王玉賀，趙俊，榮文竽

(1.大連交通大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，遼寧 大連 116028；2.吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 吉林 132200)

隨著我國高速鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，區(qū)域性交通運(yùn)輸體系日趨完善，對區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)要素的流動(dòng)產(chǎn)生重要影響.因此，系統(tǒng)地分析高速鐵路對區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響及程度，對優(yōu)化交通運(yùn)輸系統(tǒng)資源配置，合理規(guī)劃高速鐵路的運(yùn)輸能力，促進(jìn)沿線地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義.

各國學(xué)者在高速鐵路對區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響方面的研究比較籠統(tǒng)，主要集中在研究高鐵的建成在不同程度上對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響.Vickerman[1]通過分析歐洲高鐵沿線城市可達(dá)性和高鐵客流量，得出的高鐵建成對主要城市間中間區(qū)域的經(jīng)濟(jì)影響不太明顯，沒有達(dá)到縮小區(qū)域交通可達(dá)性差異的目標(biāo).方大春等[2]認(rèn)為高速鐵路對中國城市空間結(jié)構(gòu)具有深遠(yuǎn)的影響，高鐵的建成可顯著提高城市間的引力和交通通達(dá)度，并且對省會大城市的改善效果優(yōu)于中小城市的.張正[3]以南昌到九江這段城際鐵路為例，建立了“節(jié)點(diǎn)城市”“沿線地區(qū)”“區(qū)域整體”三個(gè)方面的影響指標(biāo)體系，得到高鐵建設(shè)能夠加強(qiáng)沿線城市間交流，提高城市可達(dá)性、改變空間結(jié)構(gòu)、提升區(qū)域整體經(jīng)濟(jì)水平的結(jié)論.高永宏[4]提出濟(jì)青高速鐵路的開通很大程度上將帶動(dòng)沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.

不同區(qū)域高速鐵路的建成對區(qū)域間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的影響有所不同，對區(qū)域的發(fā)展程度、資源稟賦、經(jīng)濟(jì)水平、產(chǎn)業(yè)布局等空間可接近性和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)都有不同的影響[5].高鐵的建設(shè)不能直接的改善區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，而是通過融合其他多種因素對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來積極影響，從而促進(jìn)周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展.所以說高鐵建設(shè)對不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的區(qū)域影響不同.

長吉城際鐵路(長春到吉林市城際間的高速鐵路客運(yùn)專線)是東北地區(qū)第一條城際鐵路，它的開通實(shí)現(xiàn)了客貨分離，提升了兩個(gè)城市的可達(dá)性，拉近了吉林中部城市群與其他地區(qū)的距離，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.本文將欠發(fā)達(dá)地區(qū)吉林省的長春市與吉林市作為研究區(qū)域，對比分析長吉城際鐵路的開通運(yùn)營對長春、吉林兩地經(jīng)濟(jì)所帶來的影響，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行指標(biāo)的選取，通過VENSIM軟件對其影響程度進(jìn)行測算，進(jìn)而豐富高速鐵路對欠發(fā)達(dá)區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響的相關(guān)理論和實(shí)踐.

