郭 星，許旺土

（廈門大學(xué) 建筑與土木工程學(xué)院，福建 廈門 361005)

0 引言

2004 年，國務(wù)院首次批準(zhǔn)了《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，我國開始步入高速鐵路大規(guī)模建設(shè)的階段。從“四縱四橫”發(fā)展到“八縱八橫”，高速鐵路的發(fā)展極大地增強(qiáng)了核心城市之間的聯(lián)系和城市群的凝聚力，促進(jìn)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展有助于城市生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)生空間溢出效應(yīng)[1]。但區(qū)域發(fā)展不平衡的問題日益加深，區(qū)域差距以及城鄉(xiāng)差距逐漸拉大，高速鐵路“虹吸”效應(yīng)使得核心城市周邊中小城市出現(xiàn)不同程度的人才資源流失和城市收縮現(xiàn)象。因此，高速鐵路的規(guī)劃發(fā)展一方面要堅(jiān)持發(fā)揮中心城市的帶動(dòng)作用，保持中心城市的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長，另一方面要兼顧邊緣城市的協(xié)調(diào)發(fā)展，縮小與中心城市之間的差距，實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)同發(fā)展。

近年來，高速鐵路和高速公路的建設(shè)發(fā)展增進(jìn)了都市圈之間融合形成城市群并促使城市群空間結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)生變革。鈕心毅、陶卓霖等[2-3]通過分析城市間的出行時(shí)間研究了高速鐵路對(duì)長三角地區(qū)的出行特征和可達(dá)性的影響；付曉豫等[4]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論方法研究了交通運(yùn)輸通道與經(jīng)濟(jì)帶之間耦合的計(jì)算模型；劉大均等[5]研究了高速鐵路網(wǎng)絡(luò)對(duì)成渝和海西城市群的旅游經(jīng)濟(jì)特征的影響變化；李永奎等[6]以長江經(jīng)濟(jì)帶的長江三角洲和長江中游城市群為例，探究了高速鐵路網(wǎng)絡(luò)與城市群網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演變的相互影響關(guān)系；黃言等[7]從多角度綜合分析了我國5 個(gè)超大城市群交通網(wǎng)絡(luò)格局的差異；王鵬、趙映慧等[8-9]從網(wǎng)絡(luò)密度、中心度等5個(gè)方面對(duì)我國長三角、珠三角和京津冀三大重點(diǎn)戰(zhàn)略發(fā)展區(qū)域的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了比較分析，研究了高速鐵路網(wǎng)絡(luò)對(duì)城市群的經(jīng)濟(jì)聚集效應(yīng)的影響機(jī)理。此外，高速鐵路的建設(shè)也在很大程度上推動(dòng)了旅游業(yè)的繁榮[10]。

從已有文獻(xiàn)來看，城市群區(qū)域高速鐵路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展評(píng)估的研究集中于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)等方面，尚未形成較為全面的區(qū)域高速鐵路網(wǎng)絡(luò)評(píng)估指標(biāo)體系。因此，研究基于廣義函數(shù)評(píng)價(jià)法，構(gòu)建區(qū)域高速鐵路網(wǎng)絡(luò)水平綜合評(píng)估模型，能夠?qū)ξ覈诵某鞘腥旱母咚勹F路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平進(jìn)行比較科學(xué)的評(píng)估，為制定新一輪的路網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展策略提供合理的參考。

1 城市群及高速鐵路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃歷程

1.1 城市群的發(fā)展

城市化是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展和工業(yè)化的必然結(jié)果，中心城市的聚集效應(yīng)不斷吸納周邊的生產(chǎn)要素，推動(dòng)著農(nóng)村向城鎮(zhèn)發(fā)展，中小城市向大城市發(fā)展，單一的城市向城市群和經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展。核心城市通過聚集輻射作用與周圍城市在空間組織和經(jīng)濟(jì)發(fā)展上緊密聯(lián)系并實(shí)現(xiàn)高度一體化，形成多核心、多層次的城市群。但與此同時(shí)，核心城市與邊緣城市的差距也逐漸拉大。

