李成葉梓涵郭宏偉

（1北京理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院碩士研究生，北京100812；2北京市第十四中學(xué)學(xué)生，北京100055；3北京理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院博士、副教授，北京100812）

高速鐵路對(duì)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響
——以京滬高速鐵路為例

李成1葉梓涵2郭宏偉1

（1北京理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院碩士研究生，北京100812；2北京市第十四中學(xué)學(xué)生，北京100055；3北京理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院博士、副教授，北京100812）

高速鐵路在改變出行環(huán)境的同時(shí)，也對(duì)沿線區(qū)域的發(fā)展產(chǎn)生深刻影響。以高速鐵路與區(qū)域發(fā)展的相互作用機(jī)理為基礎(chǔ)，建立高速鐵路影響下的區(qū)域活躍度模型，從某城市對(duì)周邊區(qū)域產(chǎn)生的集聚吸引效應(yīng)分析入手探討高速鐵路的影響。以京滬高速鐵路為實(shí)例驗(yàn)證模型的有效性，定量分析京滬高速鐵路開通對(duì)沿線城市經(jīng)濟(jì)活躍程度的影響，并提出高速鐵路與區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的建議。

高速鐵路；區(qū)域發(fā)展；活躍度；集聚效應(yīng)；京滬高速鐵路

0 引言

高速鐵路具有速度快、運(yùn)量大、安全舒適等特征，具有其他交通運(yùn)輸方式不可替代的優(yōu)勢(shì)。高速鐵路的建設(shè)，不僅極大提升了出行效率和品質(zhì)，同時(shí)也改變了城市空間格局和經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。截至2015年底，我國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程已達(dá)1.9萬km，鐵路運(yùn)輸已經(jīng)全面進(jìn)入高速鐵路時(shí)代，成為世界上高速鐵路建成通車?yán)锍套铋L(zhǎng)、系統(tǒng)集成能力最強(qiáng)的國(guó)家。隨著我國(guó)高速鐵路的不斷發(fā)展，未來將形成“八縱八橫”的高速鐵路網(wǎng)，將對(duì)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)輻射區(qū)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，尤其是城市間時(shí)空距離縮短，城市的空間結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局也將隨之發(fā)生變化。針對(duì)高速鐵路對(duì)區(qū)域發(fā)展的影響，研究人員從不同角度，運(yùn)用多種方法開展了研究。王雪菲[1]分析了高速鐵路發(fā)展對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)集聚的影響機(jī)制。趙云等[2]利用人口函數(shù)、區(qū)域投資分布函數(shù)及區(qū)域生產(chǎn)函數(shù)建立基于可達(dá)性的高速鐵路影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型。高速鐵路的開通，在提供便捷出行服務(wù)的同時(shí)，也改變了人口的流動(dòng)規(guī)律[3]，特別是對(duì)旅游出行等短時(shí)人口流動(dòng)的影響非常顯著[4-5]。除了高速鐵路對(duì)區(qū)域宏觀經(jīng)濟(jì)與人口流動(dòng)的影響，可達(dá)性也是衡量區(qū)域發(fā)展的重要指標(biāo)，因此研究人員從國(guó)家高速鐵路干線網(wǎng)[6]以及局部線路或區(qū)域[7-8]角度開展了高速鐵路對(duì)可達(dá)性影響研究。由于高速鐵路能夠極大地縮短城市間的時(shí)空距離，直接改變了城市空間結(jié)構(gòu)[9-10]，甚至對(duì)城市群的發(fā)展都產(chǎn)生了深刻的影響[11]。有關(guān)高速鐵路與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相互作用關(guān)系的研究進(jìn)展可以參見文獻(xiàn)[12]。

高速鐵路在區(qū)域綜合運(yùn)輸層面具有特殊且不可替代的作用，同時(shí)還對(duì)區(qū)域發(fā)展產(chǎn)生復(fù)雜的影響。已有研究多從經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度探討高速鐵路的影響，但高速鐵路對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響是多元化多層次的，難以通過單一數(shù)學(xué)模型進(jìn)行系統(tǒng)分析。本文以城市發(fā)展受高速鐵路影響作用為基礎(chǔ)，建立區(qū)域發(fā)展活躍度模型，利用人口、經(jīng)濟(jì)水平、綜合出行阻抗等指標(biāo)表征高速鐵路對(duì)區(qū)域發(fā)展活躍水平的影響。首先分析高速鐵路與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響機(jī)理，其次建立高速鐵路影響下的區(qū)域活躍度模型，隨后以京滬高速鐵路作為實(shí)例驗(yàn)證模型的有效性，最后給出結(jié)論與展望。

