西北地区铁路网规模需求发展研究

2014-09-06曾俊伟张晓龙钱勇生

铁道运输与经济 2014年1期

曾俊伟，张晓龙，王能，钱勇生

（兰州交通大学交通运输学院，甘肃兰州 730070）

根据“西部大开发”决策的提法，相对于原行政区划下的“西北地区”概念有了一定扩充，在传统的“西北五省区”中增加了西藏自治区和内蒙古自治区。为此，西北地区包括陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区和西藏自治区，形成“三省四区”的格局。整个大西北占我国版图的56%，而西北地区的铁路线路里程低，路网规模较小，远不能满足西北地区物资运输的需求和国家西北大开发的要求。同时，随着国家对铁路建设融资体制的改革，以及加快中西部和贫困地区铁路建设战略的提出，加强和扩大西北地区的铁路网规模将是我国铁路改革的一个重要方向，以解决西北地区铁路运输网络能力不足、人均出行距离短、运输流构成不均衡、运输业经济社会地位不突出等方面的主要问题。由于内蒙古自治区的运输网络相对发达，2012年其铁路营业里程高达9161.9km，居全国首位。因此，重点针对其余6省区的铁路网布局进行研究。

1 我国西北地区铁路网发展分析

目前，我国新疆维吾尔自治区、甘肃省、宁夏回族自治区、青海省、陕西省、西藏自治区6个省区总面积约占国土面积的44.97%。截至2011年底，西北地区铁路营业里程为25959.4km，仅占全国营业里程的27.8%；铁路网密度为60.13km / 万 km2，为全国平均水平的61.90%，与世界银行提出的现代化标准120km / 万 km2相距甚远[1]。因此，加快我国西北地区铁路建设应满足以下方面。

1.1 开发资源

西北地区是我国资源蕴藏最丰富的地区。优势矿产资源有铁、石油、铜、铅、锌等有色金属，建材资源和各种盐类等。其中，陕西省神府煤田煤炭储量达1600多亿 t；甘肃省镍、钴等11种矿产含量居全国第1位；新疆维吾尔自治区石油资源量208.6亿 t，天然气资源量10.3万亿 m3，煤炭预测资源量2.19万亿 t；青海省钾盐储量占全国的95%；宁夏回族自治区煤炭探明储量超过300亿 t，石膏储量达100亿 t；西藏自治区矿藏中铬、工艺水晶等12种优势矿种储量居全国前5位[1]。

目前，西北地区运输网络发达程度较低，特别是铁路运输网络不足，难以承担大量资源的运输任务。与此同时，我国东部地区原有资源开发区的资源储量已经开始减少，资源运距加长，迫切需要大力发展西北铁路网、改善西部资源交通条件。

1.2 加强区域经济交流合作

我国西北地区与多国接壤，对外贸易基础良好，条件便利，但是交通设施不发达，极大地妨碍了该地区的经济发展和其他合作活动。目前区域受自然条件的制约较大，交通方式单一，特别是铁路在区内分布不均衡，新疆维吾尔自治区、青海省、西藏自治区等铁路密度低、线路设备老化、线路技术等级低、运营效率低等因素严重制约着区域经济发展。由于铁路运输运距长、运量大、全天候等优点，决定了其在西北运输系统中的关键地位，但是西北铁路基础设施的现状不能满足西部资源开发的需求。因此，大力发展西北铁路网、改善交通条件将极大地促进区域经济发展，以及同其他区域的交流合作[2]。

1.3 促进交通基础设施建设

随着铁路建设融资体制的改革，以及加快中西部和贫困地区铁路建设等战略的提出，更多的民间资本可以加入到铁路建设中来。同时，大量的资金进入我国中西部地区促进了该地区的发展，符合经济的波动式发展规律。因此，减少东西部经济差距，继而为经济发展的不平衡—平衡—不平衡的动态发展做准备，以实现经济总量的整体上升。西部地区目前开发面积广大、资源丰富、经济落后、交通方式单一落后，因此，在发展西部的过程中，首要任务是加强交通基础设施建设，特别是建设运载量大、费用低廉、对环境的适应性较强的铁路设施。

