胡宸然 周俊菊

摘 要：利用中國國家統(tǒng)計(jì)局整理的 2003 年—2018 年各類交通數(shù)據(jù)與國民經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，使用層次分析法、函數(shù)擬合法與灰色系統(tǒng)數(shù)學(xué)方法對(duì)它們的內(nèi)在聯(lián)系與變化趨勢進(jìn)行深入分析，研究中國高鐵發(fā)展對(duì)居民交通工具選擇結(jié)構(gòu)、高速公路車輛通行壓力以及汽車市場需求的影響，研究結(jié)果表明：高鐵對(duì)旅客具有較高的吸引力;高鐵的快速發(fā)展對(duì)中國人口流動(dòng)具有較顯著的貢獻(xiàn)，高鐵對(duì)高速公路車輛通行減壓具有較高的貢獻(xiàn)并會(huì)使汽車市場需求量在原有增長趨勢上相對(duì)減緩。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;交通工具選擇;高速公路車輛通行壓力;汽車市場需求

中圖分類號(hào)：U238

隨著中國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)也在以非常迅猛的態(tài)勢發(fā)生著日新月異的進(jìn)步。2007 年中國鐵路第六次大提速后，首次開行200 km/h及以上的城際鐵路動(dòng)車組，部分區(qū)段最高速度可達(dá) 250 km/h，形成一批快速客運(yùn)通道，中國正式走向高鐵時(shí)代。作為一種節(jié)能環(huán)保的新型交通方式，高鐵的出現(xiàn)與發(fā)展對(duì)于傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)造成了較大的影響，而高污染、高能耗的公路運(yùn)輸和航空運(yùn)輸則受到較大沖擊。

國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐漸提高了人們的美好生活需求，高鐵作為一種新興的交通運(yùn)輸形式，正在逐漸替代原有傳統(tǒng)交通運(yùn)輸工具，成為人們出行的一種新選擇，在緩解高速公路交通壓力的同時(shí)提高了中國整體交通運(yùn)輸效率，其正在并將長期對(duì)中國旅客出行的交通工具選擇結(jié)構(gòu)及汽車市場需求產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

隨著新時(shí)代產(chǎn)業(yè)革命的不斷推進(jìn)，像高鐵這樣可供人們選擇的綠色高效出行方式將會(huì)越來越多，人們也將越來越多地選擇更加舒適便捷的交通方式。目前高鐵較為發(fā)達(dá)且相關(guān)研究較多的其他國家主要有日本和德國等。本文基于中國國家統(tǒng)計(jì)局整理的2003年—2018年的各類交通數(shù)據(jù)與國民經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，試圖通過分析這些數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系及交通數(shù)據(jù)的變化趨勢，探究高鐵發(fā)展對(duì)于中國交通系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響。

1 數(shù)據(jù)分析與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

采用中國國家統(tǒng)計(jì)局整編的中國交通年鑒中2005年

— 2017年的鐵路運(yùn)營里程、高速公路投資完成額、高速公路客運(yùn)線路班次、高速公路里程、公路營運(yùn)車輛擁有量、全國各類交通方式客運(yùn)量等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行高速公路車輛通行壓力緩解的關(guān)聯(lián)分析，以及各?。ǔ郯呐_(tái)地區(qū)外）各年高鐵運(yùn)營里程的估算和預(yù)測。采用2003 年—2018年中國汽車保有量數(shù)據(jù)，計(jì)算汽車市場需求的年際變化。

1.2 研究方法

1.2.1 層次分析法

層次分析法是一種將與決策有關(guān)的因素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案3個(gè)層次，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法。層次分析結(jié)構(gòu)模型建立步驟如下：

（1）將決策問題分為3個(gè)層次——目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層，每層有若干元素，各層元素間的關(guān)系用相連的直線表示;

（2）構(gòu)造成對(duì)比較矩陣，用成對(duì)比較法和 1-9 尺度，構(gòu)造各層對(duì)上一層每一因素的成對(duì)比較矩陣。兩兩元素間的比較尺度使用Saaty等提出的 1-9評(píng)價(jià)尺度——Aij取值 1，2，…，9，獲它們的倒數(shù) 1，1/2，…，1/9;

