京津冀高铁网络社会效益分析

王 勇， 邸晓新， 高 伟， 康学建， 王兴举

(1.中国铁路北京局集团有限公司,北京 100038;2.中国铁路设计集团有限公司,天津 300308;3.石家庄铁道大学 国际学院,河北 石家庄 050043)

一、引言

高速铁路作为国民经济发展的重要支撑，在经济和社会发展中起着举足轻重的作用。目前我国已基本建成以“四纵四横”为骨架的全国快速客运网。高铁作为国家战略基础设施，建设投资巨大，运营支出高昂，直接经济收入低，单纯依靠高铁投入—收益指标来评价高铁的效益并不科学合理。因此，评判高铁产生的效益不仅要从经济指标出发，更应考虑其社会效益。

首先，高铁建设能带来巨大的经济效益和社会效益，促进产业结构优化。对于经济效益，徐玉萍研究了在金融危机背景下，投资和建设高铁在三方面对区域经济的促进作用：扩大内需、增加就业和促进 GDP 增长[1]。高铁建设对中国城市经济的影响存在显著的空间溢出效应[2]。研究发现开通高铁对工业企业集聚程度的提高具有显著的拉动作用，这种拉动作用会随着高铁数量的增加而加强，高铁对人口规模小于50万城市制造业集聚影响最为显著[3]。其次，高铁建设和高铁站等级提升有利于推动中国城市经济增长，同时高铁建设对城市经济增长率的影响大于对城市经济发展水平的影响，例如京沪高速铁路能够通过市场化运营满足自身经济效益，并贯彻新的发展理念，同步实现经济总量的增长和结构的优化[4]。对于社会效益，丁瑶等人通过对比分析发现铁路提速可以给企业带来显著的内部和外部效益增加，进而说明实施提速战略可以带来明显的社会效益[5]。部分学者认为高铁线路能够对沿线发展较为滞后的区县的劳动力进一步分配，使其流向就业机会、待遇更加良好的地区[6-7]，如津保高铁沿线区县的就业密度略微下降，天津和保定主城区2015—2017年就业密度分别上升了3 000人/km2和4 000人/km2[8]。对于产业结构优化，高铁对经济社会结构转型产生积极影响[9]，高铁建设抑制了第一产业的增长，但促进了第二产业和第三产业的劳动要素投入和产出增长[10-11]。

2018年中国19个城市群GDP合计79.3万亿元，以25%的土地承载了75.3%的人口，创造了占全国88.1%的GDP，其中五大城市群GDP超过全国GDP总额的50%，占19个城市群GDP总额的61.2%，形成城市群经济增长极[12]。而高速铁路网对城市群发展起到重要影响，高速铁路重要城市节点之间的通达性，与城市政治、经济定位等相匹配[13]。高铁建设使城市群平均网络密度提高，让更多的城市更快地进入核心子群，提高城市群向优化状态演化的速度[14]。同时，高铁能够带动区域协调发展，加快区域经济一体化进程，并且通达性成为高铁影响区域经济一体化的重要中介[15]。Yuk-shing Cheng等人对比了欧盟和我国的高速铁路，研究得出其经济集聚效应是伴随着促进区域经济发展和竞争力的提高而产生的[16]，并且高铁的开通有利于经济发展梯度效应的实现，推动区域经济的协调发展[17]。高速铁路发展使得沿线区域相对于非沿线经济集聚有所减弱。其中，对沿海县影响要明显小于内陆县，进一步影响县域集聚格局[18]。因此高铁网络直接影响区域发展战略和区域政策制定[19]。

综上所述，高铁网络建设带来的效益是显著的，但是还缺乏统一的指标体系对高铁网络发展的社会效益进行有效评价分析。因此，本文构建京津冀高铁社会效益分析指标体系，进行社会效益分析。通过2009—2020年京津冀高铁网络建设运营阶段的投入资本和产出效益，利用改进的C2R模型分析网络效益和规模效益，全面分析高铁的社会效益。

二、高铁网络社会效益指标体系构建

评价高速铁路网络的社会效益需要优先确定评价指标，以便为数据的筛选和计算提供基础。目前针对高铁社会效益评价体系和影响因素的研究很多，但是还没有形成一套固定的筛选方法，且现有研究成果的差别也很大。因此本文结合已有的评价体系，依据京津冀高铁网络的实际情况，将评价指标体系分为投入指标和产出指标两个层次，一级指标和二级指标两个维度。一级指标表示高速铁路的作用范围，二级指标表示高速铁路的具体作用。

