高速鐵路對沿線城市可達性影響的實證分析

李紅昌++郝璐璐++劉李紅

摘要：在對交通發展與沿線城市可達性關系研究的基礎上，基于城市可達性的理論，以石武高鐵為例，分別運用加權平均旅行時間和廣義加權旅行時間這兩種評價方法構建模型，對高鐵開通前后沿線城市的可達性指標值進行估計，定量分析了石武高鐵對其沿線10個城市可達性的影響，論證了高鐵對其沿線城市可達性影響的機理。研究認為，加權平均旅行時間法只考慮高鐵在縮短旅行時間方面的因素，得到的估計結果說明了石武高鐵的開通顯著提升了沿線城市可達性水平，提高幅度約為40%；而廣義加權旅行時間法除了考慮旅行時間方面的因素外，還考慮到高鐵票價的因素，得到的估計結果說明票價因素使石武高鐵對沿線城市可達性水平影響的顯著程度降低了，可行性提高幅度降至18%左右；高鐵可以通過實行淡季或非高峰期票價折扣來提高客座率。

關鍵詞：石武高鐵；可達性；加權平均旅行時間；廣義加權旅行時間

中圖分類號：F127，F532

文獻標志碼：A文章編號：16716248（2017）03003807

[GK-2！-2]

Empirical analysis of the impacts of high speed rail on the

accessibility of the cities along the line

LI Hongchang， HAO Lulu， LIU Lihong

（School of Economics and Management， Beijing Jiaotong University，Beijing， 100044，China）

Abstract： Based on the study of the relation between traffic development and the accessibility of the cities along ShiWu High Speed Rail （HSR） line， this paper， taking ShiWu High Speed Rail as example， constructed two models by use of weighted mean travel time and generalized weighed travel time， evaluated the accessibility index values of the cities along the line before and after the opening of high speed rail， and demonstrated the mechanism of the impacts of high speed rail on the accessibility of the cities along the line through quantitative analysis of the impacts of ShiWu High Speed Rail on the accessibility of the cities along the line. The results show that the method of weighted mean travel time only considers the shortening of travel time of high speed rail， and the evaluated results prove that the opening of ShiWu High Speed Rail has improved the accessibility level by 40%. The method of generalized weighted travel time considers not only the factor of travel time but also the rail fare， and the evaluated results prove that the accessibility level of the cities along ShiWu High Speed Rail line has been decreased to 18% due to the factor of rail fare. Its found out that the discount of rail fare in low season or nonpeak period can be implemented to improve passenger load factor.

Key words： ShiWu High Speed Rail； accessibility； weighted mean travel time； generalized weighted travel time[GK-2！-2]

高速鐵路作為交通技術革新的產物，以其大運量、快速、高效與便捷的服務能力，提高了地區之間物流、人流以及信息流的交換效率，加劇了區域之間的時空收縮，增強了城市之間的聯系。城市可達性是體現高速鐵路對其沿線城市影響的一個重要指標，其有效地評價了高鐵在加劇區域之間時空收縮和增強城市之間聯系的作用。

交通可達性是國內外學者關注交通基礎設施改善時空效應的重要影響因素?？蛇_性的概念最先是由Hansen提出，是指從一個地方到達另一個地方的便捷程度，其基本內涵是研究區域之間社會經濟交往的便利程度，可以用旅行時間和運輸費用來衡量。Hansen認為，可達性是相互作用機會的潛力并可用于分析城市區域的時空變化[1]。中國科學院研究成果表明，高速鐵路對中國具有強烈的時空收斂效應，并使得鄭州日益成為可達性最高的城市[2]。但可達性的提高并不能夠自動產生相應的社會經濟增長效果。一方面，交通基礎設施促進經濟社會增長需要有特定的經濟條件、投資條件和政治制度條件相匹配，我們稱之為Banister條件[3]；另一方面，高速鐵路如果不能和社會需求相適應，其旅行費用超出了與人們特定經濟發展水平相適應的時間價值評價，反而會導致巨大的市場風險和經濟損失，間接地抑制或延遲經濟增長效果[45]。那么，如果考慮時間價值和旅行費用，高速鐵路能否促進中國城市增長作用？本文以石武高鐵為例，構建廣義加權旅行時間模型進行實證研究。

