西北地區(qū)鐵路網(wǎng)規(guī)模需求發(fā)展研究

曾俊偉，張曉龍，王 能，錢(qián)勇生

（蘭州交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

根據(jù)“西部大開(kāi)發(fā)”決策的提法，相對(duì)于原行政區(qū)劃下的“西北地區(qū)”概念有了一定擴(kuò)充，在傳統(tǒng)的“西北五省區(qū)”中增加了西藏自治區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)。為此，西北地區(qū)包括陜西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)和西藏自治區(qū)，形成“三省四區(qū)”的格局。整個(gè)大西北占我國(guó)版圖的56%，而西北地區(qū)的鐵路線路里程低，路網(wǎng)規(guī)模較小，遠(yuǎn)不能滿足西北地區(qū)物資運(yùn)輸?shù)男枨蠛蛧?guó)家西北大開(kāi)發(fā)的要求。同時(shí)，隨著國(guó)家對(duì)鐵路建設(shè)融資體制的改革，以及加快中西部和貧困地區(qū)鐵路建設(shè)戰(zhàn)略的提出，加強(qiáng)和擴(kuò)大西北地區(qū)的鐵路網(wǎng)規(guī)模將是我國(guó)鐵路改革的一個(gè)重要方向，以解決西北地區(qū)鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)能力不足、人均出行距離短、運(yùn)輸流構(gòu)成不均衡、運(yùn)輸業(yè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)地位不突出等方面的主要問(wèn)題。由于內(nèi)蒙古自治區(qū)的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)相對(duì)發(fā)達(dá)，2012年其鐵路營(yíng)業(yè)里程高達(dá)9161.9km，居全國(guó)首位。因此，重點(diǎn)針對(duì)其余6省區(qū)的鐵路網(wǎng)布局進(jìn)行研究。

1 我國(guó)西北地區(qū)鐵路網(wǎng)發(fā)展分析

目前，我國(guó)新疆維吾爾自治區(qū)、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)、青海省、陜西省、西藏自治區(qū)6個(gè)省區(qū)總面積約占國(guó)土面積的44.97%。截至2011年底，西北地區(qū)鐵路營(yíng)業(yè)里程為25959.4km，僅占全國(guó)營(yíng)業(yè)里程的27.8%；鐵路網(wǎng)密度為60.13km / 萬(wàn) km2，為全國(guó)平均水平的61.90%，與世界銀行提出的現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)120km / 萬(wàn) km2相距甚遠(yuǎn)[1]。因此，加快我國(guó)西北地區(qū)鐵路建設(shè)應(yīng)滿足以下方面。

1.1 開(kāi)發(fā)資源

西北地區(qū)是我國(guó)資源蘊(yùn)藏最豐富的地區(qū)。優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源有鐵、石油、銅、鉛、鋅等有色金屬，建材資源和各種鹽類(lèi)等。其中，陜西省神府煤田煤炭?jī)?chǔ)量達(dá)1600多億 t；甘肅省鎳、鈷等11種礦產(chǎn)含量居全國(guó)第1位；新疆維吾爾自治區(qū)石油資源量208.6億 t，天然氣資源量10.3萬(wàn)億 m3，煤炭預(yù)測(cè)資源量2.19萬(wàn)億 t；青海省鉀鹽儲(chǔ)量占全國(guó)的95%；寧夏回族自治區(qū)煤炭探明儲(chǔ)量超過(guò)300億 t，石膏儲(chǔ)量達(dá)100億 t；西藏自治區(qū)礦藏中鉻、工藝水晶等12種優(yōu)勢(shì)礦種儲(chǔ)量居全國(guó)前5位[1]。

目前，西北地區(qū)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)程度較低，特別是鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)不足，難以承擔(dān)大量資源的運(yùn)輸任務(wù)。與此同時(shí)，我國(guó)東部地區(qū)原有資源開(kāi)發(fā)區(qū)的資源儲(chǔ)量已經(jīng)開(kāi)始減少，資源運(yùn)距加長(zhǎng)，迫切需要大力發(fā)展西北鐵路網(wǎng)、改善西部資源交通條件。

