公路网规划建设与经济发展空间内在关系研究

李 晋

（平顶山市公路事业发展中心,河南 平顶山 467000）

0 引言

在国家交通基础设施中，公路交通承担着硬件平台的职能，公路相较铁路，有着更大的纵贯深度和辐射广度。基于专业分工的空间维度而言，在经济运行这一巨量空间中，公路交通运输因其便利的出行条件，联结地区形成大市场的功能，形成人流、物流、空间流动、空间汇集，在经济运行中发挥着重要作用。其中公路网规模是衡量公路发展水平的一项主要指标，区域公路网规模的发展遵循一定的生长曲线规律[1-2]。纵观西方发达国家的发展进程，区域公路网与经济发展空间的关系极为密切，对区域投资环境的改善、区域经济的拓展及合作发展等发挥着促进作用，进而促进区域经济的显著发展。区域公路网的规划建设对经济发展空间发挥着积极的影响作用，能够为区域公路网建设及规划、区域经济发展空间的拓展等提供相应的决策依据。

不可否认公路网的建设需要投入巨额资金，而公路网的合理规划及建设可以以最小的成本发挥公路的最大效用。规划区域公路网是公路建设的关键环节和前期工作，更是确保公路网布局合理性、有序性、协调性的关键环节，有效而合理科学的公路网规划能够有效规避艰难决策、规避经济布局的盲目性与随意性[3-7]。众所周知，公路路网规划就是要把众多的出行意愿经过梳理、集束到合理、有效率的路网中。其合理性，通指满足基本畅通、易达要求。其效率性，指的是投资建设道路的实际车流量与通过能力之比基本相同。同时，基于公路兼具骨干性和基础性的双重功能，如何用足存量，又做优增量，实现区域公路网资源得到最大有效利用[8]，可谓仁者见仁，智者见智。当前，公路网建设对经济发展空间的影响研究已备受关注。鉴于此，该文以河南省的公路网为研究对象，对其近5年内的路网扩展、经济发展间的作用关系进行研究，以为构建路网建设的决策提供参考，科学推动路网同经济产业发展的有效增值。

1 研究对象及内容

1.1 研究对象

以河南省公路网展开研究，该省积极构建贯通南北、连接东西的立体交通网络，通过交通枢纽牵引和区位优势集聚，推动客流、物流、资金流同时提速。至2022年底，全省高速公路的通车总里程超过8 000 km，公路总里程267 000 km，公路网络日益密集，辐射中、东、西部，构成了现代立体的物流通道枢纽和交通体系。但其公路网络空间布局仍存在不平衡和区域差异，公路网的规划建设需求空间仍较大。

1.2 数据处理及分析

公路网数据、经济发展指数均选取2015—2019年的公路网矢量数据，包括旅游总收入、常住人口、GDP等。矢量数据源自OSM网站，经济发展指标源自国家统计局网站。公路的矢量数据通过ArcGIS实现投影变换，依据当量换算系数汇总全省各等级公路的长度，计算全省区域公路的密度、分析行政区划的矢量图、进行加权距离的插值分析等。同时汇总全省经济发展各项指标数据，在ArcGIS中建构并连接与公路的矢量数据，计算相应的密度值[9]，且进行插值分析和叠加分析。

表1显示了该省近10年的旅游产业发展状况，并对2015年的经济指标及公路网进行空间相关性分析。由于公路等级的不同，以及车道使用的可靠性、车道数量的不同，按照公路使用要求、设计速度、功能、设计的交通量等换算当量里程。计算公路网密度要考虑到等级差异，按照当量换算系数计算道路的换算长度。按照公路网设计规划相关规范标准及要求，以设计交通量的换算方法把二级公路的换算系数定为1，各等级公路的当量换算系数值见表2。

表1 河南省2010—2019年的旅游经济总汇

表2 当量换算值

2 公路发展与经济发展指标间的关系

2.1 公路网和经济要素的空间分布情况

对OSM中获取的公路网数据进行处理和整合分析，以插值法和ArcGIS11.0软件获得河南省GDP区域分布图、人口密度、旅游收入、路网密度等的区域分布特征。从公路网络的空间分布情况看，围绕政府行政区通过距离加权递减扩散到相邻的同级行政区域。省会的路网分布密度最大，中北部次之，2019年度郑州道路网密度值为6.36 km/km2。围绕旅游景点路网呈环绕式和放射式的扩散状分布，路网规划密度集中在著名景区周围。

同时，省会郑州是河南人口较为密集的城市，2019年度，郑州人口密度1.15万人/km2。从GDP层面看，郑州市的GDP密度最高，2019年度人均GDP超11万元，为河南省经济发展程度最高的地区。经济发展程度越高，其GDP分布的空间密度就越大。从旅游总收入分布特征看，旅游收入主要集中在河南省南部和省城周边，这些区域的自然人文景观资源丰富，旅游收入最高，其次是西部山区。从空间分布看，河南省的旅游业发展、经济发展及人口等发展水平与公路网的密度较为一致，双方紧密相连，依赖性程度较高。特别是人口密度和公路网的密度，其依赖程度最高。其次是旅游收入，而GDP对公路网密度的依赖程度最低，且二者间具有一定的相近性。可见，在评价经济发展水平上，可依旅游收入、GDP密度和人口密度为指标，并以此探讨公路网的需求。

2.2 公路网和经济要素间的关系

采用皮尔逊的相关系数法分析公路网同经济各要素间的关系，相关系数越接近1，二者的关系就越紧密。路网密度和经济发展指标的关系分析采用SPSS20.0软件进行分析，对公路网与经济要素间的皮尔逊关系数进行计算，结果如表3所示。

