiàn)過程中,交通阻抗很大,位移時(shí)間可能趨于無窮大,而AC之間路線等級(jí)配置合理,車輛暢行無阻。在這種情況下,AB之間的運(yùn)輸可達(dá)性,會(huì)小于AC之間的運(yùn)輸可達(dá)性。

圖1 連接三節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單路網(wǎng)

另外,在僅僅考慮這3個(gè)節(jié)點(diǎn)連接的情況下, BC之間通過A節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)迂回連接,BC之間的運(yùn)輸需求實(shí)現(xiàn)過程必然通過節(jié)點(diǎn)A,如果在BC之間修建一條公路,BC之間的可達(dá)性必然提高,由于連接邊數(shù)的增多,整個(gè)路網(wǎng)的可達(dá)性必然提高。BC之間的運(yùn)輸路徑也會(huì)縮短,但是由于新建公路需要投入大量資金,并占用大量土地,在考慮這些因素的情況下,為實(shí)現(xiàn)BC之間的方便連接,為提高節(jié)點(diǎn)可達(dá)性而修建新公路的做法可能不必要或者說不經(jīng)濟(jì)。因此,必須在充分把握BC之間運(yùn)輸需求的特性(包括流量、流時(shí)、流動(dòng)實(shí)體等)的前提下,綜合權(quán)衡建設(shè)成本、占地成本、運(yùn)輸成本,考慮是否修建新的公路。

通過對(duì)可達(dá)性定義的比較,本文認(rèn)為路網(wǎng)可達(dá)性應(yīng)包括2個(gè)方面的含義。一方面是從公路基礎(chǔ)設(shè)施角度考慮的空間可達(dá)性,此方面空間可達(dá)性的含義與傳統(tǒng)的空間可達(dá)性概念含義基本相同?？臻g可達(dá)性可以在一定程度上從布局或結(jié)構(gòu)上反映路網(wǎng)合理性。在計(jì)算路網(wǎng)可達(dá)性時(shí),要將路網(wǎng)非直線系數(shù)考慮進(jìn)去,還要對(duì)一些潛在運(yùn)輸需求節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析,評(píng)價(jià)該連通的節(jié)點(diǎn)是否連通。另一個(gè)方面是從公路網(wǎng)的服務(wù)對(duì)象——運(yùn)輸用戶出發(fā)考慮的運(yùn)輸可達(dá)性,即在現(xiàn)有公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)與布局下運(yùn)輸需求實(shí)現(xiàn)的程度。在每個(gè)方面的含義中不容忽視的內(nèi)容是可達(dá)性的經(jīng)濟(jì)合理性,空間可達(dá)性的經(jīng)濟(jì)合理性就是要考慮節(jié)點(diǎn)間路線等級(jí)的配置是否合理、多線路連接是否經(jīng)濟(jì)合理,也就是從建設(shè)成本角度考慮路網(wǎng)可達(dá)性的合理性等;運(yùn)輸可達(dá)性的經(jīng)濟(jì)合理性就是要考慮運(yùn)輸需求實(shí)現(xiàn)的運(yùn)輸成本是不是最低的?；谶\(yùn)輸需求的路網(wǎng)可達(dá)性的具體內(nèi)容見圖2所示。

圖2 基于運(yùn)輸需求的路網(wǎng)可達(dá)性的具體內(nèi)容

空間可達(dá)性的經(jīng)濟(jì)合理性以及運(yùn)輸可達(dá)性(運(yùn)輸可達(dá)狀態(tài)、經(jīng)濟(jì)合理性)在以往路網(wǎng)可達(dá)性的研究中都未見涉及。因此,以傳統(tǒng)路網(wǎng)可達(dá)性定義為基礎(chǔ),將路網(wǎng)可達(dá)性定義為:公路網(wǎng)中,運(yùn)輸流通過合理等級(jí)的公路,以最短的運(yùn)行時(shí)間或最低的運(yùn)輸成本實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間位移的難易程度。

