高速铁路与出行成本影响下的全国陆路可达性分析

地理研究GEOGRAPHICAL RESEARCH第34卷第6期2015年6月V ol.34,No.6June,2015高速铁路与出行成本影响下的全国陆路可达性分析蒋海兵1，张文忠2，祁毅3，蒋金亮4（1.盐城师范学院城市与资源环境学院，盐城224002；2.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；3.南京大学建筑与城市规划学院，南京210093；4.南京大学地理与海洋科学学院，南京210093）摘要：基于GIS 技术与网络分析模型，应用可达性指数与标准交通经济成本参数（GTC ），测度2020年规划高铁通车前后全国陆路可达性的空间格局与变化，探究高速铁路与出行成本影响下陆路可达性的特征。

结果显示：从时间可达性看，高铁提高全国陆路可达性的整体水平与交通网络的客流运输效率，优化陆路交通网络，使跨区域中心城市之间联系日趋紧密，扩大中心城市的辐射范围，沿线重要城市人口覆盖范围急剧增长。

高铁沿线站点、重要城市化地区与部分边远地区城市可达性获益最多，高铁对城市间中远距离关系影响突出，短距离影响主要局限于高铁沿线地区。

此外，地区之间交通公平性差距结论并不统一。

从经济可达性看，高铁对不同收入群体陆路可达性影响效果不同，对中低收入群体经济可达性影响有限，而对于高收入群体，随着旅行时间价值提高，经济可达性空间格局将不断接近时间可达性空间格局。

关键词：高速铁路；可达性；公平性；空间格局DOI:10.11821/dlyj2015060021引言高速铁路不仅提供大运量、高频率、快速、便捷、准时、舒适的服务，让沿线城市之间的人员往来更加高效，增强中远距离城市与国际联系，而且它能耗低、环境污染小、占地少、受天气因素影响小，这些优点让其深受众多国家的青睐。

近年来高铁可达性及其空间效应研究备受国内外学者关注，国外学者不仅探讨高铁影响下的陆路交通可达性格局[1-5]，而且还研究高铁可达性对城市房地产价格[6]、商务写字楼区位[7]的影响。

中国高铁日新月异的发展推动了国内相关研究工作，相关研究关注高铁可达性[8-13]及其对社会经济空间分布[14,15]与区域空间结构的影响[16-18]。

从通勤时间收益来看，高铁将会大幅度削减城市之间的旅行时间，将产生效率与公平两方面影响：一方面，给区域带来明显的“时空收敛”效应，创造出更多交通区位优势，大幅提高区域陆路交通网络整体通达效率，扩大中心城市对其他地区的影响力，重构城市与区域空间结构，影响人口与经济活动的空间分布。

另一方面，带来非均衡的“时空收敛”，加剧区域之间的可达性差距，带来交通公平性问题。

从通勤经济成本来看，各种交通工具的出行成本与个体消费能力决定乘客选择的交通方式，而交通方式的选择又影响乘客的机动能力与可达性水平，所以出行成本会影响收稿日期：2014-12-23;修订日期：2015-03-20基金项目：国家自然科学基金项目（41230632，41301108）；国家社会科学基金项目（14BSH036）；教育部人文社会科学研究项目（11YJC790077）作者简介：蒋海兵(1978-)，男，江苏建湖人，博士，研究方向为城市和区域发展。

E-mail:jianghb@ 通讯作者：张文忠(1966-)，男，内蒙古呼和浩特人，研究员，博士生导师，研究方向为城市和区域发展。

E-mail:zhangwz@1015-1028页地理研究34卷旅客选择交通工具与出行方式，一方面它能产生积极效果，如推动向环境友好型的交通出行方式转变；同时，也带来负面效果[19]，如高票价带来出行成本增加，阻碍更多中低收入乘客选择该交通工具。

目前国内外诸多高铁可达性研究均从时间可达性角度来探讨，忽略高铁出行成本与社会人口因素，这在某种程度上会夸大高铁给区域带来的可达性影响。

近年来国外少数学者采用经济成本可达性分析工具评价交通价格政策与新建交通设施的空间影响[19,20]，而国内则尚未发现此类研究。

同时，国内较多关注高铁对沿线城市或局部区域中心城市的可达性影响；较少结合多种交通方式探讨高铁对全国所有城市可达性影响；较少考虑高铁换乘时间与城市内部拥挤时间；得到的全国高铁可达性格局分辨率较低，难以显示省内或市内高铁可达性的细节与差异。

鉴于此，从交通供给与需求两方面探析规划高铁网络与出行成本影响下全国陆路可达性变化格局与特征，既分析高铁的时间可达性，也探讨高铁与出行成本共同影响下的不同收入群体的经济可达性。

综合考虑可达时间、票价与工资水平等因素，通过GIS 技术与海量数据构建可达性测算模型，分别测度地区间最短时间距离与最低出行成本可达性，探究高铁与出行成本影响下的区域陆路可达性空间分异特征，评价规划高铁网络的可达性收益空间格局。

2研究方法2.1研究区与数据来源2.1.1研究区概况《中国铁路中长期发展规划（2008-2020）》指出，到2020年将建立省会城市及大中城市间的快速客运通道，规划“四纵四横”铁路快速客运通道以及四个城际快速客运系统，将建设1.6万km 以上的客运专线（图1）。

截至2012年底，中国高速铁路运营里程达9356km ，未来高铁网络将成为重要的客运大动脉，规划的高铁网络几乎贯穿其全国除藏中南地区之外的所有重要的城市化地区①。

