基于时间价值的中国高速轨道交通发展时机研究

2019-06-06 08:05林晓言

北京交通大学学报（社会科学版） 2019年2期

林晓言

(北京交通大学经济管理学院，北京 100044)

一、引言

社会的进步与交通运输的发展是密切相关的，经济的发展离不开运输条件的进步。运输的发展扩大了市场交换的地理区域，形成了更大的市场。其中，交通运输的速度在很大程度上决定了资源流动的速度——包括物质资源和人力资源。在诸多运输方式当中，轨道交通运输拥有运量大、可靠性高、能耗低等优点，成为一些国土面积辽阔、资源地与消费地时空距离较大国家的主要运输方式。随着技术的发展，轨道交通的速度也在不断提高。表1总结了本文所探讨的轨道交通的分类和概念界定。

表1 本文所探讨的轨道交通分类及概念界定

交通运输良性发展的前提在于契合源需求。中国幅员辽阔，资源地、生产地、消费地因历史原因形成较大跨度的空间布局，对物资的流动性要求很高，更需要有强大的铁路网络进行调度。可以说，铁路运输状况直接关系到中国国民经济的发展。其中，提高列车速度是铁路赖以生存和适应社会发展的重要途径之一。日、德、法等国相继开展了高速轮轨列车的研究和试验工作，并在20世纪末大量建设高速铁路干线，使铁路运输步入了一个崭新的阶段。中国的高速铁路也经历了近二十年的筹备和最近十年的建设施工与运行，网络形态逐渐完善，正在改变着中国的交通运输格局，提升着交通运输的服务质量，塑造着人们新的出行文化。继“十二五”规划提出建成“四纵四横”客运专线后，2016年6月29日，国务院常务会议原则上通过了《中长期铁路网规划》，中国将打造以沿海、京沪等“八纵”通道和陆桥、沿江等“八横”通道为主干，城际铁路为补充的高速铁路网[注]新华网:构筑“八纵八横”高速铁路网。见http://news.xinhuanet.com/politics/2016-07/21/c_129164372.htm.2016-12-10。截至2016年9月10日，随着郑徐高铁的开通运营，中国高速铁路运营里程已突破2万公里，位居世界第一。但是，高铁的票价在一段时间内为人们所诟病，其在中国的发展一直以来饱受争议，对于其科学性存在不同的认识和相当多的质疑。

随着城市范围的扩大、人口的增加、交通的进步和经济节奏的加快，人们对交通技术的需求也随之提高：不仅追求运行速度，也会追求不同交通方式之间的衔接速度。目前，同时具备了速度和“点对点”无缝对接的磁悬浮线路也在世界一些国家实现了应用。德国在1977年开发出各种类型的磁悬浮系统，并决定选择长定子驱动和电磁悬浮系统的技术路线(即后来上海高速磁悬浮采用的Transrapid系统)；2004年初，上海高速示范线正式商业运营，最高时速430 km；日本于2005年开通世界首条中低速磁悬浮运营线路。2015年，山梨试验线(超导高速磁悬浮)最高时速603 km，正在修建时速505 km的高速磁悬浮中央新干线，从首都东京到工业城市名古屋的线路预计于2027年完工，原计划于2045年开通东京-大阪的线路，JR东海铁道也尝试在政府贷款资金顺利到位的前提下争取在2037年之前开通；韩国开始在仁川机场至龙游车辆基地区间进行试运行中低速磁悬浮线；中国长沙磁悬浮快线设计时速100 km，2016年5月6日正式通车试运营，截至2016年11月，已累计开行17 592列次，总运营里程340 956 km，日均运营里程1615.9 km，累计运送客流达142.6万人次，日均客流为7 312人。

由高速铁路在中国的发展可知，轨道交通发展面临的实际问题是一个技术(速度)与现实需求之间的矛盾关系。例如：尽管低速磁悬浮列车已经展现了一定的市场需求，但高速磁悬浮列车似乎短期内很难找到理想的市场空间。但是，交通的发展不单单是满足客运需求，而是要从整个宏观的层面去考察。因此，以何种表征来判断高速轨道交通的建设时间，在什么时机发展高速轨道交通比较合适，这将是本文需要探讨的问题。

