城际铁路建设条件基础指标研究

刘永欣，崔雪梅，唐甜甜，户佐安，3

(1.中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031；2.西南交通大学 交通运输与物流学院，四川 成都 611756；3.西南交通大学 综合交通大数据应用技术国家工程实验室，四川 成都 611756)

城际铁路作为服务于区域内城市间新兴的轨道交通运输工具，主要满足区域城市群内各个城市间大容量周期性的客流出行需求，线路走向及站点选取都要与沿线人口较多、经济发达的地区相契合。在国家全面部署加快京津冀、长三角、粤港湾大湾区城际铁路规划建设的背景下，城际铁路已进入大规模建设时期。但目前对于城际铁路建设条件的研究较少，如城际铁路批准建设准入条件、城际铁路建设时序安排等，这些都关系到城际铁路所在区域及其所在城市群经济效益和社会效益的发挥。

在城市化水平和城市群规模不断提升的背景下，为促进区域内城市间的经济互通互融，国内各城市不断加快城际铁路的规划与建设，由于目前对于城际铁路建设条件的标准并不明确，国内外对该问题的研究不在少数。罗霞等[1]采用社会经济统计学方法，将收集到的规划运营的各个城际铁路沿线地区社会经济指标进行归纳分析，并采用聚类分析法选取其中适用于城际铁路建设条件的指标及其取值；何晓峰[2]针对西部地区发展特点，建立了适用于该区域的城际铁路建设条件指标体系，并以昆楚铁路为例求出近远期的指标临近参考值；吴江等[3]采用弹性系数法，将两地区高铁线路开通后的客流量差异进行对比，进一步用弹性系数来反映此地区对于高铁开通的迫切程度；朱颖等[4]采用财务分析的方法建立了城际铁路运输收支平衡模型，在考虑了中西部社会经济差异的基础上，求出了两地区的客流密度临界值；陈艳艳等[5]、赵宇刚等[6]从区域经济社会发展水平角度对城市群城际铁路发展条件进行宏观分析，将取得的关键指标利用回归分析法确定其评判数值标准；黄伟利[7]对长株潭城市群的发展现状及交通状况进行分析，并对城市群内各城市间城际铁路建设的必要性进行讨论分析；张安琳等[8]为分析京津城际铁路对该地区经济的影响，建立了多元线性回归与灰色预测模型，探讨京津城际铁路对于该地区的经济发展是否有促进作用；马彪[9]、钟绍林等[10]通过分析总结东京、巴黎两城市的铁路建设运营情况，认为我国在建设城际铁路时还需考虑区域建设水平、居民出行需求等内容；帅斌等[11]构建了包括基础指标和辅助指标的建设条件指标体系，并采用收支平衡模型、统计分析和财务分析相结合的方法求解出各地区建设条件参数的具体取值；张天齐等[12]选取了人口、经济、产业、城镇化及空间距离5个影响城际客流需求的因素,对已开通运营的8条城际铁路覆盖的沿线城市进行了归纳分析,得出当沿线城市的城镇化率大于70%,并处于向后工业化社会过渡的发展阶段时,更加适宜发展城际铁路；于展[13]采用动态期望方法建立随乘客需求变化的动态票价调整模型，进一步确定票价率的参数取值。

因目前国内关于城际铁路建设条件的指标选用与临界取值仍不明确，致使我国各地区城际铁路建设条件差距较大，且运营效果达不到预期效果，为使城际铁路建设更加合理化，发挥其对于区域城市群发展的促进作用，本文从多个角度分析确定城际铁路的建设条件相关指标与临界值选取，对未来我国新建城际铁路有一定参考作用。

1 城际铁路建设条件指标体系构建

1.1 城际铁路建设条件指标界定

在分析城际铁路影响因素的基础上，本文将选取的指标分为4类：反映区域城市群经济状况的社会经济类指标；反映地区客流需求的交通类指标；反映线路本身财务收益以及政府财政补贴能力的可持续发展指标；反映单位工程投资的工程建设条件指标。以此构建城际铁路建设条件指标体系，具体如图1所示。

图1 城际铁路建设条件指标体系

1.2 城际铁路建设条件基础指标选取

建立城际铁路建设条件指标体系后，还需对体系内各指标重要度进行分析确定，根据重要程度将其划分为基础指标和辅助指标。设节点指标对应的权重为WW={5=重要，4=较重要，3=一般重要，2=次重要，1=不重要}[14]。由5位交通建设方面专家对各指标进行打分，具体如表1所示。

