从城镇化视角看中国高速铁路发展

杨正泽，王庆云

（北京交通大学经济管理学院，北京100044）

从城镇化视角看中国高速铁路发展

杨正泽，王庆云＊

（北京交通大学经济管理学院，北京100044）

截至2013年年底，中国高速铁路营运里程已经超过1万km，为中国的社会经济发展起到重要的促进作用.而城镇化过程是现代化的必由之路，中国城镇化以城市群发展为依托，并通过干线运输通道连通，需要高速铁路这种大运量的公共交通进行支撑.发达国家由于其快速城镇化所处的运输阶段不同，选择的交通运输支撑方式也有所不同，但是大运量公共交通目前成为重要的选择方向，轨道交通尤其是高速铁路比较受到青睐.高速铁路作为铁路全新技术进步成果，突破了陆上交通的运输速度，丰富了城镇化条件下旅客交通运输需求选择范围.高速铁路凭借其技术经济特性，契合城镇化对交通运输系统的要求：输送能力大，可以联系城市经济带；高速铁路网络增益契合城镇化过程的发展要求；高速铁路能源利用模式相对友好特性符合城镇化的资源和环保要求；高速铁路的社会经济效益可以促进城镇化的发展.

交通运输经济；高速铁路；城镇化；国外经验；快速性；技术经济特性

1 引言

城镇化是指农村人口转化为城镇人口的过程，一般用城镇化率来表征城镇化水平的高低.1978年中国的城镇化率是17.9%，2013年达到53.7%，目前我国城镇人口达到7亿多人.但相比发达国家，中国的城镇化率并不高，英国的城镇化率在1998年达到89%，美国的城镇化率在2000年达到80%，日本的城镇化率在2000年达到79%[1].

国家主体功能区规划提出“两横三纵”的城镇化战略格局，提出构建以陆桥通道、沿长江通道为两条横轴，以沿海、京哈京广、包昆通道为三条纵轴，以国家优化开发和重点开发的地区为主要支撑，以轴线上若干城市群为依托，并以其他城镇化地区为重要组成部分，大中小城市和城镇协调发展的城镇化战略格局.随着农村人口向城市转移和城市人口之间重新布局，在城市群之间和城市群内部，都需要运力强大、覆盖网络的快速客运系统.

2 发达国家城镇化过程中的交通运输方式选择

发达国家在快速城镇化过程中，由于处于不同的历史时期，其交通运输支撑方式也有所不同.

2.1 美国城镇化过程中的交通运输方式选择

美国的城镇化过程，主要经历了三个阶段：①1880年以前的初步城镇化阶段；②1880—1960年，城镇化快速发展阶段（城镇化率从1880年的28.2%增长至1960年的69.9%）；③1960年以后的缓慢增长阶段，每年增长0.3%左右[2].

由于美国城镇化之初的国土开发所面临的历史包袱相对较少，美国的城镇化过程就是新城镇不断涌现的过程，这也为交通基础建设尤其是铁路的建设提供了方便.在美国的城镇化过程中，铁路总长度从1835年的2 055 km上升到1888年的251 186 km，并超过世界其他国家铁路里程的总和，到1920年，美国铁路里程达到474 936 km[3].具体如表1所示.在美国快速城镇化过程中，传统铁路起到重要支撑作用，在此期间，旅客运输量大幅度增加，客运量从1.8亿人增加至5.2亿人[3].

表1 美国快速城镇化之初的铁路里程变化Table 1 Changes in the U.S.railroad mileage at the beginning of rapid urbanization

随着美国经济的发展，铁路旅客运输的低速度开始无法满足人们的需要，中短途旅客运输转向灵活的小汽车，远距离的旅客运输转向民航，传统铁路客运逐步退出历史舞台.目前美国拥有400万英里的公路网络，而美国汽车拥有量也已经达到2.5亿辆（截止2009年年底），基本实现人均一辆汽车[4].另外，目前美国拥有机场数量高达15 000多座，民用飞机32万多架[2].

2.2 日本城镇化过程中的交通运输方式选择

日本快速城镇化时期为1950—1975年，城镇化率从1950年的37%上升到1975年的76%[5].在此期间，日本国内旅客运输周转量迅速增加，从1950年的1 171亿人公里增加到1975年的4 972亿人公里,增加了2.5倍左右,年平均增长率约为6.2%，其中铁路旅客运输周转量从1950年度的1 055亿人公里增加到1975年度的3 440亿人公里,增加了2.1倍,年平均增长率为4.8%[6].可以发现，虽然铁路运输周转量的增加速度并没有其他运输方式快，但是铁路旅客运输周转量在日本快速城镇化过程中旅客运输周转量的比重非常大.