1 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的構(gòu)建

1.1 指標(biāo)選取

隨著高鐵線路的開通，區(qū)域間的可達(dá)性增強(qiáng)，人流顯著增加，對區(qū)域內(nèi)的服務(wù)業(yè)、旅游業(yè)等行業(yè)的發(fā)展影響最為明顯.在模型的設(shè)計(jì)中，針對第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)的增長，除了產(chǎn)業(yè)投資、從業(yè)人數(shù)以及客貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量的影響外，還將三個(gè)產(chǎn)業(yè)的其他促進(jìn)因素作為一個(gè)輔助變量考慮進(jìn)去，其他促進(jìn)因素主要指長吉地區(qū)的政府政策對農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等相關(guān)行業(yè)的扶持.通過構(gòu)建以上變量間的關(guān)系，依托相關(guān)理論基礎(chǔ)，能夠進(jìn)一步完善整個(gè)模型，為后續(xù)的研究分析做準(zhǔn)備.分析認(rèn)為，長吉城際鐵路的開通不僅對區(qū)域的交通發(fā)展產(chǎn)生一定促進(jìn)作用，而且對區(qū)域內(nèi)三個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來積極影響，進(jìn)而提升長吉地區(qū)的經(jīng)濟(jì)總量，因此在選取變量時(shí)將經(jīng)濟(jì)層面和交通運(yùn)輸層面的指標(biāo)參數(shù)也考慮進(jìn)去.其中在經(jīng)濟(jì)層面選取了長吉GDP、長吉三個(gè)次產(chǎn)業(yè)GDP、長吉三個(gè)產(chǎn)業(yè)總投資額、GDP年增長量等相關(guān)的指標(biāo)；在交通運(yùn)輸層面將長吉地區(qū)鐵路客運(yùn)及貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量、長吉高鐵運(yùn)營里程作為選擇的指標(biāo).將選取的變量進(jìn)行流圖的繪制，進(jìn)而構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型.將模型中每個(gè)指標(biāo)所代表的變量含義進(jìn)行分類表述，見表1.

表1 模型變量分類及表述

1.2 模型系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中的變量間存在復(fù)雜的因果關(guān)系，通過流圖的構(gòu)建直觀地找到各個(gè)子系統(tǒng)及因果回路，最終確定每個(gè)變量存在的關(guān)系.在整個(gè)模型中，因果關(guān)系圖能最簡潔地體現(xiàn)存量與流量間的因果關(guān)系[6].每一個(gè)回路中包含的變量通過連接體現(xiàn)不同的因果關(guān)系.當(dāng)變量或?qū)傩缘脑黾訉?dǎo)致同一變量或?qū)傩栽黾痈髸r(shí)，就會出現(xiàn)正反饋.一般地，正反饋回路會增強(qiáng)該回路中所有變量的偏離程度，讓變量間的關(guān)系更加顯著，正相關(guān)程度也更加強(qiáng)烈[7].

存量流量圖也叫作流圖，相比于因果關(guān)系圖，流圖能夠?qū)⒋媪颗c流量間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系的基本方面很好地表達(dá)出來，同時(shí)能夠分辨每個(gè)變量的性質(zhì).

(1)因果關(guān)系圖

結(jié)合所選取的變量以及模型的需要，在因果關(guān)系圖的設(shè)計(jì)中，主要將長吉地區(qū)的經(jīng)濟(jì)總值、長吉地區(qū)三個(gè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、長吉地區(qū)交通需求、長吉地區(qū)運(yùn)輸供給、長吉地區(qū)三個(gè)產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人數(shù)等指標(biāo)相結(jié)合，通過各指標(biāo)關(guān)系的建立，最終構(gòu)建長吉地區(qū)經(jīng)濟(jì)與交通狀況的因果關(guān)系圖，見圖1.

圖1 長吉地區(qū)經(jīng)濟(jì)與交通狀況因果關(guān)系圖

(2)存量流量圖

通過對因果反饋圖的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步來改進(jìn)流圖的整體結(jié)構(gòu).流圖涉及與長吉區(qū)域經(jīng)濟(jì)及長吉地區(qū)交通狀況相關(guān)的因素及變量，因此，在設(shè)計(jì)過程中需要將這些變量添加進(jìn)去，進(jìn)一步來完善整個(gè)結(jié)構(gòu).

針對第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)的增長，除了產(chǎn)業(yè)投資、從業(yè)人數(shù)以及客貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量的影響外，還將三個(gè)產(chǎn)業(yè)的其他促進(jìn)因素作為一個(gè)輔助變量考慮進(jìn)去，其他促進(jìn)因素主要指長吉地區(qū)的政府政策對農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等相關(guān)行業(yè)的扶持.通過構(gòu)建以上變量間的關(guān)系，依托相關(guān)理論基礎(chǔ)，能夠進(jìn)一步完善整個(gè)模型，為后續(xù)的研究分析做準(zhǔn)備.

針對長吉城際鐵路的實(shí)際狀況以及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)，本文構(gòu)建了長吉城際鐵路區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展流圖，見圖2.