（3）計(jì)算權(quán)向量并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，計(jì)算每一成對(duì)比較矩陣的最大特征根和特征向量，作一致性檢驗(yàn)，若通過， 則特征向量為權(quán)向量;

（4）組合權(quán)向量，進(jìn)行組合一致性檢驗(yàn)，若通過，將多層的權(quán)向量組合作為決策的定量依據(jù)。

1.2.2 函數(shù)擬合法

2 結(jié)果及討論

在中國高速鐵路開始高速發(fā)展之前，公路運(yùn)輸與普通鐵路運(yùn)輸是交通客運(yùn)的主要工具，具體以“公路運(yùn)輸為主，普鐵運(yùn)輸為輔，多種客運(yùn)共同服務(wù)”的形式對(duì)我國人口流動(dòng)產(chǎn)生了重要且長期的影響。其中，公路運(yùn)輸尤其是高速公路運(yùn)輸，由于其運(yùn)載工具的強(qiáng)大普及性與對(duì)地域地形條件的廣泛適用性，成為陸路交通運(yùn)輸系統(tǒng)中最傳統(tǒng)、最主要的組成部分，主要承擔(dān)長途客貨運(yùn)輸。但在2000年后，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車普及率開始不斷提高，我國公路所承受的車輛通行壓力在顯著提高。由于高速公路建設(shè)工程的長期性，其對(duì)于車輛通行壓力的緩解是具有滯后性的，且高速公路的空間限制使其對(duì)于車輛通行的容納能力具有客觀限制性，故必須尋求一種陸路交通運(yùn)輸理論及技術(shù)上的創(chuàng)新，來解決逐年增長的交通壓力。隨著2009年《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（試用）》的出臺(tái)，我國高速鐵路的建設(shè)開始走向規(guī)范化。2009年12月26日，京廣高速鐵路武廣段正式開通運(yùn)營，列車最高運(yùn)營速度可達(dá)350 km/h，首次打破我國鐵路的春運(yùn)瓶頸，由此，高鐵運(yùn)輸開始在干線鐵路上占據(jù)重要地位，我國正式進(jìn)入高鐵時(shí)代，如圖1所示。

2.1 高鐵發(fā)展對(duì)國民出行方式選擇的影響

討論高鐵發(fā)展對(duì)于人們出行方式選擇的影響，需要從旅客主觀選擇角度出發(fā)。對(duì)于飛機(jī)、高鐵、公路客運(yùn)、私家車及普通鐵路對(duì)旅客的吸引力，使用層次分析法構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系來進(jìn)行分析。根據(jù)旅客出行目的的不同，可將其分為3類：商務(wù)公務(wù)類出行、旅游探親類出行與外出務(wù)工類出行，不同出行目的的旅客對(duì)于交通工具的舒適度、方便度、經(jīng)濟(jì)性、安全性和時(shí)效性皆有不同要求。層次分析結(jié)構(gòu)模型建立步驟如下。

2.1.1 構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)圖

構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)圖后，對(duì)準(zhǔn)則層5個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系進(jìn)行具體設(shè)置，結(jié)果如圖2所示。

2.1.2 由準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)體系實(shí)現(xiàn)定性到定量的轉(zhuǎn)化