二、文献综述

2018年关于中国高铁的最新研究成果一是宏观视角谈高铁作用(姚树洁[1]，2018)；二是提炼高铁创新经验(贺俊等[2]，2018)；三是微观视角揭示高铁影响生产率的机理(张梦婷等[3]，2018)。关于中国高铁的研究依然缺乏恰当的经济基础理论的探索。本文是作者继发表高铁经济基础理论未来走向的学术论文之后[4]，继续致力于并立论于高铁技术经济基础理论的核心问题，即高铁技术与经济发展之间的矛盾统一关系，从基础理论入手解释高铁最佳产业化时机的选择，也就是高铁最佳建设时机应该由哪些基础经济变量影响，交通出行研究领域的基础变量时间价值在其中发挥怎样的作用，时间价值与高铁建设时机之间存在怎样的基础关系。

荣朝和[5](2002)对影响时间价值的要素进行了分析和探讨，尤其在运输需求这一部分中更是引入包含经济指标的客运需求模型，并在之后[6](2016)的研究中指出了经济与运输之间的关系，划分了中国运输化的几个阶段。认为，目前中国运输化阶段性转变对运输业提出的要求，已经不再仅表现为交通基础设施和运输数量的大幅度增长及技术装备水平的进步，而更多的是体现在运输结构和服务质量的明显提升，并关注经济全球化对中国运输业发展所提出的新要求。Lythgoe和Wardman[7](2002)对影响通往机场的铁路线客流量的因素也做了解释，同样重视速度(运输)与GDP(经济)这两方面数据，并提出了非速度因素对运输的影响。甘勇[8](2005)从经济效益分析的角度考量，认为高速铁路的最佳建设时机应该从国内高速铁路技术的成熟性、国民经济发展对客货运输能力的要求和项目建设资金的供给条件这三方面来确定。对于运输与经济之间的模型也有一定研究。张韬等[9](2004)对影响铁路客运客户价值取向，也就是旅客对旅行方式、工具的选择偏好的影响因素做了分析，并根据各种数据总结出了客户价值分析模型，其指标包括GDP年增长率、人口总数、人均收入、旅行速度、恩格尔系数、私家车拥有程度等因素，并提出“旅客对于不同运输方式的选择是铁路客运价值分析的重要组成部分”、“利用模型推算出不同收入水平的旅客对各种运输方式的选择，从而带来的客户价值收益”。孙海林，胡兆杰[10](2004)对中国较发达城市的乘坐火车的旅客量做出了精确的计算，其中，使用了Logit模型，通过此模型明确了“速度、安全性、运费等因素”对于“旅客对交通工具选择情况”的敏感程度，并提出采用分段价格来满足不同消费群体的需求。

除一些基础性探讨外，关于高速铁路的建设时机、高速铁路的时间价值已有一定研究。凌起[11](2001)通过对台湾高速铁路可行性与修建时机进行论证，得到高速铁路的建设论证与传统铁路论证不同，对于沿线区域经济发展程度要求较高，投资需经过慎重论证。刘万明[12](2002)分别从旅客的交通工具选择行为和高速铁路建设项目经济效益角度研究高速铁路的最佳建设时机。蒋维州[13](2004)基于产业结构、区域结构、城市潜力与投入成本等角度进行研究，对京沪高铁的建设提出了暂缓的意见。刘明君[14](2012)利用日本、韩国、台湾等国家和地区的人口密度、经济水平的历史数据，直观的推断了高速铁路的建设时机。Wu et al[15](2014)将时间价值与地区的收入相联系，认为从全国旅客平均时间价值来看修建普通铁路更经济合理，一些人口密集、相对富裕的地区适合建设高速铁路，但在西部地区和一部分贫困地区，人口收入低，时间价值低，建设高速铁路是不合理的；即便是交通网的建设提高了整体运量，也不足以弥补铁路的投资。Zhao et al[16](2015)考虑了夜间列车对高铁这种昼间列车时间价值的替代，这种时间分配模型可以解释为什么中国大规模高速铁路建设可能面临着巨大的市场风险和高经济损失。林晓言等[17](2015a)认为，区域质量为人均GDP20 000元以下、第三产业就业及结构比例较为平均，且具有丰富旅游资源时，高铁对于区域产生的社会效用最高，是高铁的最佳建设时机；区域质量为人均GDP 50 000元以上，第三产业就业及结构比例较为均衡时，高铁对于区域的社会效用较高，高铁建设将使区域的发展得到二次提升；当区域质量不符合上述条件时，尽管高铁投资效应会对区域经济产生一定的促进效果，但因高铁作用的长期发挥需要与当地经济社会发展和谐契合，如果时机选择不当则甚至容易造成经济发展的短期停滞。林晓言等[18](2015)建立了高铁时空竞争力模型并以京沪高铁等项目为例予以实证。

