高鐵引導下黃河中下游地區(qū)城市群可達性及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

王 璐，孟德友*

(1.河南財經(jīng)政法大學 資源與環(huán)境學院，河南 鄭州 450046；2.河南財經(jīng)政法大學 城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450046)

0 引言

交通基礎(chǔ)設施是區(qū)域間相互聯(lián)系和往來的基礎(chǔ)，是區(qū)域空間演變的支撐條件，交通基礎(chǔ)設施的改善和交通工具的變革所帶來的交通可達性的提升有利于促進城市間要素流動和集聚擴散的強度和頻度。1959 年Hansen 首次提出可達性概念，將其定義為交通運輸網(wǎng)絡中節(jié)點之間相互作用的機會大小[1]；國內(nèi)學者提出，可達性反映了在區(qū)域范圍內(nèi)城市、區(qū)域與其它城市、區(qū)域發(fā)生空間相互作用的難易程度[2]。國內(nèi)外學者從不同尺度[3-7]、交通方式[8，9]、公共服務評價層面[10，11]對可達性進行理論與實證研究；研究方法主要利用人口、經(jīng)濟總量等指標采用加權(quán)平均旅行時間[4-5]、經(jīng)濟潛力[12]等方法對可達性水平進行定量測度。可達性的改善促進地區(qū)間經(jīng)濟聯(lián)系的增強，強化城市間相互作用和相互聯(lián)系，是區(qū)域空間結(jié)構(gòu)形成和演化的重要動力，推動空間結(jié)構(gòu)由點軸模式向網(wǎng)絡化演變，表現(xiàn)為城市間聯(lián)系網(wǎng)絡的發(fā)育和提升。自Castells提出“流空間”理論，世界范圍內(nèi)城市網(wǎng)絡研究蓬勃發(fā)展，Talor提出“連鎖網(wǎng)絡模型”為城市網(wǎng)絡研究找到了新方向，在中國獨特的社會發(fā)展背景下，學者們對中國城市網(wǎng)絡進行了理論研究與定量測度。有學者提出，城市網(wǎng)絡是在特定區(qū)域范圍內(nèi)城市間通過要素流動和擴散，相互聯(lián)系和相互作用，形成的復雜網(wǎng)絡化系統(tǒng)[13]。城市網(wǎng)絡空間關(guān)系通過荷載和擴展能力的強化，提升要素流通的廣度和密度，增強與外部經(jīng)濟網(wǎng)絡的聯(lián)系，為區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展提供動力[14]。城市網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是區(qū)域空間結(jié)構(gòu)研究的主要內(nèi)容和重要的描述與刻畫手段，在研究區(qū)域上關(guān)注了京津冀[15]、長三角[16]、珠三角[17]等城市群，方法主要集中在重力模型[18]、連鎖網(wǎng)絡模型[19]和社會網(wǎng)絡分析[20]等方法，研究視角主要基于人口流[21]、旅游流[22]、產(chǎn)業(yè)流[19]、互聯(lián)網(wǎng)信息流[23]、交通流[14，20]等，尤其是基于交通流的城市空間聯(lián)系能夠比較準確的反映城市網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。交通基礎(chǔ)設施的網(wǎng)絡連通和樞紐帶動作用對區(qū)域發(fā)展以及城市空間結(jié)構(gòu)演變具有深刻的影響[12]。

國內(nèi)外對交通可達性及城市網(wǎng)絡研究取得了不少成果，但針對發(fā)展水平較高、相對成熟的區(qū)域較多，對中西部地區(qū)尤其黃河流域的研究還比較少。2019年黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，將對推動黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展，強化全流域協(xié)同合作、縮小南北方發(fā)展差距、促進民生改善具有重大戰(zhàn)略意義。黃河中下游綜合發(fā)展水平較黃河上游地區(qū)好，良好的地理條件、相對發(fā)達的交通網(wǎng)，能夠作為黃河流域發(fā)展的主體帶動整個黃河流域的發(fā)展。而學術(shù)界對黃河流域的研究還主要側(cè)重于產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式[24，25]、生態(tài)環(huán)境保護[26，27]等方面，對黃河流域交通與城市空間結(jié)構(gòu)的研究相對較少，而交通基礎(chǔ)設施作為統(tǒng)籌區(qū)域發(fā)展、實現(xiàn)資源優(yōu)化配置的重要支撐，探討其發(fā)展現(xiàn)狀及特征對優(yōu)化區(qū)域交通格局、加強區(qū)域聯(lián)系與協(xié)作、統(tǒng)籌流域經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。鑒于以上考慮，以黃河中下游地區(qū)城市群城市為基本研究單元，采用鐵路客運數(shù)據(jù)結(jié)合社會網(wǎng)絡分析和空間分析方法，對黃河流域中下游地區(qū)城市可達性及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特征進行深入分析，以期為黃河中下游地區(qū)協(xié)同發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)域