(二)基于運(yùn)輸需求的路網(wǎng)可達(dá)性影響因素

1.運(yùn)輸需求概念的重新界定

運(yùn)輸需求是運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的基礎(chǔ)概念之一,幾乎所有的運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)理論都對(duì)運(yùn)輸需求做過界定,目前國(guó)內(nèi)許慶斌、榮朝和、馬運(yùn),邵振一、陳貽龍,嚴(yán)作人、張戎等學(xué)者都曾給出過具有代表性的運(yùn)輸需求定義[12-15],其中大多數(shù)學(xué)者將運(yùn)輸需求定義為“在一定的時(shí)期、一定的價(jià)格水平下,消費(fèi)者愿意并且能夠購買的商品數(shù)量”。這些運(yùn)輸需求定義具有共同點(diǎn),如運(yùn)輸需要是運(yùn)輸需求形成的前提條件;支付能力和支付意愿是運(yùn)輸需求形成的必要條件;沒有支付能力的運(yùn)輸需要不能形成運(yùn)輸需求等。

隨著運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的不斷發(fā)展及運(yùn)輸實(shí)踐活動(dòng)的不斷深入,吳群琪、馬暕對(duì)運(yùn)輸需求做出了新的解釋:“運(yùn)輸需求是指一切有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展的對(duì)人與物的位移的需要”[16]。該定義體現(xiàn)了運(yùn)輸需求的客觀性、運(yùn)輸行為的本質(zhì)和運(yùn)輸需求主導(dǎo)的觀念。基于該定義,運(yùn)輸需求應(yīng)該包括現(xiàn)實(shí)運(yùn)輸需求和潛在運(yùn)輸需求?，F(xiàn)實(shí)運(yùn)輸需求是指在現(xiàn)狀路網(wǎng)條件下實(shí)現(xiàn)的運(yùn)輸需求,是指現(xiàn)實(shí)的運(yùn)輸量;潛在運(yùn)輸需求是指由于路網(wǎng)配置、布局等方面的原因而無法得以有效實(shí)現(xiàn)的運(yùn)輸需求。

2.基于運(yùn)輸需求的路網(wǎng)可達(dá)性影響因素

由于路網(wǎng)可達(dá)性有空間可達(dá)性、運(yùn)輸可達(dá)性2個(gè)方面的含義,基于運(yùn)輸需求的路網(wǎng)可達(dá)性的影響因素也要從這2個(gè)方面來進(jìn)行分析。

根據(jù)可達(dá)性的一般定義,假設(shè)公路等級(jí)足夠高,通行能力足夠大,路網(wǎng)交通阻抗為零,公路網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)之間均有公路連通,可達(dá)性最好,在這樣的路網(wǎng)上,可以以最短的時(shí)間、最短的距離、最低的運(yùn)輸成本實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的位移。剔除假設(shè)前提,僅從路網(wǎng)建設(shè)成本考慮,這樣的路網(wǎng)不一定是可達(dá)性最好的路網(wǎng)。連通是可達(dá)的必要條件而非充分條件。公路建設(shè)成本受區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展限制,并不是無約束。不管是公路建設(shè)投資還是占用的土地資源,都是有限的。從運(yùn)輸用戶角度考慮運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸成本的同時(shí),也要考慮公路的等級(jí)配置是否合理,考慮路網(wǎng)可達(dá)性的建設(shè)成本問題。假設(shè)需要三級(jí)公路連接,卻有一級(jí)公路甚至高速公路連接的情況下,雖然路網(wǎng)可達(dá)性很高,但是是不經(jīng)濟(jì)的。另外,運(yùn)輸需求強(qiáng)度不同的節(jié)點(diǎn)組成的不同區(qū)域,應(yīng)該具有不同結(jié)構(gòu)的路網(wǎng),具有相同數(shù)目節(jié)點(diǎn)的區(qū)域,有的可能樹狀路網(wǎng)更合理,有的可能網(wǎng)狀路網(wǎng)更合理。

產(chǎn)業(yè)布局的變化極有可能導(dǎo)致現(xiàn)在重要的運(yùn)輸需求節(jié)點(diǎn)的重要性在未來相比其他節(jié)點(diǎn)降低;現(xiàn)在非重要的運(yùn)輸需求節(jié)點(diǎn)、甚至目前還不是運(yùn)輸需求的節(jié)點(diǎn)未來可能變成重要的運(yùn)輸需求節(jié)點(diǎn),產(chǎn)業(yè)布局對(duì)后者的影響尤其重大。如杭州千島湖,從最初的人跡罕至,到現(xiàn)在的旅游勝地,就是其節(jié)點(diǎn)重要度發(fā)生了重大變化。因此,潛在的運(yùn)輸需求節(jié)點(diǎn)也會(huì)影響到未來的路網(wǎng)可達(dá)性。