黨的十九大報(bào)告明確提出實(shí)施區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略，依托大城市的發(fā)展基礎(chǔ)和資源優(yōu)勢引導(dǎo)好中小城市的發(fā)展，增強(qiáng)小城鎮(zhèn)的地區(qū)產(chǎn)業(yè)功能，推行新型城鎮(zhèn)化道路，促進(jìn)城鄉(xiāng)融合[11]?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于建立更加有效的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展新機(jī)制的意見》中明確提出通過城市群來帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，堅(jiān)持以東部為主導(dǎo)，推進(jìn)中西部地區(qū)崛起，振興東北的發(fā)展原則，先后批復(fù)了多個(gè)國家級(jí)城市群，目前我國城市群發(fā)展的戰(zhàn)略框架基本成型，已形成“19+2”的分布格局。

1.2 高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃

我國2004 年通過第一個(gè)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》后，首次提出了“四縱四橫”的網(wǎng)絡(luò)布局，確定基本連通國內(nèi)主要大都市的建設(shè)目標(biāo)，并于2015 年底提前完成原定建設(shè)目標(biāo)，基本建成“四縱四橫”的主骨架干線通道。2016 年，國家再一次修訂了《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，在原有路網(wǎng)骨架的基礎(chǔ)上延伸并新增了干線通道，形成了“八縱八橫”的框架體系，此外，還以支線、市域和城際高速鐵路作為補(bǔ)充，進(jìn)一步優(yōu)化了東部發(fā)達(dá)地區(qū)的路網(wǎng)，擴(kuò)大了中西部落后地區(qū)的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，增進(jìn)了各大城市群的聯(lián)系。

2 指標(biāo)體系和評(píng)估模型的構(gòu)建

2.1 區(qū)域高速鐵路網(wǎng)絡(luò)水平評(píng)估指標(biāo)體系

諸多學(xué)者對(duì)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)和城市群發(fā)展的研究和分析方向，可以概括為高速鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、城市空間結(jié)構(gòu)和城市群綜合競爭力3 個(gè)方向。高速鐵路發(fā)展評(píng)價(jià)方向如表1 所示。

表1 高速鐵路發(fā)展評(píng)價(jià)方向Tab.1 Evaluation direction of HSR development

整合已有文獻(xiàn)的研究，從線網(wǎng)布局、站點(diǎn)分布、運(yùn)輸服務(wù)、運(yùn)輸能力、運(yùn)輸效益和發(fā)展?jié)摿?個(gè)方面建立指標(biāo)體系。

2.1.1 線網(wǎng)布局

（1）線網(wǎng)密度：區(qū)域單位面積內(nèi)的鐵路里程。

（2）每萬人擁有里程量：反映高速鐵路網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域發(fā)展間的適應(yīng)性。

（3）高時(shí)速路線里程比重：指設(shè)計(jì)速度350 km/h以上的路線里程比重。

（4）網(wǎng)絡(luò)連接度指數(shù)C：衡量高速鐵路路網(wǎng)布局的完善程度，其值在0 ～ 1 之間，越接近1，說明連接度越好，如公式(1)所示。

式中：Cij為節(jié)點(diǎn)城市i到節(jié)點(diǎn)城市j的連接性，若節(jié)點(diǎn)城市i與j之間高速鐵路直達(dá)，值取1，否則取0；n為區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)城市總數(shù)。

（5）非直線系數(shù)a：實(shí)際路線距離與空間直線距離的比值，衡量路線的便捷程度，如公式(2)所示。

式中：li，di分別為區(qū)域內(nèi)第i條路線的核心站點(diǎn)間的實(shí)際路線長度和直線距離；λi為第i條路線里程占區(qū)域總里程的比重；k為區(qū)域路線數(shù)目。

（6）近期新增規(guī)劃建設(shè)路線：反映高速鐵路路網(wǎng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步的完善力度。

2.1.2 站點(diǎn)分布水平

（1）車站密度：區(qū)域單位面積內(nèi)的高速鐵路車站數(shù)量，反映總體車站服務(wù)水平。

（2）站點(diǎn)覆蓋率：區(qū)域內(nèi)有高速鐵路站點(diǎn)的縣級(jí)行政區(qū)(市轄區(qū))在所有行政區(qū)中所占的比重，反映高速鐵路站點(diǎn)布局的合理性與協(xié)調(diào)性。