综上所述，首先，运输与经济之间有相当密切的联系。当然，对于运输与经济的理解尽管不相同：运输可以是客运量、旅行速度，有可能是安全程度；经济的考察范围包括收入、GDP、旅行支出占收入比重等方面，需要视具体情况而确定。其次，经济对运输的影响是多方面的；而反过来，能影响运输的经济因素也有多种。以上所列举的文献，尽管在其模型中都涉及到了运输与经济这两方面指标，也有文献直接探讨“时间价值”这一与收入、速度直接相关的指标，但是忽略了时空经济中“趋利避害的社会人”(荣朝和[19]，2014)对速度这一技术需求可能会超过“理性经济人”简单的通过收入来衡量的时间价值。本文将采用更易懂、更便捷的方法来清晰地表达运输与经济之间的相关关系，不仅考虑时间价值，还根据高铁的客运量与总人口的比值判断对高铁的需求，进而预测对高速磁悬浮的需求。

三、模型构建

本文以速度(S)代表运输项，以收入(R)代表经济项，通过对速度与经济之间的关系做出计量方面的计算，构建出速度-收入关系的S-R模型，如下：

S=f(R)+u

(1)

其中，S代表速度，R代表收入，u是误差修正项，根据国家、地区的不同，u值也有所不同。

式1就是初步设想的S-R模型，之后会利用其它一些因素来对S-R模型进行调整和约束，以便使论证过程更加科学。

(一)S-R模型的指标选择

旅客对于旅行速度的要求源于旅客对于自身价值高低的重视。时间价值指由于时间的节省或延误(荣朝和[20]，2011)、以及机会的把握或丧失而可能导致相关主题的机会收入或损失(荣朝和[19]，2014)。对“时间价值”的衡量，各国、各地区的经济指标是一个很重要的参考量。本文基于日本、法国对高速铁路的建设经验及历史数据来对中国的高铁建设进行预测。因此，需要中国、日本和法国的相关经济指标。本文认为，GDP总值并不能说明太多的问题，因为中国有庞大的人口，GDP总量在很大程度上掩盖了劳动生产率不同、国家和地区发展阶段不同的现实。对于经济指标的选择，不能以全国的平均经济水平——人均GDP作为标准，应该选取经济水平较高、人民生活比较富裕、经济形势较好的一些大中型城市。这一点也符合Wu et al[15](2014)、林晓言等[17](2015 a)的研究结论。另一方面，考虑到中国第一条时速350 km的高速铁路京津城际于2008年8月1日通车，之后中国高铁开始大规模建设，因此，对比数据截至2008年底。

具体来讲，日本和法国用国家人均经济指标来计算，中国选几个代表城市的数据来计算。因为日本、法国的农村与城市之间的经济差异并不是很大。而中国则具有城市、农村经济差距大，东部、西部经济差距大，城市内部贫富差距大等特点。本文选取东部地区城镇居民可支配收入作为衡量对象[注]东部地区包括的11个省级行政区分别是北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东和海南。。日本、法国高速铁路穿越的东京、大阪、神户、巴黎、里昂、勒芒等，这些城市不仅在国内，而且在国际上也属于繁华的大都市。在以经济指标为主的同时，适当考虑人口以及运输服务水平这两项“软指标”的影响。在实际的计算中将取这些城市经济指标的平均水平。

(二)S-R模型的国外经验数据

作为世界上高速铁路发展比较迅速，技术比较成熟的国家，日本和法国可以说在这方面走在了世界的前列。两个国家的高速铁路起步比较早，发展迅速，而且高速铁路线已经在国内形成了一定规模的网络。下面就来看一看两国的高速铁路各自发展的历史情况。

日本的东海道新干线于1964年投入运营，1966年开始盈利，1972年收回全部投资。以其安全、快速、准时、运输能力大、环境污染轻、节省能源和土地资源等优越性博得了政府和公众的支持和欢迎。东海道新干线投入运营后，高速列车的客运市场占有份额迅速上升。使包括东京、横滨、名古屋、大阪等大城市在内的东海道地区，原本旅客运输十分紧张状况迅速得到了缓和，而且大大提高了运输服务质量，同时取得了预期的经济效益。与日本新干线相比，法国的高速铁路虽然起步较晚，但拥有技术新、速度快等特点。这两个国家的国民经济发展水平也是比较高的，国民生产总值在世界属于前列，国民收入和消费水平也比较高。对于高速铁路方面，这两个国家都拥有一批优秀的科技工作者，并且早在20世纪60年代时就为此做过大量的试验和论证。这都给本国的高速铁路的发展提供了良好的基础。

