基于交通可达性的港珠澳大桥时空压缩效应

吴旗韬 张虹鸥 叶玉瑶 苏泳娴

1 引言

交通网络体系对城市群经济发展及空间结构的形成起着关键作用，新的设施建设对城市群的发展影响深远。根据流动空间的观点，城市间的连接性增强将弱化物理邻近性，便捷的交通网络加速城市群各城市间人流、物流、信息流、资金流、技术流等空间要素的流动，重新定义城市区位，区域空间关系被重新整合。跨海湾或跨江大桥具有显著的“时空压缩”效益，将大大压缩两岸城市之间的时间距离，而交通条件的改善会降低各城市之间的互动成本，使“增长极”和“开发轴线”通过支配效应、乘数效应、极化效应与扩散效应对城市群经济活动产生组织带动作用，进而对区域空间结构的形成和改变产生影响。近年来随着中国跨江跨海通道的建设，相关的研究不断增加，研究的区域主要集中在长江跨江通道、杭州湾跨海大桥以及渤海海峡跨海通道]等等。研究角度包含对跨江通道的交通影响和时空效应、产业结构、城镇空间结构、物流网络、旅游空间结构等的影响分析。随着港珠澳大桥的建设，大桥对珠三角交通、经济发展等方面的影响需要深入开展研究。

“时空压缩”效应分析是通过区域空间可达性分析模型来实现的，可达性是指利用特定的交通系统从某一区位到达指定活动区位的便捷程度，通过对比不同阶段区域可达性的变化，可以清晰地描述交通设施建设所产生的“时空压缩”效应。国内学者对可达性的计算方法有多种，① 研究交通的节点可达性，主要研究过程是通过网络分析确定每个节点的可达性，然后通过空间插值得到区域的可达性；② 通过格网分析，编程实现区域可达性，其突出亮点是解决了封闭型道路（如高速、铁路）等的出入口问题；③ 通过ArcGIS软件提供的空间分析方法，通过成本加权距离来实现。但上述 3种分析模型都有一定的缺陷，所有分析模型中，对非道路覆盖空间的研究都假设为均一化，对该分析空间的差异性考虑欠缺，使得分析结果与实际相差较大。

本文以正在建设的跨珠江口通道——港珠澳大桥为例，分析大桥建设对珠三角空间格局的影响，同时尝试探讨大桥不同的收费标准对区域运输市场的影响，以期为珠三角地区的跨江通道影响研究增加实证分析。考虑到原有分析模型的缺陷，在分析模型的设计中，也将增加对非道路网格参数设定的分析，从而进一步完善可达性分析模型，使得分析结果更加符合实际情况。

2 区域数据来源和方法

2.1 研究区域和交通网络选择

研究区域为大珠三角城镇群范围，包括香港、澳门、广州市、深圳市、珠海市、佛山市、东莞市、中山市、江门市的全境，以及惠州市的惠城区、惠阳区、惠东县、博罗县，肇庆市的端州区和鼎湖区、高要市和四会市，土地面积超过42831.5 km2。区域高速公路密集。2010年，珠三角核心区高速公路网密度已达7.37 km/100 km2，在全球仅次于纽约都市圈。目前珠江口（虎门以南）的跨江通道为连接广州番禺和东莞虎门的虎门大桥，港珠澳大桥的建设将成为跨珠江口第二条重要交通通道。根据设计方案，港珠澳大桥设计形态为单“Y”型，采用桥隧组合，并在香港、澳门和珠海分别设置出入口。作为一座跨界大桥，港珠澳大桥对于珠江口东岸的连接作用需视后期政策的影响，所以本次研究的目标点选择为香港的旺角地区，重点分析大桥对香港及珠江口西岸地区的影响。研究已经注意到区域内其他交通方式，如区域内不断发展的城际轨道网络对区域可达性的影响，本文重点关注经由港珠澳大桥通过道路网络对于区域可达性的影响，对其他交通网络暂未考虑。

