基于脈沖響應(yīng)函數(shù)的我國鐵路交通與旅游經(jīng)濟增長的關(guān)系研究

朱桃杏，陸 軍，朱正國

ZHU Tao-xing1, LU Jun1, ZHU Zheng-guo2

（1.北京大學(xué) 政府管理學(xué)院，北京 100871；2.石家莊鐵道大學(xué) 土木工程學(xué)院，河北 石家莊 050043）

(1.School of Government Administration, Peking University, Beijing 100871, China; 2.School of Civil Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, Hebei, China)

基于脈沖響應(yīng)函數(shù)的我國鐵路交通與旅游經(jīng)濟增長的關(guān)系研究

朱桃杏1，陸 軍1，朱正國2

ZHU Tao-xing1, LU Jun1, ZHU Zheng-guo2

（1.北京大學(xué) 政府管理學(xué)院，北京 100871；2.石家莊鐵道大學(xué) 土木工程學(xué)院，河北 石家莊 050043）

(1.School of Government Administration, Peking University, Beijing 100871, China; 2.School of Civil Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, Hebei, China)

依據(jù)1996—2013年我國鐵路發(fā)展特征指標(biāo)和旅游總收入指標(biāo)數(shù)據(jù)，利用協(xié)整理論，采用脈沖響應(yīng)函數(shù)自向量回歸模型和方差分解法對鐵路與旅游業(yè)發(fā)展的關(guān)系進行研究。研究結(jié)論顯示，旅游總收入和鐵路建設(shè)投資、鐵路營業(yè)里程、列車旅行速度具有長期穩(wěn)定均衡的關(guān)系。脈沖響應(yīng)結(jié)果表明，鐵路建設(shè)投資的增長并不能持續(xù)推動旅游業(yè)收入的增長，旅游總收入的增長對鐵路營業(yè)里程增長率沖擊的響應(yīng)一直保持幅度較小的正響應(yīng)。方差分解結(jié)果表明，旅游業(yè)發(fā)展的動力首先是源于自身的內(nèi)在爆發(fā)力，其次是列車旅行速度、鐵路營業(yè)里程和鐵路建設(shè)投資的沖擊。

鐵路；旅游業(yè)；脈沖響應(yīng)；向量自回歸；方差分解

交通是旅游地發(fā)展的基礎(chǔ)性要素，直接影響旅游客源地和旅游目的地的空間結(jié)構(gòu)，進而會影響到區(qū)域旅游經(jīng)營業(yè)績[1]。鐵路交通以其便利性、大運量等優(yōu)勢，成為旅游者出行的重要選擇。近年來鐵路交通信息化的發(fā)展給旅行者的出行帶來了更多便利，也使區(qū)域企業(yè)經(jīng)營管理水平和核心競爭力得到提升[2]。高速鐵路的出現(xiàn)帶來了游客旅游行為的產(chǎn)生和旅行時間的節(jié)省[3]。Sophie M 等[4]應(yīng)用克魯格曼的中心地理論驗證了佩皮尼昂和巴塞羅納城市間的高速鐵路對旅游活動和經(jīng)濟發(fā)展的影響。趙娟等[5]運用運輸經(jīng)濟學(xué)和區(qū)域經(jīng)濟學(xué)理論方法評價了城際鐵路的經(jīng)濟效益，認為京津城際鐵路的開通帶來了區(qū)域客貨運輸能力增加、京津都市圈一體化程度增強等影響。為此，依據(jù)我國 1996—2013 年鐵路發(fā)展指標(biāo)和旅游業(yè)發(fā)展指標(biāo)數(shù)據(jù)，利用協(xié)整理論分析鐵路投入與旅游總收入之間關(guān)系的平穩(wěn)性，通過基于向量自回歸 ( VAR ) 模型的脈沖響應(yīng)函數(shù)研究鐵路投入與旅游業(yè)經(jīng)濟指標(biāo)之間的關(guān)系變化，探討高速鐵路條件下我國旅游業(yè)各要素的發(fā)展趨勢和兩者相互促進的政策導(dǎo)向。

