成渝地区双城经济圈港口辐射能力测度

刘名武, 史妹

(重庆交通大学经济与管理学院,重庆 400074)

0 引 言

2020年1月,习近平总书记在中央财经委员会第六次会议上提出推动成渝地区双城经济圈建设。2021年2月,中共中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》,强调京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝地区双城经济圈4极的辐射作用。成渝地区双城经济圈是面向世界的四大国际性综合交通枢纽集群之一,是构建国家综合立体交通网的主骨架。成渝地区港口群已成为成渝地区双城经济圈建设的重要依托,是国家综合立体交通网建设的重要内容之一,提高港口集聚辐射能力是当前成渝地区双城经济圈港口发展的重要目标。然而,受港口交通基础设施建设滞后、港口运营竞争等影响,成渝两地港口辐射作用得不到应有的发挥。因此,开展成渝地区双城经济圈内河港口腹地的辐射能力研究,对于助力成渝地区双城经济圈高质量发展有着现实意义。

围绕港口辐射能力测度、港口腹地影响因素、港口综合影响力指标体系构建及空间演变问题,学者们开展了广泛研究。在港口辐射能力测度方面:WANG等[1]建立了基于多式联运网络流的概率港口腹地几何模型,用于划分港口腹地并确定其边界;MOURA等[2]和徐维祥等[3]采用改进的Huff模型,分别对西班牙港口和我国主要沿海港口腹地进行了划分;WAN等[4]综合运用隶属度法和Huff模型,对中国主要外贸集装箱港口腹地进行了圈定;YIN等[5]构建了多目标0-1规划模型,实现了长三角地区枢纽港腹地的划分。在港口腹地影响因素方面:董晓菲等[6]通过研究得出,交通可达性和腹地城市综合实力影响港口腹地范围划分;李欢等[7]研究得出集装箱港口的地位、集疏运方式是影响腹地范围的重要因素,同时货源集聚综合能力在集装箱港口腹地划分中发挥重要作用;GARCIA-ALONSO等[8]得出距离是西班牙港口竞争腹地的主要决定因素;VALLS等[9]通过研究得出,多式联运连通性对港口辐射能力起决定作用;XU等[10]认为宏观经济、技术创新和政策对港口的演变有重要影响;邓剑虹等[11]研究得出港口综合吸引力、货主需求和港口集疏运条件是粤港澳大湾区港口腹地演变的影响因素。在港口综合影响力指标体系构建方面:KIM等[12]利用探索性因子分析法从可用性、运营效率、港口成本和服务质量等4个子维度,结合19个测量指标对影响东北亚枢纽港口综合竞争力的因素进行分析;PENG等[13]结合港口的真实运营状况及其在不断变化的全球海上运输网络中的地位,运用与地理环境、货船轨迹、港口基础设施和区域社会经济相关的大数据,通过与条件、容量、潜力和效率相关的18个因素来衡量港口竞争力;张远等[14]通过测算得出港口对各货类的竞争力与港口对该货种的生产能力、作业能力和发展潜力密切相关;刘翠莲等[15]从城市经济发展程度、交通便捷度、文化旅游、港口基础设施、服务水平和发展潜力等6个方面,构建了港口综合影响力评价指标,并利用熵权-云模型对环渤海港口的竞争力进行了分析。空间演变问题的研究中:SANTOS等[16]通过计算从装载中心到不同集装箱码头的最小综合成本,得出伊比利亚半岛港口腹地形成了“岛屿结构”;DADASHPOOR等[17]运用社会网络分析方法分析商品流的强度、方向和集中度,得出伊朗等国家的港口与腹地城市之间并未形成空间依存关系;PENG等[18]构建了基于随机使用的离散选择模型,分析得出中国北部港口的腹地在未来持续扩张,中部港口腹地先减后增,南部港口腹地萎缩;SANTOS等[19]通过计算每个城市到码头的综合运输成本分析西班牙集装箱码头的潜在腹地特征,认为港口码头潜在腹地的影响因素主要在于运输基础设施是否完善;WAN等[20]采用隶属度-赫夫模型分析了2009—2017年上海港外贸集装箱腹地的演变,结果表明上海港已经逐渐将腹地范围扩张到传统腹地以外的城市,主要集中在北部地区。