由以上運(yùn)算結(jié)果我們可以看出，對(duì)于商務(wù)公務(wù)類、旅游探親類、外出務(wù)工類3類人群，高鐵在多種交通工具選擇中吸引力權(quán)重都較高，分別為0.2299，0.2323 及 0.2326。對(duì)于旅游探親類和外出務(wù)工類人群，高鐵是最佳選擇;而對(duì)于商務(wù)公務(wù)類出行旅客，高鐵的吸引力以極小的差距僅次于私家車出行，這是由于對(duì)于大部分商務(wù)公務(wù)類出行旅客而言，私家車出行可為該類旅客提供更加安靜的工作及休息空間。對(duì)于中遠(yuǎn)距離旅行，在距離高鐵站不是特別遠(yuǎn)的情況下人們更傾向于乘坐高鐵，其次是私家車和飛機(jī)，只有部分消費(fèi)較低的人群，出于節(jié)省經(jīng)費(fèi)考慮會(huì)選擇價(jià)格相較更低的客運(yùn)汽車或普通客運(yùn)列車。從多角度綜合評(píng)判，由于高鐵具有出色的運(yùn)行速度、載客能力和方便性以及日趨完善的線路網(wǎng)絡(luò)密集程度和單位時(shí)間運(yùn)營頻次，其對(duì)于3類人群的交通出行來說都是較好的選擇，這也是其改變中國居民交通選擇結(jié)構(gòu)的內(nèi)在原因之一。

結(jié)合圖1進(jìn)行驗(yàn)證，可以清楚地看到，高鐵客運(yùn)量占比由2010年的0.14% 上升到2016年的4.88%，在7 年內(nèi)翻了近34倍，在所有交通運(yùn)輸方式中增長速度最快。同時(shí)其在除公路運(yùn)輸外4種交通客運(yùn)量中的占比也由2010年的2.21% 上升到了2016年的22.57%，翻了近10倍，這驗(yàn)證了其他交通運(yùn)輸方式客運(yùn)量的增長因高鐵的不斷發(fā)展而發(fā)生一定減緩。尤其是對(duì)于公路客運(yùn)，其客運(yùn)量占比甚至出現(xiàn)逐年下降。高鐵對(duì)于整體交通效率的貢獻(xiàn)連年增加，中國整體交通效率也受到其一定程度影響而同樣呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，且這樣的增長將隨著高鐵的高速發(fā)展而以更快的速度持續(xù)攀升。

2.2 高鐵建設(shè)對(duì)于高速公路車輛通行壓力緩解的影響

高速公路車輛通行壓力可用其道路擁擠度來表示，高鐵建設(shè)與高速公路道路擁擠度的關(guān)聯(lián)程度越高，則說明其對(duì)高速公路車輛通行壓力緩解的作用越強(qiáng);而高速公路客運(yùn)對(duì)道路擁擠度的影響體現(xiàn)在其對(duì)于交通工具載客空間利用率的提高上。以高鐵運(yùn)營里程作為高鐵建設(shè)的表征值，對(duì)高鐵運(yùn)營里程、高速公路投資完成額、高速公路客運(yùn)線路班次、高速公路里程及公路營運(yùn)車輛擁有量對(duì)高速公路道路擁擠度的灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行計(jì)算，得到結(jié)論，對(duì)于中國大陸地區(qū)30個(gè)省級(jí)行政區(qū)，高鐵運(yùn)營里程關(guān)聯(lián)度最高，次之的依次是高速公路客運(yùn)線路班次與高速公路里程，三者相差較小。而對(duì)于另外2個(gè)因素，高速公路投資完成額與公路營運(yùn)車輛擁有量來說，其對(duì)于道路減壓的影響則較小，這是由于高速公路投資大多用于道路維護(hù)與修復(fù)，而用來進(jìn)行道路拓寬增長的只占其中一部分，如圖3所示。

2.3 高鐵建設(shè)對(duì)于汽車市場需求變化的影響

高鐵的迅猛發(fā)展對(duì)于中國高速公路壓力的緩解與整體交通效率的提高起到了顯著而重要的作用，在此背景下，中國汽車市場需求量也一定會(huì)受到一定程度上的影響。由于汽車購買意愿作為國民的主觀意識(shí)而難以進(jìn)行直接統(tǒng)計(jì)，本文使用汽車購買量來表征汽車市場的需求量;在不計(jì)二手汽車購買的前提下，汽車購買量即國內(nèi)汽車保有量年際差值。

2009年我國正式進(jìn)入高鐵時(shí)代，使用2003年—2009年及2003年—2018年2組中國汽車保有量數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色系統(tǒng)數(shù)列預(yù)測，以對(duì)比不受高鐵快速發(fā)展影響與受高鐵快速發(fā)展影響下的汽車需求量變化。

