濟南都市圈綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟耦合測度分析

郭亞娟，宋子玉，李澤文

山東交通學院 交通與物流工程學院，山東 濟南 250357

0 引言

目前，山東省基本形成了三大城市群：濟南都市圈、魯南城市帶和山東半島城市群，其中濟南都市圈是以省會城市濟南為核心、輻射周邊5個衛(wèi)星城市(淄博、泰安、濱州、德州、聊城)的重要經(jīng)濟圈[1-4]。交通運輸業(yè)是支撐城市群經(jīng)濟聯(lián)動發(fā)展的基礎性產(chǎn)業(yè)，研究交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟之間的關系對濟南都市圈的發(fā)展具有重要意義。

區(qū)域經(jīng)濟增長促進生產(chǎn)要素增加，大量生產(chǎn)要素的積累需要發(fā)達的綜合交通運輸系統(tǒng)支撐，因此不斷完善綜合交通運輸系統(tǒng)能夠加速各區(qū)域間生產(chǎn)要素的流動，拉動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟間具有密不可分的關系，二者間發(fā)展不平衡會嚴重制約城市群綜合實力的提升。研究綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟的耦合協(xié)調(diào)測度模型，可以準確辨識限制性發(fā)展要素，合理評估二者間的適應性發(fā)展水平。

研究交通運輸與經(jīng)濟間的測度關系主要包括定性關系分析、評價指標選取以及模型構建等。在定性關系分析方面，李勝利等[5]利用山東省各地市的經(jīng)濟數(shù)據(jù)和高速公路流量數(shù)據(jù)進行相關性分析，認為地區(qū)社會經(jīng)濟指標與交通流量參數(shù)間存在緊密關聯(lián)性；何學才[6]揭示了多元化交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展間的相互影響機理，提出了多元交通運輸促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的對策。在指標選取方面，王俊超[7]從交通運輸?shù)馁Y源、規(guī)模及區(qū)域經(jīng)濟的規(guī)模、效益和結(jié)構等方面選取指標，研究了長三角城市群交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟的耦合關系；徐鳳等[8]在江蘇省交通運輸與經(jīng)濟發(fā)展的相關數(shù)據(jù)中選取了社會消費零售總額和固定資產(chǎn)投資占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重等經(jīng)濟類指標，及不同運輸方式的客運量、貨運量和二者周轉(zhuǎn)量、交通基礎設施建設投資等交通類指標。對于交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟的關系模型構建研究，劉海旭等[9]利用耦合測度模型研究了交通可達性與縣域經(jīng)濟發(fā)展水平間的交互作用關系；葉昌友等[10]基于空間面板模型研究了交通運輸業(yè)發(fā)展與區(qū)域經(jīng)濟增長的關系；周博等[11]利用耦合協(xié)調(diào)度模型分析了廣東省交通優(yōu)勢度與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平的關系，針對不同的協(xié)調(diào)類型提出良性發(fā)展對策；鐘洋等[12]針對長江中游城市群構建了交通優(yōu)勢度與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平的耦合測度模型；段賀娜[13]采用向量自回歸模型，從省域、地級市2個層面研究區(qū)域經(jīng)濟與公路交通發(fā)展水平的耦合協(xié)調(diào)關系。上述研究大多集中分析單一交通運輸方式與區(qū)域經(jīng)濟間的協(xié)調(diào)關系，忽略了綜合交通運輸系統(tǒng)中交通方式的多樣性及交通結(jié)構的動態(tài)演變性。

本文對多種交通方式構成的綜合交通運輸系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟間的耦合發(fā)展關系展開研究，通過引入交通貢獻率參數(shù)，得到改進耦合協(xié)調(diào)測度模型，計算耦合協(xié)調(diào)測度得分，客觀評估濟南都市圈綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，為制定二者一體化發(fā)展對策提供理論依據(jù)。

1 綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟耦合發(fā)展評價指標體系

通過分析綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的特性，構建綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟耦合發(fā)展指標體系。公路、鐵路和航空是綜合交通運輸系統(tǒng)主要的交通運輸方式[14-15]，將綜合交通運輸系統(tǒng)分為公路運輸、鐵路運輸及航空運輸3個子系統(tǒng)進行研究。交通運輸子系統(tǒng)的指標從需求規(guī)模和供給規(guī)模2個維度展開，其中需求規(guī)模包括客運量、客運周轉(zhuǎn)量、貨運量和貨運周轉(zhuǎn)量；供給規(guī)模主要考慮通車里程、路網(wǎng)密度等。區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)是涉及人類活動諸多復雜因素的龐大系統(tǒng)，選取經(jīng)濟規(guī)模與社會規(guī)模2方面評估系統(tǒng)的發(fā)展水平，其中經(jīng)濟規(guī)模包含地區(qū)生產(chǎn)總值、城鎮(zhèn)人均可支配收入、三次產(chǎn)業(yè)構成；社會規(guī)模包含總?cè)丝谂c人口密度。構建的綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟耦合發(fā)展評價指標體系如表1所示。

表1 綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟耦合發(fā)展評價指標體系

2 綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟耦合協(xié)調(diào)測度模型

交通運輸系統(tǒng)包含多種結(jié)構比例關系動態(tài)變化的交通運輸方式，它們之間相互補充[16-18]，單一的交通運輸方式無法表征整個綜合交通運輸系統(tǒng)。通過引入不同交通方式的貢獻率，量化評估城市群交通運輸方式的結(jié)構動態(tài)權重關系，在協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)評價模型的基礎上，提出改進的綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟耦合協(xié)調(diào)測度模型。