表1 专家评分

结果显示，基础性指标主要包括初、近、远期客流需求及人口、人均GDP和项目年财务收益。

2 城际铁路客流需求建设条件参考值计算

2.1 基于运输收支平衡的客流需求模型

规划修建城际铁路的城市群大都是经济较发达城市，其具体社会经济发展情况及初近远期达到运输收支平衡需具备的条件如表2所示。本文考虑的运输收入：主要部分在城际铁路的运营生产过程中，旅客购买城际铁路提供的运输服务等所产生的客票收入；另一部分为城际铁路沿线土地综合开发利用和站点投入广告等措施带来的附属收入，称为客票外收入。考虑的运输成本主要有：包含土建工程折旧的固定资产折旧成本；包含运营人员薪酬及其他物料损耗的运营成本；包含固定资产长期贷款、流动资金贷款及短期贷款利息的财务成本；运输税收及附加。

表2 城际铁路初近远期建设临界条件分层指标体系

由于初近远期城际铁路所承担的社会效益和经济效益不同，所以建设的临界条件也不同，如运输成本会随着运营时间的长短而有所区别、运营设备在使用过程中产生的折旧成本等，在构建模型时应注意差异[15](见表3)。

表3 城际铁路收支平衡初近远期临界条件

1)初期城际铁路双向年客流密度为

(Cr有+Cr无)

(1)

s.t.

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

代入可得

(7)

2)近期城际铁路双向年客流密度

(8)

s.t.

De=Dei+Ded

(9)

设长期贷款的偿还期限为30年，代入可得

(10)

3)远期城际铁路双向年客流密度为

(11)

代入可得

(12)

2.2 客流需求求解参数设定

在求解城际铁路客流需求时，需要根据前文建立的模型，并结合政策和城际铁路实际建设运营情况来确定其他参数。本文对影响初近远期客流需求的4个主要参数进行分析求解。

2.2.1 城际铁路单位土建工程投资

结合我国城际铁路具体建设运营情况，选取其中有代表性的31条城际铁路进行分析，得到Cl(单位土建工程投资)的取值。31条城际铁路总里程共计4 551 km，总投资7 240亿元，平均单位投资1.56亿元，具体如表4所示。根据表中数据进行建模，通过线性回归得

表4 我国部分城际铁路单位投资情况

y=0.034x-66.981

(13)

式中：y为城际铁路线路单位工程投资，x为建设开工年度。

2.2.2 固定资产长期贷款利息

项目总投资由土建工程长期贷款和资本金组成，项目资本金比例越小，固定资产长期贷款率越大。国务院2015年09月14日发布的《国务院关于调整和完善固定资产投资项目资本金制度的通知》(国发[2015]51号)指出，在铁路项目总投资中，资本金的最低比例由25%下调为20%[16]。国务院2019年11月27日印发的《国务院关于加强固定资产投资项目资本金管理的通知》(国发[2019]26号)指出，铁路作为补短板基础设施项目，在投资回报机制明确、收益可靠、风险可靠的前提下，可适当降低项目最低资金比例，但下调不得超过5%，即铁路项目总投资中资本金的最低比例由20%下调为15%。即土建工程长期贷款率变动范围调整为[0%，85%]。

对目前城际铁路项目总投资中资本金与长期贷款实际比例进行分析，本文设定资本金占40%，长期贷款占60%，2020年为项目开工年，据前文所建模型可得，每公里土建工程投资为1.7亿元，资本金为0.68亿元，贷款1.02亿元。

y=0.034×2020-66.981=1.70亿元

(14)

其中长期贷款利率取6%，即建成投入运营后，单位里程城际铁路每年应支付的贷款利息为

(15)

2.2.3 城际铁路融资成本

2020年12月7日国务院办公厅转发《国务院办公厅转发国家发展改革委等单位关于推动都市圈市域(郊)铁路加快发展意见的通知》(国办函[2020]116号)指出，要拓宽市域铁路的资金筹措渠道，同样也适用于城际铁路。近年来，城际铁路融资模式也呈现多样化发展，有民间资本、外资、保险资金、企业债券、公司债券、非金融企业债务融资等，对现有城际铁路的融资进行统计分析，得出该融资成本变动范围为[3%，12%]，本文取6%。