根據(jù)《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014-2020年)》和相關(guān)學者的研究[28]，黃河中下游地區(qū)城市群包括山東半島、關(guān)中平原、中原和晉中城市群。城市群范圍界定以《山東半島城市群發(fā)展規(guī)劃》《中原城市群發(fā)展規(guī)劃》《關(guān)中平原城市群發(fā)展規(guī)劃》以及《2016中國城市群發(fā)展報告》[29]為標準，在城市群規(guī)劃上跨省的地市，在本研究中以行政區(qū)劃確定其所屬城市群?？紤]到本次研究為黃河中下游地區(qū)，關(guān)中平原群城市的范圍暫不含甘肅省天水市、平?jīng)鍪校恢性鞘腥撼鞘蟹秶鷷翰缓颖笔⌒吓_市、邯鄲市，安徽省淮北市、蚌埠市、宿州市、阜陽市、亳州市。本研究基本單元為地級及以上城市，中原城市群不包含濟源市(表1)。黃河中下游地區(qū)城市群國土面積53×104km2，占全國9.16%，2020年末總?cè)丝谶_到2.58億人，占全國總?cè)丝诘?9.42%。

表1 黃河中下游地區(qū)城市群基本概況Tab.1 Basic situation of urban agglomerations in the middle and lower reaches of the Yellow River

1.2 數(shù)據(jù)來源

以城市間最短旅行時間為城市間可達性測度基礎(chǔ)，以城市間鐵路客運班次為兩地間聯(lián)系強度。自2008年京津城際鐵路開通到2018年底，中國高速鐵路總里程達2.9×104km，建成了世界上規(guī)模最大、技術(shù)最先進的高速鐵路網(wǎng)；同時考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性，研究選取2008年和2018年為考察時點，城市間旅行時間數(shù)據(jù)和鐵路旅行班次從《2008年石開旅行時刻表》和《2018年盛名時刻表》中采集。在數(shù)據(jù)采集過程中遵循以下幾點：(1)兩城市間最短旅行時間選擇的列車類型順序為G>D>T>K>其它，優(yōu)先選擇可直達列車，不可直達的列車選擇省會城市為中轉(zhuǎn)地，暫不考慮中轉(zhuǎn)待車及滯留時間。(2)城市間列車經(jīng)停班次數(shù)，若兩城市間無須中轉(zhuǎn)，經(jīng)停列車班次數(shù)量即為兩城市間聯(lián)系強度；若兩城市間需要中轉(zhuǎn)或無直接中轉(zhuǎn)車站，則兩城市間聯(lián)系強度均賦值為0，獲得黃河中下游地區(qū)城市群48個地級及以上城市間旅行時間及列車班次數(shù)據(jù)，涉及到的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于相關(guān)年份的《中國城市統(tǒng)計年鑒》。

1.3 研究方法

1.3.1 加權(quán)平均旅行時間

加權(quán)平均旅行時間是從節(jié)約時間的角度反映區(qū)域內(nèi)從某一城市到其他城市的難易程度的指標。加權(quán)平均旅行時間越小，可達性越好，公式如下[30]：

(1)

式中：Ai為城市i的加權(quán)平均旅行時間；Tij為城市i到達城市j的最短旅行時間；n為城市i可到達的城市數(shù)量；Mj為加權(quán)平均旅行時間的權(quán)重，表征城市i對其它城市的影響程度，Mj取城市j的地區(qū)生產(chǎn)總值與年末總?cè)丝诘膸缀纹骄怠?/p>

1.3.2 可達性系數(shù)