1.2 加強(qiáng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)交流合作

我國(guó)西北地區(qū)與多國(guó)接壤，對(duì)外貿(mào)易基礎(chǔ)良好，條件便利，但是交通設(shè)施不發(fā)達(dá)，極大地妨礙了該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和其他合作活動(dòng)。目前區(qū)域受自然條件的制約較大，交通方式單一，特別是鐵路在區(qū)內(nèi)分布不均衡，新疆維吾爾自治區(qū)、青海省、西藏自治區(qū)等鐵路密度低、線路設(shè)備老化、線路技術(shù)等級(jí)低、運(yùn)營(yíng)效率低等因素嚴(yán)重制約著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。由于鐵路運(yùn)輸運(yùn)距長(zhǎng)、運(yùn)量大、全天候等優(yōu)點(diǎn)，決定了其在西北運(yùn)輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵地位，但是西北鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)狀不能滿足西部資源開(kāi)發(fā)的需求。因此，大力發(fā)展西北鐵路網(wǎng)、改善交通條件將極大地促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以及同其他區(qū)域的交流合作[2]。

1.3 促進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

隨著鐵路建設(shè)融資體制的改革，以及加快中西部和貧困地區(qū)鐵路建設(shè)等戰(zhàn)略的提出，更多的民間資本可以加入到鐵路建設(shè)中來(lái)。同時(shí)，大量的資金進(jìn)入我國(guó)中西部地區(qū)促進(jìn)了該地區(qū)的發(fā)展，符合經(jīng)濟(jì)的波動(dòng)式發(fā)展規(guī)律。因此，減少東西部經(jīng)濟(jì)差距，繼而為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡—平衡—不平衡的動(dòng)態(tài)發(fā)展做準(zhǔn)備，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)總量的整體上升。西部地區(qū)目前開(kāi)發(fā)面積廣大、資源豐富、經(jīng)濟(jì)落后、交通方式單一落后，因此，在發(fā)展西部的過(guò)程中，首要任務(wù)是加強(qiáng)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，特別是建設(shè)運(yùn)載量大、費(fèi)用低廉、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)的鐵路設(shè)施。

此外，發(fā)展西部地區(qū)的鐵路，形成連貫邊境的鐵路線，消滅斷頭線，對(duì)于加強(qiáng)西北邊陲地區(qū)的政治穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)繁榮、國(guó)防鞏固、改善西北少數(shù)民族地區(qū)交通落后面貌、發(fā)展民族經(jīng)濟(jì)，具有重要的政治和軍事意義[2]。

2 西北地區(qū)鐵路網(wǎng)規(guī)模需求分析

2.1 研究思路和方法

鐵路網(wǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)涉及因素眾多，包含自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等諸多方面，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)布局、人口數(shù)量、城市化水平及城鎮(zhèn)分布等因素是在不斷變化的；土地面積、地理特征則是相對(duì)穩(wěn)定的。這些因素對(duì)鐵路網(wǎng)規(guī)模與布局的影響相互關(guān)聯(lián)。在一定時(shí)期，上述各因素所反映的綜合國(guó)情決定著鐵路網(wǎng)的合理發(fā)展規(guī)模。在分析地區(qū)土地面積、地理特征及城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等多種因素后，采用連通度法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，對(duì)西北地區(qū)鐵路網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展進(jìn)行分析預(yù)測(cè)。

2.2 建立數(shù)學(xué)模型

采用連通度法進(jìn)行西北地區(qū)基礎(chǔ)路網(wǎng)規(guī)模測(cè)算的基本原理為：假設(shè)區(qū)域內(nèi)需連接的節(jié)點(diǎn)均勻分布，則連接這些點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模按公式⑴計(jì)算。

式中：C 為連通度系數(shù)；L 為路網(wǎng)規(guī)模，km；N 為區(qū)域內(nèi)應(yīng)連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)；S 為區(qū)域面積，km2。