(一)对投入指标的选择

在科学合理地量化分析高速铁路对区域社会经济的影响程度及范围研究上，将高铁建设运营成本、相关服务人员、旅客运输水平和技术研发等投入进一步量化，可以研究高铁对于社会效益的影响[20]，为本文对研究京津冀高速铁路的社会效益提供理论依据。本文主要从以下4方面来综合考虑，共包含对应的6个指标。

(1)高铁建设运营的投入：就是反映京津冀高速铁路建设和运营的资金投入，能够反映对高铁发展投入的相关指标，包括高铁的建设成本和运营成本。

(2)高铁相关服务人员的投入：就是京津冀高铁相关路局的从业人员数。

(3)高铁旅客运输水平的投入：就是京津冀高速铁路网络建设和运营的效果情况，能够反映高铁对人员流动和资源流通的投入情况，包括京津冀高铁客运量和旅客周转量。

(4)高铁创新和技术研发的投入：就是京津冀高铁相关研发的资金投入情况。

(二)对产出指标的选择

依据效益产出的直接主体的不同，产出指标可以分为直接社会效益和间接社会效益两类。

1.直接社会效益

高铁的直接社会效益指的是凭借自身的技术和经济优势，在建设和运营过程中能直接带来的、可以被直观感受到并可被定量化的效益。高铁的直接社会效益主要包括高铁的时间效益、环保效益、安全效益和消费者费用效益4个方面[21]。

(1)时间效益。时间决定商品价值量，是一种特殊的资源，因此节约时间可以提高生产效率，价值量的多少取决于旅行者的属性、出行目的等多因素[22]。高铁的时间效益指的就是旅行者选择高铁相比于选择其他运输方式节约的时间所创造的生产价值。

时间效益的计算方法如下：

(1)

式中，A为高铁旅客周转量，人·km；M为旅客时间价值，元/(人·h)；V为各种运输方式的平均旅行速度，km/h；c,d为公路与民航承担的旅客运输市场份额(分担率)。

(2)环保效益。在追求“绿色”的国家经济发展趋势下，节能环保是高铁社会效益评价不可或缺的一个指标[23]。环保效益是指完成相同运输距离的情况下，高速铁路比其他运输方式节约的环保成本。

(3)安全效益。对于乘客来说，安全是出行的首选因素。铁路运输具有较高的安全性能，在安全效益方面远远高于公路，也高于民航运输[24]。安全效益是指完成相同运输里程，高铁与其他运输方式相比节约的安全成本。

(4)消费者费用效益。铁路具有很强的公益性，铁路运输价格严格受国家的管制，一直处于明显低于市场标准的水平，低廉的运价为人们节省了费用[24]。消费者费用效益是指完成相同运输里程，高铁比其他运输方式节约的费用支出。

环保效益、安全效益和消费者费用效益计算方法如下：

(2)

式中，A为高铁旅客周转量，人·km；c,d为公路与民航承担的旅客运输市场份额(分担率)；i为高铁效益，i=β,α或δ；β为不同运输方式的环境污染单位成本，元/(人·km)；α为不同运输方式的事故单位成本，元/(人·km)；δ为不同运输方式的平均运价率，元/(人·km)。

2.间接社会效益

高铁的间接社会效益指的是高铁在建设运营过程中，项目本身并未得益，但是对国民经济和社会的其他行业带来了巨大的收益。

(1)经济指标。沿着高铁线路需要一系列站点和相应的设备设施等，同时带动沿线餐饮住宿、货物运输和人员流动等方面的发展，加快京津冀地区的经济发展。所以本文选取的经济指标就是对生产总值的拉动值。

(2)产业结构指标。高速铁路的建设与运营将带动周边产业结构调整，实现资源优化。根据铁路经济规划研究院、国家统计局发布的《铁路建设投资对国民经济拉动作用的计算分析》，整理得到高铁建设可以拉动京津冀地区第二产业和第三产业发展。孙婷研究了客运专线对区域内沿线城市发展的作用，结果表明其在调整产业结构等方面起到了积极的作用[25]。本文选取高铁的开通对第二产业的拉动量和对第三产业的拉动量两个指标。

(3)居民生活指标。高铁的开通和运行促进京津冀地区的工业产值增加和经济的发展，提高京津冀地区居民收入和生活水平，所以会提升京津冀地区城镇化水平。本文选取地区城镇人口比例作为输出指标。

(4)创新指标。高铁建设和运营是我国科技发展的集中表现，代表着科技水平转化为生产力的能力。陈春阳等从区域经济影响方面对客运专线社会效益进行了研究，得出了客运专线在促进高新技术产业等方面发挥着巨大的作用[26]。本文选取高铁科技贡献率作为创新指标。