一、國內外對可達性研究概述

對于城市可達性的研究，國外學者主要是在快速交通帶來區域可達性空間格局變化的背景下，通過不同方法從多個角度來進行的。早在20世紀末期，就有許多學者關注交通與城市可達性之間的關系，Murayama通過分析交通可達性與城市體系之間的作用機理，認為二者之間是相互作用、互相融合的[6]。在城市可達性評價指標體系的研究方面也在逐漸完善，Gutiérrez運用加權平均時間、潛力值與日?？蛇_性這三個指標，探討了高鐵對西班牙交通可達性格局的影響[7]。為了定量評價快速交通給區域可達性空間格局所帶來的變化，Li等借助可達性方法進行研究，結果發現擁有高速鐵路或者高速公路站點的地區獲益比沒有高速鐵路或者高速公路站點的地區要多，快速交通的建設有利于提高可達性水平[8]。對可達性的研究可以從不同的角度進行，近年來還有許多研究成果：Andersson等研究臺灣省的高鐵可達性對城市房地產價格影響[9]；Willigers等分析荷蘭高鐵可達性對商務辦公業區位影響[10]；Monzon等從效率與公平的角度評價西班牙高鐵可達性[11]。

與國外學者多層次、多角度的研究不同，國內學者對城市可達性的研究則主要依托于交通運輸建設項目，通過對城市可達性的分析來對這些項目進行經濟或社會效益評價。在國內，高速鐵路往往被認為是加強城市職能分工和推動區域均衡發展的重要因素，因此高速鐵路的可達性受到了人們的關注。為了論證京滬高速鐵路修建的可行性和重要性，張莉等以滬寧地區為例，通過原始數據的采集，應用有利平均旅行時間模型、潛能模型、吸引力指數模型進行測量評價，對滬寧城際高速鐵路開通前后的區域可達性進行對比，發現沿線地區和臨近區域的可達性都發生了顯著變化[12]。李琳等以武廣高鐵湖南境內段為例，分析武廣高鐵對沿線城市可達性的影響，認為武廣高鐵的開通顯著提高了沿線城市可達性[13]。高鐵對于城市的影響，還體現在

其對區域公路可達性的影響上，蔣海兵基于GIS技術和空間數據庫進項研究，發現高鐵可以從整體上提高區域公路可達性水平，從而對縮短中心城市間的時間距離產生一定的作用[14]。

綜上所述，就目前國內外的研究現狀來看，在交通發展對城市可達性的基礎理論研究、評價指標研究以及實證研究方面，都取得了一定的成果。近年來國內對于高鐵可達性的研究成果逐漸增多，但是學術界更多關注的是高鐵對沿線主要省會城市或旅游城市的可達性影響，卻極少考慮到其對所在區域的所有城市的可達性變化，也極少考慮到高鐵的票價對其可達性所產生的影響。

二、城市可達性的理論分析

（一）影響城市可達性因素

可達性衡量的是區域之間社會經濟交往的便利程度，而高鐵對城市可達性的影響主要衡量高鐵在多大程度上為旅客到達目的地提供了便利。旅客對于高鐵這種交通方式的選擇，主要涉及到兩個重要的影響因素：旅行時間和運輸費用。因此，在旅客選擇高鐵出行的條件下，城市可達性的主要影響因素就是兩個城市之間的最短旅行時間，以及高鐵所帶來的運輸費用。

