鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及流動(dòng)空間格局
——以云南省為例

戢曉峰，孔令帥，陳 方

(1. 昆明理工大學(xué) 交通工程學(xué)院，云南 昆明 650504； 2. 云南綜合交通發(fā)展與區(qū)域物流管理智庫(kù)，云南 昆明 650504； 3. 昆明理工大學(xué) 馬克思主義學(xué)院，云南 昆明 650504)

0 引 言

大宗貨物是我國(guó)物流運(yùn)送的主要物資，鐵路呈現(xiàn)的低成本優(yōu)勢(shì)對(duì)大宗貨物運(yùn)輸具有強(qiáng)大的吸引力。2018年我國(guó)大宗貨物運(yùn)輸占鐵路貨運(yùn)總量的90%以上，結(jié)合云南省2018年運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整行動(dòng)計(jì)劃，明確表明全省推進(jìn)大宗貨物運(yùn)輸“公轉(zhuǎn)鐵”為主攻方向。顯然，鐵路大宗貨物運(yùn)輸在保障戰(zhàn)略物資流通中發(fā)揮著主導(dǎo)作用。分析鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及流動(dòng)空間格局，一方面能為區(qū)域交通基礎(chǔ)設(shè)施布局及優(yōu)化提供規(guī)劃方向，強(qiáng)化物流運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)能力；另一方面也能為區(qū)域功能合理定位、區(qū)域運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展及優(yōu)化資源空間配置提供理論依據(jù)。

近年來(lái)，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論分析運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)逐漸成為研究熱點(diǎn)。P.SEN等[1]分析了印度鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，指出鐵路網(wǎng)絡(luò)均具有小世界特性；金鳳君等[2]建立了貨物運(yùn)輸聯(lián)系強(qiáng)度模型，分析了省級(jí)鐵路貨運(yùn)的聯(lián)系；金杉[3]基于中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，采用首位聯(lián)系模型和距離衰減規(guī)律分析了城際鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)目臻g分布演變；陸夢(mèng)秋等[4]基于中國(guó)鐵路貨運(yùn)服務(wù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，采用最短路徑和貨源系數(shù)算法分析了鐵路運(yùn)輸流的空間格局；嵇昊威等[5]選取最短空間和時(shí)間距離等指標(biāo)，研究了鐵路煤炭網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性的空間格局；侯傳璐等[6]基于交通年鑒數(shù)據(jù)，分析了省際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的特征和影響因素；劉春等[7]以交通統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了省際鐵路貨運(yùn)聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，并指出我國(guó)省際鐵路貨物聯(lián)系呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化特征，但地域分布不均衡；李譚波等[8]基于中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒的客貨運(yùn)數(shù)據(jù)，解析了全國(guó)和省域?qū)用婵臻g運(yùn)輸聯(lián)系特征形成的機(jī)理；劉杰[9]基于鐵路貨運(yùn)站間的實(shí)際運(yùn)輸數(shù)據(jù)搭建了貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，分析了不同等級(jí)車(chē)站在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度。綜上，現(xiàn)有研究仍缺乏基于真實(shí)貨流數(shù)據(jù)支撐的鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)特征分析，主要以統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ)。已有研究多基于靜態(tài)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)從宏觀視角對(duì)鐵路貨物運(yùn)輸聯(lián)系進(jìn)行研究，無(wú)法準(zhǔn)確反映貨物空間流動(dòng)規(guī)律和城市間的真實(shí)聯(lián)系，亟需融合含有位置信息的貨物流動(dòng)大數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)研究的不足。

鑒于此，筆者基于含有位置信息的真實(shí)貨流數(shù)據(jù)，以鐵路貨運(yùn)站點(diǎn)、城市及省域這3個(gè)維度構(gòu)建了鐵路大宗貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和空間分析方法，獲取云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和資源流動(dòng)的空間分布格局。

1 研究區(qū)域及研究方法

1.1 研究區(qū)域

云南省貨物運(yùn)輸以公路為主，鐵路及其他方式比重較??；長(zhǎng)期以來(lái)，公路貨物運(yùn)輸量比重均保持在80%以上。在運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下，云南省積極推進(jìn)“公轉(zhuǎn)鐵”運(yùn)輸實(shí)施方案，重點(diǎn)提升鐵路運(yùn)輸比例和增加專(zhuān)用線建設(shè)。筆者以云南省為研究區(qū)域，分析鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征及流動(dòng)空間格局，云南省的貨物運(yùn)輸主要與鄰近省區(qū)(川渝貴桂)交流密切，如圖1。