以上研究主要以沿海港口为研究对象,鲜有研究涉及内河港口辐射能力识别和影响因素分析。当前,我国内河港口集疏运体系尚不完备,多式联运网络运输组织结构不均衡、运输基础设施落后、信息化程度不高等因素制约了内河港口辐射能力的发挥,在辐射能力特点和影响因素方面内河港口与沿海港口存在较大差异。本文以成渝地区双城经济圈内河港口为研究对象,基于对港口综合影响力和港口可达性的测算,运用场强模型测算港口场强值并分析港口辐射能力,进一步揭示港口辐射能力的影响因素,提出成渝地区双城经济圈港口辐射能力提升的对策建议。本文的主要贡献:一是针对内河港口的现状及其特点,构建内河独有的评价指标体系,丰富了内河港口综合影响力评价指标体系的内容。二是运用可达性和场强理论,建立成渝地区双城经济圈内河港口辐射能力测度模型,从时空维度分析影响港口腹地划分的因素。三是揭示成渝地区双城经济圈港口辐射能力的影响机理,丰富了现有港口腹地的辐射能力理论。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象与数据来源

研究对象分为港口和港口腹地。成渝地区双城经济圈内河港口主要包括宜宾港、泸州港、果园港、万州港、江津港和涪陵港。港口腹地研究区域参照2021年10月印发的《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》中明确划定的成渝地区双城经济圈规划范围,以重庆和成都为双核经济中心,覆盖面积达18.5万km2,在国家发展大局中具有重要战略地位。

研究涉及的基础数据为交通路网数据和社会经济统计数据。交通路网数据来源于国家地球系统科学数据中心网站;成渝地区双城经济圈行政边界和水域数据来源于国家基础地理信息中心;核心港口位置通过百度地图查询再导入ArcGIS得到;社会经济数据来源于四川和重庆各区县统计年鉴、《四川交通年鉴》、《重庆交通年鉴》、《重庆航运发展报告》及国民经济和社会发展统计公报等。

1.2 研究方法

基于港口综合影响力和港口可达性的测度,通过场强模型对港口腹地范围进行定量划分,进而分析演化特征,最后分析港口辐射能力的影响因素。

1.2.1 港口综合影响力测度方法

运用熵权TOPSIS(technique for order preference by similarity to an ideal solution)模型进行港口综合影响力测度。熵权法依据指标的离散程度对信息量的有效性进行判断。用熵权法确定权重值可以减少主观因素的影响,更好地刻画所选指标的综合影响力。评价对象的某一指标的离散程度越大,熵值越小,表明该指标有效信息越多,综合评价权重越高。第j个指标的权重Wj为

(1)

(2)

1.2.2 港口综合影响力指标体系

港口综合影响力是多维度因素的综合体现。借鉴现有研究成果[21-22],考虑指标的可获得性和科学性,本文选取多个衡量内河港口综合影响力的指标,有利于与沿海港口综合影响力指标体系区分开来。通过港口发展指标体系(见表1)和内河港口城市支持度指标体系(见表2)来全面反映港口综合影响力。一级指标中,X1～X9反映港口发展,其中:X1～X2反映港口运营能力;X3～X4反映港口发展潜力;X5～X9反映港口作业能力。二级指标中:X10-1～X10-2反映港城经济的规模和活力;X10-3反映城市社会服务水平;X10-4～X10-6反映城市产业支持度;X10-7～X10-9反映城市物流水平和经济实力;X10-10反映城市贸易发展程度。运用熵权TOPSIS模型先计算出内河港口城市支持度X10,再计算出港口综合影响力。

表1 港口发展指标体系

表2 内河港口城市支持度指标体系

1.2.3 港口可达性测度方法

港口可达性反映港口与腹地之间相互作用的便捷程度[23]。首先,在ArcGIS软件中赋给道路相应的成本值,再对矢量数据进行栅格化处理。将各种空间地物的时间成本设定为平均行驶1 km所需要的时间(单位为min),再按顺序叠加栅格化后的矢量数据(栅格大小为0.4 km×0.4 km),获得综合时间成本栅格图。最后,使用成本距离工具得到每个像元到港口源点的最短加权时间距离。成渝地区主要空间地物的时间成本见表3。

