辽宁省陆路交通可达性及其对城市经济联系影响研究

王丹丹，郭建科，杜 鹏

(教育部人文社科重点研究基地，辽宁师范大学 海洋经济与可持续发展研究中心，辽宁 大连 116029)



辽宁省陆路交通可达性及其对城市经济联系影响研究

王丹丹，郭建科*，杜 鹏

(教育部人文社科重点研究基地，辽宁师范大学 海洋经济与可持续发展研究中心，辽宁 大连 116029)

基于ArcGIS，采用最短距离、可达性、可达性系数3个指标，从可达性基本格局和空间差异两方面研究2011年辽宁省57个县级以上经济中心的可达性状况，并探讨可达性对城市经济联系强度的影响。结果表明：(1)辽宁省可达性呈现出以辽阳为中心，向外围逐渐递减的“中心-外围“格局，通过对中心性与综合可达性进行拟合分析发现“中心性”是影响可达性的一个重要因素。(2)可达性与最短距离分布不一致，快速交通线网的发展大大改善了中心性较差城市的可达性状况，使可达性分布呈现一定的高等级道路指向性。(3)利用直线距离和可达性分别计算出各城市经济联系强度并进行对比，将可达性对城市经济联系强度的作用划分为：促进型、协调型和制约型。

辽宁省；交通可达性；中心性；经济联系强度

0 引言

交通运输网络是城市间物质和人员流动的基础，其发展对区域经济联系、空间结构等将产生重要影响。随着经济和社会的发展，交通网络在一个区域的发展中起着越来越重要的作用，交通发育程度已经成为决定个人生活方式和区域前景的一个关键性因素，各个城市的交通发展好坏直接影响到城市的发展状况。在众多的交通网络评价方法中，可达性被认为是最具综合性、最有效的一种评价方法[1-3]。因此，各地的可达性研究也变得越来越重要。可达性定义为交通网络中各节点间相互作用机会的大小[4]，是评价交通网络效率一个非常有代表性的指标，也是近年来研究的热点问题。国内对可达性研究日趋成熟，研究方向既包括省级可达性研究[5]、高铁对可达性影响研究[6，7]、可达性演化研究[8]，也有可达性与城市经济的联系研究。曹小曙等对中国干线公路网的可达性进行了分析[9]，金凤君等研究了20世纪中国铁路网络的扩展与可达性的变化[10]。陆玉麒等对安徽省综合交通可达性进行了评价[11]，冯长春等研究了高速铁路对中国省际可达性的影响[12]，蒋晓威、曹卫东等研究了安徽省公路网络可达性与空间演化[13]。对于可达性与城市经济联系的研究，孟德友、陆玉麒对江苏省区域经济联系强度与方向进行了研究[14]，程钰、刘雷等综合分析了山东县域可达性与经济发展水平之间的关系[15]，徐维祥、陈斌等研究了浙江省城市可达性与经济的联系[16]，李诚固等对东北地区城市可达性及经济联系格局进行了分析[17]。1942 年 Zipf将万有引力定律首次引入到城市体系空间相互作用的研究中，用来衡量两地之间的吸引力，建立了城市体系空间相互作用理论基础，此后引力模型被广泛应用于距离递减效应和空间相互作用的研究中。

考虑到辽宁省内各城市联系主要依靠公路和铁路等陆路交通运输，因此本文采用GIS技术，基于陆路交通网络，对辽宁省14个地级市和43个县级城市的可达性状况进行研究，分析省内可达性空间差异。对比可达性与最短距离的异同，探究影响可达性的主要因素。借助引力模型和直线距离求得城市经济联系强度初始值，再用可达性进行修正，通过前后对比合理探求可达性与区域经济间的相互作用，以此揭示辽宁省可达性相对于地理区位对城市经济联系强度的作用，进一步探讨区域交通网络建设对经济发展的影响[18]，为辽宁省交通和经济发展提供借鉴。