可達性系數(shù)指節(jié)點城市可達性值與區(qū)域內(nèi)城市平均可達性值的比值，反映節(jié)點城市在區(qū)域內(nèi)相對可達性水平，公式如下[30]：

(2)

式中：Adi為城市i的可達性系數(shù)；Ai為城市i的可達性值；n為網(wǎng)絡中城市的數(shù)量。以該指標分析各城市相對可達性水平及其演化。

1.3.3 弦圖

弦圖是用來揭示網(wǎng)絡節(jié)點間拓撲關(guān)系和屬性的網(wǎng)絡可視化方法[31]，以節(jié)點屬性為圓弧，不同圓弧代表不同的節(jié)點城市，對應的圓弧越長，其屬性值越大。各圓弧間的連線為弦，弦的粗細表示城市間關(guān)聯(lián)強度的大小。

1.3.4 社會網(wǎng)絡分析

社會網(wǎng)絡分析是一種結(jié)構(gòu)主義視角下的量化分析。從網(wǎng)絡密度、中心度方面對區(qū)域內(nèi)城市網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及城市角色與地位進行定量分析。

(1)網(wǎng)絡密度。網(wǎng)絡密度指標反映的是網(wǎng)絡中節(jié)點城市間相互聯(lián)系的緊密度，值越大表示城市間聯(lián)系越緊密，公式如下[32]：

(3)

式中：D為網(wǎng)絡密度；k為城市節(jié)點數(shù)；d(i，j)為城市i與城市j間的客運聯(lián)系量/班次。

(2)中心度分析。中心度指標反映了節(jié)點城市在網(wǎng)絡中的角色與地位，中心度包括程度中心度、中介中心度及接近中心度等形式。

程度中心度用來測度網(wǎng)絡中城市自身的交往能力，程度中心度越高，城市核心競爭力越強，公式如下[32]：

(4)

式中：CD(i)為城市i的程度中心度；Xij為城市i、城市j間的客運聯(lián)系強度/班次。

中介中心度指標表示非鄰接城市對其他城市的依賴程度，反映城市對其他城市間空間聯(lián)系的控制程度。接近中心度在考慮網(wǎng)絡完備性方面與中介中心度具有相似性，本文采用中介中心度探究網(wǎng)絡中城市控制能力，公式如下[32]：

(5)

式中：CB(i)為城市i的中介中心度；gjk為城市j和城市k間存在的捷徑數(shù)目；gjk(i)/gjk表示城市i處于城市j和城市k間捷徑上的概率。

2 黃河中下游地區(qū)城市群可達性

2.1 城市群內(nèi)可達性

黃河中下游地區(qū)城市群城市的群內(nèi)可達性在研究期間顯著改善。2008年，各群內(nèi)加權(quán)平均旅行時間在1 h內(nèi)城市數(shù)量2個，為西安、咸陽，1～2 h內(nèi)城市數(shù)量4個，為鄭州、漯河、寶雞、渭南。2018年，群內(nèi)加權(quán)平均旅行時間在1 h內(nèi)城市數(shù)量增加至3個，為西安、咸陽、渭南，1～2 h內(nèi)城市數(shù)量增至10個，為鄭州、開封、洛陽、許昌、寶雞等；2018年較2008年加權(quán)平均旅行時間4 h以上城市數(shù)量明顯減少，由21個減少到14個，降低了33%。表明城市群內(nèi)部可達性已顯著提升，但受交通基礎(chǔ)設施區(qū)位、經(jīng)濟總量、人口規(guī)模等因素影響，黃河中下游城市群內(nèi)部可達性水平及變化幅度存在區(qū)間差距。2008～2018年，山東半島城市群內(nèi)可達性值平均減少1.36 h，中原城市群內(nèi)可達性值平均減少0.99 h，關(guān)中平原城市群平均減少0.42 h，晉中城市群平均減少1.31 h，主要源于高速鐵路的快速建設運營，尤其是京廣線、京滬線、徐蘭線、青太客運專線貫穿黃河中下游地區(qū)的主要節(jié)點城市，如鄭州、商丘、濟南、青島、西安、寶雞、太原等。