此外，发展西部地区的铁路，形成连贯边境的铁路线，消灭断头线，对于加强西北边陲地区的政治稳定、经济繁荣、国防巩固、改善西北少数民族地区交通落后面貌、发展民族经济，具有重要的政治和军事意义[2]。

2 西北地区铁路网规模需求分析

2.1 研究思路和方法

铁路网规模预测涉及因素众多，包含自然、社会、经济等诸多方面，而经济发展水平、经济结构、产业布局、人口数量、城市化水平及城镇分布等因素是在不断变化的；土地面积、地理特征则是相对稳定的。这些因素对铁路网规模与布局的影响相互关联。在一定时期，上述各因素所反映的综合国情决定着铁路网的合理发展规模。在分析地区土地面积、地理特征及城市经济发展水平等多种因素后，采用连通度法构建数学模型，对西北地区铁路网规模的发展进行分析预测。

2.2 建立数学模型

采用连通度法进行西北地区基础路网规模测算的基本原理为：假设区域内需连接的节点均匀分布，则连接这些点的网络规模按公式⑴计算。

式中：C 为连通度系数；L 为路网规模，km；N 为区域内应连接的节点数；S 为区域面积，km2。

不同的网络结构对应不同的连通度系数 C，当 C≤1.00时，表示路网的通达性较差；当1.00＜C≤2.0时，表示路网的通达性良好；当2.00＜C≤3.14时，表示路网基本完善；当 C＞3.14时，表示路网基本上处于完善状态或理想状态。网络结构及其连通度系数如图1所示。

由于西部地区的区域差异性较大，因而不能将其作为一个整体进行计算和研究。据此对基本公式⑴进行适当改进，即考虑区域内的节点集 V = { vij：i =1，2，…，m；j =1，2，…，m}，vij表示节点 i属于区域 j，即将 V 分为 m 个子空间 Vk，Vk= { v1k，…，vik，…，vmk}，有 V =∪kVk且 Vi∩Vj= φ，并保持 Vk内的节点所属区域(省级区域)在地理空间上是连续的。同时，公式⑴测算的距离为节点之间的直线距离，考虑铁路线路的实际空间特征，按照区域类型引入区域线路的平均展线系数 ξ。为此，将公式⑴修改为

式中：L1为实际路网规模；Lk，Ck，Nk，Sk分别为区域 Vk的路网直线联系规模、连通度系数、节点数和区域面积；ξk为区域线路的平均展线系数，青海省、新疆维吾尔自治区、西藏自治区取1.25，其余3省均取1.2[3-4]。

选取2012年我国西北地区人口20万规模以上的县、市作为基本点，共计153个。在此基础上，考虑未来国家资源和能源战略布局、城市格局演化、人口迁徙等因素，补充重要的交通枢纽(铁路、公路和港口等37个)、资源矿点(沱沱河、东昆仑、吐鲁番、神木等19个)、旅游景点(4A 以上景区47个)、边境口岸(阿拉山口、红其拉甫、都拉塔等29个)等节点，综合分析选取285个节点对铁路网规模进行预测。

由于各类节点地理空间分布的非均匀性，并考虑节点与网络之间的空间关联性，异类节点相互衔接在一定程度上减少了线路数量，并有效提高了网络连通性。设区域 Vk连通度系数为1.00的节点数有个，连通度系数为2.00的节点数有个，连通度系数为3.41的节点数有个。定义区域网络连通度系数 Ck为区内各节点连通度系数的加权平均值，其计算方法如下。