辽宁省地处亚欧大陆东岸，东北地区南部，濒临黄海和渤海，地理位置优越，是中国著名的重工业基地[19]。辽宁省版图形状具有一定的特殊性，大连和沈阳是辽宁省两个重要的中心城市，这就使辽宁省呈现典型“双核-双中心”[20]的经济格局，因此辽宁省两个经济中心城市的区内可达性因地理区位的影响有很大差异。辽宁省交通便利，铁路、公路、航空、水路四通八达，哈大铁路、沈大高速、京哈铁路、京沈高速贯穿南北东西，大连港、营口港沿海分布，形成了比较完善的交通运输网络。辽宁省面积约为15×104km2，截止到2011年末，全省拥有各级公路约18 545条，公路总长度10.4×104km，省级以上公路约为2.7×104km，其中高速公路约为3 300 km，铁路总长度约为4 035 km，高速公路和铁路形成以沈阳为中心，向四周呈放射状的分布格局，铁路和公路共同构成了辽宁省的陆路交通网络。

1 研究方法与数据来源

1.1 相关计算方法

1.1.1 可达性测算模型

在特定区域范围内，可达性反映了某一地区与其他区域相互联系的难易程度，通过分析区域内各个节点的可达性进而确定整个系统的可达性。本文对可达性的研究主要采用最短距离、可达性和可达性系数3个指标，用最短距离来反映区域的地理位置，加权平均旅行时间反映可达性，可达性系数反映区域可达性与平均可达性的关系。可达性矩阵L：

L=[lij]n×n

(1)

式中：lij为i点到j点的距离，n为节点数。利用可达性矩阵求得每个节点的最短距离。i点的最短距离Li：

(2)

式中：Li为距离指标，表示给定经济中心到其他各节点的最短距离之和(简称最短距离)。Li值越小，地理区位越好。采用简单的距离和并不能很好的反映一个节点的综合可达性情况，因此引入加权平均旅行时间Ai：

(3)

式中：Ai为节点i在交通网络中的加权平均旅行时间，Ai值越小，表明该地的可达性越好[21]。Tij为节点i到节点j的最短时间。Mj为节点的质量，可以是节点j的人口或地区生产总值(GDP)等，本研究采用人口和经济的算术平方根，因为实际上人口较多、经济发达的地方，由于其自身发展的需要，其人口流动量相对较多。这样就弥补了最短距离中默认各节点对旅客吸引力相同的不足。可达性系数Ri：

(4)

式中：可达性系数Ri为某点可达性值与该地区可达性平均值之比，Ai为i点的可达性。可达性系数大于1，说明该节点的可达性状况低于网络平均水平；可达性系数小于1，说明该节点的可达性状况高于网络平均水平；可达性系数等于1，说明该节点可达性和网络平均水平一致[22]。可达性系数越小，说明该节点可达性越好，即交通越便利。

1.1.2 中心性测算方法

中心性表示各节点距区域几何中心的远近，计算公式为：

(5)

式中：Ci为节点的中心性，Di为节点到中心的距离，S为区域面积。Ci值越小，表示节点的中心性越好[23]。

1.1.3 城市经济联系强度测算方法

城市经济联系强度是衡量区域经济联系的重要指标，反映经济中心与外界经济联系的强弱。引力模型是测算区域经济联系的常用方法[24，25]。其表达式为：

(6)

式中：Rij为i，j两城市间的经济联系强度；Fi为i城市对外经济联系总量，反映该城市与其他城市的经济联系的强弱；Gi，Gj分别为i，j两城市各自的GDP；Dij为i，j两城市间的距离。

1.2 数据来源和处理

(1)以2012年末辽宁省交通路网为基础，利用ArcGIS网络分析模块对辽宁省交通网络进行最优路径计算。(2)人口和生产总值(GDP)来自2012年《辽宁省统计年鉴》。(3)公路和铁路时速设置参照《公路路线设计规范》并根据实际情况确定，设定高速公路时速为120 km/h，国道100 km/h，省道为80 km/h，县乡道为40 km/h。由于铁路不同类型列车的时速不相同，结合铁路线路和列车时刻表，查询每条铁路干线的通车类型，对不同铁路干线设置不同的时速，设定特快列车为160 km/h，动车为200 km/h，其他为90 km/h。(4)主要以县级及以上经济中心为对象，研究辽宁省可达性的分布特点，包括14个地级城市和43个县级城市(长海县除外)，求出57个节点两两之间最短距离和最短时间矩阵，然后利用上述指标进行计算，得出各个县市的可达性。

