京石客运专线对区域可达性的影响研究

姚胜永， 张向超， 杨钰坤， 周 琳， 刘佳豪， 刘永超， 艾孟亭

(1.石家庄铁道大学交通运输学院，河北 石家庄 050043；2.北京电子科技职业学院，北京 100000)

高速铁路的运营可以协调多种运输方式，加速区域资源合理流动，缓解区域物流瓶颈，打破城市间的行政壁垒，促进交通运输、区域资源配置和区域经济一体化[1]。高速铁路引起人口、信息及其他资源要素的流动，对区域经济系统产生长期深远的影响，而生产要素资源的流动半径不单取决于空间距离，时间距离更为重要。高速铁路极大地缩短了城市间的通行时间，使得城市空间相互作用增强，城市内部产业结构优化，故量化这种时间优势对高速铁路的效率评价有着重要的意义。国内外研究者在高速铁路对城市产生的影响中，对时间距离的评价主要用可达性指标进行分析，并且预估高铁效应的长期影响，依托当前数据进行趋势预测[2]。

1 研究概述

可达性是指利用一种特定的交通系统从某一给定区位到达活动地点的便利程度。美国综合社会科学空间中心(CSISS)[3]认为对可达性概念和方法的分析是理解社会、经济和政治观点的基础。HANSEN[4]认为，可达性是相互作用机会的潜力并可用于分析城市区域的时空变化。KWAN[5]将可达性分为反映个人生活质量的个体可达性和人口易达区位或地方专有属性(某一区位“被接近”的能力)的地方可达性两类。MURAYAMA[6]认为交通可达性和城市体系之间是相互作用的。GUTIERREZ[7]运用加权平均时间、潜力值与日常可达性这三个指标，探讨了高铁对西班牙交通可达性格局的影响。MONZON等[8]从效率与公平的角度评价西班牙高铁可达性。VICKERMAN等[9]分析了跨国高铁网络对可达性和经济发展的影响，对高铁在促进国家和地区协调发展方面提出质疑。

高速铁路所带来的可达性利益涉及交通出行、社会经济以及区域发展等方面[10]。李平华等[11]指出可达性的定义与交通成本、端点区位特征及端点的选择有关，并且可达性具有空间、时间、社会经济价值等特征。罗鹏飞等[12]以沪宁地区为例，通过有利平均旅行时间、日常可达性和经济潜力三个指标分析了高速铁路影响下沿线地区可达性的变化。王春慧等[13]通过交通成本的加权平均值模型计算出京沪高铁沿线19个城市在2008年和2011年的可达性值，得出沿线城市可达性大幅度提高，改变沿线城市的传统居住模式，增强了沿线的区域一体化趋势。张莉等[14]应用有利平均旅行时间模型、潜能模型和吸引力指数模型，对沪宁城际高速铁路开通前后的区域可达性进行对比，得出沪宁城际高速铁路建设提高了处于经济主导地位城市的可达性。李红昌等[15]利用加权平均旅行时间和广义加权旅行时间两个指标，定量分析了石武高铁对其沿线10个城市可达性的影响。

高速铁路对沿线区域城市的影响，因地理区位和研究城市的范围不同，产生不同的外部效应。因此，通过对可达性客观的评价，为定量的分析高铁对城市发展的影响研究提供分析方法，为高铁沿线区域生产要素的合理配置和发展模式的选择提供依据。本文选择2012年正式通车的京石客运专线沿线的7个站点城市作为研究对象，根据不同的城市规模将7个站点城市分成三个等级，通过有利平均旅行时间模型和潜能模型，对京石客运专线开通前后的区域可达性进行分析。

2 可达性的评价方法

可达性的量化模型较多，但评价角度不同，包括到达经济中心的时间、交通成本的平均值、有利平均旅行时间、机会可达性、日可达性、潜能模型等。由于可达性在量化阶段主要受交通系统、距离成本、土地利用、可获得的机会等方面的影响，且京石客专的线路长度较短，对于距离衰减的影响较小，着重考虑节点城市与所有经济中心之间的关系。而有利平均旅行时间能表征城市间的旅行成本，经济潜力表征区位吸引力，因此，选择有利平均旅行时间和潜能模型来量化京石客运专线对沿线城市的可达性。

