嵇昊威，金正祥，周守鎮(zhèn)

JI Hao-wei1, JIN Zheng-xiang2, ZHOU Shou-zhen2

（1.南京鐵道職業(yè)技術學院 軌道交通實訓中心，江蘇 南京 210031；2.南京鐵道職業(yè)技術學院 電力工程學院，江蘇 南京 210031）

(1.Rail Transit Training Center， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China； 2.School of Power Engineering， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China)

長三角快運鐵路網(wǎng)可達性格局與優(yōu)化研究

嵇昊威1，金正祥2，周守鎮(zhèn)2

JI Hao-wei1, JIN Zheng-xiang2, ZHOU Shou-zhen2

（1.南京鐵道職業(yè)技術學院 軌道交通實訓中心，江蘇 南京 210031；2.南京鐵道職業(yè)技術學院 電力工程學院，江蘇 南京 210031）

(1.Rail Transit Training Center， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China； 2.School of Power Engineering， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China)

以上海鐵路局開行的長三角快運鐵路網(wǎng)為研究對象，選擇 2014 年 9 月和12 月為時間節(jié)點，以受理車站為空間節(jié)點，選取最短空間距離、最短時間距離和連接性3個指標研究長三角快運鐵路網(wǎng)可達性狀況。結果表明：長三角的鐵路快運網(wǎng)絡在南京、鎮(zhèn)江一帶空間可達性最好；從時間距離上看，長三角鐵路快運時間可達性格局和空間可達性大致相同；從連接性來看，2014 年 9 月長三角地區(qū)的連接性相對持平，而 2014 年 12 月在京滬、滬昆等線路的連接性則發(fā)生變化。在此基礎上，提出進一步優(yōu)化路網(wǎng)的建議。

鐵路快運網(wǎng)絡；長三角；可達性；格局；優(yōu)化

1　概述

1959年，美國學者 Hansen W G 首次提出可達性概念，將其定義為交通網(wǎng)絡中各節(jié)點相互作用的機會大小，并利用重力方法研究可達性與城市土地利用間的關系[1]。目前，可達性研究對象包括各種交通方式，從水路、鐵路、公路、航空乃至綜合交通網(wǎng)絡，研究尺度涵蓋縣域、市域及洲際[2-8]，研究方法涵蓋距離法、拓撲法等一系列定量方法及理論模型[9-12]。近年來，鐵路可達性的研究主要集中在客運專線的可達性研究，主要針對“人”的位移，而對于“物”的位移則研究較少。為了進一步提高長三角地區(qū)運輸能力，結合鐵路運營管理與地理學，選取交通地理學中發(fā)展較為成熟、應用較為廣泛的可達性研究方法，針對快運列車的特點，選取合適的可達性算法，探討長三角快運鐵路網(wǎng)可達性格局，為該網(wǎng)絡的進一步優(yōu)化提供決策依據(jù)。

隨著我國鐵路網(wǎng)絡的不斷完善和客貨分線的逐步實施，各鐵路局于 2014 年 7 月起陸續(xù)開行貨物快運列車[13]。上海鐵路局于 2014 年 9 月起開行長三角快運列車，并于 2014 年 12 月優(yōu)化列車開行方案。目前長三角快運鐵路網(wǎng)絡已經(jīng)覆蓋上海鐵路局管內(nèi)江蘇、浙江、安徽、上海 3 省 1 市的普速鐵路，其特點如下。

（1）列車等級高，長三角快運列車按照 120 km/h的速度鋪畫列車運行圖，列車等級僅次于動車組列車、直達特快列車和特快列車。

（2）快運列車在每一個業(yè)務辦理車站均可辦理作業(yè)，運輸?shù)姆较蛐圆幻黠@。相反，傳統(tǒng)的煤炭、石油、鋼材等大批量物資運輸，具有明顯的方向性。

（3）長三角快運列車為固定編組，不摘掛。為了節(jié)約主體列車的運行時間，個別需要折角運行的線路，如金千線 (金華—千島湖)、金溫線 (金華東—溫州東)、寧銅線 (南京—銅陵西) 等，相應地開行配套的摘掛列車，在特定車站進行中轉。

2　長三角快運鐵路網(wǎng)絡可達性分析

空間節(jié)點選擇長三角鐵路快運網(wǎng)絡中的業(yè)務辦理站，線路選擇長三角快運列車運行的普速鐵路線路，時間節(jié)點則定為長三角快運列車的開始開行時間——2014 年 9 月，以及長三角快運列車開行方案的優(yōu)化時間——2014 年 12 月。