不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)不同的連通度系數(shù) C，當(dāng) C≤1.00時(shí)，表示路網(wǎng)的通達(dá)性較差；當(dāng)1.00＜C≤2.0時(shí)，表示路網(wǎng)的通達(dá)性良好；當(dāng)2.00＜C≤3.14時(shí)，表示路網(wǎng)基本完善；當(dāng) C＞3.14時(shí)，表示路網(wǎng)基本上處于完善狀態(tài)或理想狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其連通度系數(shù)如圖1所示。

由于西部地區(qū)的區(qū)域差異性較大，因而不能將其作為一個(gè)整體進(jìn)行計(jì)算和研究。據(jù)此對(duì)基本公式⑴進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，即考慮區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)集 V = { vij：i =1，2，…，m；j =1，2，…，m}，vij表示節(jié)點(diǎn) i屬于區(qū)域 j，即將 V 分為 m 個(gè)子空間 Vk，Vk= { v1k，…，vik，…，vmk}，有 V =∪kVk且 Vi∩Vj= φ，并保持 Vk內(nèi)的節(jié)點(diǎn)所屬區(qū)域(省級(jí)區(qū)域)在地理空間上是連續(xù)的。同時(shí)，公式⑴測(cè)算的距離為節(jié)點(diǎn)之間的直線距離，考慮鐵路線路的實(shí)際空間特征，按照區(qū)域類(lèi)型引入?yún)^(qū)域線路的平均展線系數(shù) ξ。為此，將公式⑴修改為

式中：L1為實(shí)際路網(wǎng)規(guī)模；Lk，Ck，Nk，Sk分別為區(qū)域 Vk的路網(wǎng)直線聯(lián)系規(guī)模、連通度系數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)和區(qū)域面積；ξk為區(qū)域線路的平均展線系數(shù)，青海省、新疆維吾爾自治區(qū)、西藏自治區(qū)取1.25，其余3省均取1.2[3-4]。

選取2012年我國(guó)西北地區(qū)人口20萬(wàn)規(guī)模以上的縣、市作為基本點(diǎn)，共計(jì)153個(gè)。在此基礎(chǔ)上，考慮未來(lái)國(guó)家資源和能源戰(zhàn)略布局、城市格局演化、人口遷徙等因素，補(bǔ)充重要的交通樞紐(鐵路、公路和港口等37個(gè))、資源礦點(diǎn)(沱沱河、東昆侖、吐魯番、神木等19個(gè))、旅游景點(diǎn)(4A 以上景區(qū)47個(gè))、邊境口岸(阿拉山口、紅其拉甫、都拉塔等29個(gè))等節(jié)點(diǎn)，綜合分析選取285個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)鐵路網(wǎng)規(guī)模進(jìn)行預(yù)測(cè)。

由于各類(lèi)節(jié)點(diǎn)地理空間分布的非均勻性，并考慮節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)之間的空間關(guān)聯(lián)性，異類(lèi)節(jié)點(diǎn)相互銜接在一定程度上減少了線路數(shù)量，并有效提高了網(wǎng)絡(luò)連通性。設(shè)區(qū)域 Vk連通度系數(shù)為1.00的節(jié)點(diǎn)數(shù)有個(gè)，連通度系數(shù)為2.00的節(jié)點(diǎn)數(shù)有個(gè)，連通度系數(shù)為3.41的節(jié)點(diǎn)數(shù)有個(gè)。定義區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連通度系數(shù) Ck為區(qū)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)連通度系數(shù)的加權(quán)平均值，其計(jì)算方法如下。

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其連通度系數(shù)

根據(jù)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)銜接的模式分析各個(gè)節(jié)點(diǎn)的連通度，并分區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后按公式⑶計(jì)算得出各區(qū)域的連通度系數(shù)，如表1所示。

根據(jù)公式⑵和公式⑶，將表1中的數(shù)據(jù)帶入，可以預(yù)測(cè)出2025年西北地區(qū)鐵路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模如表2所示。由表2可知，未來(lái)我國(guó)西北地區(qū)的鐵路網(wǎng)發(fā)展規(guī)?？傮w為45020km，未來(lái)西北地區(qū)6省新建鐵路線路里程為30519.8km。