1 高速鐵路對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響分析

高速鐵路作為一種高效的運(yùn)輸方式，對(duì)出行效率、舒適性和便捷性的提升不言而喻。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度，高速鐵路的建設(shè)將首先提高其所服務(wù)區(qū)域生產(chǎn)要素的流動(dòng)性，從而提高生產(chǎn)要素的配置效率，特別是知識(shí)、技術(shù)、熟練勞動(dòng)者等高級(jí)要素配置效率的提高，對(duì)區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)力的提升產(chǎn)生直接推動(dòng)作用。其次，高速鐵路將極大縮短運(yùn)輸在途時(shí)間，對(duì)區(qū)域時(shí)空范圍產(chǎn)生壓縮效應(yīng)，使得資源能夠在一個(gè)更大的范圍內(nèi)進(jìn)行配置和優(yōu)化。時(shí)空距離縮短使得城市間聯(lián)系更加緊密（300 km以內(nèi)），原來的城際交流甚至轉(zhuǎn)變成同城交流（150 km以內(nèi)），并直接推動(dòng)城市一體化進(jìn)程，使得城市群發(fā)展具備更加“神聚”的內(nèi)涵。再次，高速鐵路站點(diǎn)往往會(huì)成為城市綜合運(yùn)輸樞紐，在提供大運(yùn)量客流轉(zhuǎn)換服務(wù)的同時(shí)，也能夠提高土地開發(fā)利用效率，造就具有現(xiàn)代城市活力的高速鐵路新城，成為TOD發(fā)展模式的理想實(shí)踐路線。最后，高速鐵路在加強(qiáng)人文交流、推動(dòng)旅游業(yè)發(fā)展方面的作用也非常明顯，一小時(shí)生活圈、周末旅游圈都是高速鐵路在這方面形成的影響。

綜合上述分析，高速鐵路對(duì)區(qū)域發(fā)展的影響可以總結(jié)為集聚效應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)和溢出外部效應(yīng)。經(jīng)濟(jì)集聚是城市發(fā)展的動(dòng)力，使城市具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)特征，特大城市吸引周邊城市向心發(fā)展，逐步形成城市群落。與此同時(shí)，高速鐵路沿線利于形成產(chǎn)業(yè)軸線，使產(chǎn)業(yè)和技術(shù)得以向外圍擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。隨著產(chǎn)業(yè)和人口的不斷集聚，產(chǎn)業(yè)軸線帶動(dòng)若干城市聯(lián)動(dòng)發(fā)展，最終形成城市集群化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)空間集聚效應(yīng)。目前，長(zhǎng)三角、珠三角以及京津冀城市群在高速鐵路的帶動(dòng)和影響下就呈現(xiàn)出集聚化發(fā)展現(xiàn)象[1]。網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)指高速鐵路網(wǎng)絡(luò)使得地理空間各單位連為一個(gè)整體，不僅會(huì)影響線路本身所覆蓋區(qū)域，而且會(huì)影響高速鐵路網(wǎng)絡(luò)中的其他線路，進(jìn)而形成區(qū)域性擴(kuò)散與輻射，成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)集聚與擴(kuò)散的重要條件，最終對(duì)沿線縱深區(qū)域的發(fā)展產(chǎn)生影響。京滬高速鐵路的開通，對(duì)沿線區(qū)域形成了明顯的網(wǎng)絡(luò)影響效應(yīng)，帶動(dòng)人口流動(dòng)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并能夠優(yōu)化城市群空間布局[8，10]。此外，作為一種準(zhǔn)公共產(chǎn)品，高速鐵路的影響具有溢出外部效應(yīng)，一方面，高速鐵路作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系和區(qū)域相互作用的紐帶，能夠帶動(dòng)相對(duì)落后地區(qū)的發(fā)展，形成正的溢出效應(yīng)；另一方面，高速鐵路的運(yùn)營(yíng)會(huì)改變影響范圍內(nèi)的可達(dá)性與吸引力，可能導(dǎo)致強(qiáng)者恒強(qiáng)的失衡狀態(tài)，對(duì)落后區(qū)域產(chǎn)生消極影響，形成負(fù)的溢出效應(yīng)。由于我國(guó)區(qū)域發(fā)展不均衡性比較明顯，并非所有區(qū)域都具有科技先進(jìn)、基礎(chǔ)完善、消費(fèi)強(qiáng)勁等先發(fā)優(yōu)勢(shì)，因而負(fù)的溢出效應(yīng)的影響不可避免，這也是在我國(guó)高速鐵路發(fā)展過程中要注意的問題。

