基于交通区位理论的东非铁路网规划研究

滕宇蛟，薛广成

（1.中交铁道设计研究总院有限公司 线路站场设计处，北京 100088；2.中国路桥工程有限责任公司内马铁路项目总经理部，北京 100011）

东非地区肯尼亚、卢旺达、布隆迪、乌干达、坦桑尼亚5国为加强多领域合作,最初在1967年成立“东非共同体”,2016年南苏丹正式加入,成为该组织的第6个成员国。近年来,“东非共同体”地区社会稳定,经济社会平稳向上发展,2016年区域GDP总量为1648.0亿美元,同比增长5.2%。区域既有铁路主要是米轨铁路,均为20世纪修建并运营至今,铁路基础设施运营条件较差,铁路承担社会运输市场份额逐年降低,社会客、货运输业务主要由公路承担。目前交通运输能力,尤其是铁路运输能力的不足,是制约东非地区经济社会发展的重要因素,在“东非共同体”区域内开展铁路网规划研究工作迫在眉睫。

1 东非铁路网现状及规划条件

1.1 东非铁路网现状

目前“东非共同体”6国中,仅肯尼亚、乌干达、坦桑尼亚、南苏丹有既有铁路系统,包括轨距为1000 mm的米轨铁路、轨距为1067 mm的开普轨铁路,以及轨距为1435 mm的标准轨铁路,卢旺达、布隆迪等国尚无铁路系统。目前区域铁路总长度为8341 km,其中米轨铁路总长度为6646 km,占铁路总长的79.6%；开普轨铁路和标准轨铁路长度分别为1223 km和472 km,分别占铁路总长的14.8%和5.6%。目前“东非共同体”区域铁路网存在的主要问题是年久失修,设备陈旧,运输能力严重不足,已经对区域经济社会发展形成制约。同时,路网覆盖面不够完善,铁路尚未连通区域大型经济点及人口聚集区域。“东非共同体”区域铁路网现状如表1所示。

表1 “东非共同体”区域铁路网现状Tab.1 Current situation of East African Community regional railway network

1.2 东非铁路网规划条件

目前“东非共同体”铁路网已经不能满足经济社会及运输需求的增长,新的国际化标准轨铁路网的建设势在必行,然而在铁路建设的过程中,则应遵循“规划先行”的原则,在东非地区开展铁路网规划已经具备充足的条件。在中国“一带一路”倡议的引领下,铁路全套技术装备“走出去”的带动作用日趋明显,而东非地区则正位于海上丝绸之路的重要节点,是中国与欧洲、美洲、非洲西部和南部互联互通的重要衔接点,是“一带一路”倡议的参与者和共建者,中国铁路全套技术装备在东非地区“走出去”前景广阔。

“东非共同体”区域内铁路运输能力的不足已经在一定程度上制约了区域经济社会的发展,尤其是区域内陆货物进出口运输主要依靠坦桑尼亚及肯尼亚两国港口,长距离大宗货物运输在区域内占据大量比重,铁路运输具有低成本、低污染等优势,在经济社会及交通运输中的重要作用不可替代[1]。

“东非共同体”国家在经济、社会、文化、政治、科技、外交等领域合作密切,不断协调产业发展战略,共同发展基础设施,共同实现成员国经济和社会可持续发展。目前正在逐步建立关税同盟、共同市场、货币联盟,并将最终实现区域政治联盟,铁路网规划在区域各国之间将能有效达成互联互通的共识。在坦赞铁路(达累斯萨拉姆—卡皮里姆波希)、蒙内铁路(蒙巴萨—内罗毕)等大型铁路项目建设中,中国在东非地区树立了良好的信誉,并不断加深与区域国家之间的相互联系。此外,区域各国均规划在铁路运输方面加强发展力度,并对本国铁路发展有所筹划[2-3]。因此,在“东非共同体”区域内开展铁路网规划具备充足的内、外部条件,应尽快开展相应的研究工作。