2.1 有利平均旅行时间(Ai)

有利平均旅行时间指标是一个评价节点到各经济中心的时间测度，主要由评价节点的空间区位决定，也与经济中心的实力及连接评价节点与经济中心的交通设施质量密切相关。分值愈低，表示该节点可达性愈高；分值愈高，表示该节点可达性愈低。

(1)

式中:Ai表示有利平均旅行时间；Mj表示j城市的经济指标；Tij表示节点i通过交通网络中通行时间最短的路线到达经济中心j所花费的时间。

2.2 潜能模型(Pi)

潜能模型指标主要由评价节点的经济区位决定，分值愈高，表示该节点可达性愈高，反之亦然。

(2)

式中：Pi表示节点i的经济潜能；Mj表示j城市的经济指标；Cij是节点i到中心j的交通成本；a为i和j之间的距离摩擦系数(取a=1)。

2.3 变异系数δCV

变异系数，又称“离散系数”，是概率分布离散程度的一个归一化量度，反映某个时间点城市可达性空间集中与分散程度。计算公式为：

(3)

3 京石客运专线对沿线站点城市的可达性分析

3.1 数据来源

为尽可能剔除其他因素的影响，选择距开通时间最近的一年(2011年)的数据作为高铁开通前的数据，同时考虑到高铁开通后效益的显现具有时间的滞后性[10]，选择2015年的数据作为高铁开通后的数据进行比较分析。

与城市经济相关的数据，采用GDP、人口、社会消费品零售总额和地方财政一般预算收入四个经济指标，该数据来源于2012/2016年河北省统计年鉴和北京市统计年鉴；与通行时间相关的数据，如两个城市间最短的旅行时间，主要来源于2012/2016年的旅客列车时刻表(北京铁路局旅客列车时刻表和铁路官方网站)，如表1所示。

1.4统计学方法:采用SPSS12.0进行分析,计数资料采用百分比,采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

3.2 可达性指标计算

由于各城市的规模及地位不同，其指标的计算结果将出现一定的等级误差，因而京石客运专线沿线的7个城市分为三个层次：第1层次为北京，第2层次为石家庄、保定、涿州、高碑店，第3层次为正定、定州。

3.2.1 有利平均旅行时间

根据公式(1)，计算得到7个站点城市的有利平均旅行时间指标值，如表2所示。其中Mj分别取各城市的GDP总量、社会消费品零售总额、人口数和地方财政一般预算收入这四类数据，由此算得4种平均时间指标得分，其最终结果取其算术平均值。

通过有利平均旅行时间指标的得分可知：线路在未建成时期(即2011年)涿州和高碑店的可达性较高，石家庄和正定的可达性较低；相较于未建成前，建成后(即2015年)各城市的可达性均有显著的提高，其可达性大小依次是涿州>高碑店>保定>定州>正定>北京>石家庄。与未建成时的可达性排序基本保持一致，即距离北京这个大经济中心越

表1 京石客运专线站点城市的时刻表 min

注：2011年数据统计范围为北京铁路局的普快、K、T次列车的站间时刻算术平均值，2015年数据统计范围为京石高铁开通后的各班次通行时间算术平均值；高铁开通后各城市站点为各地高铁站。

表2 有利平均旅行时间评分

注：增长率=(无高铁可达性值—有高铁可达性值)/无高铁可达性值。

远，可达性依次减弱。

在2011年的指标得分中北京的得分值处于定州和正定之间，2015年的指标得分值处于石家庄和正定之间。这可能缘于北京本身就是个较大的经济中心，各种交通方式便捷，航空、其他线路高铁、公路发达，受高速铁路的影响较小，故其可达性较小。

