高速铁路对沿线经济发展影响——以京沪高速铁路为例

李成叶梓涵郭宏伟

（1北京理工大学机械学院硕士研究生，北京100812；2北京市第十四中学学生，北京100055；3北京理工大学机械学院博士、副教授，北京100812）

高速铁路对沿线经济发展影响
——以京沪高速铁路为例

李成1叶梓涵2郭宏伟1

（1北京理工大学机械学院硕士研究生，北京100812；2北京市第十四中学学生，北京100055；3北京理工大学机械学院博士、副教授，北京100812）

高速铁路在改变出行环境的同时，也对沿线区域的发展产生深刻影响。以高速铁路与区域发展的相互作用机理为基础，建立高速铁路影响下的区域活跃度模型，从某城市对周边区域产生的集聚吸引效应分析入手探讨高速铁路的影响。以京沪高速铁路为实例验证模型的有效性，定量分析京沪高速铁路开通对沿线城市经济活跃程度的影响，并提出高速铁路与区域协调发展的建议。

高速铁路；区域发展；活跃度；集聚效应；京沪高速铁路

0 引言

高速铁路具有速度快、运量大、安全舒适等特征，具有其他交通运输方式不可替代的优势。高速铁路的建设，不仅极大提升了出行效率和品质，同时也改变了城市空间格局和经济发展模式，对社会、经济发展产生了深远影响。截至2015年底，我国高速铁路运营里程已达1.9万km，铁路运输已经全面进入高速铁路时代，成为世界上高速铁路建成通车里程最长、系统集成能力最强的国家。随着我国高速铁路的不断发展，未来将形成“八纵八横”的高速铁路网，将对高速铁路网络辐射区域产生深远影响，尤其是城市间时空距离缩短，城市的空间结构和产业布局也将随之发生变化。针对高速铁路对区域发展的影响，研究人员从不同角度，运用多种方法开展了研究。王雪菲[1]分析了高速铁路发展对区域经济集聚的影响机制。赵云等[2]利用人口函数、区域投资分布函数及区域生产函数建立基于可达性的高速铁路影响区域经济系统预测模型。高速铁路的开通，在提供便捷出行服务的同时，也改变了人口的流动规律[3]，特别是对旅游出行等短时人口流动的影响非常显著[4-5]。除了高速铁路对区域宏观经济与人口流动的影响，可达性也是衡量区域发展的重要指标，因此研究人员从国家高速铁路干线网[6]以及局部线路或区域[7-8]角度开展了高速铁路对可达性影响研究。由于高速铁路能够极大地缩短城市间的时空距离，直接改变了城市空间结构[9-10]，甚至对城市群的发展都产生了深刻的影响[11]。有关高速铁路与经济发展相互作用关系的研究进展可以参见文献[12]。

高速铁路在区域综合运输层面具有特殊且不可替代的作用，同时还对区域发展产生复杂的影响。已有研究多从经济发展的角度探讨高速铁路的影响，但高速铁路对区域经济发展的影响是多元化多层次的，难以通过单一数学模型进行系统分析。本文以城市发展受高速铁路影响作用为基础，建立区域发展活跃度模型，利用人口、经济水平、综合出行阻抗等指标表征高速铁路对区域发展活跃水平的影响。首先分析高速铁路与区域经济发展的影响机理，其次建立高速铁路影响下的区域活跃度模型，随后以京沪高速铁路作为实例验证模型的有效性，最后给出结论与展望。

1 高速铁路对区域经济影响分析

高速铁路作为一种高效的运输方式，对出行效率、舒适性和便捷性的提升不言而喻。从经济发展的角度，高速铁路的建设将首先提高其所服务区域生产要素的流动性，从而提高生产要素的配置效率，特别是知识、技术、熟练劳动者等高级要素配置效率的提高，对区域竞争力的提升产生直接推动作用。其次，高速铁路将极大缩短运输在途时间，对区域时空范围产生压缩效应，使得资源能够在一个更大的范围内进行配置和优化。时空距离缩短使得城市间联系更加紧密（300 km以内），原来的城际交流甚至转变成同城交流（150 km以内），并直接推动城市一体化进程，使得城市群发展具备更加“神聚”的内涵。再次，高速铁路站点往往会成为城市综合运输枢纽，在提供大运量客流转换服务的同时，也能够提高土地开发利用效率，造就具有现代城市活力的高速铁路新城，成为TOD发展模式的理想实践路线。最后，高速铁路在加强人文交流、推动旅游业发展方面的作用也非常明显，一小时生活圈、周末旅游圈都是高速铁路在这方面形成的影响。

