高鐵發(fā)展對中國交通系統(tǒng)的影響分析

胡宸然 周俊菊

摘 要：利用中國國家統(tǒng)計局整理的 2003 年—2018 年各類交通數(shù)據(jù)與國民經(jīng)濟數(shù)據(jù)，使用層次分析法、函數(shù)擬合法與灰色系統(tǒng)數(shù)學方法對它們的內(nèi)在聯(lián)系與變化趨勢進行深入分析，研究中國高鐵發(fā)展對居民交通工具選擇結(jié)構、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：高鐵對旅客具有較高的吸引力;高鐵的快速發(fā)展對中國人口流動具有較顯著的貢獻，高鐵對高速公路車輛通行減壓具有較高的貢獻并會使汽車市場需求量在原有增長趨勢上相對減緩。

關鍵詞：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：U238

隨著中國國民經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，交通運輸業(yè)也在以非常迅猛的態(tài)勢發(fā)生著日新月異的進步。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車組，部分區(qū)段最高速度可達 250 km/h，形成一批快速客運通道，中國正式走向高鐵時代。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、高能耗的公路運輸和航空運輸則受到較大沖擊。

國民經(jīng)濟的發(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輸形式，正在逐漸替代原有傳統(tǒng)交通運輸工具，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提高了中國整體交通運輸效率，其正在并將長期對中國旅客出行的交通工具選擇結(jié)構及汽車市場需求產(chǎn)生深遠的影響。

隨著新時代產(chǎn)業(yè)革命的不斷推進，像高鐵這樣可供人們選擇的綠色高效出行方式將會越來越多，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)達且相關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)計局整理的2003年—2018年的各類交通數(shù)據(jù)與國民經(jīng)濟數(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)計局整編的中國交通年鑒中2005年

— 2017年的鐵路運營里程、高速公路投資完成額、高速公路客運線路班次、高速公路里程、公路營運車輛擁有量、全國各類交通方式客運量等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，進行高速公路車輛通行壓力緩解的關聯(lián)分析，以及各省（除港澳臺地區(qū)外）各年高鐵運營里程的估算和預測。采用2003 年—2018年中國汽車保有量數(shù)據(jù)，計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的因素分解成目標、準則、方案3個層次，并在此基礎上進行定性和定量分析的決策方法。層次分析結(jié)構模型建立步驟如下：

（1）將決策問題分為3個層次——目標層、準則層、方案層，每層有若干元素，各層元素間的關系用相連的直線表示;

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

（3）計算權向量并進行一致性檢驗，計算每一成對比較矩陣的最大特征根和特征向量，作一致性檢驗，若通過， 則特征向量為權向量;

（4）組合權向量，進行組合一致性檢驗，若通過，將多層的權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，公路運輸與普通鐵路運輸是交通客運的主要工具，具體以“公路運輸為主，普鐵運輸為輔，多種客運共同服務”的形式對我國人口流動產(chǎn)生了重要且長期的影響。其中，公路運輸尤其是高速公路運輸，由于其運載工具的強大普及性與對地域地形條件的廣泛適用性，成為陸路交通運輸系統(tǒng)中最傳統(tǒng)、最主要的組成部分，主要承擔長途客貨運輸。但在2000年后，隨著中國經(jīng)濟的快速發(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。由于高速公路建設工程的長期性，其對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輸理論及技術上的創(chuàng)新，來解決逐年增長的交通壓力。隨著2009年《高速鐵路設計規(guī)范（試用）》的出臺，我國高速鐵路的建設開始走向規(guī)范化。2009年12月26日，京廣高速鐵路武廣段正式開通運營，列車最高運營速度可達350 km/h，首次打破我國鐵路的春運瓶頸，由此，高鐵運輸開始在干線鐵路上占據(jù)重要地位，我國正式進入高鐵時代，如圖1所示。