2 陆路交通网络可达性空间分析

2.1 可达性基本格局

根据可达性计算结果总结辽宁省可达性分布规律(图1、图2、图3)，主要得出4方面特征(为区别于公路可达性，文中的综合可达性指陆路交通可达性)：(1)最短距离、综合可达性和公路可达性空间分布均呈现出以辽阳为中心，向外围逐渐递减的“中心-外围”格局，中心地区范围与沈阳经济区范围具有较高一致性，中心地区整体可达性明显好于边缘地区。可达性较差的区域主要为辽西南、黄海沿线、中朝交界至铁岭和本溪东部县市。(2)城市的综合可达性是其区域中心性的体现，反映了该城市节点在本区域中的地理区位，城市的中心性越小，表明该城市距区域几何中心越近。根据中心性计算结果，对辽宁省城市综合可达性和区域中心性进行归一化，并在SPSS软件中进行相关性分析和拟合，得到相关系数为0.804，相关性较高。模拟方程为Y=e(-0.522+0.737x)，式中Y为综合可达性，x为几何中心性，充分说明，中心性对于辽宁省城市综合可达性格局起决定性作用。应该说，随着区域经济持续发展，现代化交通网络覆盖面显著增大，中心性对综合可达性的决定作用也逐渐增强。通过比较中心性与综合可达性计算结果可知，在中心性小于0.4的16个节点中，有13个节点的可达性较好，其可达性系数小于0.8；在中心性大于1的9个节点中，仅有一个节点的可达性好于平均水平，其他节点可达性均较差，表明节点的区域中心性是区域综合可达性的重要影响因素。(3)通过比较路网最短距离和综合可达性空间分布可以发现，最短距离的“中心-外围”格局与区域几何特征高度重合，而综合可达性的分布沿沈大和京沈两条交通轴线向边缘地区延伸，相对于最短距离而言，大连、锦州、葫芦岛、铁岭的综合可达性排名显著提升，而包括丹东在内的东部边缘地区综合可达性则明显下降，这充分说明高等级道路和主要交通干线对城市综合可达性具有明显促进作用。(4)不同路网可达性存在明显差异。公路可达性的极差为0.910 3，明显小于综合可达性极差，这表明公路网络覆盖面大、范围广，地区公路可达性差异小。将铁路加上后得到陆路综合交通可达性，铁路线网分布差异较大，部分中心性较好的县级城市仍存在铁路不通的情况，使综合可达性相比公路可达性呈现出一定的高等级道路指向性。

图1 县级经济中心最短距离分布图

Fig.1 The shortest distance of the county-level economic centers distribution

图2 县级经济中心综合可达性分布图Fig.2 The comprehensive accessibility of the county-level economic centers distribution

图3 县级经济中心公路可达性分布图Fig.3 The road accessibility of the county-level economic centers distribution