（3）線路節(jié)點(diǎn)樞紐車站比重：反映區(qū)域內(nèi)的換乘服務(wù)水平。

（4）千公里動(dòng)車運(yùn)用所數(shù)量：反映動(dòng)車組設(shè)備的服務(wù)水平。

（5）站點(diǎn)分布均衡度b：衡量各節(jié)點(diǎn)城市的站點(diǎn)數(shù)量與當(dāng)?shù)氐娜丝跀?shù)量相互協(xié)調(diào)性，如公式(3)所示。

式中：Pi，Ni分別為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)城市的人口和車站數(shù)量；P，N分別為區(qū)域總?cè)丝诤涂傉军c(diǎn)數(shù)量；n為區(qū)域節(jié)點(diǎn)城市數(shù)量，站點(diǎn)分布均勻度的值在0 ～ ln (n)之間，越接近0，說明分布越均衡。

2.1.3 運(yùn)輸服務(wù)

（1）高速鐵路客運(yùn)比重：平均每日高速鐵路車次數(shù)量占總車次數(shù)量的比重，反映現(xiàn)有高速鐵路網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸體系滿足區(qū)域交通出行需求的程度。

（2）中心城市平均通行時(shí)間：反映城市群的中心城市之間的連通效率。

（3）區(qū)域綜合可達(dá)性A：反映城市之間聯(lián)系的容易程度，如公式(4)所示。

式中：Ai為節(jié)點(diǎn)城市i在2 h 內(nèi)可到達(dá)的城市數(shù)量；ωi為節(jié)點(diǎn)城市i的人口在區(qū)域內(nèi)所占的比重作為權(quán)重；n為區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)城市總數(shù)。

（4）平均每百公里出行耗時(shí)T：衡量區(qū)域內(nèi)人民出行快捷性的改善程度，如公式(5)所示。

式中：Tij為節(jié)點(diǎn)城市i到節(jié)點(diǎn)城市j的平均通行時(shí)間(單位min)與距離(單位km)的比值；n為區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)城市總數(shù)。

（5）區(qū)域聯(lián)系強(qiáng)度S：反映區(qū)域內(nèi)部的城市人員活動(dòng)之間的相互聯(lián)系緊密程度，如公式(6)所示。

式中：Sij為城市i與城市j之間的每日平均通行的高速鐵路列車數(shù)量；λi為城市i的GDP 在區(qū)域內(nèi)所占比重作為權(quán)重；n為區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)城市總數(shù)。

（6）“復(fù)興號(hào)”投入比重：衡量各區(qū)域的高速動(dòng)車組設(shè)備水平。“復(fù)興號(hào)”是我國自主研發(fā)、具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代高速動(dòng)車組列車，能為乘客提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，以“復(fù)興號(hào)”投入比重可一定程度上衡量區(qū)域出行服務(wù)水平。

2.1.4 運(yùn)輸能力

綜合運(yùn)輸能力包括客運(yùn)和貨運(yùn)2 方面，主要衡量指標(biāo)有客運(yùn)量、貨運(yùn)量、旅客周轉(zhuǎn)量、貨物周轉(zhuǎn)量，以及客運(yùn)和貨運(yùn)在整個(gè)交通運(yùn)輸行業(yè)中所占的比重，考慮到各城市群的體量不同，選用均值指標(biāo)衡量。

2.1.5 運(yùn)輸效益

運(yùn)輸效益指綜合運(yùn)輸營業(yè)活動(dòng)過程中所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，由于社會(huì)效益涉及范圍廣，受益范圍難以清晰界定，且具有一定程度的滯后效應(yīng)，區(qū)域間的社會(huì)效益無法直接比較，不具備可比性，因而不適用于區(qū)域高速鐵路網(wǎng)絡(luò)水平的定量評(píng)估。故選取客、貨運(yùn)的單位里程和單位運(yùn)輸量的收入率作為區(qū)域運(yùn)輸效益的評(píng)估指標(biāo)。

2.1.6 發(fā)展?jié)摿?/p>

人口是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動(dòng)促使人員流動(dòng)加大，吸引人口流入，人口和經(jīng)濟(jì)二者相輔相成。此外，旅游業(yè)也是高速鐵路運(yùn)輸需求的重要影響因素，近年來我國旅游人次、旅游收入和過夜游客量等均隨著高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而有了大幅度的提升。故選取人口密度、人口增長率、城鎮(zhèn)化率和人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)比重和旅游人口密度6 個(gè)指標(biāo)來評(píng)估。

