王亦虹，李雅萱，田平野，羅久剛

(1. 天津理工大學(xué) 管理學(xué)院，天津 300384；2. 中國鐵建華北投資發(fā)展有限公司，河北 石家莊 050011)

0 引 言

我國區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展格局和區(qū)域空間結(jié)構(gòu)正發(fā)生深刻變化。城市群作為主要空間載體，是構(gòu)建“雙循環(huán)”新發(fā)展格局的關(guān)鍵節(jié)點和戰(zhàn)略鏈接，成為區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展的增長動力源。交通運輸能力作為城市群綜合承載能力的組成部分[1]，其穩(wěn)步提升是發(fā)揮中心城市引領(lǐng)帶動作用、強化區(qū)域聯(lián)系的重要支撐。因此，準(zhǔn)確預(yù)測城市群交通運輸能力是科學(xué)謀劃交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的參考依據(jù)，更是著力構(gòu)建綜合立體交通網(wǎng)的基礎(chǔ)。深入了解交通運輸能力的發(fā)展趨勢，有助于發(fā)揮交通運輸在國民經(jīng)濟擴大循環(huán)規(guī)模、增強循環(huán)動能的重要作用，從而助力建成現(xiàn)代化高質(zhì)量交通強國。

城市群交通運輸網(wǎng)涵蓋面廣，受區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等多因素影響?，F(xiàn)有研究多側(cè)重預(yù)測交通運輸量這一數(shù)值本身的變化，缺少對運輸量產(chǎn)生影響的各因素綜合考慮。同時，交通運輸預(yù)測研究多以單一線路[2-3]或單一城市[4]等個體為研究對象，缺乏從區(qū)域布局的角度對城市群交通運輸體系進行一體化空間形態(tài)的綜合分析。而且傳統(tǒng)的單一模型難以適應(yīng)城市群的時變性、非線性、強耦合性和不確定性等特征，不能全面準(zhǔn)確地預(yù)測城市群的綜合交通運輸承載能力。

智能建模算法憑借自適應(yīng)能力，能有效捕捉非線性規(guī)律，但一些模型存在收斂速度慢和易陷入局部最優(yōu)等不足。相對而言，廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(generalized regression neural network, GRNN)具有更強的抗干擾性能和非線性逼近能力，且收斂速度較快[5]。同時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型依賴精準(zhǔn)的輸入因素來預(yù)測輸出數(shù)據(jù)，鑒于部分影響因素數(shù)據(jù)缺失和可得性差，僅依靠神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法難以對未來時期的城市群交通運輸能力進行預(yù)測。因此，構(gòu)建組合預(yù)測模型以避免單一預(yù)測模型自身的局限性，在一定條件下更能有效地改善模型整體性能[6]。

文中創(chuàng)新之處在于，在構(gòu)建國家綜合立體交通網(wǎng)的趨勢下，以城市群為研究對象，提出復(fù)合預(yù)測方法——LASSO-GM(1,1)-GRNN模型，以京津冀城市群為例，預(yù)測并探析其交通運輸能力。該組合模型旨在解決傳統(tǒng)單一模型無法精準(zhǔn)地預(yù)測未來城市群交通運輸能力的問題，以期為釋放高質(zhì)量發(fā)展的新動能、促進內(nèi)外經(jīng)濟雙循環(huán)提供科學(xué)依據(jù)和借鑒。

1 研究方法與模型構(gòu)建

1.1 LASSO變量選擇模型

城市群交通運輸能力預(yù)測作為復(fù)雜的社會問題，各影響因素之間存在多重共線性等特征，若主觀選擇可能會產(chǎn)生相關(guān)性較小、因素間耦合性強、計算復(fù)雜度增加等問題。套索(least absolute shrinkage and selection operator，LASSO)算法稱為最小絕對值壓縮選擇算子，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)有效變量選擇、消除多重共線性等問題的方法。LASSO方法通過構(gòu)造懲罰函數(shù)，使得估計后一些指標(biāo)的系數(shù)為零，從而實現(xiàn)指標(biāo)集合精簡的目的[7]。