综合上述分析，高速铁路对区域发展的影响可以总结为集聚效应、网络效应和溢出外部效应。经济集聚是城市发展的动力，使城市具有规模经济特征，特大城市吸引周边城市向心发展，逐步形成城市群落。与此同时，高速铁路沿线利于形成产业轴线，使产业和技术得以向外围扩散和转移。随着产业和人口的不断集聚，产业轴线带动若干城市联动发展，最终形成城市集群化发展，实现空间集聚效应。目前，长三角、珠三角以及京津冀城市群在高速铁路的带动和影响下就呈现出集聚化发展现象[1]。网络效应指高速铁路网络使得地理空间各单位连为一个整体，不仅会影响线路本身所覆盖区域，而且会影响高速铁路网络中的其他线路，进而形成区域性扩散与辐射，成为区域经济集聚与扩散的重要条件，最终对沿线纵深区域的发展产生影响。京沪高速铁路的开通，对沿线区域形成了明显的网络影响效应，带动人口流动，推动产业发展，并能够优化城市群空间布局[8，10]。此外，作为一种准公共产品，高速铁路的影响具有溢出外部效应，一方面，高速铁路作为区域经济联系和区域相互作用的纽带，能够带动相对落后地区的发展，形成正的溢出效应；另一方面，高速铁路的运营会改变影响范围内的可达性与吸引力，可能导致强者恒强的失衡状态，对落后区域产生消极影响，形成负的溢出效应。由于我国区域发展不均衡性比较明显，并非所有区域都具有科技先进、基础完善、消费强劲等先发优势，因而负的溢出效应的影响不可避免，这也是在我国高速铁路发展过程中要注意的问题。

2 高速铁路影响下的区域活跃度模型

综合上述分析，高速铁路对区域的发展具有复合影响，涉及人口流动、产业发展、城市空间拓展等多个方面。由于城市本身具有对人口、技术、产业的吸引集聚力，高速铁路的开通将加速人口流动和产业发展，增加区域可达性、降低出行时耗，进而增加区域发展活跃程度，形成吸引集聚力的增加。城市发展越活跃，集聚吸引水平越高，由此定义高速铁路影响下的区域活跃度模型如下：

式中：Gi和Gj分别表示城市i和j的国内生产总值（单位：万元）；Pi和Pj分别表示城市i和j的人口（单位：万人）；Ωij为第i个城市到周边第j个节点城市的综合出行阻抗（以城际出行行程时间为基准，单位：h），计算式如下：

式中：Tij（k）为采用第k种交通方式从第i个城市到第j个城市的的行程时间（单位：h），若交通方式为民航或铁路，则需要在行驶时间的基础上额外加入候机或候车时间；σij（k）为第k种交通方式的权重系数，计算式如下：

式中：μ（k）为第k种交通方式的运力系数，U（k）为第k种交通方式的效用函数，计算式如下：

式中：Tij（k）意义同上；Cij（k）为采用第k种交通方式从第i个城市到第j个城市的费用（单位：元）；α、β、γ为效用函数的系数，本文中效用函数系数的数值分别为α=0.008 33，β=0.005，γ=0。

该模型表示高速铁路影响下的城市活跃度与城市自身人口和经济发展水平呈正比，即自身人口和经济发展水平越高，形成的集聚吸引效应越为显著；同时活跃度与多方式出行阻抗呈反比，出行方式效率越高，越便捷，相应的阻抗越低，越有利于吸引周边的生产要素，形成集聚效应。在出行阻抗测算时，不同出行方式根据自身的效用函数具有不同的权重，以表示该方式在综合运输体系中的作用。

3 京沪高速铁路实例分析

根据上述区域活跃度模型，本文选取京沪高速铁路沿线6个代表性城市进行实例分析。如图1所示，北京、济南、徐州、蚌埠、南京、上海为本次主要研究的城市。城市的社会经济和人口数据来源于2010年和2012年《中国城市统计年鉴》，对比高速铁路建成运营前后区域活跃度的变化。阻抗函数中的交通方式为城市之间客流运输的主要方式，包括民航、铁路以及公路。表1为6个城市之间实际存在的客运交通方式。

图1 京沪高速铁路沿线6个代表性城市

表1 6个城市间实际存在的客运交通方式

按照模型中式(2)(3)(4)进行计算，可以得出高速铁路建成开通前后6个城市之间的综合出行阻抗，如表2所示。由此可见在京沪高速铁路开通后，城市之间的客运出行阻抗明显减少，平均降幅约为39.7％。尤其是北京与济南、徐州、蚌埠、南京之间的综合出行阻抗降幅可达50％，京沪高速铁路的开通给远距离城市间的出行带来极大的便利。在距离相近的城市之间，如南京—蚌埠，蚌埠—徐州，高速铁路相对于快速列车、普速列车或汽车的优势可能并不明显，但是仍然降低约26.8％的出行阻抗。对比高速铁路开通前后上海与北京之间的综合出行阻抗，可以看出高速铁路的加入吸引传统普速列车的客流，同时部分吸引民航方式的客流，使得综合出行阻抗非常接近于两座城市之间乘坐高速铁路的行程时间。