(5)区域发展指标。随着高速铁路网络的建设与发展，京津冀区域经济一体化将得到进一步加强和深化，实现资源多方面的流动，是高铁网络效应的有力体现。吴昊以京津城际客运专线为研究对象，指出京津城际客运专线推进北京和天津一体化进程[27]。本文选取京津冀区域经济一体化指数作为输出指标。

刘博运用定量和定性结合的方法对高铁社会效益的构成和评价指标体系进行研究[21]，为本文建立京津冀高铁网络社会效益评价指标体系提供依据。综上所述，京津冀高铁网络社会效益的评价指标如表1所示。

表1 京津冀高铁网络社会效益评价指标

三、社会效益评价指标计算

(一)投入指标取值

投入指标包含高铁建设成本、高铁运营成本、路局的从业人员数、高铁客运量、旅客周转量和研发机构R&D经费支出。本文选取2009—2020年京津冀高铁建成运营区域的指标数据，数据如表2所示。数据来源于中国统计年鉴、北京统计年鉴、天津统计年鉴和河北统计年鉴等。

表2 投入指标取值

(二)产出指标取值

1.直接社会效益评价指标取值

(1)时间效益。首先通过查找京津冀地区旅客人均可支配收入和每月的工作时长，确定旅客时间价值。各运输方式市场分担率可通过航空、公路和铁路客流量计算得出。通过中国民航局网站发布的数据，得到京津冀地区的航空客流量变化，根据《国家干线公路交通量手册》，得到京津冀地区高速公路历年运输的客流量。根据公式(1)，得到高铁时间效益值如表3所示。

(2)环保效益。计算环保效益值要首先确定β值，此处把参与交通运输部关于各运输方式污染成本的研究课题结论应用到本文，其中高铁的环境污染单位成本为0.035元/(人·km)，航空的环境污染单位成本为0.183元/(人·km)，公路的环境污染单位成本为0.132元/(人·km)。依据公式(2)计算得高铁环保效益值，如表3所示。

表3 直接社会效益评价指标取值 亿元

(3)安全效益。计算安全效益值要首先确定α值，依据交通运输部关于各运输方式社会成本的研究课题结论，高铁的事故单位成本为0.01元/(人·km)，航空的事故单位成本为0.0074元/(人·km)，公路的事故单位成本为0.0644元/(人·km)。将上述值代入式(2)中，得到高铁安全效益值，如表3所示。

(4)消费者费用效益。根据目前京津冀区域高铁票价、座位数之比等相关参数，加权平均计算得到运价率为：0.45元/(人·km)。根据《民航国内航空运输价格改革方案》以及各地交通运输厅、物价局关于民航和公路票价制定的最新规定，两种运输方式的平均运价率分别为0.75元/(人·km)和0.30元/(人·km)。将上述值代入式(2)中，得到如表3所示的结果。

2.间接社会效益评价指标取值

根据上述关于指标取值的论述，间接社会效益评价指标有6个：生产总值拉动量、第二产业拉动量、第三产业拉动量、城镇人口比例、高铁科技贡献率和京津冀区域经济一体化指数。本文选取6个间接社会效益评价指标2009—2020年的数据进行研究。表4为间接社会效益评价指标取值结果。

表4 间接社会效益评价指标取值

四、京津冀高铁网络社会效益分析

(一)模型运算

以京津冀2009—2020年12年间输入指标和输出指标数据作为决策单元代入改进的C2R模型，利用MATLAB程序求解分析得到运行结果。如表5所示，改进的C2R模型计算得到的京津冀高铁网络在2009—2020年的相对效率值均大于1，说明这12年的投入与产出均达到有效配置。

表5 改进的C2R模型计算结果

续表

(二)效益分析

从整体上看，2009—2020年的相对效率值均大于1，表示京津冀地区高铁的投入相对于社会效益的产出超过了100%，投入与产出均达到有效配置。2010—2019年相对效率值较低，且呈平稳状态，说明了京津冀高铁网络带来的社会效益呈现出波动变化的趋势。高铁产生的社会效益不随基础设施投资的增加而增加，而是与投入运营的铁路线路成紧密联系。由于基础设施投资和产业研发资金投入的时间效果具有滞后性，相同时间节点的投入与产出不具有等效性，这导致每年的社会效益波动变化。而交通设施的投入带来的效能相对落后于经济社会的迅速发展，此时在数据上表现为相对效率值的下降[24]。