假設(shè)有線性回歸模型Y=Xβ+ε，其中：Y為城市群交通運輸能力向量；X為影響因素矩陣；β=(β1,β2,…,βp)為系數(shù)向量；ε為誤差向量。令xij為標(biāo)準(zhǔn)化后的影響因素數(shù)據(jù)，yi為中心化的城市群交通運輸能力數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)最小二乘估計為：

(1)

式中：i=1,2,…,n；j=1,2,…,p。

而LASSO是一種L1正則化加上一個L1范數(shù)懲罰，即：

(2)

L1范數(shù)懲罰等價于：

(3)

(4)

式(3)沒有解析解，可通過凸二次規(guī)劃求解。如果預(yù)測的一組變量是高度相關(guān)的，LASSO會選出其中一個變量并將其他壓縮為零；當(dāng)系數(shù)為零時，LASSO算法不會選擇相應(yīng)的變量[8]。筆者使用篩選后的影響因素構(gòu)建預(yù)測模型，其預(yù)期擬合效果將優(yōu)于初始原始數(shù)據(jù)。

1.2 GM(1,1)預(yù)測模型

由于預(yù)測未來年份的城市群交通運輸能力時，鑒于尚未公開發(fā)展規(guī)劃，無法找到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)，因而選取GM(1,1)模型預(yù)測單一影響因素。鄧聚龍[9]于1982年提出灰色系統(tǒng)理論，GM(1,1)模型即單變量一階灰色模型，適用于少樣本、貧信息的數(shù)據(jù)。其原理是對隨機無規(guī)律的原始時間序列采取累加的方法，使生成序列呈現(xiàn)出一定趨勢規(guī)律，并對生成序列建立白色化形式的微分方程，通過求解微分方程得到時間響應(yīng)序列，實現(xiàn)對系統(tǒng)的預(yù)測。GM(1,1)建模過程如下：

1)對原始時間序列X(0)={X(0)(1),X(0)(2),…,X(0)(n)}進行一階累加，生成新的序列：

X(1)={X(1)(1),X(1)(2),…,X(1)(k),…,

X(1)(n)}

(5)

2)構(gòu)造一階微分方程如式(6)：

(6)

式中：a和μ為待解系數(shù)，分別稱為發(fā)展系數(shù)和灰色作用量。利用最小二乘法求解a和μ，即：

(7)

3)求解微分方程，即得到預(yù)測模型如式(8)：

(8)

表1 精度檢驗等級參照Table 1 Accuracy inspection grade reference table

一般情況下預(yù)測精度達到二級標(biāo)準(zhǔn)，則表明預(yù)測結(jié)果具有一定的可信度。因此，筆者通過GM(1,1)模型預(yù)測所需年份主要影響因素的期望值，并以此作為輸入數(shù)據(jù)代入GRNN預(yù)測模型，最終得到未來時期城市群交通運輸能力的結(jié)果。

1.3 GRNN預(yù)測模型

基于非線性回歸分析的GRNN預(yù)測模型人為調(diào)節(jié)參數(shù)很少，只有一個SPREAD值，其網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)全部依賴數(shù)據(jù)樣本，此特點決定GRNN預(yù)測模型最大可能地避免主觀假定對預(yù)測結(jié)果的影響[10]。GRNN模型算法由輸入層、模式層、求和層和輸出層構(gòu)成，它對處理非線性問題具有極強的映射能力和學(xué)習(xí)速度。其算法原理如下：設(shè)x為隨機變量，函數(shù)值為y，真實觀測值為H，聯(lián)合密度函數(shù)為g(x,y)，函數(shù)值y的預(yù)測值為Z。Z可表示為：

(9)

(10)

式中：σ為光滑因子；n為樣本數(shù)量。

筆者只需要合理地選取交通運輸能力的影響因素，確定GRNN模型算法的輸入和輸出數(shù)據(jù)，同時以相關(guān)歷史數(shù)據(jù)對系統(tǒng)進行樣本訓(xùn)練，便可準(zhǔn)確地逼近非線性函數(shù)，建立與傳統(tǒng)方法相比更為精確合理的預(yù)測模型。