2.2 廣義函數(shù)評(píng)價(jià)模型

在多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中，由于不同指標(biāo)之間的數(shù)量級(jí)別和量綱存在差異，需要把各指標(biāo)的數(shù)量值通過數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一的等級(jí)屬性測度值或標(biāo)準(zhǔn)分后得出最終的評(píng)估結(jié)果。廣義函數(shù)法是定量評(píng)價(jià)分析中非常高效簡便的評(píng)估方法，其基本原理是直接把指標(biāo)值通過構(gòu)建的廣義效用函數(shù)一對(duì)一映射到設(shè)定的評(píng)定等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)分上[16]。廣義函數(shù)模型原理如圖1 所示。

圖1 廣義函數(shù)模型原理Fig.1 Principle of generalized function model

2.3 指標(biāo)賦權(quán)

指標(biāo)賦權(quán)分主觀和客觀。主觀賦權(quán)法主要有專家經(jīng)驗(yàn)法和層次分析法等，均根據(jù)專業(yè)人員主觀地判斷各指標(biāo)的重要性程度得出權(quán)重大??；客觀賦權(quán)的權(quán)重大小取決于評(píng)估樣本的指標(biāo)值。

主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)都存在一定的局限性。主觀賦權(quán)靈活方便，但完全取決于專家的主觀判斷，缺乏一定的科學(xué)性；客觀賦權(quán)立足于評(píng)價(jià)對(duì)象的樣本數(shù)據(jù)，雖然在理論上可行性較高，但也會(huì)較大程度受限于指標(biāo)體系的科學(xué)性和樣本數(shù)據(jù)本身的缺陷而導(dǎo)致指標(biāo)的權(quán)重與其自身重要性程度不相匹配。因此，主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)相結(jié)合能夠較大程度發(fā)揮兩類賦權(quán)法的優(yōu)勢，修正偏差。

3 成渝城市群實(shí)例分析

3.1 成渝城市群概況

成渝城市群位于長江上游，是西南部人口最密集、產(chǎn)業(yè)最集中的地區(qū)，形成了以高速鐵路和高速公路為紐帶的“雙核五帶”發(fā)展模式。根據(jù)2019年的統(tǒng)計(jì)公報(bào)，重慶市GDP 總量為2.36 萬億元，成都市GDP 總量為1.7 萬億元，分別位居全國第5、第7。成都、重慶作為兩大發(fā)展核心城市，具有很強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿秃髣牛陔娮有畔a(chǎn)業(yè)、汽車制造、新能源材料及生物醫(yī)療等新興產(chǎn)業(yè)上具有較強(qiáng)優(yōu)勢，且文化旅游鏈豐富，此外還與德陽、資陽和眉山等周邊城市形成產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)，共同促進(jìn)城市群的發(fā)展。

3.2 高速鐵路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平評(píng)估

（1）數(shù)據(jù)的收集。根據(jù)建立的指標(biāo)體系，從區(qū)域城市的統(tǒng)計(jì)局、統(tǒng)計(jì)公報(bào)和鐵路運(yùn)輸部門提供的數(shù)據(jù)中統(tǒng)計(jì)得到成渝城市群2019 年高速鐵路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 成渝城市群2019 年高速鐵路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)Tab.2 Evaluation index data of HSR network development level in Chengdu-Chongqing urban agglomerations in 2019

（2）指標(biāo)的無量化。由于不同指標(biāo)的量綱不一致，因此需要對(duì)指標(biāo)進(jìn)行無量化處理之后才能進(jìn)行綜合總體評(píng)估，根據(jù)廣義函數(shù)模型原理劃分屬性等級(jí)后將所有的指標(biāo)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)分。

①屬性等級(jí)劃分。對(duì)指標(biāo)進(jìn)行去量綱處理前先設(shè)定各指標(biāo)屬性等級(jí)劃分，根據(jù)全國各區(qū)域的指標(biāo)值分布設(shè)定“發(fā)達(dá)”“良好”“達(dá)標(biāo)”和“落后”4個(gè)評(píng)分等級(jí)的臨界值，按百分制評(píng)分。指標(biāo)評(píng)分等級(jí)劃分如表3 所示。