2008～2018年，可達性水平空間格局呈現(xiàn)由不規(guī)則圈層結(jié)構(gòu)向沿高鐵線路軸線延伸的分布格局。2008年黃河中下游地區(qū)城市群內(nèi)部可達性整體表現(xiàn)為不規(guī)則圈層結(jié)構(gòu)，到2018年表現(xiàn)為沿京港線、徐蘭線走向分布的特征(圖1)。自“八縱八橫”的新線網(wǎng)規(guī)劃提出，城際高鐵建設加快了步伐，黃河中下游地區(qū)城市群城際軌道交通網(wǎng)的規(guī)劃實施已取得部分成效。山東半島城市群威海市、棗莊市及煙臺市可達性提升幅度較高，加權(quán)平均旅行時間分別減少5.15 h、3.2 h和2.93 h，這主要得益于京滬線、青榮線、濟青線的高鐵運營。中原城市群鄭開城際鐵路、鄭焦城際鐵路，徐蘭線、京廣客運專線連通鄭州、開封、洛陽、安陽、鶴壁、新鄉(xiāng)、許昌、漯河、商丘等城市，這些城市群內(nèi)可達性水平相對較高，但提升幅度相對較小，原因在于2008年已有D字頭動車組列車開通，其變化幅度相對平緩。關(guān)中平原城市群西寶城際線開通運營，西安、咸陽、渭南群內(nèi)時間可達性值均在1小時內(nèi)，群內(nèi)可達性提升、差異減小；晉中城市群城際鐵路建設起步較晚，可達性值相對較高，群內(nèi)可達性較好的城市為太原、晉中、陽泉已開通高鐵城市。高鐵的開通運營，縮減了沿線城市間旅行時間，時間距離與空間距離的節(jié)約效應顯著。高鐵設站地區(qū)可達性水平明顯提高，長治、晉城、濮陽、南陽、日照、濱州等未通高鐵城市可達性水平與高鐵設站城市差距逐步拉大，提升高鐵線路網(wǎng)絡密度是群內(nèi)可達性提升、差異逐漸減小的關(guān)鍵。

圖1 2008和2018年黃河中下游地區(qū)城市群內(nèi)部可達性演變Fig.1 Evolution of accessibility within urban agglomerations in the middle and lower reaches of the Yellow River in 2008 and 2018

2.2 城市群際可達性

研究期內(nèi)，城市群際加權(quán)平均旅行時間顯著減少，中心城市輻射能力增強。高鐵“四縱四橫”基本建成，黃河流域中下游省會城市濟南、鄭州、西安、太原群際最短旅行時間分別降低了50.91%、47.27%、48.90%、45.31%，鄭西線、青太線的開通運營，加速提升了黃河中下游地區(qū)城市群間可達性。黃河中下游城市群城市外部加權(quán)平均旅行時間均值由2008年的12.26 h降至2018年的7.69 h，降低了37.28%，主要在于京廣線、徐蘭專線與青太專線高速鐵路的開通運營。山東半島城市群外部平均可達性值縮短4.59 h，中原城市群減少4.16 h，晉中城市群減少4.47 h，關(guān)中平原城市群減少5.63 h，但城市群外部可達性及變化幅度存在區(qū)域差異，關(guān)中平原城市群對外平均可達性改善幅度最大，減少了5.63 h，2018年西安、寶雞、咸陽、渭南均已開通高鐵，群內(nèi)高鐵設站城市占比較高，對外旅行時間縮短，促進關(guān)中平原城市群對外時間可達性明顯改善。2018年中原城市群對外可達性最優(yōu)，可達性值為6.77 h，其余城市群外部可達性平均值均在8 h左右。中原城市群內(nèi)省會城市鄭州作為全國鐵路網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點，對其對外可達性的大幅度改善起著至關(guān)重要的作用，一方面鄭西線、京廣線、鄭徐線的陸續(xù)開通運營，另一方面河南省“米”字形鐵路網(wǎng)的快速建設，加速中原城市群對外聯(lián)系密度與聯(lián)系強度，促進中原城市群外部可達性水平提升。