2.2 数据来源

本研究中路网数据（包括高速公路、国道、省道、县道以及城市道路）来源于广东省公路管理局2009年的数据，并对部分路网更新至2010年。港珠澳大桥及其附属连接线源于香港路政署。行政边界和河流数据来源于广东省 1∶25万公众数据库。广东省土地利用数据源自广东省国土厅2010年土地调查数据库，并对部分分类进行了归并处理。广东省 DEM 数据来源于美国NASA网站免费提供的 ASTER G-Dem数据，分辨率为30 m。

2.3 分析方法

本次研究基于ArcGIS Desktop10软件平台，通过对研究区域的栅格化处理和分析，得到区域时间和费用的可达性分析结果。首先对研究区域进行栅格化处理，对空间地物分等级赋值，建立速度栅格图。对于不同等级的道路，分别赋予不同等级道路栅格差异化的速度值。对于非道路网格，需要考虑不同土地利用类型对速度的限制差异；同时不同的海拔和坡度对速度影响也较大，特别是高海拔和坡度的较大地区，对速度的限制明显增加，因此对非道路网格，需要根据海拔、坡度和土地利用类型进一步细化其赋值。对于不同属性的栅格，采用按照速度从低到高的顺序依次叠加，生成具备速度属性的栅格区域图。考虑到研究区域的范围，研究中划定的栅格为100 m×100 m，并假设每个栅格的可达性相同。根据栅格的实际大小，将速度栅格图转换为时间栅格图。最后计算给定目标点，通过空间地物的时间成本栅格图和目标点的空间位置，借助软件成本距离分析模块进行计算，得出目标点的通行时间范围图。同时，为了分析港珠澳大桥的建设对区域运输费用的影响，还对不同的栅格赋予费用属性。考虑到不同类型车辆的运输费率的差异，将根据小型车和集装箱货车两种类型分别赋值。

3 结果分析

3.1 时间可达性分析

从港珠澳大桥通车前后香港旺角地区的可达性分析结果来看，在大桥通车前，1.5 h圈的主要范围分布在珠江口的东岸地区，主要是深圳、东莞和惠州等城市所属县区，而珠江口西岸地区则由于珠江口的阻隔，地区可达性较差。其中1 h圈、2 h圈和3 h圈的面积分别占区域总面积的 9.66%、51.24%和92.99%，超过 3 h圈的面积仅占7.01%。在港珠澳大桥通车后，珠江口西岸地区的可达性明显提高，更多地区进入2 h圈的范围内。大桥通车情况下，1 h圈、2 h圈和3 h圈的面积占区域总面积比例增加到9.66%、55.83%和95.66%，超过3 h圈的面积减少至4.34%。其中时间可达性改变最大区域为1～2 h的地区，此区域面积增加4.59%。

从时间可达性的变化空间分布看，珠三角大部分地区的时间可达性没有变化，此面积占区域总面积的81.1%，时间可达性变化的主要地区分布在珠江口的西岸地区，珠海市、江门的台山、恩平都是可达性大幅提高的地区，同时呈现从西向东可达性变化从少向多变化的趋势。珠海的拱北和澳门地区是可达性变化最大的地区，而江门的恩平则是变化较小的地区。时间变化在0.5 h 以内地区占9.51%，变化1 h的地区占总面积的18.90%。

3.2 小型车费用可达性分析

小型车是中短途载客运输的主要运输工具，可以提供便捷高效的运输。从港珠澳大桥通车前后小型车费用分布来看，在通车前，区域最大的运输费用为918元，而通车后最高费用为860元。从等费用圈来看，通车前，200元、400元和600元的等费用圈的面积分别为14.87%、58.27%、92.68%，而通车后，珠江口西岸的珠海及邻近地区的费用有所降低，此等费用圈的面积增加到14.87%、60.17%、93.77%。