通過圖4可看出時(shí)間響應(yīng)函數(shù)擬合程度較好，可以使用。根據(jù)圖5可看出二者皆呈逐年遞增趨勢，但藍(lán)色曲線的增長趨勢相較橙色明顯大大減緩。這是由于：隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，國民購買能力提升，其對(duì)于美好生活的需求不斷上升，加之汽車對(duì)于城內(nèi)交通與城際交通具有較高的自主支配性，所以，汽車市場需求量年際變化的基本趨勢是逐年遞增的;但在2010年后高鐵開始高速發(fā)展的影響下，理想狀態(tài)下的汽車市場需求量變化趨勢受到一定程度沖擊而大大減緩，在實(shí)際情況下便會(huì)呈現(xiàn)為增長趨勢相較更緩的曲線。綜上所述可以得出，高鐵的大量投入運(yùn)營會(huì)對(duì)汽車市場造成較大的影響，會(huì)使汽車市場需求量在原有增長趨勢上相對(duì)減緩。

圖6驗(yàn)證了這一結(jié)論， 2000年中國汽車市場開始快速發(fā)展，汽車需求量增長率不斷上升;到了2003年，汽車需求量的增長率略有下降后趨于穩(wěn)定;直到2010年，中國高鐵開始高速發(fā)展，汽車需求量的增長率開始逐年快速下降。

參考文獻(xiàn)

[1]王笑京，沈鴻飛，汪林. 中國智能交通系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2006，6（4）：9-12.

[2]Chong-en Bai， Yingyi Qian. Infrastructure development in China： The cases of electricity， highways， and railways[J]. Journal of Comparative Economics， 2010，38（1）：34-51.

[3]姚沅，趙賢炯，石義福，等. 高鐵對(duì)公路運(yùn)輸影響分析[J]. 山西建筑， 2018，44（1）：105-106.

[4]侯明明.高鐵影響下的綜合交通樞紐建設(shè)與地區(qū)發(fā)展研究[D]. 上海：同濟(jì)大學(xué)，2008.

[5]盧乃寬. 世界高速鐵路建設(shè)發(fā)展趨勢[J]. 中國鐵路， 2000（3）：19-24.

[6]Hangjun Yang， Wenliang Ma， Qiang Wang， et al. Welfare implications for air passengers in China in the era of high-speed rail[J]. Transport Policy，2020，95 （9）：A1-A13.

[7]葉洋. 基于綠色交通理念的城市中心區(qū)空間優(yōu)化研究[D]. 黑龍江哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2016.

[8]劉秉鐮，趙金濤. 中國交通運(yùn)輸與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展因果關(guān)系的實(shí)證研究[J]. 中國軟科學(xué)，2005（6）：101-106.

[9]津利次.日本高鐵的歷史與未來[J].甘霖 譯.國際城市規(guī)劃，2011（6）：6-15.

[10] Tilo Schumann. Increase of capacity on the shinkansen high-speed line using virtual coupling[J]. International Journal of Transport ?Development and Integration，2017（4）：666-676.

[11] Roger Vickerman. High-speed rail in Europe： experience and issues for future development[J]. The Annals of Regional Science，1997，31（1）：21-38.

[12] 鄧雪，李家銘，曾浩健，等.層次分析法權(quán)重計(jì)算方法分析及其應(yīng)用研究[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2012，42（7）：93-100.

[13] 王可，毛志伋.基于Matlab實(shí)現(xiàn)最小二乘曲線擬合[J]. 北京廣播學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，12（2）：52-56.

[14] 曹明霞. 灰色關(guān)聯(lián)分析模型及其應(yīng)用的研究[D].江蘇南京：南京航空航天大學(xué)，2007.

[15] 倪少凱，陳衛(wèi)紅. 用Matlab實(shí)現(xiàn)灰色數(shù)列模型GM（1，1）的預(yù)測[J].數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志，2002（4）：292-293.

收稿日期 2020-08-14

責(zé)任編輯 冒一平