2.1研究方法

根據(jù)長三角快運列車的開行特點及現(xiàn)有數(shù)據(jù)，選擇傳統(tǒng)的距離法，采用最短空間距離、最短時間距離和連接性評價長三角快運鐵路網(wǎng)絡可達性。

最短空間距離 (Di) 是某一節(jié)點與其他節(jié)點之間快運列車運行的最短空間距離之和，其計算方法為

式中：Dij為 i 節(jié)點、j 節(jié)點間物體位移的最短空間距離，km。Di值越低，可達性越好，其數(shù)據(jù)來源于測繪部門提供的長三角快運鐵路網(wǎng)絡。

最短時間距離 (Ti) 指節(jié)點與網(wǎng)絡中其他節(jié)點間快運列車運行的最短時間距離之和，其計算方法為

式中：Tij為 i 節(jié)點、j 節(jié)點間物體位移所需的最短時間，h。Ti值越低，時間可達性越高，其數(shù)據(jù)來源于上海鐵路局 2014 年 9 月快運列車時刻表，以及2014 年 12 月上海鐵路局運行圖調(diào)整文件。

連接性為某一節(jié)點到其他節(jié)點間物資中轉的最少次數(shù)，其計算方法為

式中：Cij為 i 節(jié)點與 j 節(jié)點間物體位移所需的中轉次數(shù)。Ci值越低，連接性越高，其數(shù)據(jù)來源于快運列車開行方案。

2.2可達性分析

2.2.1最短空間距離

根據(jù)公式 ⑴ 計算出各節(jié)點的最短空間距離，并且用地理信息系統(tǒng)軟件 Arc GIS 繪制等值線圖，如圖 1 所示。

總體上，最短空間距離呈現(xiàn)雙“中心—外圍”的形式，以南京—鎮(zhèn)江一帶為核心圈層，由該圈層向外呈環(huán)狀外推，由中心向外逐漸降低，這說明南京、鎮(zhèn)江地處于長三角中心區(qū)域，最短空間距離最小，因而長三角快運列車中心作業(yè)站選址于南京西站。

最短空間距離等值線向京滬線 (北京—上海)、滬昆線 (上海—昆明) 和華東二通道 (該線路從阜陽到杭州，由阜淮線 (阜陽—淮南)、水張線 (水家湖—張樓) 水家湖—淮南段、淮南線 (蚌埠—蕪湖) 水家湖—蕪湖段、皖贛線 (蕪湖—貴溪) 蕪湖—宣城段、宣杭線(宣城—杭州) 等線路組成，在上海鐵路局內(nèi)簡稱為“華東二通道”) 等干線鐵路方向伸展，說明這些干線鐵路有效地縮短了運輸距離。但是，最短空間距離等值線在蘇中、蘇北地區(qū)凹進，尤其是新長線 (新沂—長興)沿線。這是由于蘇中、蘇北地區(qū)的鐵路網(wǎng)絡不完善，現(xiàn)有寧啟線 (林場—南通)、新長線走向不佳，導致蘇中、蘇北地區(qū)與其他地區(qū)，尤其是樞紐之間的空間距離偏大，如淮安—南京的直線距離約 180 km，而經(jīng)鐵路從淮安到南京則需要繞道徐州市或海安縣再到南京，繞道徐州需要 550 km，繞道海安縣需要 450 km。類似地，最短空間距離在阜淮線沿線出現(xiàn)極大值，阜陽—蚌埠直線距離約 150 km，但經(jīng)鐵路需要繞道淮南、水家湖，使運輸距離增加至 210 km。

圖1　長三角快運鐵路網(wǎng)絡最短空間距離

2.2.2最短時間距離

根據(jù)公式⑵分別計算出各節(jié)點在 2014 年 9 月和 12 月的時間距離，并且用 Arc GIS 分別繪制等值線圖，得到 2014 年 9 月、12 月長三角快運鐵路網(wǎng)絡最短時間距離如圖 2、圖 3 所示。