黃河中下游地區(qū)城市群群際可達性格局表現(xiàn)出從片狀聯(lián)系、整體分散轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾性鞘腥簽楹诵牡摹昂诵摹鈬比咏Y(jié)構(gòu)特征(圖2)。鄭州市作為全國重要的鐵路樞紐城市，其群際可達性快速提升能力輻射整個中原城市群。山東半島城市群對外可達性以省會濟南為中心向外圍逐漸減弱，濟南、泰安、濟寧、棗莊外部加權(quán)平均旅行時間在7 h內(nèi)，得益于京滬線和京港線的通車，呈現(xiàn)出了時間成本的節(jié)約效益。關(guān)中平原城市群呈現(xiàn)以西安為中心的圈層結(jié)構(gòu)，可達性值向外升高，西安作為國家中心城市，其核心輻射能力較強，徐蘭線促進關(guān)中平原城市群在黃河中下游群際可達性水平的提高。晉中城市群2008年城市對外可達性值在10 h以上數(shù)量為7個，2018年可達性值已均在10 h內(nèi)，但晉中城市群對外可達性值較高，區(qū)域可達性是區(qū)域發(fā)展的前提條件[33]，其仍需加強交通基礎(chǔ)設施建設。高速鐵路的快速建設，縮短了節(jié)點城市之間時間成本與時空距離，區(qū)域交通可達性水平得到極大提升。

圖2 2008和2018年黃河中下游地區(qū)城市群際可達性演變Fig.2 Evolution of exterior-urban agglomerations accessibility in the middle and lower reaches of the Yellow River in 2008 and 2018

2.3 相對可達性及變化

可達性系數(shù)及變化是城市在交通網(wǎng)絡中交通優(yōu)勢相對地位的體現(xiàn)。2008年，相對可達性大于1的城市，山東半島城市群8個、中原城市群3個、關(guān)中平原城市群5個、晉中城市群5個；2018年，相對可達性大于1的城市，山東半島城市群10個、中原城市群5個、關(guān)中平原城市群3個、晉中城市群7個，如青島、煙臺、威海、日照、南陽、呂梁等(表2)，反映了處于邊緣地區(qū)的城市可達性狀況相對較差。隨著高速鐵路的快速建設發(fā)展，2018年相比2008年，城市的可達性位序都發(fā)生了不同程度的變化。濟南、焦作、濰坊的可達性位序提升了10個名次，尤其是濟南由2008年的第17位升為2018年的第6位，京廣線對山東半島城市群、中原城市群節(jié)點城市群際可達性水平提高具有重要作用；鄭州市排名升至第2位，其作為國家中心城市的重要節(jié)點發(fā)揮著自身交通樞紐的區(qū)位優(yōu)勢；德州、菏澤、聊城、周口、平頂山、日照、南陽等城市的群際可達性在黃河流域中下游地區(qū)城市鐵路網(wǎng)絡中的地位均有不同程度的降低，尤其是聊城市，可達性系數(shù)由0.71升為1.09，排序由第2位降為第30位，由于高速鐵路的發(fā)展，位于城市群邊界的門戶區(qū)位優(yōu)勢不再明顯，需加強與重要節(jié)點城市相關(guān)聯(lián)系，利用高速鐵路網(wǎng)的擴散效應，強化與中心城市的聯(lián)動互動。

表2 城市可達性系數(shù)變化Tab.2 Variation of the urban accessibility coefficient in the Middle and Lawer Reaches of the Yellow River

3 黃河中下游地區(qū)城市聯(lián)系網(wǎng)絡

3.1 城市群內(nèi)部網(wǎng)絡格局

2008～2018年，黃河中下游地區(qū)城市群內(nèi)部聯(lián)系愈加緊密，城市群網(wǎng)絡密度呈現(xiàn)不同程度的提升。晉中城市群內(nèi)部網(wǎng)絡密度變化率最高，提升了123%，山東半島城市群提升了107%、關(guān)中平原城市群提升了81%，中原城市群提升了75%(表3)。2018年關(guān)中平原城市群內(nèi)部網(wǎng)絡密度最高，達到21.43，表明關(guān)中平原城市群城市內(nèi)部客運聯(lián)系班次較為密集，但基于二值法(存在聯(lián)系則為1，反之則為0)的網(wǎng)絡密度僅為0.57，由于銅川市游離于鐵路聯(lián)系網(wǎng)之外，其網(wǎng)絡連接狀態(tài)相對較弱；基于二值化數(shù)據(jù)顯示2018年山東半島、中原城市群相對網(wǎng)絡密度分別達到0.72和0.78，表明這兩個城市群內(nèi)城市間鐵路客運聯(lián)系超過70%，表現(xiàn)出較強的網(wǎng)絡聯(lián)系；研究期內(nèi)，晉中城市群內(nèi)部網(wǎng)絡密度均最低，較其它城市群空間聯(lián)系程度相對較弱，其發(fā)展態(tài)勢處于相對較低的水平，內(nèi)部客運聯(lián)系班次亟需增加，增強群內(nèi)城市間往來聯(lián)系強度，提升區(qū)域發(fā)展水平。

