基于加權平均旅行時間的綜合交通可達性分析

包金花 董建敏

［內容提要］本文以內蒙古自治區(qū)東部四盟市為研究區(qū)域，以其下轄的40個旗縣和377個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為研究單元，基于公路、鐵路、航空三種交通方式，通過設置加權平均旅行時間等七個指標，構建綜合交通可達性評價模型，分析內蒙古自治區(qū)東部四盟市的綜合交通可達性對運輸效率的影響。研究結果表明，綜合交通可達性值由高至低依次為赤峰市、呼倫貝爾市、通遼市和興安盟，且四個盟市的綜合交通可達性格局呈現(xiàn)以行政歸屬地為中心的圈層結構。區(qū)域間的通行時間和交通選擇多樣性決定客運與貨運效率，對地區(qū)運輸經(jīng)濟產(chǎn)生極大影響。

引言

區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡的形成是運輸經(jīng)濟效益的體現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)帶的建立一般以經(jīng)濟中心為依托，以交通網(wǎng)絡為軸線形成有序的空間運輸經(jīng)濟系統(tǒng)。通行時間與交通選擇多樣性分別從出行成本和出行機會角度影響地方運輸經(jīng)濟。區(qū)域交通系統(tǒng)的快速發(fā)展與交通基礎設施的空間布局優(yōu)化需求，推動了國內外交通可達性研究進展，使之成為交通地理學研究的重點問題。交通可達性水平可以反映勞動、資本和生產(chǎn)要素在區(qū)域中交互流動的難易程度，也可以衡量一個地區(qū)交通運輸效率水平。聶偉等指出可達性是反映區(qū)域空間結構與交通網(wǎng)絡關系的重要指標。通俗來講，可達性是指人們從某個地方到達另一個地方的難易程度。眾多研究者根據(jù)其研究內容和目的，拓展了可達性概念。在區(qū)域交通研究中，交通可達性是指在合適的時間選擇某種交通基礎設施到達目的地的便捷程度。李平華等提出，起點、終點和交通系統(tǒng)是可達性研究中的三個基本要素。當前，交通可達性研究對象從單一交通到陸路交通、空鐵聯(lián)運和包含陸路、港口和航空的綜合交通；研究區(qū)域從國家間、全國性、省域、經(jīng)濟區(qū)到都市圈等；測算方法總體上分為三種類型：基于空間阻隔、機會累計和空間相互作用。

2020年12月，由國務院新聞辦發(fā)布的《中國交通的可持續(xù)發(fā)展》白皮書中提出，隨著我國社會主要矛盾發(fā)生變化，人民群眾出行模式和貨物流通方式正在發(fā)生深刻變化。交通運輸方面，可達性和時效性要求的提高，意味著交通運輸供給要聚焦新時代人民對交通的新期待。近幾年，隨著內蒙古東四盟市交通運輸需求的日益增長，不斷投資建設交通基礎設施，使得區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡布局逐漸得到完善。在此背景下，本文運用加權平均旅行時間模型結合相關指標，構建綜合交通可達性模型。以內蒙古自治區(qū)赤峰市、通遼市、興安盟和呼倫貝爾市行政規(guī)劃下轄的40個旗縣與377個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為研究單元，測度四個盟市包括公路、鐵路和航空的綜合交通可達性水平，并評價其對交通運輸效率產(chǎn)生的影響。

一 研究方法與模型構建

（一）加權平均旅行時間

本文按公路直達的先行條件計算加權平均旅行時間，選取鄉(xiāng)鎮(zhèn)和旗縣到其行政歸屬盟市，鄉(xiāng)鎮(zhèn)到其行政歸屬旗縣的公路交通時間作為衡量指標。Tx為下轄地區(qū)至其上級歸屬地的加權平均旅行時間，計算公式為：

式中，T1、T2、T3分別為鄉(xiāng)鎮(zhèn)至盟市、旗縣至盟市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)至旗縣的加權平均公路交通時間。tαβ為從高德地圖APP獲取的區(qū)域β到其上級行政歸屬區(qū)域α的公路交通時間，p為區(qū)域節(jié)點β的數(shù)量。