1.兩個城市之間的最短旅行時間

兩個城市之間的最短旅行時間，是指旅客從一個城市到達另一個城市所耗費的最短時間，數值上采用國家鐵道部發布的列車時刻表上節點城市間的最短通行時間。例如，若考慮到節點城市間的K、T和G次列車運行時間的話，節點城市間的旅行時間為G次列車在各節點城市間通行的最小值。

2.高鐵運輸費用

除了縮短旅行時間以外，比普通鐵路更高的票價也是使高鐵受到人們關注的另一個因素。旅客在選擇高鐵出行的時候，除了時間因素以外，還往往考慮到其票價。目前國內高鐵二等座的平均價格為0.43元/km，而普通列車的價格為0.13元/km。票價的差距可能會影響旅客對于高鐵出行的選擇，從而對城市可達性產生影響。

（二）高鐵影響城市可達性機理

高鐵對城市可達性的影響是通過旅客對高鐵出行的選擇來實現的。旅客出行交通方式的選擇是一個復雜的過程，決策的過程通?？紤]到運輸產品在時間、費用、安全、便捷以及舒適等方面的特性，其本質是一種旅客對運輸產品的消費選擇行為。從供給方面看，高鐵所提供的運輸產品是指在一定的時間內，實現旅客所需要的從起點到終點的位移服務；從需求方面看，旅客的需求是從起始地到最終目的地的位移服務。在旅客對高鐵這一運輸產品的消費選擇決策中，只有高鐵的供給和旅客的需求匹配起來，才能使消費者完成高鐵運輸產品的選擇過程。

旅客對高鐵出行方式的選擇主要考慮到旅行時間和高鐵票價這兩個因素，這是由旅客出行性質和個人收入水平決定，圖1是高鐵對城市可達性影響作用機理示意圖。從圖1可知，決策分析可以分為兩個層次，第一個層次只考慮到時間因素對旅客選擇高鐵出行的影響，第二個層次除了時間因素以外，還考慮票價的影響。決策①表示第一層次的決策分析，主要考慮兩個城市之間最短旅行時間，這是由高鐵供給方面的時間因素和旅客需求方面的出行性質因素相互作用得到的；決策②表示第二層次的決策分析，除了兩個城市之間最短旅行時間外，還考慮了高鐵運輸費用，這由高鐵供給方面的價格因素和旅客需求方面的收入水平因素相互作用得到。高鐵供給和旅客需求得到匹配，使旅客選擇高鐵這一運輸產品，從而影響城市可達性。

式中，Ai表示用廣義加權旅行時間法計算出城市i的可達性水平。

分別通過加權平均旅行時間和廣義加權旅行時間來計算城市可達性，可以考察票價因素前后，城市可達性的變化。

四、研究區域與數據分析

（一）研究區域

石武高鐵，即石武鐵路客運專線，正線全長840.7 km，是京廣高鐵的中間段。石武高鐵鄭武段（鄭州到武漢）于2012年9月28日正式開通，石鄭段（石家莊到鄭州）于2012年12月26日正式通車。石武高鐵途經河北、河南和湖北3個省份，以石家莊和武漢為端點，沿途共設高邑西、邢臺東、邯鄲東、安陽東、鶴壁東、新鄉東、鄭州東、許昌東、漯河西、駐馬店西、明港東、信陽東、孝感北和橫店東等14個車站，并預留新鄭東站。

石武高鐵大部分的座位都是二等座，其價格是0.44元/km，另外部分一等座，其價格是 0.70元/km，一等座的價格比二等座高了60%。

石武高鐵沿線車站的基本情況如表1所示。

表1中的這些車站不論是在規模還是在鐵路網中作用都是不一樣的，石家莊站、鄭州東站和武漢站比沿線其他車站大，這不僅是因為它們位于這3個省的省會城市，而且還因為它們是重要的交通樞紐。橫店東站目前不接受旅客上下，所以暫時不考慮其影響。在沿線13個城市中，有石家莊、邢臺、邯鄲、鄭州、信陽和武漢等6個城市擁有機場。