地圖號(hào)：GS(2016)1550 圖1 云南省高速公路和鐵路網(wǎng)及周邊省區(qū)鐵路網(wǎng)分布Fig. 1 Highway and railway network in Yunnan Province and railway network distribution in surrounding provinces

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

筆者依托云南省物流大數(shù)據(jù)平臺(tái)，采集了2018年1—12月份的鐵路大宗貨物運(yùn)單原始數(shù)據(jù)。包含了貨物起訖點(diǎn)、貨物運(yùn)輸量、貨物名稱(chēng)等，共涉及云南省7個(gè)州市。這7個(gè)州市作為鐵路大宗貨運(yùn)研究的起訖節(jié)點(diǎn)，省外362個(gè)城市作為鐵路節(jié)點(diǎn)；其中鐵路大宗貨物運(yùn)輸主要包括能源商品、農(nóng)副產(chǎn)品和工業(yè)基礎(chǔ)原材料等。通過(guò)對(duì)海量貨運(yùn)數(shù)據(jù)的清洗和處理后，構(gòu)建了2 000×2 000的O-D鐵路貨流關(guān)系矩陣，共計(jì)1.2萬(wàn)對(duì)城市間鐵路大宗貨運(yùn)關(guān)系，被用來(lái)分析大宗貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征、分布格局等。

1.3 研究方法

鐵路貨運(yùn)受限于基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)布局，其密度差距大且地區(qū)分布不均衡，筆者結(jié)合真實(shí)的鐵路大宗貨物流量和節(jié)點(diǎn)空間流向建立分析流程。

1.3.1 鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提取方法

1)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

筆者應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型，以鐵路貨運(yùn)站為“節(jié)點(diǎn)”，以貨運(yùn)站點(diǎn)之間的貨物聯(lián)系強(qiáng)度作為“邊”，以云南省鐵路大宗貨物的流動(dòng)方向作為網(wǎng)絡(luò)邊的方向，同時(shí)將貨運(yùn)站點(diǎn)集聚到地級(jí)市尺度下，引用節(jié)點(diǎn)城市之間貨物流量大小作為權(quán)重，構(gòu)建鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型。通過(guò)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)密度、平均度、中心性、平均路徑長(zhǎng)度等指標(biāo)[10]，分析了網(wǎng)絡(luò)中核心節(jié)點(diǎn)貨運(yùn)的聯(lián)系強(qiáng)度、集中度等特征，全面反映了運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的貨運(yùn)聯(lián)系。

(1)網(wǎng)絡(luò)密度

網(wǎng)絡(luò)密度是指各個(gè)鐵路貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)之間的緊密度。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的互動(dòng)聯(lián)系密度越高，則該節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系越緊密。如式(1)：

(1)

式中：D為節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)密度，D=[0,1]；L為實(shí)際連邊的網(wǎng)絡(luò)數(shù)目；N為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的總數(shù)。

網(wǎng)絡(luò)密度越大，表明各貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)之間運(yùn)輸聯(lián)系越緊密，在網(wǎng)絡(luò)中位置就越重要。

(2)平均路徑長(zhǎng)度

平均路徑長(zhǎng)度是指所有鐵路貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)之間的平均最短距離，表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通達(dá)程度[11]。如式(2)：

(2)

式中：dij為節(jié)點(diǎn)i和j之間的最短距離。

(3)聚類(lèi)系數(shù)

聚類(lèi)系數(shù)是指與同一鐵路貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)相連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間相互連接的概率，表示節(jié)點(diǎn)之間聯(lián)系的緊密程度。如式(3)：

(3)

式中：Ci為所有節(jié)點(diǎn)聚類(lèi)系數(shù)的平均值；Mi為節(jié)點(diǎn)i與相鄰節(jié)點(diǎn)之間存在的邊數(shù)，對(duì)有向網(wǎng)絡(luò)而言，該節(jié)點(diǎn)之間最多有Ki(Ki-1)條邊。

在大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中，若聚類(lèi)系數(shù)越大，各相鄰貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系就越緊密，所表現(xiàn)出的中心度就越高。

2)節(jié)點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)