Tij代表盟市j所有下轄行政區(qū)到其上級歸屬行政區(qū)的加權平均旅行時間總和，計算公式為：

以便后續(xù)計算，解釋為旗縣i和其下轄地區(qū)通過交通網(wǎng)絡中通行時間最短路線到達盟市j所花費的時間，并將其運用到加權平均旅行時間模型中，計算公式如下：

Ai為旗縣i的可達性，由公式（3）可知，其值越小，則區(qū)域可達性水平越高；n為旗縣i的歸屬盟市數(shù)量，文中只考慮行政歸屬地間的可達性，所以n=1；Mj為盟市j的權重，用以反映節(jié)點的經(jīng)濟實力或對其他節(jié)點的吸引力，本文使用地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）和人口總數(shù)（P）來描述，令。

Aj為盟市j的加權平均旅行時間可達性，m為其下轄旗縣數(shù)量，計算公式為：

（二）綜合交通可達性

本文選取包括公路、鐵路和航空三種交通下的七項指標評價區(qū)域綜合交通可達性水平。其中，除加權平均旅行時間可達性以外的六個指標需要進行歸一化處理。本文研究主要目的是比較分析四個盟市綜合交通可達性水平，故選擇求和歸一化方法對指標進行處理。求和歸一化的主要目的是讓“求和值”作為參考標準，所有的數(shù)據(jù)全部除以“求和值”，得到的個值在“求和值”中的占比，消除數(shù)據(jù)的量綱，進行綜合分析。

CTAj為盟市j的綜合交通可達性指數(shù)，計算公式如下：

Aj為盟市j的加權平均旅行時間可達性，取倒數(shù)后，值越大，說明可達性水平越高，Yη為指標η歸一化后的值，CTAj值越大，說明可達性水平越高。

二 指標選取及數(shù)據(jù)來源

本文以2020年作為時間節(jié)點，選取相關數(shù)據(jù)變量進行分析，具體數(shù)據(jù)請見表1。加權平均旅行時間模型的衡量指標方面，從高德地圖APP獲取交通距離時，選擇區(qū)域政府駐地作為端點，設置路線偏好為規(guī)避擁堵和最快速度。公路交通指標選擇加權平均旅行時間可達性、公路密度、旗縣客車每日平均發(fā)車數(shù)。在鐵路交通方面，考慮到一些地方雖有鐵路交通基礎設施，但不停靠的問題，選取鐵路每百公里內平均?？空军c數(shù)、鐵路站點每日平均?？看螖?shù)等指標；航空交通可達性指標選取了機場數(shù)和航線數(shù)。其中，客運發(fā)車數(shù)、火車站點和?？空军c數(shù)、?？看螖?shù)等數(shù)據(jù)均來自客運站網(wǎng)站（keyunzhan.com）；公路密度、地區(qū)生產(chǎn)總值和人口規(guī)模數(shù)據(jù)來自《2021年內蒙古統(tǒng)計年鑒》；航空交通數(shù)據(jù)來自中國民用航空局發(fā)布的統(tǒng)計文件、公報和varifight官網(wǎng)。

表1 三種交通方式下的相關指標數(shù)據(jù)

三 分析

基于普遍地理臨近性因素的影響，區(qū)域間的通行時間越短、交通選擇越多，空間聯(lián)系越頻繁，綜合交通可達性水平和運輸效率越高，對地區(qū)運輸經(jīng)濟發(fā)展越有利。在加權平均旅行時間指標的基礎上考慮基于交通基礎設施的相關指標，可以補充單從時間上衡量交通可達性的不足。公式（1）至（4）計算結果如表2所示，按加權平均旅行時間可達性水平從高到低依次排序為：興安盟、通遼、赤峰、呼倫貝爾。

表2 四個盟市的加權平均旅行時間可達性值

四個盟市內部加權平均旅行時間可達性格局以盟市歸屬地為核心向外延展，離區(qū)域中心城市越遠，基礎交通設施發(fā)展落后，公路交通可達性水平越低。

利用歸一化后的指標數(shù)據(jù)和加權平均旅行時間可達性值（Aj）按交通種類分別求得三種交通的可達性值。；鐵路可達性=鐵路每100km內的站點數(shù)+鐵路站點每日平均?？看螖?shù)；航空可達性=機場數(shù)量+機場航線總數(shù)。按公路交通可達性值高到低依次排序為：赤峰市（0.83）、通遼市（0.77）、興安盟（0.76）、呼倫貝爾市（0.28）。