1.4 LASSO-GM(1,1)-GRNN交通運輸能力預(yù)測模型

根據(jù)具體方法，筆者提出的LASSO-GM(1,1)-GRNN模型運行結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 預(yù)測模型運行結(jié)構(gòu)Fig. 1 Operational structure of prediction model

首先，考慮到城市群交通運輸能力作為復(fù)雜的社會問題，影響因素間存在多重共線性和不確定性等問題，選用LASSO算法篩選出主要影響變量，降低數(shù)據(jù)復(fù)雜度。其次，為彌補未來年份輸入數(shù)據(jù)缺失，選用GM(1,1)模型預(yù)測LASSO篩選出的未來年份影響因素數(shù)據(jù)，并組合歷史影響因素數(shù)據(jù)以得到完整的輸入數(shù)據(jù)，構(gòu)建GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并不斷調(diào)整光滑因子SPREAD來確定最佳的值，使仿真結(jié)果達到最優(yōu)。最后，對反映交通運輸能力的貨運量和客運量指標(biāo)進行預(yù)測，得到城市群交通運輸能力的動態(tài)趨勢。

2 模型應(yīng)用與預(yù)測分析

2.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

京津冀城市群的區(qū)域空間格局以北京為一核，以北京和天津作為雙城輻射周邊，具備縱橫聯(lián)動?xùn)|西南北的鐵路、公路運輸網(wǎng)絡(luò)和航空樞紐，且東部沿海城市港口航運能力發(fā)達，區(qū)域交通優(yōu)勢明顯。但其仍面臨北京樞紐壓力沉重、以公路為主導(dǎo)的區(qū)域運輸模式難以適應(yīng)城市群發(fā)展需求等問題[11]。長久以來，諸如此類的不協(xié)調(diào)問題在城市群區(qū)域協(xié)同發(fā)展進程中日益凸顯，可見準(zhǔn)確預(yù)測京津冀城市群交通運輸能力是值得關(guān)注的問題。

交通運輸能力即在一定的設(shè)備、交通、人員、環(huán)境條件下，單位時間內(nèi)能夠生產(chǎn)的運輸產(chǎn)品數(shù)量。城市群交通運輸能力主要分為貨運綜合承載能力和客運綜合承載能力，具體表現(xiàn)為貨運量、客運量兩個指標(biāo)[12]。針對京津冀城市群特性，借鑒學(xué)者判定交通運輸能力影響因素和《中國交通統(tǒng)計年鑒》對交通運輸能力的界定，輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)變量設(shè)定如表2。

表2 變量設(shè)定Table 2 Variable setting

考慮時代背景、數(shù)據(jù)的完整性和可得性，筆者以北京、天津兩個直轄市和石家莊、唐山、秦皇島、邯鄲、邢臺、保定、張家口、承德、滄州、廊坊和衡水共11個地級市為研究對象。統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源于2000—2020年的《中國統(tǒng)計年鑒》、《北京市統(tǒng)計年鑒》、《天津市統(tǒng)計年鑒》、《河北省經(jīng)濟年鑒》、《中國交通統(tǒng)計年鑒》、各地級市相應(yīng)年份的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》及中華人民共和國交通運輸部和中國民用航空局官方數(shù)據(jù)等。

2.2 LASSO變量選擇結(jié)果分析

為了消除各影響因素量綱的影響，且較容易得到平穩(wěn)序列，筆者首先把各時序數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，各影響因素仍用表2中標(biāo)記的記號。