（二）數據來源

對于研究樣本的選擇，第一，應該考慮直接受到石武高鐵影響的城市，或者說就是在石武高鐵運輸通道上的城市，這一標準將有助于得到高鐵對城市可達性影響的一個有效分析結果。第二，為了確保數據的可比性，行政區域的劃分也是要考慮的因素。這是因為不同地方的統計調查通常有不同的統計方法和統計口徑，因此從同一個省選取城市進行研究將有助于使結果更有效。

考慮到以上因素，可以選擇河南省的城市來進行研究。除了鐵路經過的安陽、鶴壁、新鄉、許昌、漯河、駐馬店和信陽等7個城市外，為了說明高鐵對省會城市的可達性是否具有更大的影響，本研究把石家莊和武漢也作為研究對象。

表2是樣本城市的主要情況，表2中給出了樣本所研究的安陽、鶴壁、新鄉、許昌、漯河、駐馬店、信陽、石家莊和武漢這10個城市在2012年的GDP、居民人口數以及居民可支配收入。

在本研究中，最短旅行時間數值上采用目前國家鐵道部發布的列車時刻表上節點城市間的最短通行時間；高鐵票價采用的是目前國家鐵道部發布的高速實際票價；GDP、城市居民人口數以及居民可支配收入等數據均來源于《河南統計年鑒2013》和《中國統計年鑒2013》。（三）數據處理及結果分析

1.用加權平均旅行時間估計的可達性

為了便于進行比較，計算得出的可達性包含高鐵開通前和高鐵開通后兩種情況。根據公式（1）和公式（2），可以估計出城市可達性的變化。用加權平均旅行時間估計的可達性結果如表3所示。

根據可達性指標的定義，一個城市的可達性指標值越小，其可達性越好。根據表3中的估計結果，石武高鐵的開通提高了沿線城市的可達性，并且每個城市提高的幅度十分相似，幾乎都在40%左右。

2.用廣義加權旅行時間估計的可達性

同時考慮旅行時間和旅行費用的情況下，可以利用廣義加權旅行時間法來估計樣本城市在石武高鐵開通前后的可達性水平。在評價過程中，式（4）中的r取0.5，β取值為0.4[15]。通過廣義加權旅行時間法，根據公式（3）（4）（5）（6）和（7）計算得出用廣義加權旅行時間估計的可達性如表4所示。

考慮到高鐵的高票價后，它與鐵路與普通鐵路或者汽車比起來就沒有那么大的吸引力了。如果乘客覺得高鐵所能節省的時間不值得它多出來的票價的話，就不會選擇高鐵，進而選擇普通鐵路或者汽車。因此，可以猜想如果同時考慮時間和價格因素的話，高鐵對城市可達性的影響就減弱了。表4就說明了這一點，通過廣義加權旅行時間估計的可達性指標值比表3中的可達性指標值要大，即可達性變差了。另外，可達性變化的增長率也明顯變小了，而且數值都在14%到20%之間。

五、結語

第一，只考慮旅行時間因素的話，高鐵的開通對沿線城市的可達性有著顯著提升。速度快是高鐵最重要的特征之一，通過加權平均旅行時間估算得到的結果表明，石武高速鐵路的開通使沿線城市的可達性得到了提高，提高的幅度約為40%。

第二，高票價削弱了高鐵對沿線城市可達性的提升。實證結果表明當把票價因素也納入考慮范圍之后，石武高鐵對城市可達性影響的程度減弱了，高鐵的開通使可達性的提高幅度變小了，只有18%左右。

第三，高鐵計劃的制定者應該注意到，目前中國的很大一部分人還是未能夠支付得起高鐵的高票價，而會選擇高鐵出行的很多都是商務人士，因為公司往往會給他們報銷車票。因此，建議高鐵票價制定者可以實行在淡季或者非高峰時期的票價折扣，這樣可以提高高鐵的客座率。

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