2.1.2数据来源为了提高可达性测算精度，使用2010年全国交通道路数据（1∶25万）与2020年全国高铁规划网络②的数据，道路数据包括高速公路、国道、省道、部分地区县道、普通铁路与高速铁路。

根据《中华人民共和国公路工程技术标准》规定的道路设计速度，结合区域实际情况，确定各①重要的城市化地区：按照全国主体功能区规划，全国城市化地区包括环渤海地区（京津冀地区、辽中南地区、山东半岛地区）、长江三角洲地区和珠江三角洲地区、冀中南地区、太原城市圈、呼包鄂榆地区、哈长地区（(哈大齐、长吉图）、东陇海地区、江淮地区、海峡西岸经济区、中原城市群地区、长江中游地区（武汉城市圈、长株潭城市群、鄱阳湖生态经济区）、北部湾地区、成渝地区（重庆经济区、成都经济区）、黔中地区、滇中地区、藏中南地区、关中—天水地区、兰州—西宁地区、宁夏沿黄地区、天山北坡地区等21个城市化地区。

②2020年高速铁路规划网络按照《中国铁路中长期发展规划（2008-2020）》、 与/content/11/0218/23/4665399_94209414.shtml整理得到。

图12020年全国高铁规划网络图Fig.1The planning map of national high speed railwaynetwork of China in 202010166期蒋海兵等：高速铁路与出行成本影响下的全国陆路可达性分析类道路行车时速，其中：高速公路设置为100km/h，国道为80km/h，省道为60km/h，部分地区县道路与其他道路为40km/h，轮渡为20km/h，铁路为90km/h。

根据《中国铁路中长期发展规划（2008-2020）》，高铁运营时速分别设为300km/h，250km/h，200km/h 和160km/h，涉及384个高铁站点，研究区涉及到全国1996个县与320市辖区。

人口数据来源于2012年《中国区域经济统计年鉴》。

为了获得高铁对全国陆路可达性的影响，高铁通车前后的人口数据统一使用2011年数据，（由于2012年《中国区域统计年鉴》中未公布2011年县域GDP数据，所以GDP数据统一使用2010年数据），同时不考虑规划期内公路与普通铁路网络变化。

为了能科学合理地构建全国陆路可达性空间分析模型，结合全国交通实际运行状况，参考相关文献[21]，做出以下假设：（1）高速公路出入口与普通铁路站点位于临近这些道路15km范围内的城市，并且高速公路、普通铁路与公路之间的换乘均通过县级以上城市来实现。

高铁通过站点换乘其他各类交通方式。

（2）将公路、普通铁路、动车与高铁之间换乘时间均设置为30min，同时，利用相关文献[21]中的公式测算城市内部拥挤成本，但未考虑铁路站点停留时间。

（3）县域与市辖区人口集中于城市建成区的质心。

（4）忽略全国各地平均工资水平之间的差距。

假设全国高收入者年收入为40万元。

2.1.3研究思路从交通供需两方面，即时间可达性与经济成本可达性，分析高铁与出行成本影响下的全国陆路可达性。

在交通供给方面，利用时间距离与可达性指数测算高铁通车前后全国陆路时间可达性。

①测算2316个县级以上城市之间最短时间距离，得到时间距离矩阵。

②应用最短时间距离、社会经济参数与可达性指数得到各地时间可达性值。

③应用城市可达性值与反距离权重法插值得到高铁通车前后全国陆路可达性空间格局与变化图。

在交通需求方面，综合考虑高铁与出行成本因素分析高铁影响下的可达性格局及其变化。

①根据2011年全国平均工资与高收入水平及各种交通工具的出行成本构建标准交通成本参数，以平均工资与高收入工资来反映旅行时间价值，利用旅客收入水平与交通成本来反映各种交通工具的需求。

②计算并获得县级以上城市之间最低经济成本距离，结合加权平均旅行成本指标得到2316个城市的经济成本可达性水平，通过插值法得到高铁通车前后全国陆路可达性空间格局与变化图。

③对比供需情况下，分析全国陆路可达性空间格局差异。

2.2研究方法与评价指标2.2.1时间距离测算指标——最短时间距离最短时间距离的计算公式为：t ij =ti+trij+tj(1)式中：t ij为城市i建成区质心到城市j建成区质心之间总的最短时间；t i为城市i建成区内部拥挤时间；t j为城市j建成区内部拥挤时间；tr ij为城市i到城市j之间的最短时间。

利用相关文献[21]中的公式，得到城市内部拥挤时间，城市内部时间低于10min的城市均假设为10min，以此解决潜力指数的“自身潜力”问题。

计算公式为：ti=15×lg(pop×10)(2)式中：t i表示城市i建成区内部拥挤时间；pop为城市城区或县域人口总数，单位为百万人。

2.2.2经济成本距离测算指标——标准交通经济成本标准交通经济成本考虑旅行时间价值和交通运输费用，旅行时间价值通过收入水平反映出来，将时间价值、票价及油价等1017地理研究34卷成本统一转化成货币成本值，城市i 到城市j 之间标准交通经济成本GTC ij 计算公式为：GTC ij ③=旅行时间成本（普通游客0.35元/min ，高收入者3.3元/min ）+公路运行成本（高速公路收费0.1元/km+普通公路0.1元/km ）+普通铁路运行成本（0.22元/min ）+高铁运行成本（动车0.75元/min ，高铁1.75元/min ）+轮渡（1元/km ）(3)2.2.3可达性评价指标（1）加权平均旅行时间（经济成本）表示某个城市到其他城市加权平均旅行时间（经济成本）。