通常采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)度中心度、接近中心度、中介中心度這3個(gè)指標(biāo)來(lái)反映節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)資源獲取和流通的控制能力。

(1)點(diǎn)度中心度

若鐵路貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)的度越大，表示該節(jié)點(diǎn)與相鄰節(jié)點(diǎn)的貨運(yùn)聯(lián)系就越緊密，數(shù)值越大其節(jié)點(diǎn)的重要性越強(qiáng)[12-13]。如式(4)：

(4)

式中：Ci為節(jié)點(diǎn)i的點(diǎn)度中心度；Xij和i與節(jié)點(diǎn)j的貨運(yùn)聯(lián)系強(qiáng)度。

(2)接近中心度

接近中心度反映節(jié)點(diǎn)在鐵路貨運(yùn)中的中心程度，數(shù)值越大表示該節(jié)點(diǎn)距離其他節(jié)點(diǎn)就越近或通達(dá)性就越強(qiáng)。如式(5)：

(5)

式中：Ci為節(jié)點(diǎn)i的接近中心度；dij為節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j所包含的最少邊數(shù)；N為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

(3)中介中心度

中介中心度是指經(jīng)過(guò)某個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑數(shù)目，來(lái)描述節(jié)點(diǎn)重要性。中介中心度值越高，節(jié)點(diǎn)控制其他節(jié)點(diǎn)貨物流通能力就越強(qiáng)[14]。如式(6)：

(6)

式中：Bi為節(jié)點(diǎn)i的中介中心度；fi為經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)i最短捷徑的數(shù)目；N為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

3)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)聯(lián)系強(qiáng)度

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)聯(lián)系強(qiáng)度能反映區(qū)域空間結(jié)構(gòu)的差異，網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系強(qiáng)度越高，表明節(jié)點(diǎn)貨運(yùn)量在鐵路大宗貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中所占比重較大，這是網(wǎng)絡(luò)流通中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和主要貨物源地。依據(jù)大宗貨物整體流動(dòng)情況，采用鐵路貨運(yùn)聯(lián)系的定量模型進(jìn)行測(cè)算網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸聯(lián)系強(qiáng)度[15-16]。如式(7)：

(7)

式中：Pij為節(jié)點(diǎn)i和j之間的大宗貨物交流強(qiáng)度；Dij為節(jié)點(diǎn)i流向j的貨物流量；T為大宗貨物節(jié)點(diǎn)的輸入或輸出總量。

Pij越大表明節(jié)點(diǎn)間鐵路貨物交流就越密切，同時(shí)反映出各節(jié)點(diǎn)對(duì)資源的供給和需求情況。

1.3.2 貨流空間均衡性評(píng)價(jià)

不同區(qū)域空間內(nèi)部組織和結(jié)構(gòu)存在異質(zhì)性，通過(guò)分析各貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)鐵路貨物量的流入和流出情況，進(jìn)一步評(píng)價(jià)云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸空間格局和流動(dòng)形態(tài)[17]。如式(8)：

(8)

式中：Ri為節(jié)點(diǎn)i在某一時(shí)間段鐵路貨物輸出量和輸入出量的比值；Qi為節(jié)點(diǎn)i在時(shí)間段貨物的輸出量；Ii為節(jié)點(diǎn)i在時(shí)間段貨物的輸入量。

計(jì)算區(qū)域貨物的流動(dòng)比，能反映貨物的流動(dòng)狀況和均衡性。若Ri>1，則貨物的輸出大于輸入，Ri越大，表明節(jié)點(diǎn)貨物流動(dòng)整體偏向輸出型；若Ri<1，則貨物的輸入大于輸出，Ri越小，表明節(jié)點(diǎn)貨物流動(dòng)整體偏向輸入型；若Ri≈1，則貨物輸入和輸出相當(dāng)，表明節(jié)點(diǎn)貨物交流性較強(qiáng)，屬于復(fù)合型。