2 东非交通区位节点及区位线

2.1 交通区位理论

（1）交通区位及交通区位线。区位是指事物主体活动的场所,或在某些条件集合下,发展其产业具有潜在优势的地域。交通区位是指交通现象在地理上的大概率发生场所。交通区位线是一种将交通线在地理上的高发地带标示出来的一条原理线,即一条大概率发生交通的原理线。交通区位线是地理因素赋予发展交通运输的一种潜在优势,这种潜在优势不会因经济社会发展的必然性及历史选择的偶然性而减少或增加,交通区位线表示的是由地理上的必然性因素起支配作用而发生的一种地理现象[4]。

（2）交通区位线的基本类型。交通区位线通常包括交通区位径线、射线、环线及特殊区位线等4种形式。交通区位径线分为交通区位纵线和交通区位横线,其主要功能是沟通区域内部各主要地区之间生产要素聚集的流通线；交通区位射线是以交通的另一特性,输送特性为线索展开的；交通区位环线包括城市区位环线、城群区位环线、域境区位环线、环水域交通区位环线等；特殊区位线包括最短路区位线、城市带区位线、某种产业区位线、功能区位线、对外联系区位线、地形区位线、边界区位线等。

（3）确定交通区位线的目的。交通区位线并不一定是现实中存在的公路、铁路等实体交通干线,但随着经济的发展,在时机成熟时,交通区位线最终都将变成公路、铁路等交通实体线。交通区位是交通线的“资源”所在,建设交通线,包括铁路、公路、桥梁、隧道等,必须先确定交通区位线。在交通区位分析、研究透彻的基础上,再对该地区进行交通网络布局规划,需要分析与交通区位有关的各种影响因素,因时、因地、因势决定交通线建设的类型、先后次序、线路等级[5-8]。

2.2 交通区位节点选取原则

在选择节点时,主要遵循以下原则。

（1）以区域内各中心城市为节点,强化和完善各中心城市之间的相互连接、建立完善的综合运输体系、连接重要的客货枢纽。

（2）适应区域内各种资源的开发利用、连接重要的资源城市为原则,包括矿产、石油、旅游、物产等资源的开发和利用。

（3）节点均衡分布、规模相当、适当合并的原则,节点划分的太粗太细,都会影响铁路网络布局优化的实际效果。

2.3 交通区位节点

基于以上原则,选择了27个节点,主要包括各国首都及其他主要城市、重要交通枢纽及其他重要的客货集散地、重要资源城市和陆路边境城市。这些节点主要分为3类,第一类是区域主要的中心城市和枢纽城市,第二类是重要的边境城市,第三类是区域内主要资源型城市。

（1）区域主要城市。东非地区经济发展不均衡性较大,各国政治、经济中心城市经济发展水平较好,其他城市则偏弱。确定区域主要城市包括各国首都、主要港口城市,包括肯尼亚的内罗毕、蒙巴萨、基苏木、拉姆,乌干达的坎帕拉、卡塞塞,南苏丹的朱巴,坦桑尼亚的达累斯萨拉姆、多多马,卢旺达的基加利,以及布隆迪的布琼布拉等11个城市作为区位节点。

（2）主要枢纽及边境城市。在上述主要城市之外,部分城市衔接多方向运输通道,形成重要的交通枢纽。另外,主要陆路边境城市也是影响路网规划的重要因素。研究选取主要枢纽及边境城市包括肯尼亚的纳纽基、沃伊、纳库鲁、马拉巴,乌干达的古卢、帕夸奇、卡马戈莱,坦桑尼亚的阿鲁沙、塔波拉、基戈马、姆贝亚、姆万扎,以及南苏丹的尼穆莱、马拉卡勒、卡波埃塔等15座城市作为区位节点。

（3）主要资源型城市。东非地区具有丰富的旅游资源,主要分布在内罗毕、纳纽基、马赛马拉、察沃、阿鲁沙、坎帕拉、古卢等地；东非地区矿产资源分布不均衡,除南苏丹石油储量丰富外,其他国家未发现成规模的矿产资源。区域内主要资源型城市与主要城市重合,除这部分城市外,补充乞力马费扎作为资源型城市节点。