2.1 高鐵發(fā)展對國民出行方式選擇的影響

討論高鐵發(fā)展對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)。對于飛機、高鐵、公路客運、私家車及普通鐵路對旅客的吸引力，使用層次分析法構建評價指標體系來進行分析。根據(jù)旅客出行目的的不同，可將其分為3類：商務公務類出行、旅游探親類出行與外出務工類出行，不同出行目的的旅客對于交通工具的舒適度、方便度、經(jīng)濟性、安全性和時效性皆有不同要求。層次分析結(jié)構模型建立步驟如下。

2.1.1 構建層次結(jié)構圖

構建層次結(jié)構圖后，對準則層5個指標的評價體系進行具體設置，結(jié)果如圖2所示。

2.1.2 由準則層評價體系實現(xiàn)定性到定量的轉(zhuǎn)化

由以上運算結(jié)果我們可以看出，對于商務公務類、旅游探親類、外出務工類3類人群，高鐵在多種交通工具選擇中吸引力權重都較高，分別為0.2299，0.2323 及 0.2326。對于旅游探親類和外出務工類人群，高鐵是最佳選擇;而對于商務公務類出行旅客，高鐵的吸引力以極小的差距僅次于私家車出行，這是由于對于大部分商務公務類出行旅客而言，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。對于中遠距離旅行，在距離高鐵站不是特別遠的情況下人們更傾向于乘坐高鐵，其次是私家車和飛機，只有部分消費較低的人群，出于節(jié)省經(jīng)費考慮會選擇價格相較更低的客運汽車或普通客運列車。從多角度綜合評判，由于高鐵具有出色的運行速度、載客能力和方便性以及日趨完善的線路網(wǎng)絡密集程度和單位時間運營頻次，其對于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)構的內(nèi)在原因之一。

結(jié)合圖1進行驗證，可以清楚地看到，高鐵客運量占比由2010年的0.14% 上升到2016年的4.88%，在7 年內(nèi)翻了近34倍，在所有交通運輸方式中增長速度最快。同時其在除公路運輸外4種交通客運量中的占比也由2010年的2.21% 上升到了2016年的22.57%，翻了近10倍，這驗證了其他交通運輸方式客運量的增長因高鐵的不斷發(fā)展而發(fā)生一定減緩。尤其是對于公路客運，其客運量占比甚至出現(xiàn)逐年下降。高鐵對于整體交通效率的貢獻連年增加，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 高鐵建設對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，高鐵建設與高速公路道路擁擠度的關聯(lián)程度越高，則說明其對高速公路車輛通行壓力緩解的作用越強;而高速公路客運對道路擁擠度的影響體現(xiàn)在其對于交通工具載客空間利用率的提高上。以高鐵運營里程作為高鐵建設的表征值，對高鐵運營里程、高速公路投資完成額、高速公路客運線路班次、高速公路里程及公路營運車輛擁有量對高速公路道路擁擠度的灰色關聯(lián)度進行計算，得到結(jié)論，對于中國大陸地區(qū)30個省級行政區(qū)，高鐵運營里程關聯(lián)度最高，次之的依次是高速公路客運線路班次與高速公路里程，三者相差較小。而對于另外2個因素，高速公路投資完成額與公路營運車輛擁有量來說，其對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與修復，而用來進行道路拓寬增長的只占其中一部分，如圖3所示。

2.3 高鐵建設對于汽車市場需求變化的影響

高鐵的迅猛發(fā)展對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而難以進行直接統(tǒng)計，本文使用汽車購買量來表征汽車市場的需求量;在不計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年我國正式進入高鐵時代，使用2003年—2009年及2003年—2018年2組中國汽車保有量數(shù)據(jù)進行灰色系統(tǒng)數(shù)列預測，以對比不受高鐵快速發(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可看出時間響應函數(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)濟的快速增長，國民購買能力提升，其對于美好生活的需求不斷上升，加之汽車對于城內(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，在實際情況下便會呈現(xiàn)為增長趨勢相較更緩的曲線。綜上所述可以得出，高鐵的大量投入運營會對汽車市場造成較大的影響，會使汽車市場需求量在原有增長趨勢上相對減緩。

圖6驗證了這一結(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。

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收稿日期 2020-08-14

責任編輯 冒一平