3 未來(lái)西北地區(qū)鐵路網(wǎng)布局

西部6省運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的布局不僅應(yīng)考慮服務(wù)西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、國(guó)家安全，而且還應(yīng)考慮對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的作用。因此，未來(lái)新建設(shè)的西北地區(qū)鐵路線網(wǎng)將按性質(zhì)和功能的不同，分為以下3種類(lèi)型：東西部的便捷通道；省區(qū)間的開(kāi)發(fā)性通道；新疆維吾爾自治區(qū)、西藏自治區(qū)對(duì)外國(guó)際通道。另外，還有一些對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行局部?jī)?yōu)化聯(lián)絡(luò)線[5-8]。

3.1 東西部便捷通道

由于經(jīng)濟(jì)、地理等多種原因，面積廣大的新、甘、青、藏等省區(qū)呈單通道模式通往內(nèi)地。一旦遇到自然災(zāi)害等不確定因素的影響，進(jìn)疆、進(jìn)藏通道將完全破壞，旅客流通和貨物運(yùn)輸處于癱瘓狀態(tài)，將嚴(yán)重影響西部地區(qū)人民的正常生活和社會(huì)穩(wěn)定。此外，東西部地域交通的不便使地區(qū)發(fā)展不平衡，因而加強(qiáng)東西部便捷通道的建設(shè)是發(fā)展西部運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的首要任務(wù)。目前，對(duì)西部地區(qū)鐵路網(wǎng)的建設(shè)主要是對(duì)既有線路增設(shè)復(fù)線，以及新增加客運(yùn)專(zhuān)線和貨運(yùn)重載專(zhuān)線，構(gòu)想如下。

（1）新建烏魯木齊—哈密—額濟(jì)納旗—臨河—烏蘭察布—張家口線，形成第2條出疆通道：烏魯木齊—哈密—額濟(jì)納旗—臨河—包頭—烏蘭察布—張家口—北京。

表1 西部地區(qū)路網(wǎng)區(qū)域節(jié)點(diǎn)及連通度系數(shù)

表22025 年西部地區(qū)鐵路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模

（2）新建喀什—和田—格爾木—成都線，打破出疆必經(jīng)烏魯木齊的格局，形成第3條出疆通道，連通新、青、渝地區(qū)。

（3）新建阿拉山口—庫(kù)爾勒—敦煌—西寧—成都線，由中部出疆，將新疆與川、渝地區(qū)聯(lián)系起來(lái)，形成第4條出疆通道。

（4）新建西寧—白銀—固原—慶陽(yáng)—富縣—宜川—臨汾—長(zhǎng)治—邯鄲—聊城—濟(jì)南—淄博—濰坊—青島線，減緩隴海線的運(yùn)輸壓力，形成第2條隴海線。

（5）新建拉薩—昌都—馬爾康—廣元—西安線，增加進(jìn)藏通道，實(shí)現(xiàn)陜、渝、藏地區(qū)的連接，形成第2條進(jìn)藏通道。

3.2 省區(qū)間開(kāi)發(fā)性通道

西部地區(qū)陜、甘、寧3省區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，加強(qiáng)南北向的省際通道，使鐵路經(jīng)行偏僻貧困地區(qū)，可以促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。藏、青、新3省區(qū)人口稀少、經(jīng)濟(jì)落后，各類(lèi)資源存貯豐富，運(yùn)輸環(huán)境較差，條件不便，新建鐵路應(yīng)連通現(xiàn)有城市和計(jì)劃發(fā)展的資源基地，從而形成經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中心和沿線的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶，使鐵路發(fā)揮開(kāi)發(fā)和帶動(dòng)作用。主要有中心城市的便捷連接、各省區(qū)內(nèi)部及省際間放射型線路2種類(lèi)型。