結(jié)果顯示，弱影響或無關(guān)影響的變量為第三產(chǎn)業(yè)增加值(x2)、高速等級公路里程(x7)、復(fù)線里程比重(x8)、鐵路貨車數(shù)量(x10)、公路營運汽車擁有量(x11)、鐵路運輸業(yè)就業(yè)人員數(shù)(x14)和公路運輸業(yè)就業(yè)人員數(shù)(x15)等7個變量。之所以運用LASSO剔除了上述7個變量，是因為第三產(chǎn)業(yè)增加值(x2)與區(qū)域生產(chǎn)總值(x1)存在明顯的多重共線性，高速等級公路里程(x7)和復(fù)線里程比重(x8)與公路里程(x6)相關(guān)性太強。據(jù)國家統(tǒng)計局指標(biāo)定義，交通運輸業(yè)就業(yè)人員數(shù)(x13)包括鐵路運輸業(yè)就業(yè)人員數(shù)(x14)和公路運輸業(yè)就業(yè)人員數(shù)(x15)，兩者間存在多重共線性關(guān)系。通過整理，得到京津冀城市群交通運輸能力的影響因素回歸系數(shù)如表3。

表3 LASSO回歸系數(shù)Table 3 LASSO regression coefficients

最終，LASSO方法選擇區(qū)域生產(chǎn)總值(x1)、貨物周轉(zhuǎn)量(x3)、旅客周轉(zhuǎn)量(x4)、鐵路營業(yè)里程(x5)、公路里程(x6)、民用載貨汽車數(shù)量(x9)、公路營運載貨汽車噸位數(shù)(x12)、交通運輸業(yè)就業(yè)人員數(shù)(x13)、港口貨運吞吐量(x16)和機場群旅客吞吐量(x17)等10個變量。表3中此10個變量的系數(shù)均為正數(shù)，表明10個影響因素對京津冀城市群交通運輸能力的影響是正向的。旅客周轉(zhuǎn)量(x4)的系數(shù)最大(0.69)，表明旅客周轉(zhuǎn)量對城市群交通運輸能力的影響最為顯著，其次是貨物周轉(zhuǎn)量，系數(shù)為0.65，說明影響京津冀城市群交通運輸能力的關(guān)鍵因素為旅客周轉(zhuǎn)量和貨物周轉(zhuǎn)量。這一結(jié)論與國內(nèi)外學(xué)者現(xiàn)有的研究結(jié)果基本一致，說明LASSO選擇的結(jié)果與京津冀城市群的實際情況是相符的。

2.3 城市群預(yù)測結(jié)果

2.3.1 LASSO-GM(1,1)模型預(yù)測結(jié)果

依據(jù)GM(1,1)模型，收集2000—2019年的LASSO篩選出的10個影響因素的歷史數(shù)據(jù)。GM(1,1)模型對10個影響因素預(yù)測結(jié)果顯示，2020—2025年的地區(qū)生產(chǎn)總值(x1)、鐵路營業(yè)里程(x5)、公路里程(x6)、民用載貨汽車數(shù)量(x9)、公路營運載貨汽車噸位數(shù)(x12)、機場群旅客吞吐量(x17)均達到C<0.35，P>0.95條件，即預(yù)測精度等級為一級標(biāo)準(zhǔn)。其余4個影響因素預(yù)測等級為二級標(biāo)準(zhǔn)。

因此，GM(1,1)模型預(yù)測京津冀城市群交通運輸能力的影響因素精度較好，MATLAB輸出的2020—2025年影響因素預(yù)測值如表4。

表4 GM(1,1)模型預(yù)測結(jié)果Table 4 GM(1,1) model prediction results

由于貨物周轉(zhuǎn)量、旅客周轉(zhuǎn)量與機場群旅客吞吐量的2019年數(shù)據(jù)可獲得，將2019年的真實值與GM(1,1)模型預(yù)測的2019年預(yù)測值進行誤差分析，以此驗證GM(1,1)模型預(yù)測效果。相對誤差如式(11)：

(11)

將表4中x3、x4、x17代入式(11)，則貨物周轉(zhuǎn)量、旅客周轉(zhuǎn)量與機場群旅客吞吐量相對誤差分別為5.17%、3.24%、4.23%，誤差在合理范圍內(nèi)，由此說明GM(1,1)模型在預(yù)測單一影響因素效果較好，隨后將預(yù)測結(jié)果輸入GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進行訓(xùn)練學(xué)習(xí)。