2.2 可达性地区差异

辽宁省各地级城市可达性存在明显差异：(1)两种路网最短距离排名类似，鞍山、辽阳和盘锦最短距离值最小，大连的最短距离值最大，大连的最短距离值是辽阳的2.2倍。综合路网的最短距离较公路路网值更小，说明铁路运输对辽宁省内交通运输产生重要影响。作为辽宁省的“双核”，沈阳的最短距离明显小于大连的最短距离。(2)综合可达性结果排名前三的为：辽阳(78 min)、鞍山(79 min)和沈阳(79 min)，远超过平均可达性水平。最差的为丹东(150 min)和朝阳(144 min)，低于平均可达性水平。大连和铁岭可达性排名较最短距离排名有很大提升，说明大连和铁岭高等级道路的发展弥补了地理区位的不足。相反，营口从最短距离的第5降到可达性的第9，说明营口虽然地理位置占优势，但其交通干线和交通系统的发育程度与本身地理区位相比存在明显不足，使可达性结果变差。(3)公路可达性中鞍山(91 min)和辽阳(90 min)可达性最好，葫芦岛(174 min)最差。公路路网最短距离和可达性排名有很大差距，说明地区高速公路的发达程度对于公路可达性产生重要影响。(4)将综合可达性与公路可达性相比揭示铁路对区域交通可达性的重要影响。葫芦岛的综合可达性与公路可达性有很大差异，公路可达性排名最差，但综合可达性在第九位，同理，大连的综合可达性与公路可达性相比也有很大进步，原因在于葫芦岛和大连位于京哈线与哈大线沿线，充分说明铁路建设尤其是高等级铁路建设对于城市可达性具有重要的促进作用。

表1 各城市可达性主要指标表Tab.1 The main accessibility indicators of cities

3 可达性对城市经济联系的影响

由于辽宁省内各城市在地理区位、经济基础和地理条件等方面的差异，使得省内各地区的经济发展水平差异很大，双核结构的核心——沈阳和大连，经济发展状况最好，一些处于边缘地区的县级城市则经济发展水平较差。根据公式计算得到辽宁省各县级以上城市与14个地级市的城市经济联系强度，假定用直线距离和可达性求得的城市经济联系强度均为固定值，都设为1，从而求出每个城市的经济联系强度占省内总经济联系强度的百分比(限于篇幅仅详细列举地级市)，最后进行比较分析。通过改变Dij的取值，对计算结果进行比较分析，从而探讨可达性对城市经济联系的影响，具体做法是：首先利用城市间直线距离计算出城市经济联系强度，然后进行加总，最后求得每个城市经济联系强度占总经济联系强度的百分比作为初始值，在此基础上，运用加权平均旅行时间修正引力模型，计算出基于可达性的城市经济联系强度修正值，比较修正值相对于初始值的变化情况，探讨可达性对城市经济联系的影响。

根据计算结果，可从3方面总结可达性对城市经济联系的影响：(1)受各县市经济发展水平、城市规模以及区域交通可达性的影响，城市经济联系强度地区差异较大。沈阳经济区整体与外界联系较强，沈阳市经济联系强度是排名第二的抚顺的两倍还多，说明沈阳与其他地方经济联系密切，不仅地理位置优越，经济发展水平也较好。锦州市和朝阳市与外界经济联系强度最差。(2)大部分城市经济联系强度修正值较初始值有很大变化。对修正值与初始值比较，将可达性对经济联系强度的作用进行分类：比值处于0.9～1.1则看作基本一致，属协调型；0.7～0.9为弱制约型，小于0.7为强制约型，这些城市可能地理位置占优势，但是由于其他城市的影响和自身可达性的作用，使基于可达性的经济联系程度较初始值水平有所降低；1.1～1.3为弱促进型，大于1.3为强促进型，可达性使这两类城市与其他城市的联系较初始值水平有所增强。中心城市多数为强促进型和弱制约型，县级城市多为制约型。(3)城市经济联系强度修正值较初始值分布更加不均匀，可达性修正值之间的极差为19.35，方差为10.65，初始值极差为14.70，方差为7.11。进一步说明，高等级道路的修建使不同地理区位的城市之间可达性优劣差距拉大，也使两地之间城市经济联系强度差距变大。地级城市的经济联系强度好于县级城市，地理位置处于中心的城市好于边缘城市。

表2 14个地级城市经济联系强度Tab.2 The urban economic contact strength of the 14 prefecture-level cities %

表3 可达性对城市经济联系强度的作用分类Tab.3 The effect of accessibility on city economic contact intensity