表3 成渝地区主要空间地物的时间成本

表3中:不同类型道路的通行速度是根据研究期间不同等级铁路的速度标准、公路工程技术标准以及区域实际情况设置的;无道路经过的湖泊、主要河流的默认速度设置为1 km/h[23],在长江的通行速度设置为25 km/h;由于成渝地区地形起伏较大,无交通覆盖的栅格速度设置为10 km/h[24],表示其通行能力较差。港口可达性计算式为

(3)

式中:Ai为港口i的可达性;Gig为港口i与栅格g之间的最短时间距离;U为栅格总数;u为栅格数量的累积值。

1.2.4 港口场强测度方法

为反映成渝地区双城经济圈港口的辐射能力强度,引入物理学中的吸引力概念,将港口吸引范围看作港口影响力的“力场”,力场的场强大小即港口影响力的大小。基于场强模型进行港口吸引范围划分,探究港口综合影响力和可达性对周边地区的辐射影响。根据最大隶属度原则,如果在一个区县内某一港口总场强最大,则该区县为该港口的腹地。

(1)港口在各栅格处的场强计算式为

(4)

式中:Figt为t年港口i在栅格g处的场强;Cit为t年港口i的综合影响力;Aigt为通过时间成本加权距离法得到的t年港口i与栅格g之间的可达性;α是距离摩擦因数,当α=2时[19]可近似揭示省尺度上的空间关系。

(2)某一港口在某个区县内的累积场强计算式为

(5)

式中:Fict为t年港口i在区县c内所有栅格处场强的总和。

(3)所有港口在某个区县内的累积场强的最大值计算式为

Fct=maxFict

(6)

式中:Fct为t年区县c内的最大场强。

2 研究结果

2.1 港口综合影响力评价

由表4可知:2011年、2015年、2020年成渝地区港口综合影响力平均值分别为0.385 3、0.393 4、0.426 0,整体呈上升趋势;由于港口自身条件改善及港口所在城市的支持,果园港综合影响力不断提升,但江津港、涪陵港和万州港的综合影响力先减小再增大,泸州港和宜宾港的综合影响力先增大后减小。2011—2015年,江津港、涪陵港和万州港受货物吞吐量增长率、集装箱吞吐量增长率、港口城市的水运货运周转量和公路货运周转量的影响,其港口综合影响力下降。2015—2020年,由于泸州港和宜宾港的港口货物吞吐量、集装箱吞吐量、港口货物吞吐量增长率、集装箱吞吐量增长率大幅下降(2020年两个港口的货物吞吐量分别是2015年的0.29、0.21倍,货物吞吐量年均增长率分别为-22.14%、-26.56%,且集装箱吞吐量年均增长率分别为-9.87%、-18.07%),这两个港口的综合影响力骤降。

表4 成渝地区港口综合影响力

2.2 港口可达性评价

由表5可知:从可达性演变趋势来看,2011年和2020年的港口可达性最大值分别为13.127和11.697 h,10年内降低了10.89%,区域整体可达性改善显著。从可达性变化的格局来看,2011年和2020年港口1 h通行范围占整体面积比例分别为10.82%和16.71%,10年内增长了54.40%,2 h通行范围占整体面积比例分别为34.88%和45.16%,10年内增长了29.46%,覆盖了重庆南部和四川东南部大部分区域,向南延伸至綦江边界,向西可达性稍有提升。

表5 港口可达性最大值及均值 单位:h

经计算可知,2011年、2015年和2020年6个港口平均可达性最大值分别为12.178、11.432、10.926 h,可达性均值分别为4.412、4.184、3.781 h。从6个港口的均值来看,从各港口到整个区域内的区县所需的最长时间不断缩短。6个港口的可达性都有所提高,其中宜宾港、万州港的增长趋势最明显。2011—2015年,宜宾市建成并投入使用宜泸高速(G93)、宜叙高速(宜宾至竹海段)等公路,宜宾至屏山新西安城通道、高县过境公路(S206)、长宁过境公路(S308)、江安过境公路(S308)、珙县巡场过境公路(S309)等干线完成升级改造,交通网络的加密使宜宾港可达性变化最大。2015—2020年,万利高速、万忠高速、渝万铁路等交通运输线路建成并投入运营,使万州港交通可达性变化最大。2011—2020年,由于江津港和果园港地理位置优越,且形成了渝沪高速(G50)、包茂高速(G65)、兰海高速(G75)、银昆高速(G85)、成渝环线(G93)等以高速公路为主的交通网络布局,加之成渝铁路、渝贵铁路等铁路经过江津港和果园港,故江津港和果园港可达性相对较好。