1 研究方法與指標(biāo)數(shù)據(jù)

1.1 VAR 模型及脈沖響應(yīng)函數(shù)原理

向量自回歸模型將系統(tǒng)中每一個內(nèi)生變量作為系統(tǒng)中所有內(nèi)生變量滯后值的函數(shù)來構(gòu)造模型，從而形成多元時間序列變量組成的向量自回歸模型，VAR 模型常不預(yù)先設(shè)定變量間的因果關(guān)系，因而不帶有任何事先約束條件，在分析多個相關(guān)經(jīng)濟指標(biāo)上具有獨特優(yōu)勢，常被用于評估聯(lián)合內(nèi)生變量的動態(tài)關(guān)系[6]。VAR 模型進行結(jié)構(gòu)分析的方法包括脈沖響應(yīng)函數(shù)、格蘭杰檢驗及預(yù)測誤差方差分解。其中，脈沖響應(yīng)函數(shù)對于分析系統(tǒng)外部沖擊對系統(tǒng)的影響，以及沖擊程度分析、系統(tǒng)要素間的動態(tài)關(guān)系分析等具有非常直觀的描述。

（1）協(xié)整檢驗。Engle 和Granger 指出，2 個或多個非平穩(wěn)時間序列的線性組合可能是平穩(wěn)的。假如這樣一種平穩(wěn)的或 I (O) 的線性組合存在，這些非平穩(wěn)(有單位根)時間序列之間被認為是具有協(xié)整關(guān)系的[7]。這種平穩(wěn)的線性組合被稱為協(xié)整方程，而且可以被解釋為變量之間的長期均衡關(guān)系。協(xié)整檢驗原理是，如果時間序列都是 d 階單整序列，那么存在一個向量，使得其中 b ＞ 0，則認為時間序列是 (d，b) 階協(xié)整，記為協(xié)整向量。對于多個變量之間的協(xié)整關(guān)系，Johansen 和 Juselius 提出一種極大似然法進行檢驗的方法，通常為 Johansen 檢驗。在進行 Johansen 檢驗時，需要對各個變量進行單位根檢驗。

（2）廣義脈沖函數(shù)。脈沖響應(yīng)函數(shù)是考察系統(tǒng)內(nèi)每個變量對其他變量的沖擊反應(yīng)，它計算了在初期給某一變量一個沖擊時，系統(tǒng)內(nèi)所有內(nèi)生變量的當(dāng)前值和未來值對這一沖擊的反應(yīng)度[8]。

（3）方差分解。脈沖響應(yīng)函數(shù)能夠捕捉到一個變量的沖擊因素對另一個變量的動態(tài)影響路徑，而方差分解可以將 VAR 系統(tǒng)中的一個變量的方差分解到各個擾動項上。因此，方差分解提供了關(guān)于每個擾動因素影響 VAR 模型內(nèi)各個變量的相對程度[9-10]。

1.2 指標(biāo)選擇與數(shù)據(jù)來源

在進行鐵路運輸與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系評價中，鐵路運輸系統(tǒng)的評價指標(biāo)應(yīng)當(dāng)是一套能夠評價鐵路運輸系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r和特征的指標(biāo)群體[11]。

結(jié)合鐵路的經(jīng)濟效應(yīng)和研究需要，選擇鐵路影響旅游業(yè)的主要技術(shù)指標(biāo)：①柯布-道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)表明勞動力和生產(chǎn)投資是經(jīng)濟發(fā)展最不可缺少的 2 大要素，選擇描述鐵路基礎(chǔ)設(shè)施未來前景的鐵路建設(shè)投資指標(biāo) RCI；②選擇描述鐵路交通可達程度的鐵路營業(yè)里程指標(biāo) ROM；③由于鐵路客運系統(tǒng)的優(yōu)化迅速改善了我國城市間的聯(lián)系，是經(jīng)濟快速發(fā)展主要表象，直觀效果是時間花費的減少[12]，因而選擇描述鐵路基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)質(zhì)量的列車旅行速度指標(biāo) TTS。交通基礎(chǔ)設(shè)施對經(jīng)濟發(fā)展的直接影響是加速經(jīng)濟發(fā)展效益的提升。因此，旅游業(yè)發(fā)展指標(biāo)選擇從整體上反映旅游業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的旅游總收入指標(biāo) TIT。