表3 黃河中下游城市群內(nèi)部網(wǎng)絡密度Tab.3 Network Density within urban agglomeration in the Middle and Lower Reaches of the Yellow River

黃河中下游地區(qū)各城市群內(nèi)程度中心度呈現(xiàn)較高幅度提升。2008～2018年，各城市群內(nèi)省會城市鄭州、濟南、西安、太原程度中心度群內(nèi)最高，其核心地位始終穩(wěn)固，鄭州市程度中心度由410.5增長至748.5，濟南市程度中心度由253增長至558.5，西安市程度中心度由125.5增長至232，太原市程度中心度由71增長至170.5，漲幅均在80%以上，群內(nèi)城市聯(lián)系愈加緊密。2018年晉中城市群內(nèi)臨汾、運城程度中心度超越晉中，對外聯(lián)系增強，群內(nèi)次交通樞紐地位確立。研究期內(nèi)，程度中心度高值集聚區(qū)域始終位于京廣、徐蘭沿線，沿線城市核心競爭力高于其它城市，軸線發(fā)展地位穩(wěn)固。中介中心度地域性分布特征顯著，核心城市控制力持續(xù)發(fā)力。中原城市群內(nèi)鄭州市群內(nèi)中介中心度由3.33上浮至5.88，晉中城市群內(nèi)太原市中介中心度由4上浮至6，其群內(nèi)聯(lián)系網(wǎng)絡的控制力度持續(xù)增強；山東半島城市群內(nèi)中介中心度呈現(xiàn)高值集聚區(qū)，表明濟南、德州、淄博是群內(nèi)網(wǎng)絡聯(lián)系核心節(jié)點；但2008～2018年，關(guān)中平原城市群內(nèi)西安群內(nèi)中介中心度由3下降至0.33，但仍位居群內(nèi)首位，其群內(nèi)鐵路客運網(wǎng)絡的完善，使域內(nèi)城市的中介能力向均衡化發(fā)展。

城市群內(nèi)部聯(lián)系強度愈趨緊密，中心城市節(jié)點地位穩(wěn)固，城市間聯(lián)系強度呈現(xiàn)出差異化特征。省會城市在城市群內(nèi)部聯(lián)系中居主導，濟南客運班次由506次增至1 117次，鄭州客運班次從821次增至1 497次，西安班次占群內(nèi)班次的1/3，太原聯(lián)系班次從251次增至464次(圖3、圖4)。2018年，山東半島城市群內(nèi)高聯(lián)系強度城市對濟南—淄博、濟南—德州、濟南—濰坊等班次在170以上，較2008年翻一番；淄博、濰坊、青島群內(nèi)班次位居前列展現(xiàn)出其在群內(nèi)次交通樞紐地位；東營、濱州鐵路客運較少，與整個城市群呈弱連接狀態(tài)。中原城市群聯(lián)系強度在120次以上城市對為鄭州與洛陽、商丘、信陽、漯河、新鄉(xiāng)、開封等、信陽與漯河和駐馬店，徐蘭、京廣客運專線促進群內(nèi)可達性提升及客運班次大幅增加，形成以鄭州為中心，周邊城市環(huán)繞的放射狀網(wǎng)絡格局，并逐步均衡化發(fā)展，但濮陽、周口仍與群內(nèi)城市網(wǎng)絡關(guān)聯(lián)較弱。關(guān)中平原城市群基本聯(lián)系格局未發(fā)生變化，城市間網(wǎng)絡聯(lián)系趨于緊密。西安具有優(yōu)越的區(qū)位條件，網(wǎng)絡聯(lián)系總量占群內(nèi)35%以上，聯(lián)系強度較高城市對為西安—寶雞、西安—渭南，聯(lián)系強度在140班次以上，寶雞次核心城市的地位逐步顯現(xiàn)，商洛與群內(nèi)網(wǎng)絡聯(lián)系密度略有增加，銅川無鐵路運營，游離于城市鐵路客運聯(lián)系網(wǎng)絡外圍。晉中城市群鐵路網(wǎng)絡連接狀態(tài)最弱，聯(lián)系強度隨著增加，但變化幅度較小。2008年群內(nèi)聯(lián)系強度最高城市對為太原—晉中(44次)，2018年太原—臨汾(72次)、太原—陽泉(70次)、太原—運城(66次)、運城—臨汾(58班次)城市對聯(lián)系強度超越太原—晉中(56次)，其余城市間聯(lián)系較為分散、網(wǎng)絡連接狀態(tài)較弱，晉中城市群空間聯(lián)系發(fā)展態(tài)勢處于相對較低水平。