2.4 节点重要度的确定

研究根据各节点范围内总人口、生产总值、运输量和区位条件等指标作为节点重要度计算的指标。其中,人口是地区规模和区域活动机能的直接反映；人均国内生产总值可以反映地区经济发展水平；运输量反映了地区运输需求的大小；社会消费品零售总额反映了地区的消费水平和商业功能；区位条件反映了地区区位特点、资源优势等条件。

为合理划分节点层次,研究中构建节点重要度计算公式如下。

式中：Ii为节点i的综合重要度；Pi为节点i的人口数；Gi为节点i的国内生产总值；Mi为节点i的运输量；Ni为节点i的区位条件值；P为各节点人口的平均值；G为各节点国内生产总值的平均值；M为各节点运输量的平均值；N为各节点区位条件的平均值；α1,α2,α3,α4为各项指标的权重,通过层次分析法确定。

3 东非铁路网规划分析

3.1 节点重要度计算

研究选取东非27个区位节点,各节点权重的确定主要采用层次分析法,主要分为以下步骤：①建立判断矩阵；②进行相对重要度计算和相容性检验；③综合重要度计算。根据该方法,得到人口、生产总值、运输量和地区的区位条件这4个指标在公式中的权重分别为0.25,0.32,0.23和0.20。基于研究范围各国2013—2017年统计数据,以及各节点地区相关统计数据,根据公式计算其节点重要度,各节点重要度计算值如表2所示。

表2 各节点重要度计算值Tab.2 Location node importance calculation

根据节点重要度计算结果,将区位节点划分为3个层级,考虑重要度大于5的节点为一级节点,重要度在2 ～ 5范围内的节点为次级节点,重要度小于2的节点为三级节点。选取一级区位节点4个,承担区域干线枢纽的功能；次级区位节点9个,承担地区枢纽以及大量客、货集散功能；三级区位节点14个,作为路网线路的补充,承担地区客、货集散功能。区位节点等级划分如表3所示。

表3 区位节点等级划分Tab.3 Class division of location nodes

3.2 交通区位线

结合研究区域外部交通区位线,以及区域内区位节点的分布,铺画区域内部交通区位线,以区位径线为主,区位射线为辅,并在局部区域内形成区位环线。区域交通区位线示意图如图1所示。

3.3 东非铁路网规划

根据上述交通区位节点及区位线分析研究,以及不同铁路系统功能划分和建设原则,考虑新建铁路全部为标准轨铁路,新建铁路规划原则考虑沿区位线设置,规划以形成蒙巴萨港、达累斯萨拉姆港、拉姆港3个主要港口为基础,建设“六纵六横”的标准轨铁路网,规划铁路网总长度达到1.25万km。

“六纵”通道包括：拉姆港—纳纽基—卡波埃塔铁路通道,坎帕拉—古卢—尼穆莱—朱巴—马拉卡勒铁路通道,帕夸奇—卡玛戈莱—基加利—布琼布拉—基戈马铁路通道,姆万扎—塔波拉—姆贝亚铁路通道,基苏木—乞力马费扎—阿鲁沙—达累斯萨拉姆铁路通道,以及内罗毕—阿鲁沙—多多马—姆贝亚铁路通道。“六横”通道包括：朱巴—卡波埃塔—洛托依博克铁路通道,帕夸奇—古卢—托罗罗铁路通道,卡塞塞—坎帕拉—马拉巴—基苏木—内罗毕—蒙巴萨铁路通道,基塞尼—基加利—姆万扎—乞力马费扎—内罗毕—纳纽基—莫亚莱铁路通道,阿鲁沙—沃伊—拉姆港铁路通道,以及基戈马—塔波拉—多多马—达累斯萨拉姆铁路通道。区域铁路网规划如图2所示。

图1 区域交通区位线示意图Fig.1 Map of regional traffic location link

图2 区域铁路网规划示意图Fig.2 Map of proposed regional railway network

4 结束语

研究中规划“东非共同体”地区建设1.25万km标准轨铁路网,在路网规模、路网质量、路网能力以及运输时效等方面均有大幅提升,能够有效实现地区客货运输及经济社会发展。在地区铁路网建设过程中,应加快开展前期研究工作,建立健全工作机制,保障铁路用地,予以税收优惠及运营补贴,并大力拓宽铁路建设资金来源,以保证规划铁路网顺利实施。