日本1971年时的年国民人均收入是1 782美元，往后的数十年，直到1990年以前都是按照人均收入每年120美元左右的速度递增。可以看出中国这几个城市的人均收入尽管在绝对数字上还与当年的日本有着一定的差距，但就最近几年居民年收入增长率的情况来看，与日本还是非常相似的。由于旅行时间价值的存在，可以说国民经济、地区经济越发达，乘客的单位旅行时间价值就越大。而在工作时间的旅行，其单位旅行时间价值更是等同于单位时间的工资。所以，本文认为，把居民人均收入作为本文的经济指标是比较合适的。法国的第一条高速铁路TGV东南线于1983年通车，当年法国的居民人均收入为15 308美元，而其时速为270 km，可见速度与收入并非简单的线性关系。本文认为这个问题可以用公式(1)中u值的变化来进行弥补：不同的国家、地区、线路的u值根据各种因素也有所不同，但如何根据情况进行具体的变化，后文将对此进行讨论。

日本和法国的高速铁路概况见表2。

通过表2可以比较详细地了解到日本和法国高速铁路的基本情况。下面结合这两个国家的国民人年均收入这个经济指标来与高速铁路速度的变化发展进行比较，法国的相关数据见表3。

由表3可见，尽管人均收入在逐年增加，但是高速铁路的速度一直保持在270～300 km/h之间。样本数据过少导致不能用法国的数据来进行公式的计算。法国TGV速度停滞不前主要是由于技术问题的限制导致的：法国早在1997年就在试验中运用TGV-A型高速机车跑出了377 km/h的速度。但是，由于在该速度下制动距离过长、受电弓容易打电弧、风噪分贝数过高等问题一直没有得到很好的解决，因此，法国的TGV在实际运营中一直被限制在了300 km/h以内。

日本方面，日本新干线自1964年开始运营以来不断扩展新线，并且在时机成熟的时候进行机车的更新换代。相应的样本也比较多。日本的年人均收入和高速铁路运行速度的相关数据见表4。

表格中节点年表示该年度有新线路通车或有新型机车上线，也就是“刷新”了速度，把刷新速度的年份叫做节点。两个节点之间的速度差平均分配到了两点之间的各个年份。

表2 日本、法国高速铁路情况

资料来源:作者整理

表3 法国高速铁路速度与人均收入数据

资料来源：作者根据相关统计数据整理计算

注：其他年份的人均收入均有统计，受篇幅所限不列出。

表4 日本高速铁路速度与人均收入数据

资料来源：作者根据《日本统计年鉴》整理计算

注：其他年份的人均收入均有统计，受篇幅所限不列出。

(三)S-R模型的参数标定

1.关于需求：乘车系数β

本文采用乘车系数β作为自变量对公式(1)进行调整。乘车系数指在一定范围内旅客发送量与人口数的比值。旅客发送量，本文选择了4条主要新干线——东海道、山阳、上越、东北的历年客运量总和，而人口数则用新干线穿越的几个主要大城市的历年人口数总和来计算，共有10个城市，分别是：东京、横滨、名古屋、京都、大阪、神户、冈山、广岛、小仓、博多(基础数据分别为1965年、1975年、1985年、1995年、2005—2008年，其它各年由联合国世界人口统计年报上记载的日本城市人口增长率进行推算。其中东京人口由于变化比较剧烈，进行了单独计算)；两者的比值就是要得到的日本居民乘坐新干线的β值。

这里还有一个问题，就是乘车系数这个指标是否能影响到居民对速度的需求。更多的人可能会认为只有在火车运行速度到达一定的水平后，才能吸引到有需求的乘客前来乘坐，是速度影响乘车系数，并非乘车系数影响速度。如果火车速度达不到一定的水准，就不会有什么乘客来乘坐，乘车系数就会较低，而如果火车的速度增加，那么由于效率的提高，乘客的数量当然就会随着速度的增加而增加，乘车系数也会变大；而同时也应该看到，增加的客运量会使铁路的经营状况向良性循环的方向发展，从而为高速铁路下一步的提速打下良好的基础，乘客对速度的需求当然也会随之增加。乘车系数与速度是一对相辅相成的因素。图1来自日中铁道友好推进协会的会议资料，它在一定程度上可以证明乘车系数与经济发展的关系。其中，柱状图表示新干线年均客运量的变化，曲线图表示国民人均收入。