2 高速鐵路影響下的區(qū)域活躍度模型

綜合上述分析，高速鐵路對(duì)區(qū)域的發(fā)展具有復(fù)合影響，涉及人口流動(dòng)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、城市空間拓展等多個(gè)方面。由于城市本身具有對(duì)人口、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的吸引集聚力，高速鐵路的開通將加速人口流動(dòng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增加區(qū)域可達(dá)性、降低出行時(shí)耗，進(jìn)而增加區(qū)域發(fā)展活躍程度，形成吸引集聚力的增加。城市發(fā)展越活躍，集聚吸引水平越高，由此定義高速鐵路影響下的區(qū)域活躍度模型如下：

式中：Gi和Gj分別表示城市i和j的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（單位：萬元）；Pi和Pj分別表示城市i和j的人口（單位：萬人）；Ωij為第i個(gè)城市到周邊第j個(gè)節(jié)點(diǎn)城市的綜合出行阻抗（以城際出行行程時(shí)間為基準(zhǔn)，單位：h），計(jì)算式如下：

式中：Tij（k）為采用第k種交通方式從第i個(gè)城市到第j個(gè)城市的的行程時(shí)間（單位：h），若交通方式為民航或鐵路，則需要在行駛時(shí)間的基礎(chǔ)上額外加入候機(jī)或候車時(shí)間；σij（k）為第k種交通方式的權(quán)重系數(shù)，計(jì)算式如下：

式中：μ（k）為第k種交通方式的運(yùn)力系數(shù)，U（k）為第k種交通方式的效用函數(shù)，計(jì)算式如下：

式中：Tij（k）意義同上；Cij（k）為采用第k種交通方式從第i個(gè)城市到第j個(gè)城市的費(fèi)用（單位：元）；α、β、γ為效用函數(shù)的系數(shù)，本文中效用函數(shù)系數(shù)的數(shù)值分別為α=0.008 33，β=0.005，γ=0。

該模型表示高速鐵路影響下的城市活躍度與城市自身人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平呈正比，即自身人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高，形成的集聚吸引效應(yīng)越為顯著；同時(shí)活躍度與多方式出行阻抗呈反比，出行方式效率越高，越便捷，相應(yīng)的阻抗越低，越有利于吸引周邊的生產(chǎn)要素，形成集聚效應(yīng)。在出行阻抗測(cè)算時(shí)，不同出行方式根據(jù)自身的效用函數(shù)具有不同的權(quán)重，以表示該方式在綜合運(yùn)輸體系中的作用。

3 京滬高速鐵路實(shí)例分析

根據(jù)上述區(qū)域活躍度模型，本文選取京滬高速鐵路沿線6個(gè)代表性城市進(jìn)行實(shí)例分析。如圖1所示，北京、濟(jì)南、徐州、蚌埠、南京、上海為本次主要研究的城市。城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人口數(shù)據(jù)來源于2010年和2012年《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》，對(duì)比高速鐵路建成運(yùn)營(yíng)前后區(qū)域活躍度的變化。阻抗函數(shù)中的交通方式為城市之間客流運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑窈?、鐵路以及公路。表1為6個(gè)城市之間實(shí)際存在的客運(yùn)交通方式。

圖1 京滬高速鐵路沿線6個(gè)代表性城市

表1 6個(gè)城市間實(shí)際存在的客運(yùn)交通方式

按照模型中式(2)(3)(4)進(jìn)行計(jì)算，可以得出高速鐵路建成開通前后6個(gè)城市之間的綜合出行阻抗，如表2所示。由此可見在京滬高速鐵路開通后，城市之間的客運(yùn)出行阻抗明顯減少，平均降幅約為39.7％。尤其是北京與濟(jì)南、徐州、蚌埠、南京之間的綜合出行阻抗降幅可達(dá)50％，京滬高速鐵路的開通給遠(yuǎn)距離城市間的出行帶來極大的便利。在距離相近的城市之間，如南京—蚌埠，蚌埠—徐州，高速鐵路相對(duì)于快速列車、普速列車或汽車的優(yōu)勢(shì)可能并不明顯，但是仍然降低約26.8％的出行阻抗。對(duì)比高速鐵路開通前后上海與北京之間的綜合出行阻抗，可以看出高速鐵路的加入吸引傳統(tǒng)普速列車的客流，同時(shí)部分吸引民航方式的客流，使得綜合出行阻抗非常接近于兩座城市之間乘坐高速鐵路的行程時(shí)間。