圖2　2014年9月長三角快運鐵路網(wǎng)絡最短時間距離

圖3　2014 年12月長三角快運鐵路網(wǎng)絡最短時間距離

根據(jù)圖 2 和圖 3，最短時間距離最小的地區(qū)位于南京、鎮(zhèn)江一帶的京滬線上，原因是這一地區(qū)的鐵路最短空間距離最小，屬于長三角區(qū)位優(yōu)勢最佳的區(qū)域，加上這一帶線路級別高，線路狀況較好，列車運行速度較快。金溫線、金千線和新長線的最短時間距離相對較長，這是由于這幾條線路處于外圍地帶，區(qū)位優(yōu)勢不佳，最短空間距離大，外加技術等級較低、線路狀況較差，列車通過時限速低，導致列車運行時間進一步加長。但是，相比最短空間距離，最短時間距離在阜陽地區(qū)較優(yōu)，這是因為華東二通道的高等級旅客列車較少，沿途會讓待避少，因而縮短列車運行時間。

從圖 2 和圖 3 可以看出，總體上 2014 年 12 月最短時間距離比 2014 年 9 月小，這說明長三角地區(qū)鐵路快運網(wǎng)絡得到整體優(yōu)化。在京滬線、滬昆線等繁忙雙線上的最短時間距離縮短主要是由于調(diào)整了長三角快運列車的運行時段，避開特快以上的高等級旅客列車集中運行時段，當無法避開高等級旅客列車時則利用待避時間安排作業(yè)。在寧銅線等單線區(qū)段，快運列車和其他同一方向的列車在同一時段集中追蹤運行，減少會車的次數(shù)和時間，從而縮短列車運行時間。

2.2.3連接性分析

根據(jù)公式 ⑶ 分別計算 2014 年 9 月、12 月各節(jié)點的連接性，并且用 Arc GIS 分別繪制等值線圖，2014 年 9 月、12 月長三角快運鐵路網(wǎng)絡連接性如圖4、圖 5 所示。

圖4　2014年9月長三角快運鐵路網(wǎng)絡連接性

圖5　2014年12月長三角快運鐵路網(wǎng)絡連接性

從圖 4 和圖 5 可以看出，金溫線、金千線附近等值線內(nèi)凹，這是由于金溫線、金千線尚未開行直通快運列車，經(jīng)這 2 條線運輸?shù)奈锲沸枰诮鹑A站或附近的東孝站中轉。類似的還有寧銅線的銅陵西站，也是因為銅陵沒有開通直通列車，需要在蕪湖中轉。而皖北的符夾線 (符離集—夾河寨)、青阜線(青龍山—阜陽)，蘇北的隴海線 (連云—蘭州) 連云港東—徐州段、新長線新沂—海安縣段等最短空間距離較長的線路，其連接性數(shù)值反而較低，這是因為這些地區(qū)開行直通列車，減少了中轉次數(shù)。在圖 4 和圖 5 中，南京市都出現(xiàn)了較小值，在南京—蕪湖—宣城—常州—鎮(zhèn)江—南京圈層則出現(xiàn)極大值，這是由于區(qū)位因素的影響使南京成為中心站所在地，以中心站出發(fā)大多數(shù)物資不需要中轉，而從南京—蕪湖—宣城—常州—鎮(zhèn)江—南京圈層其他業(yè)務受理站出發(fā)的大多數(shù)物資需要在南京中轉。

由圖 4 和圖 5 還可以看出，京滬線南京—上海段在 2014 年 12 月的連接性值較 2014 年 9 月增加，而南京—徐州段則降低。華東二通道在合肥—杭州段的連接性值增加。這是由于長三角快運列車在2014 年 12 月調(diào)整了列車開行方案，徐州—杭州間開行直通快運列車，京滬線南京以北方向去京滬線滬寧段和滬昆沿線可以不必在南京中轉，而南環(huán)快運列車由原來的寧銅線—華東二通道—合肥折返—華東二通道—滬昆線—蕭甬線 (杭州南—寧波)—滬昆線—京滬線，縮短至寧蕪鐵路—華東二通道—滬昆線—蕭甬線—華東二通道—寧蕪鐵路運行，使京滬線滬寧段及滬昆線滬杭段去往杭州以南方向的車流需要在杭州中轉。同樣，由于南環(huán)列車不再經(jīng)合肥折返，華東二通道的快運列車在蕪湖斷開，繼續(xù)向南去的物資需要在蕪湖中轉，導致蕪湖市的連接性數(shù)值降低，但使得華東二通道其他區(qū)域連接性數(shù)值增加。

3　結論與建議

3.1結論

（1）從最短空間距離看，長三角鐵路快運網(wǎng)絡在南京、鎮(zhèn)江一帶空間可達性最好，在江蘇省北部、中部及皖北阜陽地區(qū)的空間可達性則較差，說明上述地區(qū)鐵路快運網(wǎng)絡不夠完善。