表3 指標(biāo)評(píng)分等級(jí)劃分Tab.3 Grade division of index scores

②評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)化?？紤]到未在“達(dá)標(biāo)”等級(jí)以下設(shè)定其他等級(jí)分布，結(jié)合我國各地主要城市的指標(biāo)數(shù)值分布情況，未達(dá)標(biāo)的城市區(qū)域里接近達(dá)標(biāo)的數(shù)量占多數(shù)，十分落后的占少數(shù)，對(duì)“達(dá)標(biāo)”等級(jí)以上采用線性函數(shù)表達(dá)式，對(duì)“達(dá)標(biāo)”等級(jí)以下采用根式函數(shù)表達(dá)式，如公式(7)所示。

式中：fi和Fi為第i個(gè)指標(biāo)的值和其所對(duì)應(yīng)量化的標(biāo) 準(zhǔn) 得 分(i=A1，A2，…，D6，)；fi1，fi2，fi3，fi4為第i個(gè)指標(biāo)在“發(fā)達(dá)”“良好”“達(dá)標(biāo)”“落后”4個(gè)等級(jí)所對(duì)應(yīng)的臨界指標(biāo)值。

將表2 中的指標(biāo)值逐一代入上式得到各指標(biāo)的評(píng)分。指標(biāo)得分如表4 所示。

（3）組合賦權(quán)法確定權(quán)重。指標(biāo)對(duì)準(zhǔn)則層權(quán)重采用變異系數(shù)法通過與其他城市群的數(shù)據(jù)對(duì)比，依據(jù)指標(biāo)在不同城市群間的差異大小來確定其重要性，準(zhǔn)則層的權(quán)重采用專家經(jīng)驗(yàn)法綜合5 個(gè)專家的評(píng)估結(jié)果而確定。指標(biāo)權(quán)重如表5 所示。

（4）評(píng)估結(jié)果。結(jié)合表4 的評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)和表5 的指標(biāo)權(quán)重，得出最終的評(píng)估結(jié)果。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2 所示。

表4 指標(biāo)得分Tab.4 Index scores

表5 指標(biāo)權(quán)重Tab.5 Index weight

從圖2 可以得知，成渝城市群區(qū)域的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)綜合發(fā)展水平總體達(dá)標(biāo)且具備較為良好的發(fā)展?jié)摿??？傮w上，成渝地區(qū)在線網(wǎng)布局和站點(diǎn)分布方面各項(xiàng)指標(biāo)值均處于中等水平；在運(yùn)營服務(wù)方面存在的主要問題是綜合可達(dá)性和區(qū)域聯(lián)系強(qiáng)度較弱，這一方面是由于成渝地區(qū)的地理位置受限使得與其他幾大核心城市群的直接聯(lián)系并不明顯，另一方面是成渝內(nèi)部除成都和重慶兩大核心城市外，次級(jí)城市的經(jīng)濟(jì)體量較小且一體化水平較弱所導(dǎo)致的；在運(yùn)輸能效上仍舊存有較大的上升空間，主要表現(xiàn)在客貨運(yùn)輸體量和收入上；發(fā)展?jié)摿Φ木C合指標(biāo)值最高，在近5 年人口增長和旅游人口密度表現(xiàn)尤其良好，外加國家對(duì)西部發(fā)展的政策傾斜，可以預(yù)見成渝城市群的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃發(fā)展會(huì)越來越完善。

圖2 綜合評(píng)估結(jié)果Fig.2 Overall evaluation results

4 結(jié)束語

高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)推動(dòng)城市化進(jìn)程和促進(jìn)城市群的形成與發(fā)展有著重要的作用，高速鐵路的建設(shè)規(guī)劃需要結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，與之相互協(xié)調(diào)。從城市群區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度建立了區(qū)域高速鐵路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平評(píng)估指標(biāo)體系，基于廣義函數(shù)評(píng)價(jià)法形成綜合評(píng)估模型并以成渝城市群為例進(jìn)行評(píng)估分析，可為國內(nèi)區(qū)域高速鐵路的綜合發(fā)展水平評(píng)估和經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃方向調(diào)整提供一定的參考，后續(xù)將繼續(xù)展開對(duì)高速鐵路社會(huì)成本和效益量化評(píng)估的研究分析。