2 鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征

2.1 整體網(wǎng)絡(luò)特征分析

根據(jù)大宗貨物運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系強(qiáng)度及空間分布差異，基于鐵路到發(fā)站點(diǎn)真實(shí)貨流數(shù)據(jù)，構(gòu)造O-D大宗貨物運(yùn)輸雙向聯(lián)系矩陣。當(dāng)起訖節(jié)點(diǎn)值為1時(shí)，表明兩節(jié)點(diǎn)彼此存在貨運(yùn)聯(lián)系；當(dāng)起訖點(diǎn)值為0時(shí)，表明兩節(jié)點(diǎn)無(wú)貨運(yùn)聯(lián)系。筆者獲取了云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖2。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征主要以平均度、網(wǎng)絡(luò)密度、平均聚類(lèi)系數(shù)、節(jié)點(diǎn)、特征途徑長(zhǎng)度等指標(biāo)進(jìn)行分析，如表1。

表1 云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)Table 1 Characteristics index of Yunnan Province bulk cargo transport network structure

圖2 云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Fig. 2 The overall network structure of Yunnan bulk cargo transportation

分析發(fā)現(xiàn)，云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系較為密切，其中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共有2 000個(gè)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)平均與9.428個(gè)貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生聯(lián)系。鐵路大宗貨物網(wǎng)絡(luò)整體密度較小，僅為0.05，較為松散，只有少部分節(jié)點(diǎn)間的密度較大。滇中鐵路網(wǎng)絡(luò)密度較高，運(yùn)輸條件優(yōu)越；相比之下，滇西、滇西南的網(wǎng)絡(luò)密度較低，鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)功能應(yīng)急需完善。根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中小世界網(wǎng)絡(luò)的特性得知[18]：若該網(wǎng)絡(luò)具有小世界特性，則應(yīng)具有較小的平均路徑長(zhǎng)度L和較大的平均聚類(lèi)系數(shù)C。鐵路大宗貨物運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)間的運(yùn)輸效率較高，平均路徑長(zhǎng)度為2.601，即節(jié)點(diǎn)間連接的距離僅為2.158個(gè)個(gè)體長(zhǎng)度，其最大距離為5，最小距離為1，而節(jié)點(diǎn)之間距離為5的情況極少，距離為2出現(xiàn)的比例較大，占總數(shù)距離的80%，表明各節(jié)點(diǎn)之間的連通性較強(qiáng)，而網(wǎng)絡(luò)平均聚類(lèi)系數(shù)為0.308，各節(jié)點(diǎn)直接聯(lián)系的緊密度相對(duì)較高，因此云南省鐵路貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)具有典型的小世界網(wǎng)絡(luò)特性。

2.2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布特征

在云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)與同一干線上多個(gè)節(jié)點(diǎn)相互連接，大宗貨物運(yùn)輸?shù)耐ㄟ_(dá)程度和線路利用效率較高。節(jié)點(diǎn)度越高表明與相鄰節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系就越緊密[19-20]。鐵路大宗貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)度中心性的最高值為1 392，平均值為18.05，表明每個(gè)貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)至少平均到達(dá)18.05個(gè)其他節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系較為緊密；其次，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的度累計(jì)分布概率來(lái)看，鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)度分布服從冪率分布特征，具有無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特征[21-22]，如圖3。在節(jié)點(diǎn)度分布中，度值高于30的節(jié)點(diǎn)比例高達(dá)59%，其中度值較高，貨運(yùn)交流聯(lián)系密切的貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)主要集聚在昆明、曲靖、楚雄等城市。

圖3 鐵路貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)整體中心度的累計(jì)概率分布Fig. 3 Cumulative probability distribution of overall centrality of railway freight nodes

節(jié)點(diǎn)的中介中心性值越高，表明在網(wǎng)絡(luò)中屬于中心地位。由計(jì)算可知：云南省內(nèi)中介中心性最大的鐵路貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)為王家營(yíng)西站，其值為0.161 1；其次為白塔村、桃花村、讀書(shū)鋪、大理東、玉溪南、祥云西站。省內(nèi)貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)對(duì)大宗網(wǎng)絡(luò)貨物資源控制能力較強(qiáng)，是與其他節(jié)點(diǎn)發(fā)生貨運(yùn)聯(lián)系的橋梁，如表2。

表2 云南省鐵路貨運(yùn)中介中心度和接近中心度排名前10的站點(diǎn)分布Table 2 Distribution of top 10 railway freight stations with intermediate centrality and near centrality in Yunnan Province