随着日本社会经济的发展和客货运输需求的增大，部分铁路通道运力严重饱和，传统铁路旅客运输由于速度相对较低也越来越受到小汽车和航空运输的挑战.而日本新干线的建设，使得繁忙干线释放了货运能力，同时提升了铁路行业在交通运输方式中的比选优势，铁路客运重新成为社会经济发展的重要支撑.目前日本是世界上高速铁路客运量最大的国家，年运输量可以达到70亿人次，未来日本高速铁路线路总长度将达到6 859 km[7].

2.3 德国城镇化过程中交通运输方式选择

德国的人口主要分布于小城镇中，82个10万人口以上的行政区生活着2 530多万人，占德国总人口的30%左右；其余人口则多数分布在万人以下的小型城镇里[8].德国是世界上最早完成工业化的国家之一，从1871年到1910年，德国就基本完成了城镇化建设[9].

德国的汽车工业相对发达，而且德国中心城市相对分散，德国交通政策一直强调公路对于客货运输的重要性.载重汽车充当货运的主力，承担50%左右的货运量；小汽车完成92%左右的客运量[10].但是，汽车运输的发展带来高速公路和城市道路的严重堵塞、石油能源过度消耗，以及废气污染等一系列社会问题，使得德国逐渐认识到发展大运量轨道交通的重要性.

对于高速铁路技术，德国曾经将主要精力投入到磁悬浮列车的研发和应用上，对高速轮轨技术投入有限，直到高速铁路轮轨技术在日本和法国的运营取得重大成功，才激发了德国高速铁路轮轨线路的建设热情.德国高速铁路运营里程目前为1 285 km，未来预计可以达到2 333 km[7].

2.4 发达国家城镇化过程中交通运输方式选择的启示

欧美和日本等发达国家在快速城镇化过程中，由于处于不同的历史阶段，经济发展水平和技术水平都受到一定的限制，所以交通运输方式选择也有所差别.

美国和日本在快速城镇化的过程中，传统铁路都起到了重要的支撑作用，但由于传统铁路的低速度无法适应经济增长后的旅客运输需求，客流分担率逐渐下降.日本通过建设新干线来重新吸引旅客，而美国基本放弃使用铁路进行旅客运输，部分线路只是负责观光旅游.德国的汽车工业相对发达，支撑了德国的城镇化过程，但是小汽车引发的环境、拥堵等问题越来越严重，已经逐步将客流引向大运量的轨道交通.欧美和日本的城镇化过程说明，不同国情应该选择不同的交通运输方式来支撑城镇化建设，尤其是对于中国这样的发展中国家，应结合资源和环境约束来选择城镇化过程中的主要交通运输方式.

（1）资源约束.

以美国和中国土地资源约束为例，美国耕地面积全球第一，人均耕地更是中国人均的15倍左右，美国小汽车和道路运输发展的土地资源约束相对较少，而我国耕地自从1996年底第一次详查以来，减少了近5%[11]，同时18亿亩耕地红线限制了交通运输方式选择范围.小汽车的使用需要大量建设用地修筑道路，同时小汽车停放也必然挤占耕地用地，中国作为人口数量巨大的发展中国家，其交通方式选择不能盲目追求美国的小汽车发展模式，而是应该充分利用高速铁路等大运量轨道交通运输方式.

（2）环境约束.

随着经济的发展、人口的剧增和工业化的推进，人类排放了过多的有害气体，主要包括二氧化碳、甲烷、氮氧化物等，而且排放速度超过了自然界的吸收能力，环境的自循环能力受到挑战，温室气体效应和雾霾现象越来越多.据欧美各主要城市检测数据，各类主要废气中40%～90%来自汽车和航空运输的尾气[12].而城镇化过程也是城市集聚的过程，对环境保护的要求更高，这就要求将客流导向低排放的运输方式，而电力牵引的高速铁路具有明显的排放优势.

3 高速铁路对城镇化过程中交通运输方式选择的影响

城镇化过程一般伴随着经济快速增长和人们可支配收入快速提高，广义费用中经济性约束将受到一定的削弱，快速性变得越来越重要.

高速铁路相对传统铁路的主要技术经济优势就是速度更快，更能满足现代社会对于时间的要求.

旅客全旅程时间T=L/v+t（1）

式中L——旅行距离；

v——交通方式的运营速度；

t——途中换乘和衔接时间的总和.