图1 新干线对国民经济发展的促进作用资料来源：新干线——日本的高速铁路。见日本中日铁路友好推进协会，1999。

从图1中可以看出，客运量(也就是乘车系数与人口的积)的增长率与人均收入的增长率有着非常紧密的联系。新干线作为基础运输手段，对日本社会和经济的发展做出了相当大的贡献。柱状图与曲线图的增加幅度基本吻合。既然乘车系数与居民收入这样的经济指标有如此密切的联系，那它们两者会不会有很高的关联度？这样在模型中添加β值会不会失去它原有的作用？其实，尽管乘车系数与人均收入、GDP这样的经济指标有一定的关系，更具体地说，居民的年出行次数在很大程度上取决于经济因素。但是，对于一个具体的交通工具(比如高速铁路)的选择绝不单单是由经济指标就能说明的，其中还包括类似安全程度、服务质量等因素，这些“软指标”的因素是不能由具体的数字来进行比较的，而检验这些指标的最好方法，就是消费者对这种运输方式的认可程度。具体到本文，β并不代表居民年出行次数，而是更具体的——对高速铁路的认可程度，也就是乘车系数的大小。因此,本文认为加入乘车系数β对公式进行调整是合适的。新干线的相关数值见表5。

表5 日本主要城市居民使用新干线的乘车系数

注：其它年份的乘车系数均有计算，受篇幅所限不列出。

从表5可以看出，尽管研究对象的总人口和新干线的客运量在增加，但乘车系数从1991年起并没有发生较大变化，这与研究时间内未有新线路开通有关。

2.模型的修正计算

将β的数据与速度、居民收入数据结合起来，运用统计软件SPSS进行线性回归分析[注]从1964年开始取值，样本总量45。。

显著性检验： ANOVA(b)

a Predictors: (Constant),β, 收入($)

b Dependent Variable:速度(km/h)

得出结果：F=174.158>F0.05(2,45)=3.25，回归方程的各变量之间线性关系显著。

四、中国高速铁路的理论速度与现实需求

(一)基于S-R模型的铁路速度需求

β值的计算用数据分别采用原铁道部计划司印制的《全国铁路统计资料汇编》以及国家统计局发行的《中国统计年鉴》中全国主要车站发送旅客客运量，选取了北京(包括北京南站与北京西站)、天津、济南、南京、上海、杭州、广州、深圳、厦门、宁波这10个城市的年旅客发送量以及人口总和。同时考虑到，2003年由于主要城市大范围遭遇SARS，对铁路客运造成了很大影响，属特殊情况，不予考虑，因此，剔除该年数据，选取剩余年份的平均值，为2.93。

将上述10个城市2001—2008年的人均可支配收入的平均值设置为公式中的R值，则R=3 432.83美元。得出速度：

S=0.004346×R+7.476×β+190.067≈227 km/h

227 km/h就是2001—2008年期间中国主要城市对铁路客运速度的需求水平，和新干线的山阳线1985年开始运营的100系机车的速度、以及TGV北线上的欧洲之星的速度是差不多的。这个结果也从数据上说明，当时中国几个最发达城市的平均速度需求大概处在轮轨式高速铁路的速度水平。

同样，根据公式(2)，可以计算出京津城际开通前一年北京居民速度需求水平为251 km/h，京津城际运行时速为350 km/h，高于理论需求。但是，中国各地区发展很不平衡，而建设高速铁路的目的之一就是为了消除这种失衡状态。高速铁路不仅满足客运需求，而且可以通过调整结构充分发挥其在优化区域经济空间布局、生成新的大规模经济增长点方面的重要作用。中国未来的高速铁路应该本着实际、实用的原则，用科学的态度和方法进行理论的论证和实际的操作。

(二)中国高速铁路的现实需求

总体看来，中国高速铁路的运营速度高于理论需求。而在现实中，高速铁路不单单是满足人们对于出行速度的需求，在宏观上也起到了分担客运需求、保证经济平稳发展、促进区域交流等作用。

1.中国建设高速铁路满足了客运需求

长期以来，中国铁路发展滞后，运输能力不能满足国民经济发展要求。特别是在客运高峰期的春运、暑运、“十一”等特殊时期，客运能力极度紧张。从图2中可以很明显地看出，中国铁路客运根据季度的不同有非常大的波动性。每年寒、暑假的学生流，1、2月份的春运，“十一”黄金周的旅游客流等都对铁路客运量有相当大的影响。

因此，在京沪、京广、京哈、陇海以及沪昆等客货运输最繁忙、客货运输潜力较大的交通走廊内进行高速铁路建设、实现客货分线运输具有较强的现实意义，能够有效的联通全国重要经济区或中心城市。而且，中国正处在可持续发展的关键阶段，科学技术不断创新，人民消费水平不断提高，对出行质量提出更高要求，急需发展建设新式客运交通以便延伸客运空间，满足客运潜在需求，提高客运服务质量，实现客货运输能力的显著提升。而且，中国国土辽阔，人口基数大，有足够的客运需求能够为高速铁路建设的发展提供空间，因此，高速铁路建设迎来较快的发展。表6反映了中国高速铁路的客运情况。可见，中国高速铁路的营业里程与客运量占铁路客运比重逐年上升。