中介中心度較低的省外節(jié)點(diǎn)大多位于邊疆地區(qū)，如克拉瑪依、日喀則、阿勒泰地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不均衡，體現(xiàn)為更依存于貨物資源充足的核心節(jié)點(diǎn)。接近中心度則表現(xiàn)為與其他節(jié)點(diǎn)的貨物運(yùn)輸?shù)钠骄嚯x較短，具有較高的貨運(yùn)可達(dá)性。平均運(yùn)輸距離的較短的節(jié)點(diǎn)分別為王家營(yíng)西、大理東、玉溪南、祥云西、桃花村、青龍寺站，表明這些貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)發(fā)生的貨物運(yùn)輸路徑較短，點(diǎn)到點(diǎn)的貨物流通也相對(duì)容易(表2)。整體來(lái)看，昆明、楚雄、曲靖的中介中心度和接近中心度水平位于較高水平，與其他貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系較為密切，且節(jié)點(diǎn)之間的距離較小，通達(dá)性較高，更易與其他節(jié)點(diǎn)發(fā)生貨運(yùn)交流，具有更強(qiáng)的獨(dú)立性。

3 鐵路大宗貨物運(yùn)輸流動(dòng)空間格局

3.1 大宗貨物輸出流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)特征

3.1.1 鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)空間分異特征

云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸空間聯(lián)系的差異化特征具體表現(xiàn)為在較為緊密城市內(nèi)貨運(yùn)聯(lián)系和中心貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)占據(jù)貨物流通中的主導(dǎo)地位。從貨物運(yùn)輸強(qiáng)度和城市內(nèi)部運(yùn)輸聯(lián)系比例等方面來(lái)看，鐵路大宗貨物運(yùn)輸聯(lián)系的集聚態(tài)勢(shì)在滇中地區(qū)尤其顯著，占全省貨運(yùn)比重為86.9%。其中，昆明的貨運(yùn)流量位于省域內(nèi)的核心地位，曲靖、紅河、楚雄、大理貨運(yùn)比重相對(duì)較小，但發(fā)生的貨運(yùn)關(guān)系和貨運(yùn)強(qiáng)度較為顯著。整個(gè)鐵路大宗貨流網(wǎng)絡(luò)的重心偏向東部地區(qū)，西部、西南部地區(qū)路網(wǎng)規(guī)模不足，貨流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系相對(duì)松散，集聚性不強(qiáng)，而公路貨物聯(lián)系地域集中性明顯，在空間上整體呈現(xiàn)多中心的分布格局。

3.1.2 鐵路大宗貨物運(yùn)輸多中心性分布特征

云南省鐵路大宗貨物的對(duì)外運(yùn)輸格局整體呈現(xiàn)“以昆明、曲靖為雙核心，大理、紅河為次核心”的特征。借助UCINET社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，基于城市間最強(qiáng)貨運(yùn)聯(lián)系，生成貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)不同運(yùn)輸強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)軸輻圖，如圖4。

圖4 云南省大宗貨物輸出連接強(qiáng)度網(wǎng)絡(luò)軸輻圖Fig. 4 Spoke diagram of bulk cargo output connection intensity network in Yunnan Province

由圖4可發(fā)現(xiàn)：① 2018年云南省鐵路貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)的對(duì)外運(yùn)輸聯(lián)系存在明顯的空間分異特征。昆明、曲靖是云南省主要的貨物集聚區(qū)，貨物資源豐富，儲(chǔ)量較大。其中，昆明的貨物輸出量位于第一位，占全省輸出71.05%，是云南省鐵路大宗貨物的主要輸出地，對(duì)外運(yùn)輸關(guān)聯(lián)核心節(jié)點(diǎn)相對(duì)較多，大宗貨物流通網(wǎng)絡(luò)的參與度極高；曲靖是省內(nèi)貨物輸出量第二位的貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)，與省域間運(yùn)輸距離較近的成都、攀枝花等節(jié)點(diǎn)發(fā)生較強(qiáng)的貨運(yùn)聯(lián)系，為周邊地區(qū)貨物需求提供了重要的資源流場(chǎng)。② 大宗網(wǎng)絡(luò)以軸輻式[23]為主，形成了以昆明、曲靖、大理、紅河為主的對(duì)外貨物輸出區(qū)，各貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)不僅表現(xiàn)出對(duì)鄰近區(qū)域貨物資源支配的能力強(qiáng)，呈雙軸輻網(wǎng)絡(luò)的貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)如大理、紅河，對(duì)跨省區(qū)長(zhǎng)距離貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)輸聯(lián)系表現(xiàn)為強(qiáng)勁，增加了貨運(yùn)的廣度。