（2）從最短時間距離看，長三角鐵路快運列車的時間可達性格局與空間可達性格局大致相同。經(jīng)過 2014 年 12 月對長三角快運列車開行方案進行優(yōu)化調(diào)整，運輸時間明顯縮短。

（3）從連接性看，2014 年 9 月長三角地區(qū)的連接性相對均衡。在 2014 年 12 月，在京滬線、滬昆線、華東二通道等線路的連接性發(fā)生變化，說明在2014 年 12 月長三角地區(qū)鐵路快運網(wǎng)絡列車開行方案優(yōu)化后具有明顯的側重方向。

3.2建議

（1）進一步完善長三角鐵路網(wǎng)絡，如完善蘇中、蘇北地區(qū)的鐵路網(wǎng)絡，修建連云港—淮安—南京一線的普速鐵路，縮短蘇北地區(qū)的運輸距離。金千線向北延長至黃山、銅陵、廬江以完善浙皖 2 省南部鐵路網(wǎng)絡。

（2）將部分已經(jīng)開通客貨運輸業(yè)務的線路納入鐵路快運網(wǎng)絡，如新長線海安縣—長興南區(qū)段、海洋線 (海安縣—如東)、宿淮線 (符離集—袁北)，以及部分客運專線如寧蓉線 (南京南—成都) 永寧鎮(zhèn)—三十里鋪段、杭深線 (杭州東—深圳北) 寧波—蒼南段。這 2 條線雖然定位于客運專線，但行車設備可以與貨物快運列車兼容，利用夜間天窗時間前后安排快運列車運行，增開經(jīng)由寧蓉線—華東二通道—阜淮線—青阜線—符夾線—宿淮線—新長線—華東二通道—寧蓉線的環(huán)線列車。

（3）針對既有技術條件較差的鐵路進行提速改造，如新長線、金千線、寧銅線及皖北地區(qū)鐵路，以縮短貨物快運列車的運行時間。

（4）優(yōu)化運輸組織，新金溫鐵路 (金華南—溫州南) 即將開通運營，南環(huán)快運列車的運輸徑路可以改經(jīng)寧銅線—華東二通道—滬昆線—新金溫線—杭深線 (杭州東—深圳北) 溫州南—寧波段—蕭甬線，既可以滿足浙東南地區(qū)金溫線、杭深線沿線經(jīng)濟發(fā)達、小件物流需求旺盛地區(qū)的運輸需求，也可以避免南環(huán)快運列車在滬昆線、蕭甬線等線路折角運行，提高長三角快運列車運行效率。

[1] Hansen W G. How Accessibility Shape Land-use[J]. Journal of the American Institute of Planners，1959，25(2)：73-76.

[2] 王振波，徐建剛，朱傳耿，等. 中國縣域可達性區(qū)域劃分及其與人口分布的關系[J]. 地理學報，2010，65(4)：416-426. WANG Zhen-bo，XU Jian-gang，ZHU Chuan-geng，et al. The County Accessibility Divisions in China and Its Correlation with Population Distribution[J]. Acta Geographica Sinica，2010，65(4)：416-426.

[3] 張 莉，朱長寧，曹莉娜. 滬寧城際高速鐵路對區(qū)域可達性的影響研究[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟，2013，35(1)：82-87. ZHANG Li，ZHU Chang-ning，CAO Li-na. Study on Influence of Shanghai-Nanjing Inter-city High-speed Railway on Regional Accessibility[J]. Railway Transport and Economy，2013，35(1)：82-87.

[4] 何 丹，楊 犇. 高速鐵路對沿線地區(qū)可達性的影響研究：以皖北地區(qū)為例[J]. 長江流域資源與環(huán)境，2011，22(10)：1264-1275. HE Dan，YANG Ben. Impact of High-Speed Railways on Accessibility：A Case Study of North Anhui[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin，2011，22(10)：1264-1275.

[5] 吳 威，曹有揮，曹衛(wèi)東，等. 開放條件下長江三角洲區(qū)域的綜合交通可達性空間格局[J]. 地理研究，2007，26(2)：391-402. WU Wei，CAO You-hui，CAO Wei-dong，et al. On the Patterns of Integrated Transportation Accessibility in the Yangtze River Delta under Opening Conditions[J]. Geographical Research，2007，26(2)：391-402.

[6] 張萌萌，孟曉晨. 高速鐵路對中國城市市場潛力的影響：基于鐵路客運可達性的分析[J]. 地理科學進展，2014，33(12)：1650-1658. ZHANG Meng-meng，MENG Xiao-chen. Impact of High-speed Railway on Market Potential of Chinese Cities：Analyses based on Railway Passenger Transport Accessibility[J]. Progress in Geography， 2014，33(12)：1650-1658.