將四個盟市按鐵路交通可達性值高到低依次排序為：赤峰市（0.821）、呼倫貝爾市（0.422）、通遼市（0.388）、興安盟（0.369）。東四盟市公路和鐵路交通可達性分布總體上呈現(xiàn)“中心—外圍”結構。將四個盟市按航空交通可達性值高到低依次排序為：呼倫貝爾市（0.968）、通遼市（0.421）、興安盟（0.396）、赤峰市（0.214）。

表3為利用公式（5）計算得到綜合交通可達性指數(shù)，將東四盟市按綜合交通可達性值高到低依次排序為：赤峰市、呼倫貝爾市、通遼市、興安盟。

表3 四個盟市的綜合交通可達性值

高水平的綜合交通可達性是區(qū)域運輸經(jīng)濟發(fā)展的重要驅動力。內蒙古東四盟市陸路交通可達性總體呈現(xiàn)由政府所在地為中心向周邊逐漸變弱的特征，這是地理空間位置和交通網(wǎng)絡建設及經(jīng)濟發(fā)展等因素共同作用的結果。地形外貌特征因素對區(qū)域綜合交通可達性有著較大的影響作用，如高海拔、山脈較多的區(qū)域主干公路分布普遍較少，從而降低區(qū)域交通可達性水平。四個盟市圍繞市中心城市交通基礎設施向外延伸，邊緣地區(qū)可達性水平低。赤峰市綜合交通基礎設施建設水平較高，鐵路站點密度大、客車每日發(fā)車次數(shù)多。通遼市境內交通基礎設施建設水平差異明顯，西北地區(qū)霍林郭勒市周圍與南部地區(qū)圍繞科爾沁區(qū)，鐵路或航空基礎交通設施建設水平較高。興安盟區(qū)域面積小，行政節(jié)點之間距離相對近，所以計算得出的加權平均旅行時間可達性水平最高；但是鐵路交通基礎設施發(fā)展水平較低，導致綜合交通可達性值在四個盟市中最低。呼倫貝爾市面積大，區(qū)域節(jié)點密度小因素，導致陸路交通可達性水平低；但是其航空交通可達性值提升了綜合交通可達性水平。區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需要交通系統(tǒng)的支持，區(qū)域間通行時間和交通選擇多樣性，極大程度決定了客運和貨運的效率。

四 結語

評價區(qū)域綜合交通可達性水平可以為地區(qū)運輸經(jīng)濟發(fā)展提供重要實證依據(jù)和理論基礎。區(qū)域間通行時間的縮短、交通選擇多樣性可以極大程度提升區(qū)域運輸效率，從而對地區(qū)運輸經(jīng)濟產(chǎn)生影響。從分析中發(fā)現(xiàn)，綜合交通可達性格局以四個盟市的行政中心地區(qū)向外發(fā)展，形成“核心-邊緣”結構。雖然這一特征促進全區(qū)資源向區(qū)域中心靠攏，但也會使中心地區(qū)與邊緣地區(qū)交通運輸效率水平和經(jīng)濟發(fā)展水平的兩極化。交通運輸經(jīng)濟的發(fā)展對于地區(qū)自身的經(jīng)濟建設及對周邊區(qū)域的經(jīng)濟建設均有著重要作用。從研究結果來看，內蒙古東四盟市綜合交通可達性水平還有不少提升空間。當前，內蒙古自治區(qū)東四盟市正處于交通結構優(yōu)化、提升運輸效率、運輸經(jīng)濟高質量發(fā)展階段，也是構建綜合交通運輸體系逐步成熟的關鍵時期，應從交通基礎設施建設落后地區(qū)入手，優(yōu)化交通可達性布局、提高交通運輸效率、降低交通費用與時間成本，建成與區(qū)域地理特征、經(jīng)濟發(fā)展水平、區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略相適應的立體綜合交通網(wǎng)絡。在此基礎上，應保證區(qū)域經(jīng)濟均衡、穩(wěn)定發(fā)展，避免區(qū)域經(jīng)濟出現(xiàn)馬太效應。