各种交通方式全旅程旅行时间标定如表2所示.

高速铁路与民航运输的时间平衡点为

L/200+1.2=L/800+3.0

此时L=480（km）

当：L>480 km时，民航运输具有相对快速性优势；L<480 km时，高速铁路具有相对快速性优势.

高速铁路与城际大巴的时间平衡点为

L/200+1.2=L/100+0.8

此时L=80（km）

当L>80 km时，高速铁路具有相对快速性优势；L<80 km时，城际大巴具有相对快速性优势.

表2 各种交通方式全旅程旅行时间标定Table 2 Travel time calibration of various transportation modes in the whole trip

京津（相距137 km）高铁的开通，使得城际大巴客流下降三成，只能依靠辐射高铁无法触及的小县城来吸引客流.郑西高铁全程505 km，随着高铁的开通运营，民航运输的上座率从七成降到两成半，幸福航空只能停运该航线.北京—太原高铁里程为508 km，随着高速铁路的开通，民航市场分担率大幅度下滑，航班收入下降46%.在80～480 km旅程范围内，高速铁路相对城际大巴和民航运输具有快速性优势.

另外，相对民航运输，铁路运输的费用一般较低，这就使得高速铁路在500 km左右优势更加明显，未来随着高速铁路运营速度的提高，以及枢纽换乘效率的提升，高铁快速性优势距离将大大提升.而中国城市带之间、相邻省会城市之间的距离一般处于500～1 000 km之间，高速铁路的比选优势正好契合城镇化的发展要求.

目前中国高速铁路运营里程已经超过1万km，虽然中国铁路总公司负债率因此快速上升，产生一定的发展风险，而且部分线路客流并不充足.但是，高速铁路相比传统铁路已经对中国客运时空版图产生重大改变.具体如表3所示.

表3 中国高速铁路线路旅行时间节约情况(截止2013年12月31号)Table 3 The travel time saving situation of China’s high-speed railway lines

4 高速铁路的技术经济优势适合城镇化的发展要求

4.1 输送能力大，可以联系城市经济带

高速铁路的最小发车间隔可以达到5～10 min（日本可以达到3 min），扣除晚间的天窗时间4 h，每天开行的旅客列车最多可达到280对，以CRH380AL的定员1 061人为例，双线高速铁路年平均单向输送能力可达到1亿多人次.而4车道高速公路，如果单向每小时通过客车1 200辆，即使全天工作24 h，可通过28 800辆.如果大客车占15%，平均乘坐35人；小客车占85%，平均乘坐2人，4车道高速公路年单向输送能力不过7 300多万人.航空运输受到机场容量和飞机起降的影响，年起降能力为12万架次，单向输送能力一般仅为1 200万～1 800万人.

中国铁路人均每年乘车次数为1.2次，与发达国家相比，中国利用铁路人均出行次数尚处于较低水平[13]，而发达国家在城镇化的过程中，人均旅行次数会大幅度增加.我国城镇化过程必然伴随着城市群的集聚，人员和生产要素将突破边界的约束，进行资源的重新整合，形成相应的经济带，从而带来巨大的客运需求.预计我国每年将有1 000多万人口转移到城镇，交通运输量将持续扩大，干线的交通运输压力将持续增长，尤其是节假日和春运时期，繁忙干线的客运压力巨大.这就要求城镇化过程中使用高速铁路这种大运量的运输方式来满足相应的客流需求，同时利用高速铁路的停站优势来联系相应的经济带.

4.2 高速铁路网络特性决定城镇化过程就是交通运输网络增益过程

高速铁路的网络经济效益明显，在成网条件下，高速铁路的平均成本下降得很快，而且随着新的枢纽和线路的入网，高速铁路系统的网络结构效益将成倍增长[14].而城镇化的过程就是城市不断聚集，新城市不断涌现的过程.新的城市群的形成，必然需要加强与其他城市群的联系，利用高速铁路接入既有高速铁路网，就能够实现交通运输效率的成倍增长.

依据梅特卡夫法则(Metcalfe Law)，网络的价值(效率体现)等于网络节点(规模)的平方[15]，高速铁路网络效益随着全新城市群枢纽的增加而呈现非线性增长，相邻城市群通过高速铁路线路的连通实现网络效益的规模增长.比如，郑徐高铁的建设和运营，将极大缩短长三角特大城市群和中原经济区、关中—天水地区的联系距离和客运时间.以上海至郑州为例，开通郑徐高铁，高速铁路联系距离为998 km；而绕行武汉需要1 349 km.