研究數(shù)據(jù)來源于《中國交通年鑒》(1997—2014年 )、《中國旅游統(tǒng)計年鑒》( 1997—2013年)、《全國鐵路統(tǒng)計年鑒》( 2007年 ) ，以及國家旅游局《 2013 年中國旅游業(yè)統(tǒng)計公報 》。在實際分析時采用各變量的對數(shù)值，以保證數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性。

2 研究結(jié)果分析

2.1 協(xié)整檢驗

從鐵路及旅游業(yè)相關(guān)指標(biāo)的線性圖可以看出各指標(biāo)數(shù)據(jù)有一定的時間趨勢和季節(jié)波動，說明鐵路建設(shè)投資額、鐵路營業(yè)里程、旅客列車平均時速、旅游業(yè)收入等數(shù)據(jù)有可能是非平穩(wěn)的，需要首先對其進行單位根檢驗。采用 ADF 方法確定變量的平穩(wěn)性。序列的 ADF 檢驗結(jié)果如表1 所示。

表1 序列的 ADF 檢驗結(jié)果

由表1 可知，變量 TIT，RCI，ROM，TTS 序列都是非平穩(wěn)的，經(jīng)過一階差分后均變成了平穩(wěn)序列，即都是 I (1) 的序列。

在此基礎(chǔ)上進行協(xié)整檢驗，為分析旅游總收入TIT 與鐵路建設(shè)投資 RCI、鐵路營業(yè)里程 ROM、列車旅行速度 TTS 之間是否存在長期均衡關(guān)系，對變量進行回歸 OLS 估計，TIT 為被解釋變量，RCI，ROM，TTS 為解釋變量，估計方程如下。

對估計殘差進行單位根檢驗，檢驗類型為無常數(shù)項和時間趨勢項，根據(jù) SIC 準則確定滯后階數(shù)，殘差序列的單位根檢驗結(jié)果如表2 所示。

根據(jù) Johansen 協(xié)整檢驗法，檢驗結(jié)果為 ADF 值為 - 4.681，小于 1 % 顯著水平上的臨界值 - 3.920，表明 TIT，RCI，ROM，TTS 在 1 % 的顯著性水平上拒絕了原假設(shè)，殘差不存在單位根，是平穩(wěn)序列，旅游總收入和鐵路建設(shè)投資、鐵路營業(yè)里程、列車旅行速度具有長期的協(xié)整關(guān)系。

表2 殘差序列的單位根檢驗

2.2 脈沖響應(yīng)函數(shù)分析

模型的時間序列變量均通過平穩(wěn)性檢驗，旅游總收入與 4 個鐵路經(jīng)濟指標(biāo)之間存在著長期的均衡關(guān)系，運用脈沖響應(yīng)函數(shù)作進一步解釋。

2.2.1 鐵路基礎(chǔ)設(shè)施對旅游業(yè)發(fā)展的脈沖響應(yīng)

鐵路指標(biāo)對旅游總收入的脈沖響應(yīng)結(jié)果如表3 所示。圖1 至圖3 為基于 VAR 模型和漸近解析法模擬，由 Cholesky 轉(zhuǎn)換的脈沖響應(yīng)函數(shù)曲線。

