合福高铁和宁安高铁对安徽省城市可达性影响研究

孙建平 ，尹学宇

（1.池州学院 地理与规划学院，安徽 池州 247100；2.北京中软国际科技服务有限公司马鞍山分公司，安徽 马鞍山 243000）

0 引 言

高速铁路是现代城际交通工具发展的代表性产物，在解决大通道上大量旅客快速输送问题方面有着极为重要的作用[1]。旅客的出行时间被缩短，区域空间结构发生改变，时间、空间的地缘阻隔被打破。高速铁路的快速发展不仅从根本上改变了中国铁路运输的格局，便捷了人们的跨区域通勤[2]，提高了区域交通的可达性水平，而且增强了生产要素的流动能力，对区域经济联系产生深刻的影响。

国内外学者关于高速铁路可达性的研究取得了丰硕的成果，主要集中在时空变化研究和地域经济效应研究两大方面，分析高铁对时空距离缩短的影响性机制，评价其在网络优化中给不同区域带来的收益[3-5]。

2015年，合福高铁与宁安高铁相继开通，安徽省尤其是皖江地区的交通运输状况得到了显著改善，进而对各城市的经济潜力及城市间的经济联系强度产生了极大影响。本文以安徽省为研究区域，分析两条高速铁路开通前后16个地级市的交通可达性、城市间的经济联系以及交通路网相关指标的变化，希望为促进高速铁路继续蓬勃发展和加强地区经济发展与区域合作提供参考。

1 研究区域概况与数据来源

1.1 研究区域概况

安徽省地处华东地区，除省会合肥市以外，下辖15个地级市、9个县级市、50个县以及45个市辖区，区域面积达14.01万平方千米。安徽省居中靠东，其中合肥市是长三角城市带次级中心，南京都市圈与合肥都市圈在此交汇，截至2021年末，安徽省已有常住人口6 113万人，国民生产总值达42 959亿元。

1.2 数据来源

空间数据来源于安徽省测绘局公布的1:250万比例尺交通图，矢量化合福高铁与宁安高铁开通前后的铁路数据；利用ArcGIS软件，构建网络数据集，作为后续分析的基础源数据；国民经济数据来源于安徽省统计年鉴。

2 研究方法

2.1 加权平均旅行时间

从历史经验与行业前沿研究结果表明，区域可达性除了受到当地自然地理环境与交通基础设施发展水平制约以外，也和区域经济发展水平有关，可用加权平均旅行时间表示。公式为：

式（1）中，Ai即为目标节点的加权平均旅行时间；Tij为节点i与j在交通运输网络中的最短旅行时间，默认交互时间是相同的，少数单行路网暂不考虑；Mj为节点j的自身经济社会发展与流动性指标，可以是国民生产总值（GDP）、工业或第三产业总产值、人均可支配收入等，它反映了节点在经济层面对周围地区的辐射与吸引力的高低，本文研究选取2014年、2016年安徽省各地级市国民生产总值作为经济指标；n为参与分析的交通运输网络上除了目标节点以外的节点总数。Ai是可以直接反映区域路网可达性的阻抗性指标，节点i的可达性的优良与其数值大小成反比[6-7]。

2.2 交通路网发育评价指标

在2.1中的加权平均旅行时间公式中，经济指标也是一个重要影响要素。2016年安徽省经济相较于2014年有了飞速的发展，这就为铁路开通本身对可达性影响力评估带来了干扰因子。为解决这一问题，在研究中引入了路网网络发育评价指标，公式如下：

式（2）中，d代表路网密度，为交通路线里程L与区域面积S的比值；β代表网络连接率，是网络线路数e与网络节点数v的比值，当β小于1时，网络呈树状分布，当β大于1时，网络呈回路状分布；γ代表网络的结合性水平，反映网络的伸展程度，其值越大，则结合水平越高，反之则越低[8]。