4 结论与讨论

交通是城市发展的重要载体，辽宁省路网建设比较完善，经济发展较好，可达性格局大致呈现出以辽阳为中心向外围递减的“中心-外围”格局，城市对外经济联系强度整体较好。(1)辽宁省经济格局与可达性格局不相匹配。沈阳作为辽宁省省会城市，是辽宁省的重心，经济与可达性状况都比较好。大连作为辽宁省重要的经济中心，是辽宁省对外联系的门户，经济发展状况良好，但是受地理区位因素的影响，其综合可达性较沈阳市有很大差距。(2)综合可达性与最短距离存在差异。铁路和高速公路等快速路网建设改善了边缘地区城市的可达性。研究显示高等级道路克服空间区位对综合可达性影响的能力较大，例如大连是辽宁省重要的经济中心，但是其区域中心性差，最短距离排名最差，而综合可达性排名有很大进步，说明大连到其他各地高等级道路发育状况较好，克服地理区位影响的能力较大。高等级道路的发展不均衡也使地区间综合可达性差距变大，尤其是路网状况发展较好的中心城市与路网发育不完善的边缘县级城市可达性差距变大。(3)综合可达性影响城市经济联系强度。经济联系强度修正值与初始值相比，地区间的经济联系强度差距变大。城市经济联系强度与地理区位、可达性和经济发展水平有很大的关系，地级城市经济联系强度好于县级城市。沈阳作为省会城市，经济发达，中心性强，对外经济辐射能力大。大连虽然中心性较差，但经济发达，其克服区位影响因素能力较大，与其他城市经济联系强度较好。边缘地区一些县级城市经济联系强度结果较差。将城市按综合可达性对城市经济联系强度的作用分为3种类型：促进型、制约型、协调型。

区域性是经济地理学研究的重要特征，可达性的研究同样离不开区域，特定区域的可达性研究虽有一定缺陷，但对揭示区域内部城市间相互作用、相对区位及彼此经济腹地具有重要指示作用。区域联系的一个基础就是可达性，城市与周边腹地联系状况、城市对外联系状况具有不同特点，两者可能存在巨大反差，这是内外联系特征的具体反映，恰恰揭示了这个城市经济联系及可达性的重要特征，因此，封闭区域的可达性研究有其特定意义。本文以辽宁为例的研究表明：城市发展特别是中心城市发展需要腹地支撑，这种腹地往往是周边区域。沈阳有较强的城市群腹地支撑，与大连相比，更容易整合周边区域和形成辐射中心。大连虽然是沿海发达城市，但是由于在腹地中的区位缺陷，城市的发展缺乏较强的腹地支撑，港口腹地面临营口等港口的严重袭夺，因此，大连的城市、港口发展重心应向北部沿海迁移，结合快速交通网构建，以此强化与内陆腹地的吸引和互动，提升整合辽宁沿海经济带及临海产业带的核心优势。

[1]杨涛，过秀成.城市交通可达性新概念及其应用研究[J].中国公路学报，1995，8(2)：25-30.

[2]李平华，陆玉麒.可达性研究的回顾与展望[J].地理科学进展，2005，24(3)：69-78.

[3]陈浩，陆峰，程昌秀.可达性度量方法及应用研究进展评述[J].地理科学进展，2007，26(5)：100-110.

[4]Hansen W G.How accessibility shapes land use[J].Journal of the American Institute of Planners，1959，25(2)：73-76.

[5]张莉，陆玉麒.基于陆路交通网络的区域可达性评价——以长江三角洲为例[J].地理学报，2006，61(12)：1235-1246.[6]蒋海兵，徐建刚，祁毅.京沪高铁对区域中心城市陆路可达性影响[J].地理学报，2010，65(10)：1287-1298.

[7]于涛，陈昭，朱鹏宇.高铁驱动中国城市郊区化的特征与机制研究——以京沪高铁为例[J].地理科学，2012，32(9)：1041-1046.

[8]钟业喜，陆玉麒，卢晓旭.江苏省城镇间可达性及其格局演变研究[J].经济地理，2011，31(11)：1817-1821.

[9]曹小曙，薛德升，阎小培.中国干线公路网络联结的城市通达性[J].地理学报，2005，60(6)：903-910.

[10]金凤君，王娇娥.20世纪中国铁路网扩展及其空间通达性[J].地理学报，2004，59(2)：293-302.