表3 鐵路指標(biāo)對旅游總收入的脈沖響應(yīng)結(jié)果

（1）鐵路建設(shè)投資對旅游總收入的影響。圖1反映了旅游總收入的增長對鐵路建設(shè)投資的增長率沖擊的響應(yīng)。響應(yīng)圖整體呈現(xiàn)波浪式變動趨勢，首期沖擊為負，但從第 4 期、第 5 期形成正響應(yīng)，雖然第 6 期為負響應(yīng)，但后期旅游總收入的增長對鐵路建設(shè)投資的增長率沖擊一直保持幅度較小的正響應(yīng)。第 4 期為沖擊的高峰期。這一特征的經(jīng)濟意義表明，鐵路建設(shè)投資的增長并不能持續(xù)推動旅游業(yè)收入的增長，到一定程度時，鐵路建設(shè)投資增長率的提高對旅游總收入增長過程的促進速度會放緩，但總體起到推動作用。這一趨勢同時說明，交通投資量的效用價值是有限度的，作為資本投入的交通投資與其他生產(chǎn)性投資會由于存在此消彼長的關(guān)系而使其對經(jīng)濟增長的促進速度放緩[13]。2005 年我國鐵路基本建設(shè)投資為 880.18 億元，2006 年投資增長到近 2 倍，從 2007—2009 年，我國鐵路基本建設(shè)投資基本上保持著近 1 倍的年增長率，到 2010年達 7 074.59 億元。2012 年投資略有減緩，為 5 215.46 億元，2013 年增長到 6 638 億元?！笆晃濉迸c“十五”時期相比，投資額增長了 6.3 倍，鐵路基本建設(shè)的增長難以帶來旅游業(yè)的同步繁榮，同時由于鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)周期較長，其經(jīng)濟效應(yīng)具有時滯性。

圖1 ΔLNTIT 對ΔLNRCI 的脈沖響應(yīng)

圖2 ΔLNTIT 對ΔLNROM 的脈沖響應(yīng)

圖3 ΔLNTIT 對ΔLNTTS 的脈沖響應(yīng)

（2）鐵路營業(yè)里程對旅游總收入的影響。圖2反映了旅游總收入的增長對鐵路營業(yè)里程增長率沖擊的響應(yīng)。響應(yīng)圖整體呈現(xiàn)階段性的增長特征。第1 期至第 6 期以負響應(yīng)為主，偶爾保持較弱的正響應(yīng)。從第 7 期開始以正響應(yīng)為主，而且沖擊力強度連續(xù)增強。這一響應(yīng)值在第 8 期和第 9 期最為明顯，幅度分別為 1.7 % 和 2.1 %。這一特征說明，前 6期鐵路營業(yè)里程的增加率未形成旅游收入增長的正響應(yīng)，但從第7期開始，旅游總收入的增長對鐵路營業(yè)里程增長率沖擊的響應(yīng)越來越明顯。

（3）鐵路列車旅行速度對旅游總收入的影響。圖3 反映了旅游總收入的增長對列車旅行速度增長率沖擊的響應(yīng)。響應(yīng)圖前 4 期保持增長趨勢，從第 5 期開始，旅游總收入的響應(yīng)開始下降，但第 5期到第 7 期仍然呈現(xiàn)增長趨勢。從整體來看，旅游總收入的增長對列車旅行速度增長率沖擊的響應(yīng)峰值出現(xiàn)在第 4 期，為 4.1 %。旅游總收入的增長對列車旅行速度增長率沖擊響應(yīng)水平不太明顯，說明旅游總收入增長率由于列車旅行速度增長率的提高而保持同步甚至略高的增加優(yōu)勢。列車旅行速度的提升促進了區(qū)域經(jīng)濟增長，提速的時間價值尤其顯著體現(xiàn)在旅游業(yè)上。有研究表明，1997—2005 年，京廣線和京滬線的提速使沿途站點城市人均 GDP 增長率提高了約 3.7 %[14]。1995 與 2002 年的客運網(wǎng)絡(luò)連通性比較評價表明，鐵路客運提速直接產(chǎn)生“空間”收斂，壓縮了 1 / 5 的空間[12]。

2.2.2 旅游業(yè)發(fā)展對鐵路建設(shè)的脈沖響應(yīng)