图1 网络结构及其连通度系数

根据节点与网络衔接的模式分析各个节点的连通度，并分区域进行统计，然后按公式⑶计算得出各区域的连通度系数，如表1所示。

根据公式⑵和公式⑶，将表1中的数据带入，可以预测出2025年西北地区铁路网发展规模如表2所示。由表2可知，未来我国西北地区的铁路网发展规模总体为45020km，未来西北地区6省新建铁路线路里程为30519.8km。

3 未来西北地区铁路网布局

西部6省运输网络的布局不仅应考虑服务西部地区的经济发展、社会进步、国家安全，而且还应考虑对我国经济可持续发展的作用。因此，未来新建设的西北地区铁路线网将按性质和功能的不同，分为以下3种类型：东西部的便捷通道；省区间的开发性通道；新疆维吾尔自治区、西藏自治区对外国际通道。另外，还有一些对路网进行局部优化联络线[5-8]。

3.1 东西部便捷通道

由于经济、地理等多种原因，面积广大的新、甘、青、藏等省区呈单通道模式通往内地。一旦遇到自然灾害等不确定因素的影响，进疆、进藏通道将完全破坏，旅客流通和货物运输处于瘫痪状态，将严重影响西部地区人民的正常生活和社会稳定。此外，东西部地域交通的不便使地区发展不平衡，因而加强东西部便捷通道的建设是发展西部运输网络的首要任务。目前，对西部地区铁路网的建设主要是对既有线路增设复线，以及新增加客运专线和货运重载专线，构想如下。

（1）新建乌鲁木齐—哈密—额济纳旗—临河—乌兰察布—张家口线，形成第2条出疆通道：乌鲁木齐—哈密—额济纳旗—临河—包头—乌兰察布—张家口—北京。

表1 西部地区路网区域节点及连通度系数

表22025 年西部地区铁路网发展规模

（2）新建喀什—和田—格尔木—成都线，打破出疆必经乌鲁木齐的格局，形成第3条出疆通道，连通新、青、渝地区。

（3）新建阿拉山口—库尔勒—敦煌—西宁—成都线，由中部出疆，将新疆与川、渝地区联系起来，形成第4条出疆通道。

（4）新建西宁—白银—固原—庆阳—富县—宜川—临汾—长治—邯郸—聊城—济南—淄博—潍坊—青岛线，减缓陇海线的运输压力，形成第2条陇海线。

（5）新建拉萨—昌都—马尔康—广元—西安线，增加进藏通道，实现陕、渝、藏地区的连接，形成第2条进藏通道。

3.2 省区间开发性通道

西部地区陕、甘、宁3省区经济较发达，加强南北向的省际通道，使铁路经行偏僻贫困地区，可以促进区域经济协调发展。藏、青、新3省区人口稀少、经济落后，各类资源存贮丰富，运输环境较差，条件不便，新建铁路应连通现有城市和计划发展的资源基地，从而形成经济增长中心和沿线的经济增长带，使铁路发挥开发和带动作用。主要有中心城市的便捷连接、各省区内部及省际间放射型线路2种类型。

（1）中心城市的便捷连接。综合经济、地理、民族等因素，并结合铁路网现状及各省区市的铁路网规划设想，拟新建下列铁路线：兰州—平凉—银川—庆阳—西安、天水—平凉—庆阳—延安、张掖—阿拉善右旗、西宁—武威—银川。以上几条线路的建设，对巩固国防、加强民族团结、促进地区经济发展，实现边疆与内地的沟通、扩大物资流通、人才交流有着重要的作用。

（2）各省区内部及省际间放射线。在西北基本路网基础上，根据各省区实际，考虑小节点与大节点的连接或小节点与基本路网的便捷连接，同时考虑国防需要、区域内资源优势整合、沿线经济发展、缓解物流压力、提升对外开放水平等因素，拟建以下铁路：兰州—临夏—甘南—舟曲—陇南、库尔勒—霍尔果斯、阿勒泰—克拉玛依—精河—伊宁—阿克苏、北屯—乌鲁木齐—巴伦台线。