運(yùn)輸可達(dá)性可以理解為運(yùn)輸需求通過公路網(wǎng)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間位移的難易程度,與節(jié)點(diǎn)之間是否有直達(dá)線路(直線形)、線路的長(zhǎng)短、線路的等級(jí)有關(guān)。運(yùn)輸可達(dá)性包括2個(gè)方面的內(nèi)容,即運(yùn)輸充分性與運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性。前者是指在現(xiàn)有路網(wǎng)供給條件下運(yùn)輸需求的實(shí)現(xiàn)程度;后者是指現(xiàn)實(shí)運(yùn)輸需求的運(yùn)輸成本問題。如果針對(duì)規(guī)劃路網(wǎng),前者是指區(qū)域未來運(yùn)輸需求的實(shí)現(xiàn)程度;后者是指區(qū)域未來的平均運(yùn)輸成本問題。

三、基于運(yùn)輸需求的路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)及其計(jì)算方法

基于運(yùn)輸需求的路網(wǎng)可達(dá)性包含空間可達(dá)性、運(yùn)輸可達(dá)性兩2個(gè)方面的內(nèi)容。在構(gòu)建公路網(wǎng)可達(dá)性計(jì)量指標(biāo)時(shí)需要對(duì)節(jié)點(diǎn)可達(dá)性、交通阻抗、運(yùn)輸充分性、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行充分考慮。

(一)節(jié)點(diǎn)可達(dá)性

假設(shè)節(jié)點(diǎn)i、j之間有n條路徑,lij為i、j之間的實(shí)際長(zhǎng)度,則節(jié)點(diǎn)i、j的可達(dá)性可表示為

式中:kij為節(jié)點(diǎn)i、j之間的可達(dá)性;lij(shortest)為節(jié)點(diǎn)i、j之間的最短距離為 節(jié)點(diǎn)i、j之間所有n條路徑的總長(zhǎng)度,s為路徑條數(shù)為節(jié)點(diǎn)i、j之間路徑的平均長(zhǎng)度。

由此可見,當(dāng)lij為最小值時(shí),即i、j之間距離為lij(shortest),kij取最小值,此時(shí)i、j節(jié)點(diǎn)之間具有最大可達(dá)性;并且n越大,即節(jié)點(diǎn)i、j之間路徑越多,kij也就越小,節(jié)點(diǎn)可達(dá)性越大,反映了路徑條數(shù)對(duì)可達(dá)性的影響。

但是在實(shí)際情況中,可達(dá)性往往以時(shí)間最小為衡量指標(biāo),此時(shí)雖然路徑最小,但是在行為人都選擇最短路徑導(dǎo)致交通擁擠時(shí),很有可能使得車速降低、時(shí)間延續(xù)加長(zhǎng),導(dǎo)致可達(dá)性降低。因此有必要引入交通阻抗函數(shù)的概念來彌補(bǔ)這一缺陷。

(二)交通阻抗函數(shù)

交通阻抗函數(shù)是指用交通網(wǎng)絡(luò)上路段之間的運(yùn)行距離、運(yùn)行時(shí)間、費(fèi)用、舒適度等單項(xiàng)指標(biāo)或者將各項(xiàng)指標(biāo)綜合起來表達(dá)出行難度的函數(shù)[11],它的大小可以直接反映節(jié)點(diǎn)之間的交通往來難易程度,其值越大,說明交通便利性越低、空間聯(lián)系越難、可達(dá)性越低。

車輛在公路路段上所需運(yùn)行時(shí)間是隨著該路段上交通流量的增加而增加,其運(yùn)行時(shí)間與交通流量的關(guān)系可表示為

式中:ta為通過路段a所需的時(shí)間;qa為路段a上通過的交通流量。

對(duì)于交通阻抗函數(shù),被廣泛應(yīng)用的是由美國(guó)道路局(Bureau of Public Road,BPR)開發(fā)的函數(shù),又被稱為B PR函數(shù),其形式為

式中:ta(0)為路段a上車輛自由運(yùn)行的平均時(shí)間, ta(0)可由路段的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析得到;α、β為待標(biāo)定的參數(shù),BPR建議α=0.15,β=4,它們也可以由實(shí)際數(shù)據(jù)回歸分析求得;ea為路段a的實(shí)際通行能力,即單位時(shí)間里可通過的最大車輛數(shù),對(duì)于參數(shù)ea可由路段a的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析得到。