旅游總收入對鐵路指標(biāo)的脈沖響應(yīng)結(jié)果如表4 所示。圖4 至圖6 反映了旅游總收入對鐵路指標(biāo)的脈沖響應(yīng)。圖4 表明旅游總收入增長率對鐵路建設(shè)投資增長率的脈沖響應(yīng)是正負向脈沖交替出現(xiàn)的，其中第 4 期為正向脈沖的峰值期，為 12.4 %。圖5 表明旅游總收入的增加對營業(yè)里程增長的脈沖響應(yīng)情況，第 2 期到第 8 期以正影響為主，第 9 期和第 10 期，正負向影響程度均較小。圖6 表明旅游總收入的增加對列車旅行速度增加的脈沖響應(yīng)情況，整體趨勢呈現(xiàn) S 型變化，在第 3 期達到最高變化值0.008，第 4 期時達到最低變化值 - 0.010，到第 6 期時 2 個指標(biāo)逐漸趨于穩(wěn)定一致的變化趨勢，說明過去 20 年來我國迅猛擴展的國際和國內(nèi)旅游流雖然對旅游交通產(chǎn)生極大的需求和壓力，但傳統(tǒng)鐵路的投資、建設(shè)并未產(chǎn)生配套的回應(yīng)。

表4 旅游總收入對鐵路指標(biāo)的脈沖響應(yīng)結(jié)果

圖4 ΔLNRCI 對ΔLNTIT 的脈沖響應(yīng)

2.3 方差分解

脈沖響應(yīng)函數(shù)解釋了各變量對特定的沖擊響應(yīng)的符號及響應(yīng)的幅度，方差分解能夠比較不同沖擊對某一特定變量的響應(yīng)程度。為此，利用方差分解技術(shù)進行分解，以確定每個變量沖擊的相對重要性。ΔLNTIT 的方差分解如表5 所示。鐵路指標(biāo)增長對旅游總收入增長的貢獻率如圖7 所示。

圖5 ΔLNROM 對ΔLNTIT 的脈沖響應(yīng)

圖6 ΔLNTTS 對ΔLNTIT 的脈沖響應(yīng)

表5 ΔLNTIT 的方差分解

圖7 反映了 3 個變量增長率的沖擊對旅游總收入增長的動態(tài)影響路徑。由輸出結(jié)果可知，LNTIT的預(yù)測誤差初期來自于自身貢獻，到第 2 階段除自身貢獻以外，列車旅行速度的影響最大，貢獻率為19.14 %。從第 2 期開始，鐵路營業(yè)里程和鐵路建設(shè)投資的貢獻率一直保持較低且較為穩(wěn)定的增長，鐵路營業(yè)里程指標(biāo)在第 10 期為峰值期，貢獻率為14.732 %。

圖7 鐵路指標(biāo)增長對旅游總收入增長的貢獻率

由輸出結(jié)果分析可知：①鐵路營業(yè)里程指標(biāo)對旅游收益的增長具有顯著且持續(xù)的促進作用；②鐵路建設(shè)投資可能改善旅游者出行的硬環(huán)境和軟環(huán)境，為鐵路吸引更多的旅游者客源，從而促進旅游業(yè)收益的提高，但這一指標(biāo)影響的滯后性和飽和度可能會限制其對旅游產(chǎn)業(yè)的進一步推動；③在列車運行速度較低，而且提速幅度較小的條件下，列車旅行速度對旅游經(jīng)濟發(fā)展的促進作用也較為有限。力首先是源于自身，其次源于列車旅行速度、鐵路營業(yè)里程和鐵路建設(shè)投資。對現(xiàn)有旅游產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)調(diào)整和創(chuàng)新、提升旅游業(yè)服務(wù)水平是促進旅游業(yè)發(fā)展的主要方向。在此基礎(chǔ)上，旅游業(yè)發(fā)展需要借助鐵路設(shè)施的不斷完善來實現(xiàn)更加快速的發(fā)展。同時，鐵路網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋、延伸和拓展是地方旅游產(chǎn)業(yè)提升和區(qū)域旅游合作的重要條件；列車旅行速度指標(biāo)的分析表明，自 1997 年第一次鐵路大提速以來，列車運行速度對旅游業(yè)發(fā)展的影響一直保持較為平穩(wěn)的正向影響，但影響程度小，這與幾十年來列車提速的幅度較小有關(guān)，但隨著我國高速鐵路建設(shè)日新月異，在鐵路建設(shè)后期，隨著路網(wǎng)效應(yīng)、信息化效應(yīng)、時空效應(yīng)等的逐漸形成，旅游業(yè)發(fā)展將會從中獲取更多的發(fā)展機遇。