[11]沈惊宏，陆玉麒，兰小机，等.区域综合交通可达性评价——以安徽省为例[J].地理研究，2012，31(7)：1280-1293.[12]冯长春，丰学兵，刘思君.高速铁路对中国省际可达性的影响[J].地理科学进展，2013，32(8)：1187-1194.

[13]蒋晓威，曹卫东.安徽省公路网络可达性空间格局及其演化[J].地理科学进展，2012，31(12)：1591-1599.

[14]孟德友，陆玉麒.基于引力模型的江苏区域经济联系强度与方向[J].地理科学进展，2009，28(5)：697-704.

[15]程钰，刘雷，任建兰，等.县域综合交通可达性与经济发展水平测度及空间格局研究[J].地理科学，2013，33(9)：1058-1065.

[16]徐维祥，陈斌，李一曼.基于陆路交通的浙江省城市可达性及经济联系研究[J].经济地理，2013，33(12)：49-53.[17]尹鹏，李诚固，陈才.东北地区省际城市可达性及经济联系格局[J].经济地理，2014，34(6)：68-74.

[18]刘传明，曾菊新.县域综合交通可达性测度及其与经济发展水平的关系[J].地理科学，2011，30(12)：2209-2221.[19]王利，李玉森.辽宁省县域交通优势度评价研究[J].云南地理环境研究，2011，23(6)：10-15.

[20]陆玉麒，俞勇军.区域双核结构模式的数学推导[J].地理学报，2003，58(3)：406-414.

[21]吴威，曹有挥，曹卫东，等.长江三角洲公路网络的可达性空间格局及其演化[J].地理学报，2006，61(10)：1065-1074.

[22]金凤君，王娇娥.20世纪中国铁路网扩展及其空间通达性[J].地理学报，2004，59(2)：293-302.

[23]刘俊，陆玉麒，孟德友.基于不同指标的公路交通网络可达性评价[J].工业技术经济，2009，28(2)：78-82.

[24]牛慧恩，孟庆民，胡其昌，等.甘肃与毗邻省区区域经济联系研究[J].经济地理，1998，18(3)：51-56.

[25]王欣，吴殿廷，王红强.城市间经济联系的定量计算[J].城市发展研究，2006，13(3)：55-59.

THE LAND TRANSPORT ACCESSIBILITY OF LIAONING PROVINCE AND ITS INFLUENCE ON URBAN ECONOMIC TIES

WANG Dan-dan，GUO Jian-ke，DU Peng

(KeyResearchInstituteofHumanitiesandSocialSciencesatUniversities——CenterforStudiesofMarineEconomyandSustainableDevelopmentofLiaoningNormalUniversity，Dalian116029，Liaoling，China)

Based on ArcGIS，the paper studied accessibility status of 57 economic centers of counties and above from two aspects of accessibility’s basic framework and spatial difference in Liaoning province during 2011 by using three indicators of the shortest，the accessibility and the accessibility coefficient.At the same time，it discussed its effect on urban economic contact intensity.Results showed that：(1)The accessibility of Liaoning province roughly presented the “center-periphery” pattern.It gets Liaoyang as the center，and then decreases gradually from city center to the local part.Through a joint analysis of the centricity and comprehensive accessibility，we reached a conclusion that the “centrality” was an important factor to accessibility.(2)The distribution of the accessibility and the shortest distance were inconsistent.The development of rapid transit network had greatly improved the accessibility status of the cities which is in poor centrality，and made the accessibility distribution presents the directivity of high-grade road.(3)Calculated the urban economic contact intensity with linear distance and accessibility and made a comparison between them.The impact of the accessibility to the economic contact intensity can be divided into three types of promotion，coordination and restriction.

Liaoning Province；transportation accessibility；centrality；economic contact intensity

2015-01-26；

2015-03-31．

*通信作者：郭建科(1980-)，男，山西省长治市人，讲师，博士，研究方向为城市地理、交通物流与港口空间组织.

V11

A

1001-7852(2015)02-0043-07