2.1協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)評價模型

耦合是指2個系統(tǒng)或多個系統(tǒng)間相互作用、相互影響、相互關聯(lián)的過程，現(xiàn)有研究成果多采用協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)評價模型進行測度[19-22]。模型中涉及的協(xié)調(diào)度是度量子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展程度，發(fā)展度是度量系統(tǒng)演化過程或某一要素的發(fā)展程度，協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)越高表明耦合度越高，相互作用越強，系統(tǒng)間的發(fā)展趨勢越同步。

2.1.1 協(xié)調(diào)度

協(xié)調(diào)度是根據(jù)2個或多個關聯(lián)系統(tǒng)的相對指標得分計算得到，多個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度

(1)

式中：sk、sl為第k個系統(tǒng)和第l個系統(tǒng)間的相對指標得分，m為系統(tǒng)數(shù)量。

為計算交通運輸子系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)度，式(1)可簡化為2個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度計算公式：

ri=1-|sei-sie|,i∈{1,2,3}，

2.1.2 發(fā)展度

第i個交通運輸子系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)間的發(fā)展度

Di=wsiesie+wseisei,i∈{1,2,3}，

式中：wsie為第i個交通運輸子系統(tǒng)相對指標得分的權重，wsei為區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)相對指標得分的權重。

2.1.3 協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)

第i個交通運輸子系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)

2.2 交通貢獻率

為反映不同交通方式在綜合交通運輸系統(tǒng)中的比例，引入交通貢獻率參數(shù)。選擇不同交通運輸子系統(tǒng)的需求規(guī)模共性指標，構建交通貢獻率計算模型。

公路貢獻率

鐵路貢獻率

航空貢獻率

2.3 改進的耦合協(xié)調(diào)測度模型

利用協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)與交通貢獻率，得到考慮交通貢獻率的第i個交通運輸子系統(tǒng)與經(jīng)濟系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)

Wi=ZiQi,i∈{1,2,3}。

考慮交通貢獻率的綜合交通運輸系統(tǒng)與經(jīng)濟系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)

Wc=W1+W2+W3。

2.4 評價等級

為直觀反映綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟的耦合發(fā)展關系，采用耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)的10等級評價劃分方法[23-26]，如表2所示。

表2 耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)的10等級評價劃分

3 實例分析

3.1 研究對象

濟南都市圈具有復雜的交通運輸網(wǎng)絡特征，將濟南都市圈中濟南、淄博、泰安、濱州、德州、聊城6個城市作為研究對象，由各地市2014—2020年統(tǒng)計年鑒中獲取綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟耦合發(fā)展指標體系原始數(shù)據(jù)。

3.2 交通運輸子系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)

利用不同交通運輸系統(tǒng)的供給規(guī)模數(shù)據(jù)、區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)的經(jīng)濟規(guī)模與社會規(guī)模數(shù)據(jù)，分別計算公路運輸子系統(tǒng)、鐵路運輸子系統(tǒng)及航空運輸子系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)Z1、Z2和Z3，如表3所示。

表3 交通運輸子系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)

表4 濟南都市圈2014—2020年的交通貢獻率

由表3可知：公路、鐵路和航空3種運輸子系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)間均從失調(diào)向耦合協(xié)調(diào)發(fā)展；2019年公路運輸與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展達到耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)，早于鐵路運輸與航空運輸。

3.3 綜合交通運輸系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)

3.3.1 濟南都市圈交通貢獻率

交通運輸需求規(guī)模數(shù)據(jù)能準確反應不同運輸方式間的交通結(jié)構比例關系。利用交通貢獻率計算模型，分別得到濟南都市圈2014—2020年公路、鐵路、航空貢獻率Q1、Q2及Q3，如表4所示。由表4可知：2014—2019年交通運輸方式以公路和鐵路為主，航空為輔；2020年受新冠肺炎疫情影響，3種交通貢獻率較之前年份變化較大，公路與鐵路的客、貨運總量大幅降低，航空的客、貨運總量穩(wěn)定發(fā)展。

3.3.2 改進的綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)

基于改進的耦合協(xié)調(diào)測度模型，計算得到公路、鐵路、航空交通運輸子系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)及綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)，如表5所示。

表5 改進的綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)

由表5可知：1)濟南都市圈綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)整體呈上升趨勢，2014—2015年耦合協(xié)調(diào)水平較低，2016—2019年耦合協(xié)調(diào)水平有所提高，2020年達到勉強協(xié)調(diào)；2)濟南都市圈綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟間的交互促進作用有所增強，但因二者自身發(fā)展水平不高，仍未達到彼此相適應的耦合共生階段。

根據(jù)分析數(shù)據(jù)建議濟南都市圈進一步提升綜合交通運輸系統(tǒng)一體化水平，加強不同交通運輸方式間的融合與聯(lián)動，引導濟南都市圈各城市運輸資源整合，提升區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展水平，有效縮短交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟間的差異，形成良性共振的發(fā)展大局。

4 結(jié)語

通過分析綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟間的作用關系，建立了濟南都市圈綜合交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟耦合發(fā)展評價指標體系，基于交通需求規(guī)模數(shù)據(jù)，得到不同交通運輸方式的貢獻率，構建改進的耦合協(xié)調(diào)測度模型，以濟南都市圈為例分析了綜合交通運輸系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平。

2019年初濟南和萊蕪實現(xiàn)了行政區(qū)域合并，在統(tǒng)計濟南都市圈交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟數(shù)據(jù)的過程中發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計研究對象發(fā)生變化后，未來研究工作亟需解決行政區(qū)域調(diào)整導致評價指標統(tǒng)計標準前后不一致的問題，后續(xù)可通過延長時間窗口的方法獲取交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟的耦合發(fā)展預測，進而為城市群交通運輸與區(qū)域經(jīng)濟的耦合發(fā)展規(guī)劃提供精確的數(shù)據(jù)支持。