从费用差异分布分析，港珠澳大桥对珠三角大部分地区的小型车费用影响较小，费用未发生改变的区域面积占总面积的89.6%。从空间分布来看，费用改变的地区主要分布在澳门、珠海的香洲区、斗门区和金湾区，以及江门的台山南部和恩平南部。发生变化最大的区域在澳门和珠海的香洲区，费用节省的最大数量为 140元，比大桥通车前总费用节省近35.0%。

3.3 集装箱货车的费用可达性分析

集装箱货车是集装箱运输的重要工具，其运输成本对于珠三角地区集装箱运输具有显著意义。从港珠澳大桥通车前后集装箱货车费用分布来看，在通车前，区域最大的运输费用为3859元，而通车后最高费用为3252元。从等费用圈来看，通车前，1000元、2000元和3000元的等费用圈的面积分别为12.22%、59.80%、92.71%，而通车后，此等费用圈的面积增加到12.44%、65.66%、97.27%。

从费用差异的空间分布来看，港珠澳大桥对珠三角集装箱货车的费用影响空间范围大于对小型车的影响范围，费用发生改变的地区面积占区域总面积的27.5%。空间分布来看，除了澳门、珠海，中山市的南部地区、江门的大部分地区费用都发生了改变，改变程度最大的地区为澳门和珠海的香洲区和斗门区的南部。费用改变200、400、600、800和超过800元的地区面积分别占总面积的10.1%、5.5%、3.9%、6.4%和1.6%。

3.4 不同通行费率情况下集装箱货车费用可达性分析

在分析地区总的运输费用中，大桥不同的通行费率是影响地区的运输费用总和的一个重要因素，特别是对总运输费用比较敏感，而对时间不敏感的车辆类型，如集装箱运输车，大桥的不同通行费率，将成为车辆路线选择中重点考虑的因素。在上述分析中，假设桥梁的通行费率均为 100元，此通行费率对珠江口西岸地区的运输费用会产生一定的影响，对大桥带来路程缩短而节省的费用产生一定的抵消作用。本文分析了大桥通行费率为200元和300元的情形下集装箱货车的运输费空间分布。通过不同费率的差异影响分析可知，① 不同费率差异对区域的空间影响范围差异相同。通行费为100元与200元情况下、200元与300元情况下、100元与300元情况下地区运输总费用变化的地区面积均占地区总面积的27.59%，也就是说在不同的通行费率下，对地区运输总费用有影响的面积相同，减少或者增加大桥的通行费并不会增加或者减少运输费用影响的地区范围。② 受影响的地区中，不同通行费对不同区域运输费用影响不同。在通行费分别为100元和 200元的情况下，费用变化在25元、50元和100元以内的地区面积分别占0.37%、0.46%和26.76%，而在200元和300元情况下，这些比例则变化为 1.72%、0.51%和23.85%。

4 港珠澳大桥的影响分析

4.1 促进区域经济协调发展

港珠澳大桥可提升珠江口西岸的区位优势，促进区域经济协调发展。改革开放以来，珠三角东岸凭借与香港相邻的区位优势，承接了香港的大量投资和产业转移，珠江口东岸的进出口贸易和加工产业迅速发展，东岸地区便利的交通基础设施对经济的腾飞起到了重要作用。而珠江西岸的经济发展相对滞后，由于珠江口的天然阻隔和跨江通道的缺失，使得香港对西岸的辐射能力明显不足，同时澳门的经济实力与香港仍有一定差距，东西两岸发展严重失衡。从1980年，西岸三市GDP是东岸三市的1.6倍，而到2010年，东岸经济总量超过西岸2.4倍。港珠澳大桥的修建削减了珠江口对西岸地区的阻隔，大桥的时空压缩效应使得珠海和澳门与香港的交通便利性得到极大提升，增强了西岸地区的区位优势，促进了地区间融合和区域一体化发展。而区位优势的提升会促进珠江口西岸地区的经济发展，特别如横琴新区将更加凸显其区位和政策优势，西岸地区相对丰富的土地资源也将体现其巨大的资源优势，港珠澳大桥的修建有利于缩短地区间的经济差异，促进区域经济协调发展。