某區(qū)域內(nèi),應(yīng)該由公路連通卻未連通的潛在運(yùn)輸需求節(jié)點(diǎn),如規(guī)劃開發(fā)但尚未開發(fā)的旅游景區(qū)、已探明但尚未開發(fā)的礦產(chǎn)所在地等,其現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸需求的阻抗可看作無窮大,其他節(jié)點(diǎn)到這個(gè)節(jié)點(diǎn)或者這個(gè)節(jié)點(diǎn)到其他節(jié)點(diǎn)的時(shí)間阻抗為無窮大。由于節(jié)點(diǎn)間的運(yùn)輸需求較大,該由二級(jí)公路連接,卻只有四級(jí)公路連接的情況,其阻抗也是很大的。這種情況下,ea可看作0。

綜上所述,為了將時(shí)間概念體現(xiàn)在式(1)所表示的模型中,將該節(jié)點(diǎn)可達(dá)性模型改進(jìn)為

式中:kijt為考慮時(shí)間阻抗函數(shù)的節(jié)點(diǎn)可達(dá)性。

交通量只是在現(xiàn)有路網(wǎng)供給條件下可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸需求的表現(xiàn),無法體現(xiàn)潛在運(yùn)輸需求。并且,從式(4)中無法體現(xiàn)運(yùn)輸需求實(shí)現(xiàn)程度,因此,必須引入運(yùn)輸充分性概念。

(三)運(yùn)輸充分性

運(yùn)輸充分性可以體現(xiàn)現(xiàn)有公路網(wǎng)供給條件下運(yùn)輸需求的實(shí)現(xiàn)程度。由前文論述可知,運(yùn)輸需求是指一切有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展的對(duì)人與物的位移的需要,包括可實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸需求和潛在運(yùn)輸需求。因此,運(yùn)輸需求的實(shí)現(xiàn)程度可以表示為

式中:Eij為節(jié)點(diǎn)i、j之間運(yùn)輸需求實(shí)現(xiàn)程度,可以反映運(yùn)輸充分性;Qij為節(jié)點(diǎn)i、j的總體可實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸需求;Dij為i、j間的運(yùn)輸需求總量。

(四)運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性

運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性是指運(yùn)輸用戶的經(jīng)濟(jì)成本高低問題。運(yùn)輸用戶經(jīng)濟(jì)成本可以理解為運(yùn)輸需求方為實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸所付出的代價(jià)或喪失的利益。如海鮮等品質(zhì)型需求具有較強(qiáng)的時(shí)效性,運(yùn)輸?shù)难诱`等造成的損失將是商品價(jià)值的完全喪失;高產(chǎn)值的精細(xì)產(chǎn)品往往要求小批量運(yùn)輸,準(zhǔn)時(shí)性要求很高,運(yùn)輸?shù)牟患皶r(shí)不僅延長(zhǎng)占用資金的周轉(zhuǎn)期,降低資金周轉(zhuǎn)率,還可能造成貽誤商機(jī),影響企業(yè)信譽(yù),此時(shí)運(yùn)價(jià)相對(duì)于這些重大損失可謂是九牛一毛。因此,對(duì)于運(yùn)輸需求者來說,考慮的不僅僅是運(yùn)價(jià),而是權(quán)衡運(yùn)輸全程支付的總額,而經(jīng)濟(jì)成本必須考慮占用資源的成本,不僅包括顯性成本,而且包括機(jī)會(huì)成本。從運(yùn)輸全過程及其對(duì)用戶利益影響來分析,運(yùn)輸需求方要承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)成本應(yīng)包括運(yùn)輸過程的時(shí)間價(jià)值損失、空間價(jià)值損失、其他潛在的損失及支付的全程費(fèi)用(運(yùn)費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、裝卸費(fèi)等)。

節(jié)點(diǎn)間可能有多條路徑,但總有一條最短路徑,在不考慮高等級(jí)公路收費(fèi)的情況下,最短路徑上的運(yùn)輸用戶經(jīng)濟(jì)成本應(yīng)該是最低的。因此,路網(wǎng)的運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性可以用最短路徑上實(shí)現(xiàn)的運(yùn)輸量及運(yùn)輸用戶經(jīng)濟(jì)成本與節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)的總的運(yùn)輸量及總的經(jīng)濟(jì)成本的比值來確定。其比值越高,運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性越高。

式中:Wij為i、j間的運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性;Qij(shortest)為i、j間最短路徑上的運(yùn)輸量;Cij(shortest)為最短路徑上的單位運(yùn)輸成本;m為i、j間路徑數(shù)量;為i、j間n條路徑的總運(yùn)輸量;Qij(m)為i、j間第m條路徑的運(yùn)輸量;Cij(m)為i、j間第m條路徑的單位運(yùn)輸成本。