圖2 長吉城際鐵路-區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展存量流量圖

2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的檢驗(yàn)

2.1 模型參數(shù)設(shè)計(jì)

方程變量中小部分輔助變量利用VENSIM中的表函數(shù)來確定，如模型中的居民消費(fèi)水平、長吉地區(qū)總?cè)丝?、三個(gè)產(chǎn)業(yè)促進(jìn)因素等，將這些指標(biāo)的歷年數(shù)據(jù)直接通過表函數(shù)，輸入模型的變量中.

模型中大多數(shù)變量的參數(shù)是通過計(jì)量統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，建立多元線性回歸方程來確定的.對長吉GDP增長量、長吉地區(qū)三個(gè)產(chǎn)業(yè)增長量，運(yùn)用對數(shù)回歸法來設(shè)計(jì)方程中的參數(shù)，通過多元線性回歸來確定“有”“無”高鐵情況下，長吉鐵路客運(yùn)周轉(zhuǎn)量中總?cè)丝跀?shù)對客運(yùn)周轉(zhuǎn)量的刺激系數(shù)、消費(fèi)水平對客運(yùn)周轉(zhuǎn)量的刺激系數(shù)、調(diào)整系數(shù)；確定“有”“無”高鐵情況下，長吉鐵路貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量中長吉GDP對貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量的刺激系數(shù)、調(diào)整系數(shù)；確定“有”“無”高鐵情況下，長吉地區(qū)各產(chǎn)業(yè)投資中長吉各產(chǎn)業(yè)投入系數(shù)及高鐵里程對各產(chǎn)業(yè)的刺激系數(shù).

在對構(gòu)建的模型進(jìn)行檢驗(yàn)的過程中，需要對方程及參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，使得后續(xù)的仿真最優(yōu)化.最終模型方程中相關(guān)的參數(shù)估計(jì)值見表2.

2.2 模型檢驗(yàn)分析

對長吉GDP、長吉GDP1、長吉GDP2、長吉GDP3這4個(gè)變量進(jìn)行歷史性檢驗(yàn).這4個(gè)變量在模型中均為水平變量，且均為后續(xù)仿真中的分析對象，同時(shí)也是長吉城際鐵路與區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響關(guān)系的重要指標(biāo).在歷史性檢驗(yàn)中，選取2003年作為起始年份，并將相關(guān)變量的初始值輸入，得到的檢驗(yàn)分析表見表3.

表2 參數(shù)估計(jì)值統(tǒng)計(jì)表

表3 長吉4個(gè)變量數(shù)值分析表

歷史性檢驗(yàn)是將仿真后得到的歷年數(shù)值與歷年的真實(shí)值做比較，對兩者的絕對誤差值進(jìn)行檢驗(yàn)，若兩者的絕對誤差低于5%，表明該模型通過了歷史性檢驗(yàn)[8]；若高于5%，則表明該模型未通過歷史性檢驗(yàn)，進(jìn)而繼續(xù)對模型進(jìn)行調(diào)試及修改.依據(jù)上述的歷史性檢驗(yàn)方法，從表3的數(shù)據(jù)及計(jì)算可以得出，長吉GDP的平均絕對誤差為2.48%，長吉GDP1的平均絕對誤差為2.39%，長吉GDP2的平均絕對誤差為2.1%，長吉GDP3的平均絕對誤差為2.86%，其數(shù)值均低于5%，即4個(gè)變量均通過了檢驗(yàn)，模型的構(gòu)建較為合理，可以進(jìn)一步進(jìn)行仿真分析.