從省際角度看，云南省鐵路大宗貨物對(duì)外運(yùn)輸聯(lián)系格局呈現(xiàn)“東部較低，西南、西北、華南較高，華北較低”的特征。① 云南省鐵路貨物整體流動(dòng)規(guī)模較大，節(jié)點(diǎn)呈連片式分布，物流運(yùn)行效率較高，成為西南片區(qū)最大的貨物流場(chǎng)；② 省內(nèi)對(duì)外運(yùn)輸表現(xiàn)出地理空間的鄰近性[24]，運(yùn)輸距離越小，節(jié)點(diǎn)間發(fā)生較高強(qiáng)度運(yùn)輸聯(lián)系越突出，對(duì)周邊省區(qū)貨運(yùn)滲透力極強(qiáng)，腹地化特征顯著[25-26](圖4)。而云南省公路各貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)在貨物流通量上表現(xiàn)出嚴(yán)重的不均衡分布，僅存在少量高連通節(jié)點(diǎn)與省外節(jié)點(diǎn)建立了較強(qiáng)的貨運(yùn)聯(lián)系流，輸出能力主要集中在省內(nèi)滇中、滇西南地區(qū)。

整體上看，各貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)對(duì)外貨物運(yùn)輸水平差異較大，不同節(jié)點(diǎn)運(yùn)輸關(guān)系的空間分異顯著，與鄰近區(qū)域表現(xiàn)出明顯的“中心-腹地”運(yùn)輸特征。由于受到中心城市的影響，云南省主要形成了以昆明、曲靖為核心，大理、紅河為其直接經(jīng)濟(jì)腹地，楚雄、玉溪為其間接經(jīng)濟(jì)腹地的情況，具有較強(qiáng)的區(qū)域協(xié)同發(fā)展特征。形成了節(jié)點(diǎn)軸輻式網(wǎng)絡(luò)體系和連接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有助于貨物在空間上的集聚，同時(shí)也提高了對(duì)沿線地區(qū)的運(yùn)輸效率和貨運(yùn)的可達(dá)性。

3.2 大宗貨物輸入流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)特征

云南省各貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)大宗貨物資源和自身經(jīng)濟(jì)條件存在較大差異，故節(jié)點(diǎn)對(duì)不同種類(lèi)貨物所需的運(yùn)量和實(shí)際需求表現(xiàn)出明顯的非均衡性。① 從各貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)輸入的貨物量看，昆明的貨物輸入量最大，占總輸入量49.7%，其運(yùn)輸結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，節(jié)點(diǎn)內(nèi)部貨物消耗相比其他節(jié)點(diǎn)較大，同時(shí)也承擔(dān)著核心節(jié)點(diǎn)貨物流通的職能；空間鄰近仍反映在核心節(jié)點(diǎn)對(duì)相鄰區(qū)域的貨物吸引，主要與防城港、攀枝花等節(jié)點(diǎn)發(fā)生較強(qiáng)的貨運(yùn)吸引聯(lián)系。② 省內(nèi)大宗貨物輸入不僅依存于周邊區(qū)域貨物的供給，更表現(xiàn)出對(duì)空間距離較遠(yuǎn)區(qū)域發(fā)生密切的貨運(yùn)聯(lián)系，如哈密、吐魯番等節(jié)點(diǎn)，貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的延伸和覆蓋能力強(qiáng)，提高了貨物吸引規(guī)模，如圖5。

圖5 云南省大宗貨物輸入連接強(qiáng)度網(wǎng)絡(luò)軸輻圖Fig. 5 Spoke diagram of bulk cargo input connection intensity network in Yunnan Province

從省內(nèi)角度而言，云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸形成了以昆明、曲靖為雙核心網(wǎng)絡(luò)輸入格局，物流聚集現(xiàn)象明顯，公路貨物運(yùn)輸則較依賴于省內(nèi)及鄰近區(qū)域間的貨物輸入，已在短線和支線上的運(yùn)輸服務(wù)具有明顯優(yōu)勢(shì)，在公鐵聯(lián)合運(yùn)輸模式下可彌補(bǔ)鐵路貨物運(yùn)輸末梢的缺陷，強(qiáng)化區(qū)域物流集聚效應(yīng)。