2.2.4 票价率

铁路票价制定受多重因素影响，首先，由于城际铁路建设成本较高、投资巨大，所以必须考虑成本回收和运营收入；其次，在运输市场中铁路与航空、高速公路存在激烈竞争，制定票价时需考虑后两者的票价以提高自身吸引率；最后，由于城际铁路具有公益性公共交通性质，还需要统筹考虑地区经济发展水平、地区人均GDP、居民出行目的、出行便捷性、消费结构、乘客支付意愿等因素[17]。在分析了我国200 km/h、350 km/h两种运行速度的动车一等座、二等座票价基础上，结合城际铁路具有安全快捷、准时舒适的特点，运营初期将城际铁路二等座票价率定为0.3～0.4元/人km较为合理。我国部分城际铁路票价率如表5所示。

表5 我国部分城际铁路票价率

2.3 模型求解

2.3.1 运输收入

初期为

(16)

近期为

(17)

远期为

(18)

2.3.2 财务费用

初期流动资金Sfn取50元/万人km，近期流动资金Sfn取70元/万人km，考虑我国经济发展较快，出行需求也会快速增长，故Sfr取90元/万人km，即每万人km的流动资金需要量Sf分别计算为以下数值。

初期为

Sfn=0.005·pt

(19)

近期为

Sfr=0.007·pt

(20)

远期为

Sff=0.009·pt

(21)

式中：pt为旅客周转量，万人km。

根据前文的解释说明，文中流动资金筹集方式按自筹30%、贷款70%考虑。贷款利率取5.3%，流动资金贷款利息可分别计算为以下值。

初期为

(22)

近期为

(23)

远期为

(24)

2.3.3 运输成本

初期为

(25)

近期为

(26)

远期为

(27)

2.3.4 贷款利息

平均而言，城际铁路的建设期为4年，而建设期贷款利息计算较复杂，此处按单利计算，且贷款利息的偿还考虑使用资本金。建设期贷款本金平均4 300万元/a，每年的贷款利率为6%，4年建设期贷款利息总和为

(28)

将以上自变量代入可得以下计算。

初期为

(29)

近期为

(30)

远期为

(31)

表6 城际铁路客流密度建设条件指标

3 实例分析

“十三五”时期，铁路发展成效显著，5年完成投资将近4万亿元，2020年底铁路运营总里程超过了14.5万km，铁路网覆盖约99%的20万以上人口城市，运输服务和品质提升明显。“十四五”期间将以推进互联通达为重点，优化城际铁路规划布局，有序推进新线建设，构建1～2 h城际交通圈，服务区域节点城市之间及节点城市与邻近城市间的城际客流[18-19]。2020年11月30日，国家发改委召开专题会议提出，要全面加快京津冀、长三角、粤港澳大湾区城际铁路的规划建设[20]。本文对三大区域计划建设城际铁路的沿线区域城市2019年人口进行统计分析，假设城际铁路所在城市群总人口中单日0.5%产生出行需求，其中40%会选择铁路产品，具体如表7所示。结果表明，本文提出的新建城际铁路客流需求能够满足现实条件，应作为申请修建城际铁路的建设条件之一。

结合表7中数据与前文模型求解得出的初期客流需求可知，所有城际铁路初期客流需求均大于1 500万人km/km，即本文建立模型预测的客流需求与城际铁路建设条件实际相符合，可为未来制定城际铁路建设条件提供参考。

表7 部分新建城际铁路客流密度指标

4 结 语

目前，国家正处于大力发展城际铁路的建设阶段，先对城际铁路建设条件的指标进行分析，得到

11个建设条件指标，并邀请交通领域专家进行评定，将初、近、远期客流需求，以及人口、人均GDP和项目年财务收益4个指标确定为基础性指标，将其他交通方式的客流分担率、地方财政收入、与现有轨道交通网络的衔接、地方政府财政补贴能力、土建工程长期贷款率、项目年运营成本及单位土建工程投资7个指标确定为辅助性指标。建立收支平衡模型求解初、近、远期客流需求，得出城际铁路建设初期的客流需求为1 500万人km/km，近期为2 000万人km/km，远期为3 500万人km/km。本研究建立的模型和求解结果为促进我国城际铁路建设条件标准化提供了一定参考，在今后的研究中将对其余的建设条件进行量化分析。