3 “有”“無”長吉城際鐵路情況下的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展仿真分析

3.1 相關(guān)指標(biāo)對比分析

選取長吉GDP、長吉GDP1、長吉GDP2、長吉GDP3作為仿真分析對象，通過VENSIM軟件來模擬4個(gè)指標(biāo)在“有”“無”長吉城際鐵路前提下的變化情況.各指標(biāo)的仿真對比圖見圖3.可以看出，2003—2010年，各指標(biāo)在兩種情況下的走勢相同；2010—2018年,長吉GDP、長吉GDP2、長吉GDP3這三個(gè)指標(biāo)的走勢分離較大，且分離絕對值逐年遞增，即“有”長吉城際鐵路的曲線狀態(tài)明顯高于“無”長吉城際鐵路時(shí)的狀態(tài).圖形的走勢分析可以發(fā)現(xiàn)，長吉城際鐵路在開通運(yùn)營后，極大地促進(jìn)了長吉地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)及長吉區(qū)域的整體經(jīng)濟(jì)水平，同時(shí)也推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、交通運(yùn)輸、區(qū)域就業(yè)等多方面的優(yōu)化配置，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成正反饋，作用于GDP這一經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，使其增長速率呈遞增態(tài)勢，導(dǎo)致“有”“無”長吉城際鐵路情況下各指標(biāo)的分離絕對值逐年遞增，進(jìn)一步促進(jìn)長吉地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展.相比而言，長吉GDP1的分離程度較小，說明長吉城際鐵路對第一產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用較小.

(a) 長吉GDP圖3 “有”“無”長吉城際鐵路情況下四種仿真對比圖

(b) 長吉GDP1

通過預(yù)測2020、2021年的長吉地區(qū)人口、各產(chǎn)業(yè)促進(jìn)因素，進(jìn)一步仿真2020、2021年的GDP數(shù)據(jù).預(yù)計(jì)長吉地區(qū)GDP總量于2021年突破萬億大關(guān)，2020年GDP為9 686.47億元，2021年GDP達(dá)10 016.3億元.仿真結(jié)果見圖4.

圖4 長吉GDP仿真結(jié)果圖

3.2 相關(guān)指標(biāo)貢獻(xiàn)率測算

為了能夠更清晰地分析長吉城際鐵路的開通對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響程度，引進(jìn)貢獻(xiàn)率概念，用來評價(jià)經(jīng)濟(jì)收益高低程度.貢獻(xiàn)率=累積直接效益/累積經(jīng)濟(jì)總值[9]，通過對該指標(biāo)的測算，能夠更有效地分析長吉城際鐵路對區(qū)域各經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用程度.經(jīng)過測算及整理，各指標(biāo)歷年貢獻(xiàn)率見表4.

表4 長吉城際鐵路對GDP的歷年貢獻(xiàn)率

長吉城際鐵路自開通以來對長吉地區(qū)的經(jīng)濟(jì)均產(chǎn)生促進(jìn)作用，其中長吉城際鐵路對長吉GDP1的貢獻(xiàn)度較小，在2011—2018年間，貢獻(xiàn)率最大值僅為2.01%；相比之下，長吉城際鐵路對長吉GDP2的貢獻(xiàn)度最高，在2018年，其貢獻(xiàn)率達(dá)到8.74%，與2011年相比，貢獻(xiàn)率提升了7.26%，第二產(chǎn)業(yè)的增長速率顯著增強(qiáng)，2011年長吉GDP3的貢獻(xiàn)率為0.88%，隨著運(yùn)營年限的增加，2018年其貢獻(xiàn)率達(dá)到6.59%，提升了5.71%.截至2012年，長吉城際鐵路為長吉地區(qū)各產(chǎn)業(yè)GDP帶來的經(jīng)濟(jì)效益分別為14.01億元、398.99億元、281.88億元；這也使得沿線周邊的三個(gè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)總值會有相應(yīng)地增長.

4 結(jié)論

本文結(jié)合長吉城際鐵路實(shí)際，進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的構(gòu)建，分析長吉城際鐵路對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，通過仿真對比發(fā)現(xiàn)：

(1)相比于發(fā)達(dá)地區(qū)，長吉地區(qū)的經(jīng)濟(jì)特征是第一產(chǎn)業(yè)占比小，第二、三產(chǎn)業(yè)占比較大，開通高鐵具有可行性和必要性.

(2)各產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)率測算表明，長吉城際鐵路的開通對第二、第三產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)程度最大，為長吉地區(qū)帶來的經(jīng)濟(jì)效益也最為顯著.測算數(shù)據(jù)表明，長吉城際鐵路的建成，優(yōu)化了長吉地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加了沿線周邊的經(jīng)濟(jì)收益，同時(shí)促使地區(qū)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長.