[7] 蔣海兵，張文忠，祁 毅，等. 高速鐵路與出行成本影響下的全國陸路可達性分析[J]. 地理研究，2015，34(6)：1015-1028. JIANG Hai-bing，ZHANG Wen-zhong，QI Yi，et al. The Land Accessibility Influenced by China’s High-speed Rail Network and Travel Cost[J]. Geographical Research，2015，34(6)：1015-1028.

[8] 戴特奇，張玉韓，趙娟娟. 中國民用運輸機場的可達性溢出效應研究[J]. 地理學報，2013，68(12)：1668-1677. DAI Te-qi，ZHANG Yu-han，ZHAO Juan-juan. Using Accessibility Measures to Assess Spillover Effect of Civil Airports in China[J]. Acta Geographica Sinica，2013，68(12)：1668-1677.

[9] 劉傳明，曾菊新. 縣域綜合交通可達性測度及其與經(jīng)濟發(fā)展水平的關系：對湖北省 79 個縣域的定量分析[J]. 地理研究，2011，30(12)：2209-2221. LIU Chuan-ming，ZENG Ju-xin. The Calculating Method about the Comprehensive Transport Accessibility and Its Correlation with Economic Development at County Level：The Statistical Analysis of 79 Counties in Hubei Province[J]. Geographical Research，2011，30(12)：2209-2221.

[10] 鄧 羽，蔡建明，楊振山，等. 北京城區(qū)交通時間可達性測度及其空間特征分析[J]. 地理學報，2012，67(2)：169-178. DENG Yu，CAI Jian-ming，YANG Zhen-shan，et al. Measuring Time Accessibility with Its Spatial Characteristics in Urban Areas of Beijing[J]. Acta Geographica Sinica，2012，67(2)：169-178.

[11] 曹小曙，李 濤，楊文越，等. 基于陸路交通的絲綢之路經(jīng)濟帶可達性與城市空間聯(lián)系[J]. 地理科學進展，2015，34(6)：657-664. CAO Xiao-shu，LI Tao，YANG Wen-yue，et al. Accessibility and Urban Spatial Connections of Cities in the Silk Road Economic Belt based on Land Transportation[J]. Progress in Geography，2015，34(6)：657-664.

[12] 周 群，馬林兵，陳 凱，等. 一種改進的基于空間句法的地鐵可達性演變研究：以廣佛地鐵為例[J]. 經(jīng)濟地理，2015，35(3)：100-107. ZHOU Qun，MA Lin-bing，CHEN Kai，et al. An Improved Method of Analyzing the Accessibility of Guangfo Subway Evolution based on Spatial Syntax[J]. Economic Geography，2015，35(3)：100-107.

[13] 張金超，馮姍姍，陳佳眉. 京津冀貨物快運列車貨運組織流程的探討[J]. 鐵道貨運，2014，32(10)：5-8. ZHANG Jin-chao，F(xiàn)ENG Shan-shan，CHEN Jia-mei. Discussion on Freight Transport Organization Process of Beijing-Tianjin-Hebei Freight Express Trains[J]. Railway Freight Transport，2014，32(10)：5-8.

責任編輯：馮姍姍

Study on Accessibility Pattern and Optimization of Express Railway Network in Yangtze River Delta

Taking the express railway network in Yangtze River Delta which operating by Shanghai Railway Administration as a research object, selecting September—December 2014 as time node and acceptance station as the space node, this paper studies the accessibility status of express railway network in Yangtze River Delta through selecting 3 indices, including shortest spatial distance, shortest time distance and connectivity. The study result shows the express railway network has the best space accessibility in the areas of Nanjing and Zhenjiang; From the view of time distance, the time accessibility pattern and the spatial accessibility of railway express network in Yangtze River Delta are in essence the same; from the view of connectivity, Yangtze River Delta area has relative stable connectivity in September 2014, while in December 2014, the connectivity on Beijing-Shanghai line, Shanghai-Kunming line, etc. were changed. Based on above, the paper puts forward suggestions on further optimizing railway network.

Railway Express Network; Yangtze River Delta; Accessibility; Pattern; Optimization

1003-1421(2016)03-0051-06

U294.1

B

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.03.10

2015-11-10

2015-11-12

2015 年江蘇省高等學校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃(201513106004Y)