表2 高速鐵路開通前后6個(gè)城市間的綜合出行阻抗（單位：h）

高速鐵路開通后

根據(jù)表2和表3的計(jì)算結(jié)果，按照式(1)可以得出6個(gè)城市的區(qū)域活躍度（見圖2及表3）。選取高速鐵路開通前一年（2010年）以及高速鐵路開通后一年（2012年）作為代表年份，分別計(jì)算京滬高速鐵路影響下6個(gè)代表城市的區(qū)域活躍度。此外，為進(jìn)一步對(duì)比說明京滬高速鐵路的影響，本文假設(shè)2012年高速鐵路不存在并計(jì)算相應(yīng)的區(qū)域活躍度。從這三個(gè)值的對(duì)比中可以發(fā)現(xiàn)，一方面，高速鐵路開通后的2012年，特大城市、大城市以及中小城市的區(qū)域活躍度都有極大的提升，每個(gè)代表城市活躍度的絕對(duì)值大約可達(dá)到2010年的2倍以上；另一方面，假設(shè)2012年高速鐵路并不存在，僅僅依靠GDP和人口的增長(zhǎng)，區(qū)域活躍度的平均增長(zhǎng)率僅為31.3％，而在高速鐵路存在的情況下，城市的活躍度平均增長(zhǎng)率可達(dá)117.9％，由此可見高速鐵路影響下，區(qū)域活躍度呈現(xiàn)出“跳躍式”的提升。

圖2 高速鐵路影響下的區(qū)域活躍度對(duì)比

表3 高速鐵路影響下的區(qū)域活躍度變化分析

綜上所述，京滬高速鐵路的建成開通，對(duì)沿線城市經(jīng)濟(jì)活躍度的影響是非常顯著的，并且使原來并非主樞紐城市的連通程度有了較大改善，進(jìn)而對(duì)這些城市的活躍度改善非常明顯。特別是極高的便捷性使得京滬高速鐵路全線城市間實(shí)現(xiàn)半日達(dá)，極大地降低了出行阻抗，甚至將部分航空客流分流至高速鐵路運(yùn)輸。但是，我國(guó)區(qū)域發(fā)展并不均衡，東部發(fā)達(dá)區(qū)域與中西部區(qū)域的差距較為明顯。因此東部區(qū)域在將來進(jìn)一步推進(jìn)高速鐵路網(wǎng)發(fā)展的同時(shí)，應(yīng)注重高速鐵路運(yùn)營(yíng)技術(shù)和服務(wù)水平的提升，也更應(yīng)注意對(duì)落后區(qū)域的支撐作用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域間均衡發(fā)展，在發(fā)揮高速鐵路集聚效應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的同時(shí)，避免負(fù)的溢出效應(yīng)的影響。

4 結(jié)語

高速鐵路的建設(shè)對(duì)區(qū)域發(fā)展起到了助推劑的作用。要讓這種助推作用持久，且向著可持續(xù)的方向發(fā)展，必須就高速鐵路對(duì)區(qū)域發(fā)展產(chǎn)生的復(fù)雜作用進(jìn)行系統(tǒng)研究。本文建立了以城市集聚吸引力為核心的區(qū)域活躍度模型，研究高速鐵路開通對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的影響。由于高速鐵路對(duì)區(qū)域發(fā)展影響所涉及的因素較多，本研究著重從人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及綜合出行阻抗角度建立模型，后續(xù)研究將進(jìn)一步拓展模型涉及的因素，以增加模型的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。

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（責(zé)任編輯：魏艷紅）

The Impact of High Speed Railway on Economic Development--Taking Beijing-Shanghai High Speed Railway as Example

LI Cheng1,YE Zihan2,GUO Hongwei3
（1 Beijing Institute of Technology,School of Mechanical Engineering,Graduate Student,Beijing 100812,China; 2 Beijing No.14 Middle School,Student,Beijing 100055,China;3 Beijing Institute of Technology,School of Mechanical Engineering, Associate Professor,Beijing 100812,China）

In the meantime of changing travel environment,the high speed railway affects the development of the regions along the line.Based on the interaction between high speed railway and regional development,the model of regional activity under the influence of high speed railway is established,which could simulate the agglomeration effect.At last,the validity of this model is verified by the example of Beijing-Shanghai high speed railway,the influence on the economic activity of the cities along the line and the advice on regional coordinated development are proposed.

high speed railway;regional development;activity;agglomeration effect;Beijing-Shanghai high speed railway

A

：1004-9746（2016）06-0021-05

2016-11-25）