3 結(jié)束語

高速鐵路未來將成為旅游者出行的重要選擇。按照中長期路網(wǎng)規(guī)劃，“十二五”期間，我國高速鐵路建設(shè)都將維持大規(guī)模投入，投資額將保持在每年 7 000 億元左右。隨著高速鐵路“四縱四橫”線路的逐步延伸和擴展，速度 300 km / h 及以上的高速鐵路列車將更多地投入運營，這將給旅游業(yè)帶來較明顯的促進和推動作用。高速鐵路的運營，加強了旅游城市間的聯(lián)系與溝通，高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建加速了新的區(qū)域旅游合作組織和城市政府旅游合作機制的建立。鐵路交通規(guī)劃格局應(yīng)充分反映規(guī)劃區(qū)域內(nèi)交通運輸與旅游經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r的擬合程度，以實現(xiàn)鐵路資源和設(shè)施在有限區(qū)域空間結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的合理配置，這也是旅游業(yè)成為國家戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)背景下高速鐵路規(guī)劃與運營的理性發(fā)展方向。

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責(zé)任編輯：金 穎

西109個縣

南寧鐵路局 2015 年新建 200 個客票代售點，使全局客票代售點增加至 454 個，覆蓋廣西 14 個地級市、109 個縣，預(yù)計 6 月底全部投入使用。

隨著南寧鐵路局管內(nèi)城市間動車組開行日漸公交化，以及鐵路預(yù)售票時間、車票改簽措施調(diào)整，火車票退改簽率逐漸提高，旅客需要更加便捷的購票環(huán)境。為了方便旅客就近購票，提高鐵路客運市場競爭力，南寧鐵路局在學(xué)校、醫(yī)院、超市等附近新建客票代售點。目前，南寧鐵路局已有150 個新建客票代售點進入驗收階段。

為確保新建客票代售點順利營業(yè)，南寧鐵路局規(guī)范客票代售點設(shè)備設(shè)施建設(shè)標(biāo)準，組織技術(shù)人員、售票人員進行專業(yè)培訓(xùn)，提高他們的業(yè)務(wù)水平。 （摘自《人民鐵道》報）

Study on Relationship between Railway Traffic and Tour Economic Growth in China based on Impulse Response Function

According to the data of development characteristic index of China railway and the index of total tourism revenue in 1996—2013, by using co-integration theory, the VAR of impulse response function and variance decomposition method, this paper studies the relationship between railway and tourism development. The study result shows total tourism revenue has a long-term, stable and balance relationship with railway construction investment, railway route length and train running speed. The impulse response result shows that: the increase of railway construction investment could not continuously promote the increase of tourism income; and the increase of total tourism revenue always maintains a small-range positive response on the impact of growth rate of railway route length. The variance decomposition result shows that: the motive force of tourism development firstly comes from inner explosive effort of tourism itself, secondly comes from the impact of train running speed, railway route length and railway construction investment.

Railway; Tourism; Impulse Response; VAR; Variance Decomposition

1003-1421(2015)07-0054-07

U238；F592.3

A

2015-02-02

2015-03-17

朱桃杏 (1978-)，女，安徽樅陽人，石家莊鐵道大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院副教授，北京大學(xué)博士后。

國家社科基金重點項目 (11AZD093)；國家自然科學(xué)基金項目 (41401158)；河北省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究青年基金項目 (QN20131035)