從省際角度而言，云南省鐵路大宗貨物輸入整體呈現(xiàn)以鄰近省區(qū)為貨運(yùn)核心的特點(diǎn)。鄰近省區(qū)是貨物流入的主要源地，已經(jīng)建立起了較強(qiáng)引力的連接(圖5)。① 貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)以放射狀形式對(duì)各省區(qū)產(chǎn)生輻射影響，提升了對(duì)貨物集聚能力和外向需求，其網(wǎng)絡(luò)凝聚力較強(qiáng)；② 因各省區(qū)地理區(qū)位、運(yùn)輸距離、基礎(chǔ)設(shè)施不同，長(zhǎng)距離區(qū)域空間聯(lián)系相對(duì)稀疏，中心區(qū)域的影響力顯著。

云南省各貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)對(duì)貨物吸引依然表現(xiàn)出比較明顯的地理鄰近性，對(duì)核心節(jié)點(diǎn)貨物資源供給存在一定依賴，內(nèi)部聯(lián)系十分密切；相比之下，對(duì)空間距離尺度較大的次核心節(jié)點(diǎn)資源需求反映出脆弱性。

3.3 鐵路大宗貨物運(yùn)輸通道

根據(jù)所構(gòu)建的鐵路大宗貨物網(wǎng)絡(luò)，利用貨物節(jié)點(diǎn)度指標(biāo)測(cè)算軸心節(jié)點(diǎn)所在區(qū)域貨源優(yōu)勢(shì)和貨流規(guī)模，判斷各流通節(jié)點(diǎn)在貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中綜合地位與功能，進(jìn)而識(shí)別鐵路大宗貨物主要運(yùn)輸通道。

從省內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的貨運(yùn)交流來(lái)看，各節(jié)點(diǎn)貨物運(yùn)輸聯(lián)系強(qiáng)度差異顯著，分別承擔(dān)著不同貨物的流通職能。省內(nèi)鐵路大宗貨物主要運(yùn)輸通道為：昆明—曲靖、昆明—大理、昆明—紅河、曲靖—大理、曲靖—楚雄、紅河—大理。其中，昆明、曲靖在貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)度中心度較高，輻射區(qū)域范圍較廣，與其他節(jié)點(diǎn)構(gòu)成主要的大宗貨物運(yùn)輸通道，反映出對(duì)省內(nèi)貨物資源的支配能力較強(qiáng)，如圖6。

圖6 云南省內(nèi)鐵路大宗貨物主要運(yùn)輸通道Fig. 6 The main transportation channels of railway bulk cargo in Yunnan Province

從省域節(jié)點(diǎn)間的貨物交流來(lái)看，鐵路大宗貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)省域尺度下“核心-邊緣”空間結(jié)構(gòu)，與鄰近省區(qū)節(jié)點(diǎn)發(fā)生密切的貨運(yùn)聯(lián)系，貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)度中心度較高。其跨省區(qū)鐵路大宗貨物輸出主要運(yùn)輸通道為：昆明—防城港、昆明—貴陽(yáng)、昆明—成都、曲靖—攀枝花、曲靖—成都、紅河—攀枝花；大宗貨物輸入主要運(yùn)輸通道為：防城港—昆明、防城港—曲靖、防城港—玉溪、攀枝花—昆明、攀枝花—楚雄，如圖7。其中，云南省跨省區(qū)鐵路大宗貨物運(yùn)輸通道受地理空間約束，與周邊短距離區(qū)域更易形成物資流通規(guī)模較大的運(yùn)輸通道。

圖7 云南省鐵路大宗貨物主要跨省運(yùn)輸通道Fig. 7 The main inter-provincial transportation channels of railway bulk cargo in Yunnan Province

3.4 大宗貨物資源流動(dòng)形態(tài)

根據(jù)云南省鐵路各貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)大宗貨物輸入和輸出流動(dòng)比，流動(dòng)職能可劃分為兩種類(lèi)型：輸入-輸出復(fù)合型和輸入型，如表3。

表3 云南省大宗貨物運(yùn)輸流動(dòng)形態(tài)Table 3 Flow patterns of bulk cargo transportation in Yunnan Province