表6 中国高速铁路客运情况

资料来源：《中国统计年鉴2015》

2.高速铁路是经济稳步发展的需要

2009年之后，中国高速铁路发展迎来快速扩张阶段，部分原因是由于2008年金融危机发生后，我国做出扩大内需、调整经济发展结构的战略措施的需要。当时，高速铁路等铁路基础设施建设对扩大内需具有重要作用。

近年来，中国经济发展进入新常态，经济转型升级，结构不断优化，工业化、城市化、地区和城乡协调发展进程加快。对高铁站点所在城市而言，高铁起到提升城市能级与重塑城市经济增长极的作用。自高铁站点建设至高铁线路投入运营，整个过程伴随着地区资源要素、人流、物流、信息流、商业流的流通与交互作用，由此节约成本费用并促进经济效益增加，高速铁路站点与周边城市群形成高铁经济圈。高速铁路作为交通方式引入区域经济中，其本质是可达性的上升、旅行时间减少产生的节约旅行时间的价值(Cao et al，2013)[21]。运输时间下降带来成本节约将加速区域各要素资源流动，释放了客运货运能力、提升运输效率，使城市群之间经济联系更加紧密，推动产业集聚与产业转移(林晓言等[22]，2015b；胡煜、李红昌[23]，2015)。例如：“高铁游”的兴起，促进旅游资源在高铁网络上的共享，带来经济效益(汪德根[24]，2013；蒋海兵等[25]，2014)。从经济发展的角度考察，高铁不仅作为一项投资直接带动了区域经济增长，而且通过实现区域之间的互联互通间接促进了区域经济的发展。

3.高速铁路是国家政策的辅助工具

高铁可以在西部大开发、“一带一路”、城市化等战略中扮演重要角色。我国东西部经济发展不平衡，交通不发达是制约西部地区的主要短板之一。交通发展滞后，使中西部地区的广大市场更加封闭。开通连接东部和中西部地区的高铁线，可以优化东中西部经济发展空间格局，促进区域经济协调发展。高铁的开通，将增进各地交流，使相对封闭的市场融合在一起，有效地发挥市场机制，进一步优化中西部地区产业结构，加速缩小与东部地区的差距。“一带一路”倡议的一项重要内容是抓住交通基础设施的关键通道和重点工程，优先打通缺失路段、畅通瓶颈路段，配套完善道路安全防护设施和交通管理设施设备，提升道路通达水平。加快交通运输通道的建设和完善，尤其是改善具有区域聚集、扩散和溢出效应的铁路和高铁运输通道已成为“一带一路”国家的广泛共识。在城市化方面，尽管高铁站区开发、高铁新城建设暴露出了一些问题，但依然作为城市发展的新增长点受到关注。

4.中国高速铁路是地区交流的需要

高速铁路是交流方式的进步，改变了现有的社会知识文化格局，提升了社会知识文化的发展程度，增进了社会知识文化传播的深度和广度。交通本身是社会的一部分，是社会知识文化的体现，其本质是交流。交流品级不同，社会知识文化的发展程度也不同，交流的类型不同，社会知识文化传播的深度和广度也不相同。高铁将人们的接触和联系变得更加快捷和频繁(王雨飞、倪鹏飞[26]，2016；张克中、陶东杰[27]，2016)，人们对社会知识文化有了更多的认识和理解，促使人的思想、观念、技术发生根本性的改变。这种不同知识文化之间的学习与交流，往往导致了社会知识文化内部结构的改变，更有助于大众素质的普遍提高，并进一步反作用于社会，有利于新知识新文化的再造和精神文化差距的缩小。

5.中国高速铁路带来了交通网络的变化

上述作用，究其本质是高铁作为交通基础设施，加快了人与物的位移，影响了劳动力、资本、信息、技术等要素的流动时间与频次，引起地区之间可达性、时间—空间距离等区位条件的变化，并间接影响个体消费者、生产者的区位选择偏好，进而带来整个地区人口、就业、产业发展、土地利用、城镇体系、文化发展等区域要素和空间结构的改变，最终影响了交通网络的时空布局，实现了节点自身的集散能力、节点之间的传导能力、交通网络溢出能力的提升。