2.3.2 組合模型預(yù)測結(jié)果分析

利用GM(1,1)模型預(yù)測輸出的10個影響因素數(shù)據(jù)作為GRNN模型的輸入數(shù)據(jù)，記為P，以貨運量(y1)、客運量(y2)這兩項指標(biāo)的數(shù)據(jù)作為輸出變量，記為T。其中將2000—2015年的數(shù)據(jù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本，將2016—2018年的數(shù)據(jù)作為測試樣本，基于MATLAB軟件訓(xùn)練GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最后得到的最佳SPREAD值為0.8。組合模型預(yù)測結(jié)果顯示，2016—2018年的預(yù)測值和真實值之間相差很小，幾乎重合，表明該組合預(yù)測模型的樣本外預(yù)測效果較好。

對“十四五”期間代表京津冀城市群交通運輸能力的貨運量、客運量進行預(yù)測。圖2實線部分為京津冀城市群2000—2018年貨運量、客運量真實值，虛線部分為2016—2025年貨運量、客運量預(yù)測值，小綠色矩形陰影部分為2016—2018年預(yù)測值與真實值對比，以驗證模型精度，大矩形陰影部分為2018—2025年貨運量、客運量預(yù)測值。

圖2 京津冀城市群貨運量、客運量預(yù)測值與真實值的比較Fig. 2 The comparison between the predicted value and the realvalue of the freight volume and passenger volume ofBeijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration

2018年測試結(jié)果和誤差比較以及未來年期京津冀城市群貨運量和客運量的預(yù)測值如表5。

表5 京津冀城市群整體預(yù)測結(jié)果Table 5 Overall prediction results of Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration

據(jù)組合模型預(yù)測出的發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)(表5)可知，京津冀城市群整體貨運量在2020—2025年迅猛增長，年均增長率為5.96%，表明區(qū)域貨運集散水平將大幅提升，京津冀城市群貨物周轉(zhuǎn)能力有望實現(xiàn)跨越式發(fā)展?！笆奈濉逼陂g京津冀城市群整體客運量依然保持較高水平并穩(wěn)步增長，2020—2025年客運量年均增長率為1.98%，表明城市群的集聚效應(yīng)日益凸顯，區(qū)域間活躍程度逐漸擴大。鑒于LASSO變量選擇出的旅客周轉(zhuǎn)量和貨物周轉(zhuǎn)量等關(guān)鍵因素數(shù)據(jù)近五年呈現(xiàn)遞增的態(tài)勢，而京津冀城市群交通運輸能力受這些因素的影響得到提升，這也驗證了指標(biāo)選取的合理性和有效性。

2.3.3 誤差分析

為了更好地說明組合模型的預(yù)測精度，筆者引入了兩種誤差分析指標(biāo)〔均方誤差(MSE)與平均絕對誤差(MAE)〕用來比較模型的預(yù)測效果，MSE與MAE的計算公式如式(12)～式(13)：

(12)

(13)

將LASSO-GM(1,1)-GRNN預(yù)測模型與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、ARMA模型等經(jīng)典預(yù)測模型進行誤差分析與對比，結(jié)果如表6。

表6 不同組合模型預(yù)測結(jié)果Table 6 Forecast results of different combination models

從表6可以看出，BP和ARMA預(yù)測模型的MSE分別為1.253和1.852，可見ARMA模型預(yù)測效果最差；LASSO-GM(1,1)-GRNN組合模型預(yù)測誤差均最小，顯示出組合模型相比其他模型具有更高的預(yù)測性能。與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和ARMA模型相比，GRNN預(yù)測模型需要調(diào)整的僅為SPREAD，在模型精度上占優(yōu)勢，且GRNN模型算法在樣本量較小時預(yù)測效果也很好，此均為另兩種模型無法比擬。因此，京津冀城市群小樣本數(shù)據(jù)集組合模型預(yù)測效果要優(yōu)于BP、ARMA兩種傳統(tǒng)單一預(yù)測方法，證明筆者所建立的預(yù)測模型可滿足城市群交通運輸能力精準(zhǔn)預(yù)測的需求，同時具有一定的泛化能力。