（1）中心城市的便捷連接。綜合經(jīng)濟(jì)、地理、民族等因素，并結(jié)合鐵路網(wǎng)現(xiàn)狀及各省區(qū)市的鐵路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)想，擬新建下列鐵路線：蘭州—平?jīng)觥y川—慶陽(yáng)—西安、天水—平?jīng)觥獞c陽(yáng)—延安、張掖—阿拉善右旗、西寧—武威—銀川。以上幾條線路的建設(shè)，對(duì)鞏固國(guó)防、加強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)、促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)邊疆與內(nèi)地的溝通、擴(kuò)大物資流通、人才交流有著重要的作用。

（2）各省區(qū)內(nèi)部及省際間放射線。在西北基本路網(wǎng)基礎(chǔ)上，根據(jù)各省區(qū)實(shí)際，考慮小節(jié)點(diǎn)與大節(jié)點(diǎn)的連接或小節(jié)點(diǎn)與基本路網(wǎng)的便捷連接，同時(shí)考慮國(guó)防需要、區(qū)域內(nèi)資源優(yōu)勢(shì)整合、沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展、緩解物流壓力、提升對(duì)外開(kāi)放水平等因素，擬建以下鐵路：蘭州—臨夏—甘南—舟曲—隴南、庫(kù)爾勒—霍爾果斯、阿勒泰—克拉瑪依—精河—伊寧—阿克蘇、北屯—烏魯木齊—巴倫臺(tái)線。

3.3 對(duì)外國(guó)際通道

西部地區(qū)是我國(guó)重要的邊防地區(qū)，與周邊數(shù)十個(gè)國(guó)家接壤，邊境線上萬(wàn)公里，對(duì)發(fā)展邊境貿(mào)易有著便利的條件，以此加強(qiáng)與口岸線連接的鐵路對(duì)邊境貿(mào)易具有重要意義。擬建以下鐵路：庫(kù)爾勒—奎屯—克拉瑪依—塔城、霍爾果斯—阿拉木圖、喀什—吐?tīng)栨靥乜诎丁獖W什—安集延線、喀什—紅其拉普口岸線[9]。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析我國(guó)西部6省區(qū)鐵路建設(shè)，建立模型計(jì)算未來(lái)西北地區(qū)的鐵路路網(wǎng)規(guī)模，并構(gòu)建未來(lái)路網(wǎng)布局。通過(guò)新建鐵路網(wǎng)及增設(shè)既有線復(fù)線，建設(shè)一個(gè)復(fù)雜有序的西部運(yùn)輸網(wǎng)路，將加速帶動(dòng)和支持中西部地區(qū)發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)的西部發(fā)展戰(zhàn)略。

：

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局. 中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2012[M]. 北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2012.

[2]閻 瑋. 中國(guó)鐵路產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展階段分析[D]. 北京：北京交通大學(xué)，2011.

[3]莫輝輝，金鳳君，王姣娥. 鐵路網(wǎng)規(guī)模測(cè)算方法體系與實(shí)證分析[J]. 地理研究，2009(4)：901-909.

[4]余巧鳳. 鐵路網(wǎng)規(guī)模比較研究[J]. 鐵道經(jīng)濟(jì)研究，2007(4)：32-37.

[5]于 洋，王 琳，陳軍團(tuán). 我國(guó)西北地區(qū)鐵路網(wǎng)規(guī)模測(cè)算研究[J]. 大陸橋視野，2011(5)：43-46.

[6]劉衛(wèi)東.2009中國(guó)區(qū)域發(fā)展報(bào)告西部開(kāi)發(fā)走向[M]. 北京：商務(wù)印書(shū)館，2010.

[7]吳 斌. 西部十省市區(qū)鐵路網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃研究[D]. 北京：北京交通大學(xué)，2008.

[8]王兆成. 中長(zhǎng)期鐵路規(guī)劃研究[M]. 北京：中國(guó)鐵道出版社，2008.

[9]中華人民共和國(guó)鐵道部. 中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃明細(xì)及高清規(guī)劃圖(2008年調(diào)整)[R]. 北京：中國(guó)鐵道出版社，2008.