从增长率上可以得出：京石客专的修建对沿线站点城市可达性有显著的提升，具体可达性的大小顺序为：正定>保定>高碑店>定州>涿州>石家庄>北京。第1层次的北京是经济、文化、政治中心，京石客专的修建对其影响不太明显，而其增长率在57.18%对于北京而言也有很大的提升。在第2层次中，这4个城市的增长率依次为保定(63.62%)>高碑店(63.44%)>涿州(57.55%)>石家庄(57.40%)。保定处在京石客专路线的中间位置，仅从系统结构看，处于内部的节点相较于其他节点的关联性强，对整个系统的影响较大，京石客专的修建对保定的可达性有显著的提高。石家庄站点是京石线路站点城市的端部，起到承接上行或下行列车的作用，线路的开通使得从石家庄到北京的出行时间从原来的200 min缩短到85 min，有利平均旅行指标提高了105.23。涿州和高碑店距离北京比较近，被包含在北京辐射圈内，高可达性的提升会改变该区域出行者的出行方式和出行行为，例如：同城效应、产业效应等。在第3层次中，可达性提升最大的是正定69.18%，是7个站点城市中可达性提高最大的城市，其次是定州61.78%。

3.2.2 潜能模型

表3 潜能模型评分

注：增长率=(有高铁可达性值-无高铁可达性值)/有高铁可达性值。

把GDP作为潜能模型中的经济指标，可以得出整个京石客运专线沿线的站点城市在建成前和建成后的可达性的增长率依次为：保定>石家庄>高碑店>北京>定州>涿州>正定。就第1层次的北京而言，增长率为72.30%，由于北京是巨大的经济中心城市，每年的经济增长速度虽然放缓，但数量规模依旧庞大。第2层次中按增长率的排名来看，最高的是保定(75.34%)，然后依次是石家庄(75.06%)>高碑店(75.03%)>涿州(69.99%)。第2层次中各个城市处于加速发展期，京石客运专线的修建大大提升其可达性，在该交通走廊所依托的地域实体范围内，该层次的城市空间处于社会经济活力的高发、集聚地带，在一定程度上促进该区域城市的发展。第3层次中，定州71.94%>正定68.19%，这表明在相同规模等级的城市中，定州市的发展潜力要比正定的大。

3.2.3δCV系数

由δCV系数计算结果(表4)可知，京石客专的开通，使得这7个站点城市的δCV值分别下降了6.19%和7.71%，表明京石客运专线的开通促进了站点城市间的均衡，使得城市间的差异有所减小。

表4 京石高铁沿线站点城市δCV系数

3.3 结论

(1)无论修建前还是修建后，距离北京这个大经济中心越远，各城市的可达性逐渐减小，但各城市呈现均衡发展态势，使得区域经济的发展有所提高。

(2)京石客运专线修建后对大经济中心城市(北京)的可达性提升不太明显，对保定、高碑店、涿州、石家庄等这些快速发展城市的可达性提升比较大，使其交通走廊的交通流流通速度、交通走廊所连接的城市内部空间之间的联系有所加强，“廊道效应”显著；对正定、定州这两个发展刚起步的城市而言，京石客专的站点设在该地区，对这两个城市的经济提升贡献较大。

(3)7个站点城市的可达性在两个指标计算后提升排名有所不同。原因是有利平均旅行时间基于经济中心的质量来考虑节点城市与其他城市的关系，而潜能模型则是以经济中心的吸引力来考虑节点与其他城市之间的关系。因此，前者可达性指标的增长率是第3层次的城市较大，后者则是第2层次的城市较大。

(4)京石客运专线的开通极大的改变了站点城市间原有的时空关系，将3个不同等级规模的城市连接起来，使沿线城市的经济要素自由流动，优势要素向沿线扩散，形成带状城市群。同时，区域协作及资源交换使得城市之间的梯度差不断减小，区域经济一体化增强。

4 研究展望

在分析中，第2层次的站点城市只分析其市域的经济指标数据，而并未包括其所属的县域；在各个站点之间的最短时间的统计中，未考虑出行者在每个车站的等待时间，这也是下一步研究继续关注的问题；高速铁路除了对站点城市的影响之外，其线路走廊层面所涉及的城市以及站点城市之外的溢出区域城市也将是后续的研究方向。