3 進一步分析與討論

3.1 核心區(qū)位城市交通運輸能力探析

通過誤差分析可知組合模型具有較好的預(yù)測精度，可滿足對城市群貨運量、客運量的發(fā)展趨勢預(yù)測需求。為充分發(fā)揮城市群內(nèi)部城市的區(qū)位優(yōu)勢，明晰各城市當(dāng)前交通發(fā)展?fàn)顩r以及未來發(fā)展?jié)摿?，筆者繼續(xù)采用組合模型預(yù)測京津冀城市群核心區(qū)位城市的交通運輸能力。

考慮數(shù)據(jù)的完整性、可得性和時代背景，選取京津冀城市群的北京、天津和河北省的石家莊、唐山、秦皇島、保定、張家口、滄州、廊坊等9個核心區(qū)位城市，得到貨運量和客運量變化趨勢。核心區(qū)位城市貨運量變化趨勢如圖3，客運量變化趨勢如圖4，實線部分為各城市2000—2018年真實值，虛線部分為各城市2019—2025年預(yù)測值。

圖3 核心區(qū)位城市的貨運量趨勢Fig. 3 Freight volume trends in core cities

圖4 核心區(qū)位城市的客運量趨勢Fig. 4 Passenger volume trends in core cities

貨運量可以從整體上反映運輸服務(wù)和國民經(jīng)濟水平，是研究交通運輸發(fā)展規(guī)模和速度、制定和檢查運輸生產(chǎn)計劃的重要參考數(shù)量[13]。從圖3得出，天津、石家莊和唐山的預(yù)測貨運量體量一直居于京津冀城市群內(nèi)領(lǐng)先地位，其2020—2025年預(yù)測貨運量年均增長率分別為1.89%、1.52%和3.88%，預(yù)測這3個城市將逐漸發(fā)展成為京津冀城市群貨運樞紐核心節(jié)點。天津市雖已形成多元化運輸格局，但貨運量在“十四五”期間增幅收縮，天津港貨運需求面臨趨于飽和的問題。此外，預(yù)測北京2025年貨運量增長至21 987萬噸，“十四五”時期貨運量年均增長2.06%，增幅緩慢，表明貨運壓力逐步向周邊城市分散疏解，但一段時期內(nèi)依然無法顯著改善。從圖3看出，秦皇島貨運量在城市群內(nèi)排名居中。由于海港間功能定位有較大程度的重疊，同質(zhì)化競爭現(xiàn)象嚴重，海港功能定位已成為制約港口群整體承載能力提高的瓶頸，導(dǎo)致集群效應(yīng)難以發(fā)揮[14]。

客運量代表城市間活躍程度和與其他城市交流頻次。從圖4可看出，北京客運量體量一直居于京津冀城市群首位，預(yù)測北京“十四五”期間客運量年均增長率為2.34%，一直保持平穩(wěn)增長態(tài)勢；預(yù)測北京2025年客運量將達到63 178萬人，總量遠超京津冀城市群乃至國內(nèi)其他城市。此趨勢表明，以北京為單中心、放射狀的交通網(wǎng)絡(luò)布局仍需優(yōu)化，不能適應(yīng)首都功能疏解和京津冀協(xié)同發(fā)展的需要。此外，天津作為京津冀城市群空間格局中的“雙城”之一，預(yù)測其2025年客運量將達到19 420萬人，總量與北京市相距甚遠，其疏解北京客運交通壓力作用不顯著。建立無縫化銜接的交通運輸網(wǎng)絡(luò)是“十四五”交通規(guī)劃布局的關(guān)鍵一環(huán)。

3.2 討 論

預(yù)測結(jié)果表明，北京逐漸成為區(qū)域客運中心，但其輻射周邊城市能力仍顯不足；天津逐步推動京津冀城市群以海上通道聯(lián)通全國；河北省一些城市交通發(fā)展?jié)摿εc其城市定位不相匹配。由此，印證了組合預(yù)測模型有助于合理評估城市群發(fā)展現(xiàn)狀，進而推進各種運輸方式一體化融合發(fā)展，提高網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)和運營效率。實現(xiàn)錯位互補的高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展仍是未來發(fā)展規(guī)劃中的重要方向。筆者結(jié)合預(yù)測模型的結(jié)果作出以下討論：

