公路建设与经济发展适应性宏观诊断

金 霞 雷桂荣 朱顺应 王 红

(武汉理工大学交通学院 武汉 430063)

0 引 言

公路建设和社会经济发展的适应性模糊性强，具有以下特性：①复杂性，公路交通系统和经济系统所涵盖的内容十分广泛，涉及因素众多，具有系统的复杂性特征，而交通发展的合理状态具有模糊性，因此，很难确定其绝对适应度；②相对性，公路交通系统因衍生需求具有消耗而不产生价值的特征，其快速、安全、经济特性具有相对性，纵向表现为时间变化趋势，横向表现为不同空间地域间的相对竞争力；③动态性，交通系统是社会经济系统的子系统，随社会经济系统变化而变化，因此其具有动态性；④系统性，公路交通是一个开放性系统，交通方式间不仅要协调，还要与社会经济系统协调；⑤稳定性，公路运输需求是连续的，因此，公路交通系统与经济发展的适应性应具有连续稳定性，能够应对各种随机、偶然因素的冲击[1].

目前适应性评价方法有协调理论[2]、模糊综合评价法[3]、分形理论[4]及云理论[5]等，但均有局限性.协调理论能体现协调性的发展趋势，但序参量的选取直接影响评判结果；模糊综合评价法仅对是否适应作出一个总体的评价，无法反映单个指标存在的不足；分形理论侧重公路的空间布局，公路规模、结构、投资等方面较少涉及；云理论在确定各评价指标的状态时，采用专家打分法，主观意识较强，未必能反映其真实状态.

评价指标因评价方法而有所不同， Yi等[6]以公路网建设发展指标(公路建设投资比重、α指数、β指数)为输入，以经济发展(实际投资金额、经济圈区域的人均生产总值)、社会发展(第二产业人员比例、经济圈区域城镇化水平)和交通基础(公路网承担的客货运周转量、经济圈区域民用汽车拥有量)指标为输出来分析经济圈公路网络的适应性.Wang等[7]从公路建设与经济发展相适应的角度，认为公路合理规模的影响因素有人口、汽车拥有量和其他经济发展因素，并建立了公路合理规模预测模型.文献[3]从公路网规模、公路网结构、公路网布局、公路网功能和建设资金环境等五个方面对我国公路交通与经济发展的适应性进行了评价.陈亚等[8]选取路网密度、通车里程/公路里程、公路旅客周转量、公路货物周转量等指标对高速公路社会适应性进行评价.贾锐宁等[9]通过比较高速公路和普通公路对经济增长的产出弹性考察两者的相对规模状况，认为产出弹性较大者是区域经济增长的稀缺要素，其规模处于相对不足状态.上述研究丰富了公路建设与经济发展适应性评价的内容，分别从不同的角度对适应性进行了评价，但也存在一些问题：①适应性具有复杂性，现有研究多从公路网规模、结构、布局、资金投入、经济和运输产出角度研究适应性，而且每个研究者侧重点不同，均不具系统性，难以全面反映公路与社会经济的适应性；②适应性具有动态性，现有研究仅从静态角度评价适应性.

为了克服上述缺陷，综合考虑适应性特性，选取反映其动态性、相对性、稳定性及综合交通协调性的指标，通过纵横向对比，从公路建设与经济发展的内在表现(公路网规模、结构、布局)、外在表现(快速性、经济性、安全性、服务水平)、建设资金环境(公路投资)、非正常情况下适应性(路网脆弱性)、公路与综合交通(铁路、水运、航空)的协调性五个维度十个方面对适应性进行宏观诊断，使评价结果更加合理、全面.

1 数据与方法

1.1 数据

以武汉市2011—2015年公路建设为研究对象，数据包括武汉市历年各等级公路里程、公路建设投资额、道路交通事故情况、电子矢量地图、郑州市和成都市电子矢量地图，主要来源于《武汉统计年鉴》《武汉市公路统计公报》.

1.2 评价技术路线与指标

公路建设与经济发展适应性宏观评价技术路线见图1.