4.3 高速铁路是能源利用相对友好的运输方式，可以满足城镇化对于交通运输的要求

交通运输是能源消耗的大户，而且我国交通运输能源消耗还在逐年增加，发达国家交通运输的能耗已占终端总能耗的1/3左右,这就要求对交通运输业的能源消耗结构进行优化和控制.研究表明，若以普通铁路每人公里消耗的能源为1单位，则高速铁路为1.3，公共汽车为1.5，小汽车为8.8，飞机为9.8[16].使用电力的高速铁路不仅在能耗方面相对节约，也可以规避中国多煤缺油少气的能源风险，中国目前原油对外依存度已经达到58%，未来进口石油的比例预计会进一步上升，而中国对国际石油的控制能力目前相对有限.高速铁路相比其他运输方式，虽然没有小汽车驾驶随意性和民航运输航线选择的灵活性，但是电力牵引可以规避对于化石燃料的依赖，电力作为二次能源，可以产生于煤炭、核能、水利等方式，从而丰富能源利用模式的选择能力.

电力牵引的高速铁路在废气排放方面也有较大优势，原始的排放可以在电厂进行集中处理，这对于城市群内部的环境保护非常宝贵.

4.4 高速铁路社会经济效益巨大，并可以引导城镇化的发展

高速铁路建设能够带动相关产业的发展，具有较好的社会经济效益，可以推动城镇化的发展.

依据《中长期铁路网规划（2008年调整）》中“四纵四横”客运专线网进行测算，中国高速铁路1.31万多公里主干线的建设投资额为1.95万亿元人民币，可以拉动相关产业将近15万亿人民币的资金规模[17].如表4所示.

表4 高速铁路建设对相关产业的经济拉动情况[17]Table 4 Economic stimulating situation to related industries of high-speed rail construction

与高速铁路相关的产业主要集中于第二产业和第三产业，高速铁路的建设和运营将推动产业的升级和转型，并形成产业带，可以为城镇化过程提供相应的就业岗位和建设资金.

同时，高速铁路沿线地区人口集聚和产业升级，将诱发新城镇的形成.通过高速铁路的扩散效应，将高速铁路沿线欠发达区域产业进行重新布局，促生一批环绕中心城市的中小城市群落.从而建立以中心城市为龙头，大中城市为骨干，小城市和城镇为依托，城市群内部协调发展、城市群之间密切联系的新型城镇化体系.

5 研究结论

发达国家在城镇化过程中由于处于不同历史阶段而选择不同的运输方式，但对于中国这样人口众多的发展中国家需要依据国情，充分考虑资源和环境约束，尽早谋划面向未来的运输方式.城镇化条件下的旅客运输需求更加多样化，对时间的要求也更严格，需要在城市群之间和城市群内部建立快速和便捷的客运系统.高速铁路根据其技术经济特性，运输能力比较大，网络增益效果好，而且资源和环境相对友好，契合新型城镇化对于交通运输的要求.

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China’s High-speed Rail Development Viewing from the Perspective of Urbanization

YANG Zheng-ze WANG Qing-yun
(School of Economics and Management，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China)

Till the end of 2013,China’s high-speed rail operation mileage has exceeded 10,000 kilometers, which played a crucial role in China’s social and economic development.And the urbanization process is a necessary road for modernization.China’s urbanization depends on the expansion of city groups,the broad connection of transportation channel,and the advances of public transport with large capacity such as highspeed railways.As developed countries experienced different urbanization process,they adopted distinct transportation mode.Nevertheless,public transport with large capacity has become a critical future direction, and rail transport particularly high-speed rail

high attention.As an important technological achievement,the high-speed rail have greatly increased the speed of surface transportation mode,enriched the passenger transportation demand choice range.The technical and economic characteristics of high-speed rail meets the demand of urbanization for transportation system:large transport capacity that could contact city economic zones;high-speed rail network that could fit the development demand of urbanized process;the environmental-friendly feature whose energy use pattern is in accordance with the demand of recourse and environmental protection for urbanization;the social economic benefits that could promote the development of urbanization.

rds:transportation economy；high-speed rail；urbanization；foreign experience；fast feature；technical and economic characteristics

1009-6744（2014）04-0011-06

U116

A

2013-12-03

2014-03-03录用日期：2014-04-11

杨正泽（1982-），男，陕西绥德人，博士生. *

wangqy@ndrc.gov.cn