圖3 2008年黃河中下游地區(qū)城市群內(nèi)部城市聯(lián)系網(wǎng)絡Fig.3 Connection network within urban agglomerations in the middle and lower reaches of the Yellow River in 2008

圖4 2018年黃河中下游地區(qū)城市群內(nèi)部城市聯(lián)系網(wǎng)絡Fig.4 Connection network within urban agglomerations in the middle and lower reaches of the Yellow River in 2018

3.2 城市群際網(wǎng)絡聯(lián)系格局

黃河中下游地區(qū)城市群間網(wǎng)絡聯(lián)系密度不斷提升，但城市間聯(lián)系密度還相對比較弱。關(guān)中平原城市群對外網(wǎng)絡密度值最高，中原城市群次之、晉中城市群網(wǎng)絡連接程度最弱。2008年城市群間網(wǎng)絡密度為1.29，標準差3.83，2018年網(wǎng)絡密度達2.33，標準差為6.98，表明城市群網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)在一定程度上獲得了改善，但基于二值化得到的2008年和2018年鐵路客運相對網(wǎng)絡密度分別為0.26和0.47，表明鐵路網(wǎng)絡聯(lián)系仍舊處于弱連接狀態(tài)。各城市群之間網(wǎng)絡密度均有所提升，但相對水平保持不變。中原與關(guān)中城市群均表現(xiàn)較高緊密聯(lián)系狀態(tài)，網(wǎng)絡密度值由5.11升至8.17；山東與晉中城市群網(wǎng)絡聯(lián)系始終較為薄弱，2018年兩者之間網(wǎng)絡密度僅為0.76，鐵路客運聯(lián)系為104班次，可能存在其地理位置的非鄰近原因，但就地理鄰近城市群聯(lián)系來看，中原—山東、中原—關(guān)中網(wǎng)絡密度值均高于中原—晉中，這表明晉中城市群對外輻射不足，與周邊城市群聯(lián)系發(fā)展能力較弱。

程度中心度高值區(qū)沿軸線集聚特征明顯，西安網(wǎng)絡核心地位穩(wěn)固。研究期間西安程度中心度均居首位，鄭州程度中心度由第3名升至第2名，對外聯(lián)系強度增加，濟南、太原分別排第七、八位，排名小幅度上升。2008～2018年，程度中心度高值集聚于徐蘭沿線，沿線城市交往能力高于其他城市，核心競爭力增強，尤其是商丘，程度中心度由122升至266，排名第4位，商丘作為徐蘭線關(guān)鍵節(jié)點，其網(wǎng)絡交往能力大幅度提升，成為中原城市群對外聯(lián)系的樞紐城市。中介中心度呈現(xiàn)普遍提升特征，核心城市控制力持續(xù)發(fā)力，部分節(jié)點城市空間聯(lián)系能力有所減弱。鄭州中介中心度由49.707升至64.108，排名升至第1，太原由31.196升至42.309、濟南由11.274升至16.467，表明其對聯(lián)系網(wǎng)絡的控制力度持續(xù)增強；而西安由72.035降至44.538，說明其對整體網(wǎng)絡的控制力有所減弱；東營、濱州、濮陽、商洛等城市中介中心度最低，這些城市處于聯(lián)系網(wǎng)絡的邊緣地位，與其他城市間交往聯(lián)系的能力較??；中介中心度提升大多為高鐵城市，這些城市逐步成為城市群對外聯(lián)系的重要節(jié)點。

