合福高鐵和寧安高鐵對安徽省城市可達(dá)性影響研究

孫建平 ，尹學(xué)宇

（1.池州學(xué)院 地理與規(guī)劃學(xué)院，安徽 池州 247100；2.北京中軟國際科技服務(wù)有限公司馬鞍山分公司，安徽 馬鞍山 243000）

0 引 言

高速鐵路是現(xiàn)代城際交通工具發(fā)展的代表性產(chǎn)物，在解決大通道上大量旅客快速輸送問題方面有著極為重要的作用[1]。旅客的出行時(shí)間被縮短，區(qū)域空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，時(shí)間、空間的地緣阻隔被打破。高速鐵路的快速發(fā)展不僅從根本上改變了中國鐵路運(yùn)輸?shù)母窬?，便捷了人們的跨區(qū)域通勤[2]，提高了區(qū)域交通的可達(dá)性水平，而且增強(qiáng)了生產(chǎn)要素的流動能力，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系產(chǎn)生深刻的影響。

國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于高速鐵路可達(dá)性的研究取得了豐碩的成果，主要集中在時(shí)空變化研究和地域經(jīng)濟(jì)效應(yīng)研究兩大方面，分析高鐵對時(shí)空距離縮短的影響性機(jī)制，評價(jià)其在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中給不同區(qū)域帶來的收益[3-5]。

2015年，合福高鐵與寧安高鐵相繼開通，安徽省尤其是皖江地區(qū)的交通運(yùn)輸狀況得到了顯著改善，進(jìn)而對各城市的經(jīng)濟(jì)潛力及城市間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度產(chǎn)生了極大影響。本文以安徽省為研究區(qū)域，分析兩條高速鐵路開通前后16個(gè)地級市的交通可達(dá)性、城市間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系以及交通路網(wǎng)相關(guān)指標(biāo)的變化，希望為促進(jìn)高速鐵路繼續(xù)蓬勃發(fā)展和加強(qiáng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與區(qū)域合作提供參考。

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

安徽省地處華東地區(qū)，除省會合肥市以外，下轄15個(gè)地級市、9個(gè)縣級市、50個(gè)縣以及45個(gè)市轄區(qū)，區(qū)域面積達(dá)14.01萬平方千米。安徽省居中靠東，其中合肥市是長三角城市帶次級中心，南京都市圈與合肥都市圈在此交匯，截至2021年末，安徽省已有常住人口6 113萬人，國民生產(chǎn)總值達(dá)42 959億元。

1.2 數(shù)據(jù)來源

空間數(shù)據(jù)來源于安徽省測繪局公布的1:250萬比例尺交通圖，矢量化合福高鐵與寧安高鐵開通前后的鐵路數(shù)據(jù)；利用ArcGIS軟件，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，作為后續(xù)分析的基礎(chǔ)源數(shù)據(jù)；國民經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒。

2 研究方法

2.1 加權(quán)平均旅行時(shí)間

從歷史經(jīng)驗(yàn)與行業(yè)前沿研究結(jié)果表明，區(qū)域可達(dá)性除了受到當(dāng)?shù)刈匀坏乩憝h(huán)境與交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平制約以外，也和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān)，可用加權(quán)平均旅行時(shí)間表示。公式為：

式（1）中，Ai即為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的加權(quán)平均旅行時(shí)間；Tij為節(jié)點(diǎn)i與j在交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的最短旅行時(shí)間，默認(rèn)交互時(shí)間是相同的，少數(shù)單行路網(wǎng)暫不考慮；Mj為節(jié)點(diǎn)j的自身經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與流動性指標(biāo)，可以是國民生產(chǎn)總值（GDP）、工業(yè)或第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值、人均可支配收入等，它反映了節(jié)點(diǎn)在經(jīng)濟(jì)層面對周圍地區(qū)的輻射與吸引力的高低，本文研究選取2014年、2016年安徽省各地級市國民生產(chǎn)總值作為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；n為參與分析的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)上除了目標(biāo)節(jié)點(diǎn)以外的節(jié)點(diǎn)總數(shù)。Ai是可以直接反映區(qū)域路網(wǎng)可達(dá)性的阻抗性指標(biāo)，節(jié)點(diǎn)i的可達(dá)性的優(yōu)良與其數(shù)值大小成反比[6-7]。

2.2 交通路網(wǎng)發(fā)育評價(jià)指標(biāo)

在2.1中的加權(quán)平均旅行時(shí)間公式中，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也是一個(gè)重要影響要素。2016年安徽省經(jīng)濟(jì)相較于2014年有了飛速的發(fā)展，這就為鐵路開通本身對可達(dá)性影響力評估帶來了干擾因子。為解決這一問題，在研究中引入了路網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)育評價(jià)指標(biāo)，公式如下：

式（2）中，d代表路網(wǎng)密度，為交通路線里程L與區(qū)域面積S的比值；β代表網(wǎng)絡(luò)連接率，是網(wǎng)絡(luò)線路數(shù)e與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)v的比值，當(dāng)β小于1時(shí)，網(wǎng)絡(luò)呈樹狀分布，當(dāng)β大于1時(shí)，網(wǎng)絡(luò)呈回路狀分布；γ代表網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合性水平，反映網(wǎng)絡(luò)的伸展程度，其值越大，則結(jié)合水平越高，反之則越低[8]。