(五)路網(wǎng)可達(dá)性

在路線等級(jí)確定的情況下,直線路徑的便捷程度要高于迂回連接,此處的直線路徑與前文提到的最短路徑不是一個(gè)概念,本文中最短路徑是指實(shí)際的最短路徑。直線路徑可以理解為理想最短路徑,是指節(jié)點(diǎn)之間假想的連接路線,與實(shí)際路網(wǎng)無關(guān)。因此,引入路網(wǎng)非直線系數(shù)(η)概念作為衡量路網(wǎng)可達(dá)性的一個(gè)因素。

假設(shè)在某一區(qū)域公路網(wǎng)中有p個(gè)節(jié)點(diǎn),則整個(gè)路網(wǎng)的可達(dá)性(Anet)可表示為

該測(cè)算公路網(wǎng)可達(dá)性的模型中,考慮了路網(wǎng)非直線系數(shù)、運(yùn)輸充分性、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性、節(jié)點(diǎn)間路徑數(shù)目、連接路線等級(jí)對(duì)路網(wǎng)可達(dá)性的影響;換言之,該模型包含了路網(wǎng)的空間可達(dá)性(可達(dá)狀態(tài)、經(jīng)濟(jì)合理性)和運(yùn)輸可達(dá)性(運(yùn)輸充分性、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性)2個(gè)方面的內(nèi)容。

四、結(jié) 語

可達(dá)性是公路網(wǎng)規(guī)劃方案的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一,對(duì)可達(dá)性的研究也是目前公路網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究重點(diǎn)之一。路網(wǎng)可達(dá)性包含空間可達(dá)性、運(yùn)輸可達(dá)性2個(gè)方面的內(nèi)容。前者從公路基礎(chǔ)設(shè)施供給方出發(fā),包括空間可達(dá)狀態(tài)、經(jīng)濟(jì)合理性2個(gè)方面的內(nèi)容;后者從運(yùn)輸用戶角度出發(fā),包括運(yùn)輸充分性、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性2個(gè)方面的內(nèi)容。由于現(xiàn)有公路網(wǎng)可達(dá)性測(cè)算方法難以體現(xiàn)路線等級(jí)合理性、運(yùn)輸需求實(shí)現(xiàn)程度及其經(jīng)濟(jì)合理性,本文在剖析可達(dá)性影響因素的基礎(chǔ)上,對(duì)公路網(wǎng)可達(dá)性測(cè)算模型進(jìn)行了改進(jìn),引入了路網(wǎng)非直線系數(shù)、運(yùn)輸需求實(shí)現(xiàn)程度、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)反映路網(wǎng)的整體可達(dá)性。由于數(shù)據(jù)資料的限制,未進(jìn)行詳細(xì)和深入的模型驗(yàn)證分析,這一方面還有待于進(jìn)一步展開研究。

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Accessibility of highway network on the basis of transportation demand

L IU Shi-duo,WU Qun-qi
(School of Economics andManagement,Chang'an University,Xi'an 710064,Shaanxi,China)

In order to measure the functions of highway network reasonably,and through systematic analysis of the status quo about researches on accessibility of highway network,the authors improve the connotation of accessibility of highway ne twork so as to find the defects existing in the current researches which lack the consideration about transport demand and it's degree of realization.The conclusion made in this study is that accessibility of highway network can be understood from two aspects:space accessibility and transportation accessibility.However,there is scarce study about transportation accessibility.The purpose of highway construction is providing service for transportation.Therefore,the accessibility that doesn't consider the transport demand is only space accessibility of highway network,and it can not reflect the whole function of accessibility.Space accessibility can be considered from the state and economic rationality,and transportation accessibility is considered from transportation adequacy and transportation users'economics under the highway network supply.As there exist the defects that the currentmethods in calculating the accessibility of highway network fail to reflect the reasonablity of highway grades, the transportation adequacy and transportation users'economics,the authors improve the current the model to measure the accessibility of highway network,which is of great theoretical significance.

accessibility of highway ne twork;space accessibility;transportation accessibility; transportation adequacy;transportation economics

F540

A

1671-6248(2010)01-0040-06

2009-09-01

交通部前期工作費(fèi)項(xiàng)目(1230899402)

劉世鐸(1979-),女,山東青州人,工學(xué)博士研究生。