以2013年为例分析当年社会效益。对于投入分析：2013年京津冀高铁建设成本、运营成本、高铁客运量、旅客周转量和研发机构R&D经费支出分别投入过剩980.07亿元、1.09亿元、2 656.36万人、23.55亿人公里和3.87亿元。这说明在2013年减少上述四项投入，同样可以保证产出不变。对于产出分析：投入不变的情况下，在直接社会效益方面还能使高铁时间效益、安全效益和消费者费用效益分别提高10.93亿元、0.03亿元、0.02亿元，在间接社会效益方面还能分别拉动地区生产总值和第三产业值30.18亿元、7.61亿元，城镇人口比例和京津冀区域经济一体化程度分别提高18.04%、20.63%。

从2016—2019年相对效率值变化可以看出,京津冀地区高铁带来的社会效益趋于平稳，而且维持在相对较低的水平。主要是因为在这段时间内，高铁的持续建设导致投入很高，与此同时产出也没有突破性增长。2020年相对效率值最高，主要得益于京张高铁、京雄城际铁路等相继开通,高铁路网规模大幅提升，因此得到了良好的收益。由于2020年疫情的影响，导致高铁客运量和旅客周转量断崖式下跌，输出指标中的直接效益也因此受到很大影响。但是此时高铁对于京津冀地区GDP、第二产业和第三产业的拉动作用已经充分体现，三个输出指标值仍然在不断上涨，所以2020年相对效率值达最高。

(三)规模分析

通过构建京津冀高铁网络规模收益模型计算出规模效益值，根据规模收益的原则，规模收益值与规模递增效益呈现负相关性。2009年、2010年、2011年、2014年和2020年的规模收益值小于1，表示规模收益都处在递增的状态，说明京津冀地区高铁建设运行的投入和产出效果良好。其他年份的规模收益值大于1，表示规模收益都处在递减的状态，即在原有基础上再增加投入不会使产出的比例增加。对于规模效益值的变化趋势，大体上呈现出先增加、增到最大值后开始减少、最后趋于1的走势，随着客流培育完全，社会效益逐渐显现。

2009年的规模收益值最小，即规模收益最大，说明刚刚开通京津冀地区的高铁具有很大规模的效益递增空间。高铁在2009年处于建设的起步阶段，在高铁建设和运营上具有较大的投入，然而高铁的收益明显具有时空滞后性，高铁前期的建设和运营投入需要一段时间才能显现出来，这些效益具有累积作用，因此，2009年京津冀地区的高铁具有很大规模的效益递增空间，并且如果在原有的基础上适当的增加投入，可以带来更高比例的产出。

2012年规模收益值最大，且规模收益值大于1，表示规模收益都处在递减的状态，说明京津冀地区高铁建设运行的投入和产出效果并不理想。从整体上看，规模收益值在2012年达到临界值2.07时，开始走向递减的趋势，说明高铁的建设和运营投入越来越高，但是高铁的社会效益并没有完全体现，因此2012年京津冀地区的高铁具有极小的规模的效益递增空间。

五、结论

本文从高铁建设及运营的社会效益问题出发，以京津冀高铁网络为研究对象，构建高铁网络效益分析模型，通过改进的C2R模型分析其投入产出效益和规模效益。

通过研究和分析，得到的研究成果如下：

(1)京津冀高铁网络具有良好的社会效益。根据构建的改进C2R模型,从多角度分析社会效益投入和产出设定指标，得出2009—2020年的相对效率值均大于1，评价模型具有良好的有效性。这说明京津冀高铁网络随着建设和运营里程的增多，取得了良好的社会效益，在时间效益、安全效益、消费者费用效益和对地区经济发展的拉动等方面起到了显著作用。

(2)京津冀高铁在网络形成初期和网络成熟期具有更高的规模收益。京津冀高速铁路建设从2009年开始逐渐形成网络，网络效应逐渐增强，在网络形成的初期(2009—2011年)规模效益随着铁路系统的建设逐渐增加，铁路系统建设取得了良好效果。与此同时，在高铁网络建设成熟期，随着投入的减少，效益产出日渐突出，规模效益也愈发凸显。

(3)优化高铁投入结构和产出效率有利于充分发挥高铁网络的社会效益。高铁投资数额较大，同时具有滞后性的特点，导致高铁网络社会效益受影响较大。因此，应合理规划高铁投资结构和投入成本，系统地分析高铁网络的建设与运营，优化产出结构，充分发挥高铁线路的网络特性，扩大影响范围，提高产出质量。