五、中国高速磁悬浮铁路的发展时机预测

交通与经济的发展是相辅相成的关系：经济的发展带动了社会总需求的增加，从而刺激铁路的发展，使得铁路速度提高；铁路速度的提高使运输效率也提高起来，促进社会生产资料的流动调度，进一步加快了经济的发展，从而进入良性循环。本文主要涉及铁路客运，乘车系数在图3中处于一个微妙的位置——经济的发展使居民收入增加，间接增加了乘车系数；而乘车系数除了影响到铁路速度外，其自身也被铁路速度影响。经济与运输是一对相互影响，互利互惠的关系。这就是为什么随着经济水平的增长，轨道交通的速度需求弹性也不断加大的原因。

图3 速度、乘车系数、经济水平等因素之间的制约关系

世界上第一条商业运营的磁悬浮铁路——上海浦东机场磁悬浮铁路就是采用了德国最先进的磁悬浮技术建成的。磁悬浮高铁与轮轨式高铁相比最大的优势就在于速度。那么，中国何时需要500 km/h的磁悬浮高铁。

假设今后一段时间全国经济增长率为7.5%，以全国经济比较发达的上海为例，2015年人均可支配收入为49 867元，当年约合7816美元。利用含有乘车系数β的公式来进行计算。假设中国铁路未来客运量大概保持在每年8%的增长率；而根据联合国社会经济司人口处对中国人口的预测，未来全国人口增长率维持在每年2%左右。因此，大概可以根据以上信息列出方程组：

得出n=21。再将n代入方程组，求得：

结论是，我国到2036年有磁悬浮速度需求，届时居民年人均收入为35 691美元，乘车系数为7.63，即每人每年乘坐高速磁悬浮长距离的出行次数约为7～8次。可见，目前在中国建设高速磁悬浮高铁为时尚早。

当然，这里也有一些计算上的误差。首先，我国人口政策的调整会对生育率带来影响；其次，我国经济进入“新常态”，经济增长率趋于下降。本文为了计算上的方便，对于人口增长率和经济增长率一概采用2%和7.5%的数据，对时间的估算上肯定会出现一定的偏差。同时，我国经济地域化明显，东、西部之间，城市、农村之间，各个城市之间的经济状况差距较大；而且同一城市中，各个收入水平人群之间的经济状况差距也较大。本文由于采用了人均数据，使得中国的相关数据与日本、法国这些发达国家有非常大的差距。再加上我国铁路客流量随时间的波动程度相当剧烈这样的特殊国情等相关因素，对于磁悬浮速度的需求很可能并不需要等到2036年。通过图4可以更直观地了解到这种由国情影响速度需求的现象。

图4 考虑具体国情的速度需求变化图

纵坐标S表示铁路需求速度；横坐标n表示时间轴；线段AN表示本文中利用S-R模型计算出的速度需求的线性轨迹，也可以说是理想化状态下高速铁路速度的发展历程。A-B-C-M-N是现实中实际可能的速度需求变化，其中，线段AN在N点与代表高速磁悬浮速度需求的500 km/h的直线相交，时间轴为2036年。

2009年后，中国高速铁路开始了大规模建设，国民经济获得大量的发展动力与机遇，经济水平的猛烈增长必然会影响到对运输速度的需求——也就是线段AB。尽管目前中国经济进入新常态，但高速铁路的继续建设可能会使速度需求出现分段的跳跃式发展，如线段BC。

根据日本的经验，在后期高速铁路速度需求的增长幅度有所减缓——如曲线CM所示，CM的切线的斜率随着时间轴的增加逐渐变小。最终曲线CM与500km/h的直线相交于M点，时间轴上早于2036年。

高速轨道交通建设方案有两种——高速铁路与高速磁悬浮。两种建设方案各有优势，通过图5可以了解这两种不同的高铁技术之间的比较。

图5 高速轮轨铁路与高速磁悬浮铁路实用性之间的比较

图5的横、纵坐标，线段AB、BC、CM与图4一致。500 km/h直线代表着高速磁悬浮铁路，与之平行的350 km/h直线代表着高速铁路。A-B-C-M代表实际可能的速度需求变化，图中M点对应的横坐标点代表着达到磁悬浮速度需求的年份。

图5存在的假设前提是：以图4中线段AN为参照的线段AB-BC-CM为实际速度需求走向；有效时间区间为2017年至M点相对应的年份。

在2017年全面建设(或提速)350公里以上的高速铁路(实际情况下对速度300 km/h的需求在B点相应的时间轴上)，在2021年前由于实际速度超过需求速度所造成的浪费损失为△ABD的面积，也就是斜线阴影所覆盖的面积；而在2023年后由于实际速度不能满足需求速度所造成的短缺损失为不规则图形BCME的面积，也就是网格线阴影所覆盖的面积。