4.2 对区域交通格局的影响

伴随着不同地区经济的发展，主要交通轴线随着地区经济联系的差异而发展和强化。珠三角形成了“东岸广州—深圳—香港”和“西岸广州—珠海—澳门”两条交通轴线，东西岸交通主要依靠虎门大桥，初步形成了“A”型的交通空间格局。目前的格局中，东岸的交通轴线强度远远高于西岸轴线。虎门大桥自1997年通车以来车流量快速增长。近 10年来，年车流量从 2001年的 932.2万辆增长到 2010年的2454.3万辆，增长了165.8%，年均增长率达11.5%，已经处于饱和运行状态，无法满足未来跨珠江口交通需求的快速增长。港珠澳大桥的修建，珠江口西岸地区通向香港的时空距离大大压缩，香港通向西岸地区更加便捷。根据港珠澳大桥的可行性研究，到2032年香港与西岸、澳门之间的跨界客货运量将分别达到25.2万人/日、22.0万t/日，分别占跨界总量的20.3%、21.4%，港珠澳大桥的建设满足不断增长的跨界交通需求，成为珠江口重要的通道。作为珠江口西岸距离香港最近的城市，珠海将有可能承担起作为西岸交通枢纽的职能，加强与香港乃至粤西沿海的交通联系，而伴随着广珠城际、广珠铁路、粤西沿海铁路、西岸沿海高速、广珠西线高速的修建，珠海在珠三角区域的作用也将日益完善，具备潜力成为辐射西岸地区城市乃至粤西地区的重要交通节点。同时澳门不仅增加与香港的联系，同时也进一步提升了与珠海的链接，从孤立岛走向岛陆一体化，强化与珠海和西岸地区的融合和协调发展。

4.3 对区域产业格局的影响

要素流动是实现资源优化配置的途径，流动成本越低，要素对区域经济发展的促进作用越强，港珠澳大桥的修建使得珠三角集聚阻力不断削弱，对于不同产业而言，基于要素的集聚和优化配置，使得区域经济和产业发展产生新的格局和分异，有利于区域产业分工，促进区域产业转型升级和协调发展。基于规模经济的极化理论，香港作为地区最重要的商贸、服务业中心，港珠澳大桥的建设使得香港对外辐射的区域从过去的向北，向东，进一步扩展到向西方向的延伸，珠江口西岸的人流、物流和信息流将流向香港地区，香港在商贸、服务业等方面的优势将进一步加强，从而强化地区“核心—边缘”的空间结构。香港也会产生经济的外溢效应，据“引资距离弹性”测算，珠三角城市与香港的距离每减少1%，制造业、服务业中外资投入金额分别增加0.12%～0.17%，初步估算大桥的开通，西岸各城市可增加600～1000亿元人民币的 GDP。而基于专业分工的互补发展理论，区域要素将根据自身条件优化其组合，从而实现资源和要素效益的最大化，带动产业的共同发展。港珠澳大桥的建设将为珠江口东西两岸旅游资源和旅游产品的开发提供巨大的便利和契机，香港繁荣发展的旅游业可以为珠海和澳门等西岸城市旅游带来巨大的人流，而西岸城市则可以充分利用自身的自然、人文和历史旅游资源，形成与香港紧密联系的旅游路线和产品，更进一步推动住宿、餐饮、购物等相关产业的发展和繁荣。同时，由于香港与珠海等西岸城市地价的差异，港珠澳大桥还可能形成类似与国外的“卧室社区”模式，即在香港工作，而在珠海等西岸地区居住的工作和生活方式。