2.3 港口辐射能力分析及建议

通过式(4)计算得出港口在各栅格处的场强,并综合叠加各港口的场强。在空间格局方面,成渝地区内河港口场强影响力呈“中心—外围”的结构分布,核心港区周围分布的是高场强区,距核心港区较远且交通设施不发达的外围地区分布的则是低场强区,并呈以长江为轴、港口为中心的放射状空间分布,向外扩张趋势明显,形成了以果园港和泸州港为骨干、其他港区共同发展的基本格局。从区域来看,不同地区的港口场强差异显著,但都沿着交通干线逐渐延伸。其中,由于港口综合影响力不断提升以及渝沪高速(G50)、重庆三环高速(S8)、兰海高速(G75)、包茂高速(G65)等交通网络逐渐加密,果园港高场强区范围扩张速度最快,说明果园港对外连接能力更为显著。江津港的高场强区范围向外延伸缓慢,泸州港受相邻港口的夹击作用明显,其高场强区向“西北—东南”方向延伸。

2.3.1 全域层面港口腹地辐射能力特征

用式(5)算出6个港口在每个区县的场强,并用式(6)按照场强最大原则识别出6个港口腹地范围。2011—2020年,随着港口运营能力、基础设施条件的不断完善,交通网络的加密以及部分港口逐渐形成公铁水多式联运体系,成渝地区内河港口腹地范围差异显著。2011年,由于港口货物吞吐量、集装箱吞吐量、货物通过能力等运营能力指标和基础设施条件相对较好,泸州港和涪陵港的综合影响力较强,港口对外辐射能力较强,腹地数量占腹地总数的43.24%。江津港邻近重庆主城区,交通网络相对发达,可达性优势使其腹地数量较多。果园港只有两个散货泊位,因此基础设施建设制约了港口的发展。2015年,随着果园港集装箱吞吐量和吞吐能力的扩大,其腹地数量占腹地总数的37.84%,成为腹地数量增长最多的港口。江津港的腹地数量下降得最多,其腹地只有港口所在城市。2020年,果园港的设施条件逐渐完善,并陆续增加集装箱铁水联运和水水联运运输业务,港口规模不断扩大,同时重庆市主城区的交通便捷度显著提高,使其腹地数量占腹地总数的45.95%。

2.3.2 局域层面港口腹地辐射能力特征

果园港的腹地数量由2011年的1个增至2020年的17个。到2020年,果园港的腹地包括彭水苗族土家族自治县、重庆市区、綦江区、大足区、黔江区、长寿区、合川区、南川区、璧山区、铜梁区、潼南区、垫江县、德阳市、绵阳市、遂宁市、南充市和广安市等地区,腹地范围主要沿高速公路向西北方向持续扩张,增加的腹地多数原本属于江津港、涪陵港和泸州港。相反,江津港腹地数量由2011年的9个减至2020年的1个。2011年江津港的腹地有綦江区、江津区、合川区、南川区、璧山区、铜梁区、潼南区、遂宁市和南充市等地区,但2020年江津港的腹地仅剩江津区,其余腹地都被果园港夺走。涪陵港腹地数量由2011年的7个减至2020年的2个。2020年涪陵港腹地只有涪陵区和丰都县,其东南部的黔江区、彭水苗族土家族自治县和东部的长寿区、垫江县、广安市都被果园港夺走。宜宾港的腹地由2011年的5个减至2020年的3个。2020年宜宾港的腹地只有乐山市、宜宾市、雅安市,其原来的腹地自贡市、眉山市都被泸州港夺走。泸州港腹地由2011年的9个减至2020年的8个,2020年泸州港拥有永川区、荣昌区、成都市、自贡市、泸州市、内江市、眉山市和资阳市等腹地。万州港与其他港口距离远,腹地范围波动并不大,基本稳定在万州区、云阳县、开州区、达州市、梁平县和忠县等地区。