1)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化運輸線路，緩解大型中心城市的交通樞紐壓力。京津冀城市群具備以北京為中心的發(fā)達鐵路運輸網(wǎng)絡(luò)和公路基礎(chǔ)設(shè)施，放射狀的陸域運輸網(wǎng)絡(luò)在分布密度和通達程度上來說在全國具有領(lǐng)先地位，但長久以來，以首都為中心的非均衡交通運輸體系使北京的交通樞紐壓力異常沉重。由此，京津冀城市群在未來發(fā)展進程中，疏解大型中心城市的交通壓力、完善市域線路和城際軌道交通建設(shè)是形成多節(jié)點網(wǎng)格狀運輸格局的關(guān)鍵。

2)完善環(huán)渤海港口運輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，持續(xù)發(fā)揮擴大區(qū)位優(yōu)勢。隨著新型城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進程的加快，京津冀城市群以公路運輸為主導(dǎo)的傳統(tǒng)運輸體系正向多元化發(fā)展。持續(xù)推動以港口綜合聯(lián)動聯(lián)運的運輸模式，加強內(nèi)陸城市與沿海地區(qū)的聯(lián)系，加強交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將京津冀城市群建設(shè)成為輻射北方地區(qū)重要的能源樞紐以及對外貿(mào)易窗口。

3)深化航空港聯(lián)動發(fā)展，打造區(qū)域立體化交通運輸體系。京津冀城市群具備龐大的航空港數(shù)量和由北京、天津等為代表的綜合航空運輸節(jié)點，但從真正意義上來說，含4E及以上高等級的航空港僅僅北京、天津和石家莊三處。這在一定程度上也加劇了北京和天津過境旅客周轉(zhuǎn)壓力。同時由于軍地共建共用等諸多因素，京津冀城市群的航空運輸情況在“十四五”期間雖有改善但不顯著。因此，合理規(guī)劃和優(yōu)化航空港建設(shè)，增強周轉(zhuǎn)效率，是打造立體化交通運輸體系、提高京津冀城市群交通承載能力行之有效的重要措施。

4 結(jié) 論

在城市群為主要空間載體構(gòu)建新發(fā)展格局的背景下，針對傳統(tǒng)預(yù)測方法無法精準(zhǔn)地預(yù)測未來城市群綜合交通承載能力的問題，筆者提出了LASSO-GM(1,1)-GRNN組合預(yù)測模型，探析京津冀城市群整體和核心區(qū)位城市的交通運輸能力。主要研究結(jié)論如下：

1)城市群交通運輸能力作為復(fù)雜的社會問題，其未來預(yù)測值受多種因素影響。采用LASSO變量選擇方法得出，影響京津冀城市群交通運輸能力的關(guān)鍵因素為旅客周轉(zhuǎn)量和貨物周轉(zhuǎn)量。

2)構(gòu)建LASSO-GM(1,1)-GRNN組合預(yù)測模型，實現(xiàn)了多維影響因素準(zhǔn)確預(yù)測城市群交通運輸能力。模型仿真結(jié)果顯示，組合模型預(yù)測性能良好，誤差較小。該組合模型彌補了受限于預(yù)測精度以及數(shù)據(jù)來源的不足，可有效地滿足評估城市群所需年份綜合交通承載能力的需求。

3)在組合預(yù)測模型具有一定可信度的基礎(chǔ)上，對“十四五”期間京津冀城市群整體和其核心區(qū)位城市的交通運輸能力進行發(fā)展趨勢預(yù)測與探析。

綜上，借助歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建組合模型，預(yù)測未來的發(fā)展變動趨勢是當(dāng)前有效的數(shù)據(jù)建模方法。但對城市群交通運輸能力來說，其影響因素覆蓋面廣且具有一定的不確定性。考慮到城市群交通運輸能力也與輻射的周邊區(qū)域環(huán)境息息相關(guān)，這種域外效應(yīng)是文中建模過程中所沒有考慮周到的，這將是筆者下一階段研究工作的重心。