4.4 对区域物流网络的影响

交通物流系统是区域经济活动生产、流通、分配、消费诸环节及各部门和各地区间实现有效联系的纽带，是区域经济机体的循环系统，跨海大桥的建设，首先带来的直接效应就是交通物流系统的大幅度提速。港珠澳大桥使得两岸地区的运输不用再绕道虎门大桥，变得直接而迅速，对于中山、江门的集装箱运输而言，大桥的修建使得中山和江门与香港集装箱港口的物理距离大大缩短，中山、江门的集装箱在选择距离较近的南沙港基础上，还可以选择直接通过香港输往国外，因此大桥的修建还会引起珠江口港口之间的竞争加剧。香港作为国际航运中心，其港口高频率、广范围的航运服务优势将更加凸显，与香港连接便利性的增加将大大增加其港口腹地范围，从而促进珠江口西岸地区经济的发展，也进一步提升香港作为国际航运中心的职能。但需要指出的是，港珠澳大桥的修建虽然在时间上节省了西岸地区与香港的联系，但对于货物运输者而言，也许更关注选择港珠澳大桥是否节约总成本，而对运输时间则相对不敏感，因此港珠澳大桥的通行费率将成为货车选择是否通行大桥的重要因素，因此需要选择合适的大桥通行费，从而优化货物运输车辆的路线选择，实现区域经济发展效益的最大化。

4.5 港珠澳大桥运行效果的影响因素

政策和其他交通通道的建设会影响大桥的实际效果。港珠澳大桥作为一座跨界大桥，其实际效果会受后期通关政策和跨界车辆的配额管制的影响，特别是珠江口西岸通向香港转向东岸其他城市的交通受后续政策的指引和限制作用较大，这有可能限制大桥作为跨海通道功能的发挥。与此同时，其他交通通道的规划建设也有可能影响港珠澳大桥的作用。在对货车的费用分析中，费用改变的空间区域基本是从虎门大桥开始向西北向延伸，也就是说虎门大桥屏蔽了港珠澳大桥的部分效果。而按照规划，珠江口还将建设其他跨江通道，比如深中通道、规划的高速公路、城际轨道和铁路的建设，新的交通通道对港珠澳大桥的功能和作用的影响，还需要进一步深入的分析和研究。

5 结论

（1）港珠澳大桥显著提升了珠江口西岸部分地区的时间通达性，18.9%的区域时间可达性得到提升，时间可达性改变最大区域为原 1～2 h的地区，此区域面积增加4.59%。珠海、澳门和江门的台山、恩平是主要的改变区域。

（2）从载客小型车的费用分析方面，港珠澳大桥的通车可以改变珠三角10.4%的区域交通总费用。其中发生变化最大的区域在澳门和珠海的香洲区，费用节省的最大数量为140元，比大桥通车前总费用节省近35.0%。对集装箱货车总运输费用而言，港珠澳大桥的通车对费用影响空间范围大于对小型车的影响范围，费用发生改变的地区面积占区域总面积的27.5%。从空间分布来看，除了澳门、珠海，中山市的南部地区、江门的大部分地区费用都发生了改变。

（3）通过对不同大桥通行费率的影响分析，不同的收费标准对区域运输总费用的影响空间相同，面积都占 27.59%，但费用发生改变的地区，不同区域的影响程度则表现差异。

（4）港珠澳大桥的“时空压缩”效应提升了西岸地区的区位优势，促进区域经济协调发展。

（5）港珠澳大桥作为珠江口南部重要的跨江通道，满足了香港与西岸地区和澳门不断增加的客货运需求，提升了珠海作为西岸交通枢纽的作用，从而改变珠三角的交通格局。

（6）港珠澳大桥对不同产业将产生不同的效应，香港的商贸和服务业地位将得到提升，而西岸地区的旅游和房地产也将受益。对物流业而言，香港的航运服务优势将更加凸显，对珠三角的物流网络产生影响。

（7）港珠澳大桥的通关政策和其他交通通道的建设会影响港珠澳大桥的实际运行效果。

感谢：感谢德国柏林自由大学城市研究中心G.O. Braun教授、广州地理研究所许自策研究员的前期指导及建议，也感谢2010年香港地理日学术交流论坛、2011年中国地理学会年会第11分会场多位学者的建议和意见。

（摘自《地理学报》2012年第6期）