图1 适应性宏观评价技术路线与指标

1.3 评价指标

道路交通系统是否适应社会、经济发展，内在表现为要有合理的规模、结构和布局；外在表现为克服空间位移过程中的费用、时间、安全.客货运的空间移动，是消耗过程，本身不产生价值，因此交通运输在克服空间位移时最基本要求是安全、快速、经济，且要具有比较优势.

公路交通系统是交通运输系统的子系统，子系统需达到一定规模，具有良好结构才能发挥自己应有的作用，而且必须与其他交通子系统相协调，才能使整个运输系统作用协同.

总里程规模接近度、高速公路比例接近度、一、二级公路比例接近度、连通度、饱和度、公路投资比例接近度等指标确定评价标准判断其适应性，其它难以确定评价标准的指标通过横向与纵向对比，得出比较优势，判断适应性程度.

1.4 评价指标量化

1) 公路网规模

该值越高表明公路建设越理想，与社会经济发展的适应度越高，评价标准见表1.标准公路总里程、高速公路、一、二级公路里程计算参考文献[3].

2) 公路网结构

高速公路比例接近度=

(2)

一、二级公路比例接近度=

(3)

(4)

3) 公路网布局 连通度反映了路网布局连通情况[10].

4) 快速性 可达性为利用特定公路交通方式从某一区位到达特定区位的便捷程度，公路可达性的提高能有效推动区域经济的进一步发展.其值越小，交通速度就越快.

5) 经济性 公路网越完善，交通费用/收入比越小.

6) 安全性 包括：①当量事故数/公路通车里程：通过赋予受伤及死亡事故一定权重来反映事故的严重程度.②当量事故数/客货运周转量：货运周转量折算成客运周转量，取两者之和.③直接损失/GDP.

7) 服务水平 饱和度表示交通供给与交通需求之间的关系.

8) 公路投资比例接近度

公路投资比例接近度=

(5)

9) 路网脆弱性 节点的介数指网络中所有最短路径中经过该点的数量比例，反映某节点控制网络其它中所有节点对联系的程度.在道路网中，道路介数越大，网络中的其他道路对其依赖性越强，当这些路段发生突发状况时，就很容易扩散到其它道路，路网的脆弱性大，恢复能力弱.当各道路介数相差很大时，一旦介数很大的道路发生异常事件，路网需要较长时间才能恢复其运输功能，因此用各道路介数的离散系数来表征路网整体脆弱性.

10) 协调效度 综合交通运输系统是一个多输入多输出的复杂系统，要对其子系统进行协调性研究，首先要建立适合于研究多个决策单元、多输入多输出系统的评价模型.DEA方法是评价不同决策单元多输入多输出问题较为理想的方法.其中：协调效度越接近于1，说明子系统a对子系统b的协调程度越好，当协调效度等于1时，说明a，b两系统之间是完全协调的，表明a系统的输入对b系统输出的效率相对最好，进而说明a系统对b系统的输入输出关系是最匹配的.

2 结 果

2.1 公路建设与经济发展的内在型评价

1) 公路网规模 武汉市2011—2015年公路网总里程规模接近度见表2.由表2可知，公路网总里程规模接近度都大于0.8，结合表1可知，武汉市2011—2015年公路总里程建设与经济发展相适应.

表2 武汉市公路网总里程规模接近度

2) 公路网结构 武汉市2011—2015年高速公路、一、二级公路比例接近度见表3.由表3可知，公路网结构比例接近度均大于1，结合表1可知，武汉市高速公路、一、二级公路建设非常理想，已超前经济发展.联合考虑总里程规模接近度，表明武汉市公路网中农村公路规模偏小，发展滞后.

表3 武汉市公路网结构比例接近度

3) 公路网布局 武汉市2011—2015年路网连通度见表4.由表4可知，公路网连通度均大于2.0，结合表1可知，武汉市路网布局比较完善，与经济发展相适应.

表4 武汉市公路网连通度

2.2 公路建设与经济发展的外在表现评价

1) 快速性 基于ArcGIS软件，武汉、成都、郑州2011—2015年路网平均可达性值见图2.武汉市2011—2015年路网平均可达性最大值为50.79 min，最小值为44.61 min，且逐年呈现下降趋势，表明武汉市路网可达性趋好.同时与成都、郑州相比，武汉市路网可达性值小于成都，除个别年份外，也小于郑州，表明武汉市路网可达性优于同类型城市成都和郑州市路网.