2.3 基于引力分析的首位度模型

首位度指標(biāo)反映的是區(qū)域核心的首位城市對次首位城市的影響力[9]。其計(jì)算公式為：

式（3）中，P1為最高聯(lián)系程度；P2為次高聯(lián)系程度。在研究中，引入萬有引力公式變形的經(jīng)濟(jì)影響力公式來計(jì)算區(qū)域路網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系程度。其計(jì)算公式如下：

式（4）中，Sij為城市節(jié)點(diǎn)i對節(jié)點(diǎn)j的影響力，Tij為城市節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的最短通達(dá)時(shí)間，fsi為城市節(jié)點(diǎn)綜合影響力指標(biāo)，an反映城市節(jié)點(diǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的單項(xiàng)指標(biāo)。本文選取了國民生產(chǎn)總值（GDP）、工業(yè)生產(chǎn)總值、城市固定資產(chǎn)投資、城市二級優(yōu)越空氣天數(shù)和城市就業(yè)人數(shù)來確定城市節(jié)點(diǎn)綜合影響力指標(biāo)。

3 可達(dá)性水平分析

3.1 合福高鐵和寧安高鐵開通前后的加權(quán)平均旅行時(shí)間

模型緊扣鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的變化，分別以2014年與2016年安徽省的普通鐵路與高速鐵路為網(wǎng)絡(luò)路徑，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，并對高鐵線路與普通鐵路賦予不同的時(shí)速，以16個(gè)地級市的鐵路站點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)，通過ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析模塊計(jì)算最短時(shí)間成本。為了實(shí)現(xiàn)批量計(jì)算，基于Model-Builder模塊構(gòu)建地理模型，完成節(jié)點(diǎn)間最短時(shí)間的批量處理。對于具有多個(gè)鐵路站的城市，對其進(jìn)行合并處理，再根據(jù)公式（1）結(jié)合國民生產(chǎn)總值計(jì)算各地級市的加權(quán)平均旅行時(shí)間，如表1所示。

表1 高鐵開通前后加權(quán)平均旅行時(shí)間

從分析結(jié)果可以明顯發(fā)現(xiàn)，在兩條線路開通之后，安徽省區(qū)域的可達(dá)性整體提高，尤其是合福高鐵和寧安高鐵的節(jié)點(diǎn)城市，如安慶、蕪湖、銅陵、池州、馬鞍山、合肥、黃山等市的可達(dá)性水平有了明顯的改善。

3.2 路網(wǎng)發(fā)育指標(biāo)

根據(jù)公式（2）計(jì)算高速鐵路開通前后安徽省鐵路網(wǎng)發(fā)育指標(biāo)，如表2所示。可以發(fā)現(xiàn)安徽省的鐵路網(wǎng)發(fā)育的各項(xiàng)指標(biāo)均有提高，反映了安徽省鐵路網(wǎng)不斷健全，可達(dá)性水平以及路網(wǎng)上的城市節(jié)點(diǎn)之間的交互能力也相應(yīng)提高。

表2 2014、2016年安徽省鐵路網(wǎng)發(fā)育指標(biāo)

3.3 首位度分析

合肥市作為安徽省省會，研究其在“高鐵時(shí)代”經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢，可以作為安徽省整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的縮影。對選取的反映城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力的單項(xiàng)指標(biāo)做無量綱處理。運(yùn)用經(jīng)濟(jì)影響力公式計(jì)算出城市的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，基于ArcGIS軟件對分析結(jié)果進(jìn)行空間插值，如圖1所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，兩條高鐵線路開通前后，合肥對于鐵路沿線城市中的馬鞍山、蕪湖、銅陵、池州、安慶的影響力顯著增強(qiáng)。這除了因?yàn)楹戏首陨淼慕?jīng)濟(jì)實(shí)力飛速增強(qiáng)以外，更是因?yàn)榻煌ɑA(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與發(fā)展，可以通過合肥對南北區(qū)域影響力變化趨勢的快慢對比分析得出結(jié)論。

圖1 高鐵開通前后合肥市首位度指標(biāo)對比圖

4 結(jié) 語

高速鐵路路網(wǎng)的發(fā)展，能夠打破自然地理?xiàng)l件的阻隔，加速區(qū)域內(nèi)以及區(qū)域之間人流、物流、信息流的交互傳輸。通過研究合福高鐵和寧安高鐵兩條高鐵開通運(yùn)行前后，安徽各市可達(dá)性水平的變化情況，得出以下結(jié)論：

首先，合福高鐵與寧安高鐵，一縱一橫。兩條高鐵線路的先后開通運(yùn)行，將合肥、馬鞍山、蕪湖、銅陵、池州、安慶、宣城、黃山納入中國高速鐵路網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)了安徽省的高速鐵路分布格局向路網(wǎng)更加穩(wěn)定復(fù)雜的“卅”字型分布轉(zhuǎn)變。交通路網(wǎng)的發(fā)育性指標(biāo)——網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)連接率、網(wǎng)絡(luò)延展度都有顯著提高。

其次，兩大高鐵線路，有效改善了省內(nèi)沿線邊界地市邊緣的情況，加強(qiáng)了安徽省中心城市合肥與其他地市間的影響，尤其是對皖南地區(qū)的影響，經(jīng)濟(jì)文化交互更加緊密，增強(qiáng)了合肥作為“長三角城市群”副中心城市與“合肥城市圈”中心城市履行職能的能力。

最后，高速鐵路作為一種方興未艾的交通運(yùn)輸方式，其建設(shè)發(fā)展正進(jìn)一步打破長期以來區(qū)域之間的時(shí)空阻隔。高鐵建設(shè)將會促進(jìn)高鐵沿線產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)向更加合作化、高效化的方向發(fā)展。