集装箱海铁联运量的时空格局演化

杨彦博 李明月

摘要：本文以我国沿海129个铁路港站为研究对象，综合运用标准差椭圆和GIS空间分析方法刻画集装箱海铁联运量的时空格局演化趋势，同时运用空间随机实验和统计学理论对运量分布的聚集性进行验证。研究结果表明：集装箱海铁联运量在空间上呈现聚集状态，总体向东北方向移动，且呈现出空间收缩的趋势。研究结果对加快我国集装箱海铁联运均衡发展有着一定的指导价值。

关键詞：集装箱海铁联运;时空格局;加权标准差椭圆;空间聚集

中图分类号：U69

文献标识码：A

文章编号：1006-7973（ 2020） 06-0069-03

随着物流体系不断发展，集装箱海铁联运凭借其环节少、周期短、费用低等优势逐渐成为多式联运的重要形式。我国2017年港口集装箱海铁联运比例仅为1.6%，与欧美国家主要港口20%-30%的集装箱海铁联运比例存在较大差距。这一现象引起国内外学者对集装箱海铁联运的广泛思考与研究，目前关于这一领域的研究主要是探索集装箱海铁联运系统的作业模式、路径优化以及运量的驱动机制，如武慧荣等用系统动力学的方法，分析了集装箱海铁联运与多影响因素的关系，并为集装箱海铁联运提出针对性的建议[1];吴铁锋等从集装箱海铁联运作业模式的角度出发提出相应的优化方法[2];王宏等对集装箱海铁联运成本进行仿真优化[3];但集装箱海铁联运体系的变化过程需要通过运量的时间空间变化加以表征，通过空间格局统计分析识别集装箱海铁联运演变过程的特点，进而揭示集装箱海铁联运需求的演化规律，这对优化集装箱铁路运输资源配置、合理集装箱港站布局具有重要意义。

在空间格局统计方法中，加权标准差椭圆能够刻画要素在地理空间的分布特征，主要应用于产业分布、公共卫生、交通运输[4]、人口特征等领域，但目前尚没有学者将该方法用于研究集装箱海铁联运的时空格局分布。

本文首先选取集装箱海铁联运量作为分析要素，将加权标准差椭圆和GIS空间分析方法用于集装箱海铁联运量时空格局的演化趋势分析，计量集装箱海铁联运量的地理空间分布特征，并利用加权标准差椭圆空间随机试验对格局分布的聚集过程进行统计检验，对正确认识集装箱海铁联运量的空间格局带来益处，对海铁联运研究领域做出了一定贡献。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区域

本研究所涉及的地区包括：我国沿海12个省份，41个港口，129个铁路港站，研究的铁路集装箱办理站数量占全国数量的7%。

1.2 研究方法与数据

标准差椭圆可以从中心性、展布范围、分布方向、分布形状等角度揭示地理要素空间分布的特征。其中，标准差椭圆是根据地理要素空间分布的重心为中心，长轴、短轴和方位角也是椭圆的基本参数。本研究采用加权标准差椭圆方法，基于m个铁路港站的空间位置，用铁路港站的集装箱年运量表示相应的权重，计算集装箱海铁联运量的标准差椭圆。

研究数据为2013-2017年129个港站的集装箱海铁联运量。铁路港站数据来自全国铁路集装箱货票系统。空间数据基于mapinfo平台矢量化构建，加权标准差椭圆的生成以及空间随机试验等模型基于mapbasic软件开发。

2 集装箱海铁联运量的时空格局演化

通过分析2013-2017年集装箱海铁联运标准差椭圆的各项参数，本研究将对其时空格局演化进行以下四个方面的探究：

2.1 空间分布重心变化

集装箱海铁联运量在空间上的重心可看作标准差椭圆的中心，图1表明，2013至2017年向东北方向移动，其2014-2016年移动的趋势更为明显。南北方向的移动趋势比东西方向的速度更明显，说明南北方向运量的增加速度快于东西方向。2013年至2017年位于东北方向的环渤海港口群在集装箱海铁联运中的主导地位逐渐增强，2013年环渤海港口群集装箱海铁联运比重的36%，长三角、东南沿海、珠三角、西南沿海港口群的比重分别为25%、5%、20%、14%;2017年，环渤海港口群集装箱海铁联运比重的56%，长三角、东南沿海、珠三角、西南沿海港口群的比重分别为22%、3%、6%、13%，说明环渤海港口群集装箱海铁联运量的增速更快，因此标准差椭圆发生了向东北方向移动的趋势。