图2 路网可达性值

2) 经济性 考虑到数据获取的难度，本研究采用城镇居民人均交通费用/收入指标，见图3.由图3可得，2011—2015年，武汉市城镇居民人均交通费用/收入总体上呈现下降趋势，在一定程度上表明武汉市路网逐渐完善.同时与成都和郑州相比，除个别年份外，武汉市城镇居民人均交通费用/收入小于成都和郑州，表明武汉市路网优于成都和郑州.

图3 城镇居民人均交通费用占总收入比

3) 安全性 武汉市2011—2015年道路交通安全状况见图4.由图4可知，当量事故数/公路通车里程和当量事故数/客货运周转量指标呈现下降趋势；直接损失/GDP指标2012年最大，2013年最小，总体上呈现下降趋势，且值较小，表明武汉市道路交通安全状况较好.

图4 武汉市道路交通安全状况

4) 服务水平 武汉市2011—2015年公路网饱和度见表6.由表6可知，公路网饱和度在0.37～0.53，结合表1可知，武汉市2011—2015年公路网服务水平与经济发展相适应.

表6 武汉市公路网饱和度

2.3 建设资金环境评价

武汉市2011—2015年公路投资比例接近度见表7.由表7可知，投资比例接近度在0.5～0.8，结合表1可知，武汉市2011—2013年公路投资与经济发展不适应，2014—2015年公路投资与经济发展基本相适应.

表7 武汉市公路投资比例接近度

2.4 公路网非正常情况下适应性评价

图5为武汉市2011—2015年路网节点介数离散系数变化.由图5可知，路网各节点介数离散系数逐年降低，表明路网强度提高，当路网某个节点发生事故时，整个路网恢复能力逐步提高.同时除2011年外，武汉市路网各节点介数离散系数均比成都大，表明武汉市路网在非正常情况下，抵抗强度低于成都.

图5 路网节点介数离散系数变化

2.5 公路与综合交通(铁路、水运、航空)的协调性评价

图6为公路运输系统与综合交通(铁路、水运、航空)的协调效度变化趋势图.由图6可知，公路运输系统对铁路运输系统、公路运输系统对水运运输系统的协调性相差不大，但都优于公路运输系统对航空运输系统的协调性.公路对铁路的协调效度较好，都在0.9以上，其中2014年为1，达到完全协调；公路对航空的协调效度2011年最大，为0.875，2012年最低，之后呈现上升趋势；公路对水运的协调效度也较好，都在0.9以上.

图6 公路运输系统与综合交通(铁路、水运、航空)的 协调效度变化趋势

3 结 论

1) 2011—2015年武汉市公路总规模达到现阶段社会经济水平发展要求值；高速公路、一二级公路建设良好，超前经济发展；公路网布局较完善，连通度良好；公路网经济、快速、安全性方面均趋好发展，且快速性优于成都、郑州，经济性优于成都；公路网整体服务水平位于一、三级之间，交通流较稳定；公路建设资金呈上升趋势，2011—2013年与经济发展不适应，2014—2015年基本相适应，还需增加公路投资；公路对其他交通运输方式(铁路、水运、航空)协调性都较好，其中公路对铁路、公路对水运的协调性相差不大，但都优于公路对航空的协调性.从多个指标可看出，武汉市公路总体建设良好，与经济发展相适应.

2) 从公路建设与经济发展的内在表现、外在表现、公路与综合交通(铁路、水运、航空)的协调性、非正常情况下适应性、建设资金环境5个维度10个方面建立指标，更加系统、全面的评价了适应性.

3) 社会经济和公路系统是不断发展变化的，本研究不仅从静态的角度评价其适应性，还考虑其动态性，反映了适应性的发展趋势.

4) 公路建设与经济发展的适应性是相对的，对于没有评价标准的指标，通过横、纵向对比来判断，结果更能便于理解.

5) 研究仍存在一些不足：①从宏观上建立指标进行诊断，难以反映公路网局部适应性；②评价结果受评价标准影响，如何选取合适的标准需进一步研究.