云南省鐵路大宗貨物資源輸出大于貨物資源輸入，流動(dòng)的比值為1.15，接近于比值1，故流動(dòng)形態(tài)定義為輸入-輸出復(fù)合型省際貨運(yùn)交流中心。① 省內(nèi)大部分節(jié)點(diǎn)流動(dòng)類(lèi)型均為貨物輸入型為主，貨物對(duì)外流動(dòng)強(qiáng)較小，貨物供給力度偏弱，其流動(dòng)形態(tài)傾向于貨物資源補(bǔ)給型，對(duì)省域間貨物源地吸引力度較強(qiáng)；② 昆明是云南省鐵路大宗貨物輸入和輸出規(guī)模最大的區(qū)域交流中心，其貨物輸流出量大于流入量，流動(dòng)比值波動(dòng)幅度較小，反映出該節(jié)點(diǎn)貨物流動(dòng)量較為均衡，承擔(dān)著整個(gè)鐵路貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)影響力極強(qiáng)的源地和匯地，是城市間貨流的軸心，其構(gòu)成的鐵路物流通道干線進(jìn)一步強(qiáng)化了貨物網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通能力。

4 結(jié) 論

筆者基于真實(shí)貨流與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，從不同尺度分析了云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)特征，得出如下結(jié)論：

1)云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸具有明顯的小世界和無(wú)標(biāo)度特征。大宗貨物運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的集聚性強(qiáng)，連通度高，不同節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)密度差異顯著，整體呈現(xiàn)“多中心，發(fā)展不平衡”的分布格局。不同節(jié)點(diǎn)間貨運(yùn)流量在空間分布上成非均衡性，處于網(wǎng)絡(luò)核心和次核心的貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)支配性更強(qiáng)。

2)根據(jù)云南鐵路大宗貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)中心性指標(biāo)顯示：位于網(wǎng)絡(luò)核心位置的節(jié)點(diǎn)城市如昆明、曲靖、楚雄對(duì)大宗貨物流動(dòng)具有很強(qiáng)的控制能力，并在不斷增強(qiáng)貨物資源流通的擴(kuò)散能力。從大宗貨物運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)接近中心度指標(biāo)來(lái)看，昆明具有較小的接近中心度，在鐵路大宗貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位，享有絕對(duì)的貨運(yùn)優(yōu)勢(shì)。而云南省整體貨運(yùn)的通達(dá)性較差，貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)等級(jí)結(jié)構(gòu)和空間分布差異較大，其網(wǎng)絡(luò)層級(jí)差異主要受于節(jié)點(diǎn)城市的自然條件、基礎(chǔ)設(shè)施、城市功能等。

3)云南鐵路大宗貨物的輸出主要集聚于中心城市，形成了“以昆明、曲靖為雙核心，大理、紅河為次核心”的貨物輸出格局，是重要的貨流源地。貨物運(yùn)輸聯(lián)系強(qiáng)度主要集中在鄰近地區(qū)，腹地化特征極為顯著，增大了資源流通量和全網(wǎng)可達(dá)規(guī)模，使運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)效益最大化，與遠(yuǎn)距離地區(qū)間的貨流規(guī)模相對(duì)較小。貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)傾向于鄰近區(qū)域產(chǎn)業(yè)中心取得首位聯(lián)系，從貨物品類(lèi)來(lái)看，昆明、曲靖主要以煤、鋼鐵、石油、化工等大宗物資為主，與昆明和曲靖以原煤、化肥、鋼材為主要資源的現(xiàn)狀相吻合，一定程度上表明了工業(yè)產(chǎn)業(yè)空間布局對(duì)云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和流動(dòng)格局的影響。

4)云南鐵路大宗貨物的輸入表現(xiàn)出從區(qū)外到區(qū)內(nèi)有著較強(qiáng)的貨物吸收能力，形成以昆明、曲靖為雙軸輻核心貨運(yùn)節(jié)點(diǎn)，全面提升了運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性和覆蓋能力。同時(shí)，不僅與周邊區(qū)域發(fā)生強(qiáng)貨運(yùn)連接，與遠(yuǎn)距離區(qū)域也保持著較強(qiáng)的貨流聯(lián)系，空間聯(lián)系的跨度和規(guī)模均相對(duì)較大。區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)云南省鐵路大宗貨物運(yùn)輸格局表現(xiàn)出明顯影響，昆明、曲靖、紅河均是云南滇中城市經(jīng)濟(jì)圈的組成城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在全省相對(duì)較高，可充分發(fā)揮自身對(duì)周邊地區(qū)的輻射與帶動(dòng)效應(yīng)。