表2 高速铁路开通前后6个城市间的综合出行阻抗（单位：h）

高速铁路开通后

根据表2和表3的计算结果，按照式(1)可以得出6个城市的区域活跃度（见图2及表3）。选取高速铁路开通前一年（2010年）以及高速铁路开通后一年（2012年）作为代表年份，分别计算京沪高速铁路影响下6个代表城市的区域活跃度。此外，为进一步对比说明京沪高速铁路的影响，本文假设2012年高速铁路不存在并计算相应的区域活跃度。从这三个值的对比中可以发现，一方面，高速铁路开通后的2012年，特大城市、大城市以及中小城市的区域活跃度都有极大的提升，每个代表城市活跃度的绝对值大约可达到2010年的2倍以上；另一方面，假设2012年高速铁路并不存在，仅仅依靠GDP和人口的增长，区域活跃度的平均增长率仅为31.3％，而在高速铁路存在的情况下，城市的活跃度平均增长率可达117.9％，由此可见高速铁路影响下，区域活跃度呈现出“跳跃式”的提升。

图2 高速铁路影响下的区域活跃度对比

表3 高速铁路影响下的区域活跃度变化分析

综上所述，京沪高速铁路的建成开通，对沿线城市经济活跃度的影响是非常显著的，并且使原来并非主枢纽城市的连通程度有了较大改善，进而对这些城市的活跃度改善非常明显。特别是极高的便捷性使得京沪高速铁路全线城市间实现半日达，极大地降低了出行阻抗，甚至将部分航空客流分流至高速铁路运输。但是，我国区域发展并不均衡，东部发达区域与中西部区域的差距较为明显。因此东部区域在将来进一步推进高速铁路网发展的同时，应注重高速铁路运营技术和服务水平的提升，也更应注意对落后区域的支撑作用，实现区域间均衡发展，在发挥高速铁路集聚效应和网络效应的同时，避免负的溢出效应的影响。

4 结语

高速铁路的建设对区域发展起到了助推剂的作用。要让这种助推作用持久，且向着可持续的方向发展，必须就高速铁路对区域发展产生的复杂作用进行系统研究。本文建立了以城市集聚吸引力为核心的区域活跃度模型，研究高速铁路开通对区域经济发展情况的影响。由于高速铁路对区域发展影响所涉及的因素较多，本研究着重从人口规模、经济发展水平以及综合出行阻抗角度建立模型，后续研究将进一步拓展模型涉及的因素，以增加模型的实用性和准确性。

[1]王雪菲.高速铁路对区域经济集聚的影响研究[D].北京：北京交通大学,2015

[2]赵云,李雪梅,韦功鼎.高速铁路对区域经济系统的影响研究[J].铁道运输与经济,2015(3):7-13

[3]李祥妹,刘亚洲,曹丽萍.高速铁路建设对人口流动空间的影响研究[J].中国人口·资源与环境,2014(6):140-147

[4]朱桃杏,陆军.高速铁路背景下旅游经济发展空间与效率特征研究[J].铁道运输与经济,2014(7):1-8

[5]汪德根.京沪高铁对主要站点旅游流时空分布影响[J].旅游学刊, 2014(1):75-82

[6]姜博,初楠臣,修春亮,赵映慧,李晓庆,罗冲.中国“四纵四横”高铁网络可达性综合评估与对比[J].地理学报,2016(4):591-604

[7]丁秋贤,朱丽霞,张辉,孙颖,罗静.高速铁路对沿线城市可达性及经济联系的影响——以汉宜高速铁路为例[J].华中师范大学学报(自然科学版),2015(6):952-957

[8]汪德根,章鋆.高速铁路对长三角地区都市圈可达性影响[J].经济地理,2015(2):54-61，53

[9]王姣娥,丁金学.高速铁路对中国城市空间结构的影响研究[J].国际城市规划,2011(6):49-54

[10]杨维凤.京沪高速铁路对我国区域空间结构的影响[J].河北经贸大学学报,2010(5):55-63

[11]方大春,杨义武.高铁时代长三角城市群交通网络空间结构分形特征研究[J].地域研究与开发,2013(2):52-56

[12]王谢勇,柴激扬,孙毅.基于文献研究方法的我国高速铁路对经济发展影响综述[J].经济与管理,2015(5):64-69

（责任编辑：魏艳红）

The Impact of High Speed Railway on Economic Development--Taking Beijing-Shanghai High Speed Railway as Example

LI Cheng1,YE Zihan2,GUO Hongwei3
（1 Beijing Institute of Technology,School of Mechanical Engineering,Graduate Student,Beijing 100812,China; 2 Beijing No.14 Middle School,Student,Beijing 100055,China;3 Beijing Institute of Technology,School of Mechanical Engineering, Associate Professor,Beijing 100812,China）

In the meantime of changing travel environment,the high speed railway affects the development of the regions along the line.Based on the interaction between high speed railway and regional development,the model of regional activity under the influence of high speed railway is established,which could simulate the agglomeration effect.At last,the validity of this model is verified by the example of Beijing-Shanghai high speed railway,the influence on the economic activity of the cities along the line and the advice on regional coordinated development are proposed.

high speed railway;regional development;activity;agglomeration effect;Beijing-Shanghai high speed railway

A

：1004-9746（2016）06-0021-05

2016-11-25）