2.3.3 港口发展建议

根据研究特点,针对提升成渝地区双城经济圈内河港口辐射能力,为统筹形成以重庆长江上游航运中心为核心,以泸州港、宜宾港等为骨干,其他港口共同发展的总体格局的功能定位,对四川省的泸州港、宜宾港及重庆市的江津港、果园港、涪陵港、万州港的发展提出建议:

(1)持续推进港口基础设施建设,提升港口的硬件水平及营运能力,有利于不断提升港口竞争实力。泸州港和果园港基础设施较完善,其他港口设施仍有较大提升空间。为此,成渝地区仍要提升港口的专业化、规模化水平,科学布局集装箱、铁矿石、水泥、煤炭等专业化码头,推进港口码头资源优化整合,进一步完善标准化、智慧化、智能化设施设备以补齐基础设施短板,加快成渝地区港口高等航道扩能升级和畅通攻坚建设,持续完善高等级航道网络,积极推进成都、达州、兰州、西安等无水港体系的建设。

(2)加快完善互联互通的综合交通一体化物流运输体系,有利于提升港口与腹地的交通可达性。泸州港、万州港、果园港交通条件相对较好,其他港口的通达性较差。应加快推进成渝地区重点高速公路和铁路项目建设及部分公路的扩能改造,积极争取将中欧班列(成渝)、西部陆海新通道班列始发点拓展到重庆主城的果园港、万州的新田港、涪陵的龙头港、江津的珞璜港、四川的泸州港等港口,进一步完善对外通道网络效应系统。

(3)积极培育港口物流链,增强港口物流服务能力。果园港的物流链相对较好,其他港口仍需加快构建物流服务体系。应大力发展公铁物流、港航物流、供应链物流、冷链物流,加快构建“通道+枢纽+网络”的现代物流中心体系,推进提升长江干线、西江航运干线数字航道服务能力建设,健全综合保税区功能配套,加快多式联运“一单制”探索,协同提升成渝供应链集成能力,提高港口与区域经济融合发展水平,打造一流设施、应用一流技术、创新一流管理、提供一流服务,推动传统港口向“港口+现代物流”升级,全方位提升长江干线港口枢纽综合服务品质、服务能级。

(4)加快建设港口多式联运的运输方式、建立并完善集疏运体系是决策者的首要任务。成渝地区港口集疏运体系尚不健全,集疏运能力弱。要积极推进枢纽港及区域重要港口集疏运通道建设,如万州的新田港、涪陵的龙头港、江津的珞璜港、宜宾的志诚港的进港铁路项目,积极推动成渝地区港口与滇黔攀西货源富集地、陕甘地区货源富集地的集疏运通道纳入新一轮高速公路网和铁路网规划建设,加密开行远程干线班轮和短途水水中转班列,做好港口枢纽发展空间预留、用地功能管控、开发时序协调。

3 结 论

基于港口综合影响力和可达性评价,运用场强模型测度了2011年、2015年和2020年成渝地区双城经济圈港口辐射能力,分析了内河港口辐射能力影响因素及其演变规律。主要结论如下:(1)成渝地区港口综合影响力总体呈上升趋势,且港口运营能力、发展潜力是影响内河港口综合影响力的重要因素。(2)成渝地区公路网、铁路网等交通网络逐年优化,港口可达性大幅提升,加速了港口腹地格局的演变和重塑。(3)成渝地区各港口的场强分布差异显著,但都沿着交通干线向外延伸,高场强区范围不断扩大,对外连接能力逐渐变强。(4)成渝地区港口辐射能力受港口运营能力、基础设施条件、交通通达度和多式联运方式的显著影响。

本文的研究结论在一定程度上为提升成渝地区双城经济圈内河港口辐射能力提供了新的研究思路。在未来的内河港口辐射能力测度上,还可以考虑铁路货运量、铁水联运、水水中转航线等相关指标,从而丰富内河港口综合影响力指标体系。另外,用组合模型评价港口综合影响力也可以作为未来改进的内容。