表3 公路网与各经济要素间的关系系数

当河南省公路网的密度同经济发展要素关系在显著水平（0.01）以下时，其相关系数都超过0.7，这说明公路网的密度同所选经济指标间呈显著相关性。

从空间分布状况及量化分析结果看，公路网的密度均同所选经济发展指标间存在显著相关性，二者的依赖性较强[10]。用数值拟合去构建公路密度同经济发展空间相关性关系的规律模型，在区域公路的扩建中预研具有较强的可行性。

3 公路网密度同经济发展空间的关系模型

对区域工业系统、企业生产发展进行预测，通常采用柯布—道格拉斯生产函数。文献[11-12]研究了扩张公路网时的时空依赖关系，应用柯布-道格拉斯生产函数拟合其扩展规律。按照公路密度与经济发展空间的依赖关系，参考相关文献[12-13]研究成果，拟合分析公路网的密度同经济发展空间的相互影响作用。

公路密度和经济发展的空间影响作用。通过公路建设指标的面积密度、GDP指标的密度、人口密度、旅游产业、社会发展程度、经济发展程度、人口与旅游产业间的弹性指数等均在统计分析中计算获得。并以2015—2019年河南省公路网、经济发展的指标数据为依据，借鉴相关文献资料划分公路网的规划阶段，把每年各地级市的统计数据扩容为45个样本量，经济影响的指标是4，其自由度即为4，计算构建的河南省市公路网络密度对经济发展空间的关系模型，据此对河南省89%的公路网变化进行解释。

同时，对河南省内的旅游沿线公路与旅游经济分析研究[14-16]。选取4A、5A级旅游景区相对集中的郑州、洛阳、平顶山、信阳、南阳、安阳等地市景区作为研究对象，分析旅游线路与公路网布局等关系。河南4A级以上旅游景区148个，在10 km的高速公路半径缓冲区内分布着76个景区，占比4A级以上旅游景区51%；在30 km高速公路半径缓冲区内分布着118个景区，占比4A级以上旅游景区80%。这表明旅客进入旅游景区交通通行性方面良好，公路设计与旅游景区较为契合，两者关系密切，现有公路对旅游资源运营起到正向促进作用。此外，旅游交通除受线路设计、道路完好状况、车速等影响外，还与旅游交通网结点数量、路径数量等因素有着密切的相互关系，如结点与路径构成环路数量等也会影响与制约旅游交通网的通达。由河南旅游交通网可知，平均路径长度方面：郑州、许昌两市位列第一梯队，洛阳、开封、平顶山位列第二梯队，新乡、焦作、周口位列第三梯队。据此，从整体上看，河南省内旅游交通网络连接通畅。游客可在各地市景区间快捷流转，河南科学合理的公路交通网是实现省内旅游迅猛发展的出行保障。

4 验证分析

4.1 预测公路网的规模

为验证公路网密度和经济发展空间的作用关系模型，采用2019年12月底的指标，预测河南省各地市2020年的公路网密度需求，且与实际状况进行比对分析，分析结果见图1。

图1 2020年公路网模型预测与实际建设密度比对图

从图1比对分析可以发现，2020年公路网密度模型预测值与实际密度值的契合度较高，这说明2020年河南公路建设总体规模同经济发展水平较为一致。省城郑州市的公路规划建设水平比较高，其他地市的公路建设密度相对小。可见，此模型能够按照现有数据预测未来的公路网规划，且提出相应的规划意见。

4.2 公路网和经济发展空间联系的偏好性

评价空间依赖性的模型是利用空间依赖模型和实际数据值的比对值构建的，利用此模型对其依赖指数进行计算，对公路网的空间依赖偏好性进行描述，描述公式如下：

式中，DS——区域公路的实际密度；DE——区域公路网模型预测密度；W——路网的空间依赖偏好性指数，并分成五级，即当W＞150%时为超强偏好，W＞110%且不超过150%时为强偏好，W不超过110%且＞70%时为中等偏好，W不超过70%且＞50%时偏好较弱，W低于50%时为弱偏好。

如2015年，河南省各地级市中，省城郑州市的路网依赖偏好性相对弱，偏好值0.641，这表明省城的公路建设尚不健全，尚无法充分支撑经济发展。而平顶山市的路网依赖偏好值均在0.729~1.072 2间，依赖偏好为中等。从空间层面看，2015年河南省公路发展存在巨大的空间差异，特别是经济发展程度高的区域，公路建设的需求更大，经济薄弱或发展水平低的区域其公路建设需求仅能满足发展需求。

2019年，河南省区域公路规划建设中，省城郑州市的依赖指数在0.721~0.955间，为依赖偏好为中等；平顶山市的路网依赖偏好为0.955~2.537间，属于超强性依赖偏好。这说明，自2015—2019年，依赖偏好为中等的区域有多个地市，公路建设不断满足了其经济发展需求。但依赖偏好为弱的区域则要强化公路网的规划建设。

5 结语

在一定时期内，公路网的数据与旅游总收入、人口、GDP等经济要素间的关系紧密，依据双方作用及影响关系构建了公路网和经济发展空间的关系模型，并进行验证分析，结果显示此模型具有一定的科学性、合理性、可靠性和可行性，能够为公路规划建设需求提供预测技术支撑。实证分析显示，河南省公路网规划建设虽然基本适应经济发展水平，但存在不平衡性问题，多数地市的公路网能够满足其经济发展的需求，部分地市的公路网建设与经济发展速度不适应，需要强化路网规划建设。