2.2 空间分布范围变化

分布在标准差椭圆内的部分是集装箱海铁联运量发生的主体区域，长轴标准差可以表征运量在空间中分布的范围。图2表明：2013-2017年集装箱海铁联运量空间分布的范围在波动中总体呈现缩小趋势，表明位于标准差椭圆内的集装箱海铁联运量增速相对较大，运量更集中在标准差椭圆内部区域，空间上呈现收缩的趋势。

2.3 空间分布方向变化

标准差椭圆方向角表征集装箱海铁联运量空间分布的主要趋势方向，图3表明：集装箱海铁联运量标准差椭圆方向角在2013年有较大幅度的增大，2014-2017年逐渐减小，整体上近年呈现减小的趋势，标准差椭圆表现为逐渐逆时针旋转。

2.4 空间分布形状变化

标准差椭圆短轴与长轴的比值可以表征集装箱海铁联运量空间分布的形状，比值越大说明集装箱海铁联运量主体区域形状越趋近于圆。图4表明：2013-2017年，集装箱海铁联运量标准差椭圆短轴与长轴的比例逐渐增大，空间分布趋于圆化。

3 集装箱海铁联运量的空间聚集

我们对集装箱海铁联运量格局在空间中进行了5000次随机实验，在图5中我们只抽取150个随即椭圆进行展示。总体上呈带状密集展布，展示了集装箱海铁联运量空间作为一个随即域的特征。集装箱海铁联运量标准差椭圆总体上偏离随即椭圆环带，可以判断集装箱海铁联运量空间上的分布是聚集的。

如表1中所示，集装箱海铁联运量在随机椭圆分布中的概率值都小于5%，表示2017年集装箱海铁联运量分布在空间上呈现聚集状态。表2中2013-2017年集装箱海铁联运量椭圆在随机椭圆中的概率均小于5%，表示2013-2017年集装箱海铁联运量分布在空间上均呈现聚集状态，且聚集分布特征具备显著的检验水平。

4 结论与建议

本文通过标准车椭圆方法刻画了集装箱海铁联运量的空间分布情况，2013-2017年集装箱海铁联运量在空间上呈现聚集状态，总体向东北方向移动，其中向北移动比向东移动的趋势更加明显;且呈现出空间收缩的趋势，说明位于椭圆内部的港口集装箱海铁联运效率更为突出;随着青岛港、营口港、大连港、天津港等港口集装箱海铁联运比例逐年升高，环渤海港口群的集装箱多式联运量优势在不断扩大，正引领港口集装箱海铁联运的发展。应加大上海、深圳等世界一流港口的海铁联运基础设施建设，加快管理体制改革，协调海铁联运各参与方的责任与利益，同时铁路部分应合理划分运输半径，利用市场化手段提升集装箱海铁联运比例。

参考文献：

[1]武慧荣，朱晓宁，钱继锋.集装箱海铁联运系统分析及发展研究[J].物流技术，2013，32（7）：1-4.

[2]吴铁锋，朱晓宁.集装箱海铁联运发展的方案研究[J].北京交通大学学报（社会科学版），2011，10（2）：27-32.

[3]王宏.集装箱海铁联运最优路径算法设计与仿真[D].北京交通大学，2017.

[4]贾鹏，胡燕，匡海波.全国空港客货运格局的时空演化及驱动机制研究[J].系统工程理论与实践，2019，39（5）：1198-1211.

[5]赵璐，赵作权.中国沿海地区经济空间差异的动态演化[J].世界地理研究，2014，23（1）：45-54

[6]赵璐，赵作权，王伟.中国东部沿海地区经济空间格局变化[J].经济地理，2014，34（2）：14-18

[7]赵媛，杨足膺，郝丽莎，等.中国石油资源流动源一汇系统空间格局特征[J]地理学报，2012，67（4）：455-466

[8]Wang B J.Theories and methods for soil grain orientationdistribution in SEM by standard deviational ellipse[J]. YantuGongcheng Xuebao/Chinese Joumal of Geotechnical Engineering，2009， 31（7）： 1082-1087.