假设在2017年建设高速磁悬浮(实际情况下对速度500 km/h的需求在M点相应的时间轴上)，由于实际速度超过需求速度所引起的浪费损失为不规则图形PABCM的面积。

虽然图中的“损失面积”不能具体为通用的单位，但可以抽象为一种被量化的损失程度。如果将两种损失面积进行相比，则得到的比值可以用来评价有效时间区间内两种铁路建设方案的优劣。

六、结论与进一步讨论

(一)基本结论

现代交通运输对于国民经济发展的影响是巨大的，人与货物在空间位移的过程中从多个方面刺激经济的发展，而经济反过来又激励交通运输业的发展。交通运输需求本质上是一种派生性需求，中国高速铁路呈现适度超前发展的规律，这是符合中国当前和今后一段时期经济社会发展的客观规律的，适度的超前发展不仅能满足日益增加的客运需求，还能带动沿线区域经济发展，实现区域间的交流，达到资源利用效率最大化。

高铁因其地面快速、弹性组织及其网络异质性实现了经济成本之下时空的无尺度转换。从中国高铁满足现实需求的程度来看，中国高铁建设的阶段性成绩源于比较好地处理了高铁技术与经济之间的矛盾关系，高铁战略的推出较好地契合了经济社会发展构建“高效率、高质量、全维度、低成本”交流体系的内在需求。在今后高速铁路的建设与发展中，应逐步实现以“集散点-经济带-时空网络”为行动逻辑，以“无痕融入”为实践目标的思想[注]林晓言，中国高铁技术经济学，2016首届高铁经济论坛主旨报告，中国交通运输协会中国铁道学会湖南省长沙市人民政府主办，2016-11-27—30，长沙。见“北京交大运输与时空经济论坛”微信公众号。。

法国和日本作为当今世界上高速铁路比较发达的国家，他们的历史经验和相关数据对我国有借鉴性的帮助。影响旅客对速度需求的最大因素无疑是国民经济的发展程度，更具体地讲，就是居民人均年收入的高低。经过对日本新干线运行速度、居民收入等数据的统计计算，通过得出的模型对我国高速铁路及高速磁悬浮建设进行一些方向上的预测以及大概的推算。本文根据中国目前的经济状况对中国高速轨道交通未来的发展方向进行了预测，认为，理论上中国在2036年才有对高速磁悬浮的速度需求。

(二)需要进一步研究的问题

关于S-R模型的合理性问题。本文根据各种统计资料及相关文献归纳出需要的速度、收入数据、乘车系数，而后利用统计软件SPSS进行线性回归分析。由于历史、地理以及经济发展的不平衡性，国家与国家之间、甚至一个国家内部不同地区的经济程度、运输化发展都有很大的差别。在计算中，实际采用的只是日本新干线及日本国民经济相关数据，仅作为一种尝试，用计量经济模型的方式很直接地表达出速度与经济的关系，通过这个模型来找到在经济发展影响下居民对速度需求增加的变化趋势。更准确地说是经济到底在多大程度上影响着速度需求的增加。

除速度外，本文没有考虑生产者、铁路建设对第三方的影响等更多方面的因素。尽管根据模型对我国未来高速磁悬浮的建设时机做了预测，但影响建设时机的因素不仅仅有模型中存在的居民收入和乘车系数——这只涉及问题的几个方面，因此，预测只是根据已有模型对未来一定时间的简单计算。更为重要的是，模型应用的复杂性在于各类因素在时空叠加中的矛盾与冲突：轨道交通的三网融合、实体交通与非实体交通的多维融合、土地制度的特殊性、城镇化过程中不同权属群体的利益冲突等，都没有在本文的模型中得到体现，还需要更深一层的研究。

还有一个虽然与本文没有直接关联但是更为重要的问题是，如何适当选择高铁的发展时机合理优化我国以及各区域交通运输结构。截至2018年末，中国高铁营业里程达2.9万公里，超过世界高铁总里程的三分之二，累计运输旅客突破90亿人次，在建里程超过一万公里。中国已成为世界上高铁里程最长、运输密度最高、成网运营场景最复杂的国家。10年的大规模建设和安全运营，中国高铁在技术进步、满足高质量出行需求、总体促进经济社会发展等方面发挥了显著的积极作用。但与此同时，超常规发展高铁所带来的资金压力和债务负担是否会引发严重的金融风险，铁路货运市场份额大幅度下滑与建设客运专线以释放货运能力的决策初衷相悖的矛盾现象与高铁是否存在必然的关联等深层次问题有待于细致研究。