2.3 基于引力分析的首位度模型

首位度指标反映的是区域核心的首位城市对次首位城市的影响力[9]。其计算公式为：

式（3）中，P1为最高联系程度；P2为次高联系程度。在研究中，引入万有引力公式变形的经济影响力公式来计算区域路网中的所有节点的联系程度。其计算公式如下：

式（4）中，Sij为城市节点i对节点j的影响力，Tij为城市节点i与节点j之间的最短通达时间，fsi为城市节点综合影响力指标，an反映城市节点经济发展状况的单项指标。本文选取了国民生产总值（GDP）、工业生产总值、城市固定资产投资、城市二级优越空气天数和城市就业人数来确定城市节点综合影响力指标。

3 可达性水平分析

3.1 合福高铁和宁安高铁开通前后的加权平均旅行时间

模型紧扣铁路运输网络的变化，分别以2014年与2016年安徽省的普通铁路与高速铁路为网络路径，构建网络数据集，并对高铁线路与普通铁路赋予不同的时速，以16个地级市的铁路站点作为节点，通过ArcGIS网络分析模块计算最短时间成本。为了实现批量计算，基于Model-Builder模块构建地理模型，完成节点间最短时间的批量处理。对于具有多个铁路站的城市，对其进行合并处理，再根据公式（1）结合国民生产总值计算各地级市的加权平均旅行时间，如表1所示。

表1 高铁开通前后加权平均旅行时间

从分析结果可以明显发现，在两条线路开通之后，安徽省区域的可达性整体提高，尤其是合福高铁和宁安高铁的节点城市，如安庆、芜湖、铜陵、池州、马鞍山、合肥、黄山等市的可达性水平有了明显的改善。

3.2 路网发育指标

根据公式（2）计算高速铁路开通前后安徽省铁路网发育指标，如表2所示。可以发现安徽省的铁路网发育的各项指标均有提高，反映了安徽省铁路网不断健全，可达性水平以及路网上的城市节点之间的交互能力也相应提高。

表2 2014、2016年安徽省铁路网发育指标

3.3 首位度分析

合肥市作为安徽省省会，研究其在“高铁时代”经济发展趋势，可以作为安徽省整体经济发展的缩影。对选取的反映城市经济实力的单项指标做无量纲处理。运用经济影响力公式计算出城市的综合经济指标，基于ArcGIS软件对分析结果进行空间插值，如图1所示。可以发现，两条高铁线路开通前后，合肥对于铁路沿线城市中的马鞍山、芜湖、铜陵、池州、安庆的影响力显著增强。这除了因为合肥自身的经济实力飞速增强以外，更是因为交通基础设施的建设与发展，可以通过合肥对南北区域影响力变化趋势的快慢对比分析得出结论。

图1 高铁开通前后合肥市首位度指标对比图

4 结 语

高速铁路路网的发展，能够打破自然地理条件的阻隔，加速区域内以及区域之间人流、物流、信息流的交互传输。通过研究合福高铁和宁安高铁两条高铁开通运行前后，安徽各市可达性水平的变化情况，得出以下结论：

首先，合福高铁与宁安高铁，一纵一横。两条高铁线路的先后开通运行，将合肥、马鞍山、芜湖、铜陵、池州、安庆、宣城、黄山纳入中国高速铁路网络，促进了安徽省的高速铁路分布格局向路网更加稳定复杂的“卅”字型分布转变。交通路网的发育性指标——网络密度、网络连接率、网络延展度都有显著提高。

其次，两大高铁线路，有效改善了省内沿线边界地市边缘的情况，加强了安徽省中心城市合肥与其他地市间的影响，尤其是对皖南地区的影响，经济文化交互更加紧密，增强了合肥作为“长三角城市群”副中心城市与“合肥城市圈”中心城市履行职能的能力。

最后，高速铁路作为一种方兴未艾的交通运输方式，其建设发展正进一步打破长期以来区域之间的时空阻隔。高铁建设将会促进高铁沿线产业经济向更加合作化、高效化的方向发展。