城市群之間聯(lián)系強度明顯增強。省會城市太原、濟南、西安、鄭州客運聯(lián)系班次年均增長18.8%、14.5%、10.7%、8.6%(圖5、圖6)，在群際聯(lián)系班次數(shù)量上，西安1 029班、鄭州682班要遠超于濟南299班和太原297班，徐蘭線與青太線開通，較大程度上提高了城市群之間的聯(lián)系強度。2018年，山東半島城市群聯(lián)系強度高的城市為鄭州(255次)、商丘(327次)，中原城市群聯(lián)系強度高的城市為西安(786次)、渭南(410次)、寶雞(309次)；關(guān)中平原城市群聯(lián)系強度高的城市為鄭州(232次)、洛陽(373次)、三門峽(218次)；晉中城市群聯(lián)系強度高的城市為西安(146次)、渭南(87次)，這種現(xiàn)象從一定程度上表明了地理臨近對城市群之間往來聯(lián)系的影響。鄭西線是黃河流域中下游地區(qū)最早開通的省際高鐵線，使得中原與關(guān)中平原城市群間聯(lián)系迅速拉近，隨著石太線、石濟線、大西線的建設，黃河流域中下游地區(qū)東西貫穿，山東半島、關(guān)中平原、晉中城市群聯(lián)系強度增強，再加上京滬線、京港專線形成了黃河中下游“三縱兩橫”高鐵網(wǎng)，使得城市間往來越來越密切。此外，區(qū)域內(nèi)多個城市還游離在鐵路網(wǎng)絡之外，存在濮陽、濱州、銅川等邊緣城市，各地方仍需加強對邊緣城市的鐵路規(guī)劃建設，帶動區(qū)域內(nèi)整體經(jīng)濟發(fā)展。

圖5 2008年黃河中下游地區(qū)城市群際城市聯(lián)系網(wǎng)絡Fig.5 External connection network of urban agglomerations in the middle and lower reaches of the Yellow River in 2008

圖6 2018年黃河中下游地區(qū)城市群際城市聯(lián)系網(wǎng)絡Fig.6 External connection network of urban agglomerations in the middle and lower reaches of the Yellow River in 2018

4 結(jié)論

以2008年和2018年鐵路客運旅行時間和班次為測度指標，從城市群內(nèi)外可達性和聯(lián)系網(wǎng)絡兩個方面對黃河中下游地區(qū)城市群的城市網(wǎng)絡格局進行定量分析，得到以下幾點認識：(1)通過對各城市群內(nèi)外可達性的研究測度發(fā)現(xiàn)，隨著鐵路發(fā)展，旅行時間縮短，可達性提升明顯，群內(nèi)加權(quán)平均旅行時間在1～2 h內(nèi)城市數(shù)量增加明顯，省會城市濟南、鄭州、西安、太原群際最短旅行時間均降低50%左右。但城市可達性水平存在較大差異，高鐵線路的走向影響城市可達性格局。國家中心城市的地位展現(xiàn)出其較強的集聚影響力，集聚特征明顯，網(wǎng)絡核心地位逐步確立，具有較強的輻射擴散能力。(2)黃河中下游地區(qū)城市網(wǎng)絡聯(lián)系趨于緊密，城市群間網(wǎng)絡密度由2008年1.29增長至2018年的2.33。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)以省會城市為核心，向周邊城市輻射，形成圈層網(wǎng)狀聯(lián)系格局，但個別城市處于相對孤立狀態(tài)，對外聯(lián)系較弱。(3)空間聯(lián)系程度相對較弱、發(fā)展相對處于弱勢的城市需加強對外交通基礎(chǔ)設施建設，縮短對外聯(lián)系時空距離，強化區(qū)域間對外聯(lián)系與合作。(4)城市聯(lián)系網(wǎng)絡是由多要素流構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡體系，不僅包含鐵路客流，還包括人口流、旅游流、互聯(lián)網(wǎng)信息流等，引入多種要素對城市聯(lián)系進行綜合研究，更能全面刻畫城市網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)特征及過程，這是后續(xù)需要加強探討的一個方向。