甘肃省旅游热点的铁路网可达性时空演化

(兰州交通大学 土木工程学院，兰州 730070)

0 引言

旅游业发展是衡量一个地区经济发展质量的重要指标，进行旅游资源可达性空间结构的研究可为合理规划旅游资源空间布局提供基础性支持，引导旅游资源的合理分配，为旅游可持续发展提供科学指导。可达性是地理学中的一个重要概念，是评价城市交通网便捷性的重要指标[1-2]。金凤君等利用最短路径模型分析了100年来中国铁路扩展引起的

可达性空间格局变化[3]；关颖探讨了1985—2004年间安徽省公路网络可达性时空演化及其与区域发展的耦合关系[4]；罗鹏飞等以沪宁沿线为例，研究了高速铁路对区域可达性的影响[5]；孟德友等以省会城市间铁路客运加权平均最短旅行时间为指标，探讨了我国第五、第六次铁路客运提速前后省际可达性的时空变化及空间格局[6]；邓涛涛等利用2006—2013年长三角地区25个城市的统计数据和列车实际运营数据，定量分析了长三角高速铁路网建设对城市旅游业发展的影响[7]；张开广等设计了基于人口加权时间距离倒数的通达性指数，在4 个时间断面上研究了河南省高速交通网络中通达性时空特征及演化规律[8]。张野等对西北地区的铁路网密度、人口密度及人均国民生产总值(gross domestic product，GDP)进行相关性分析，得出拟合公式后对2020 年的路网密度进行适应性分析[9]。

铁路运输网的快速发展促进了沿线城市的经济增长，目前对铁路网的可达性空间结构演化研究不多见。由于受带状地理形态的影响，甘肃省的旅游热点在地域上分布较分散，且东西纵横千余公里，落后的交通在一定程度上降低了游客的游览热情，限制了旅游业发展[10-12]。本文以甘肃省为研究区域，利用地理信息系统(geographic information system，GIS)软件的空间分析能力，选用2007、2014、2017年3个时间断面的铁路网数据，以可达时间为评价指标，研究甘肃省旅游热点可达性空间布局及演化规律。

1 研究区概况

1.1 景点分布

甘肃省位于我国西北地区的中部、黄河上游，是国家“一带一路”战略的重要节点省份。同时是中华民族的发祥地之一，历史文化悠久、文物古迹众多，具有丰富独特的自然、人文旅游资源。省内的天水、兰州、武威、张掖、酒泉、嘉峪关、临夏、平凉都是中国优秀旅游城市，其中天水、武威、张掖、酒泉是国家级历史文化名城。根据甘肃省旅游发展委员会网站数据，截止2017年底，甘肃省共有A级景区280 家[13]，主要景点空间分布如图1所示。

图1 甘肃省主要景点空间分布

1.2 游客人数变化

2017年甘肃省共接待国内外游客2.4亿多人次，旅游综合收入达到了1 600多亿元，旅游收入成为国民生产总值的重要组成部分，甘肃省的游客人数增长如图2所示。

图2 甘肃省游客人数增长

自“十二五”以来，甘肃旅游人数和旅游收入连续7年实现快速增长，年均增长30%左右，成为助推当地经济社会实现跨越式发展的重要力量，增长速率如图3所示。“一带一路”建设深入推进，对沿线区域内旅游业的拉动作用也更加明显，包括甘肃的西北旅游也从中受益。

图3 旅游收入和游客增长率

2 研究方法

2.1 景点空间分布类型

地理集中指数是衡量地理数据在一个区域内空间分布集聚程度的指标，用该指数来分析甘肃省主要景点空间分布的集中程度，计算公式为[14]：

(1)

式中：G为地理集中指数；Xi为第i个市(州)内A级旅游景区的数量；T为甘肃省A级旅游景区的总数；n为行政区的总数。其中0

甘肃省有14个市(州)，即n=14，将各市(州)A级景点数量Xi及全省的A级旅游景点总数代入式(1)，可以计算出甘肃省A级景点空间分布的地理集中指数G。Gj是旅游景点均匀分布时的地理集中指数，为景区总数T 与行政区总数n 的比值，地理集中指数计算结果如表1所示。

表1 A级景区分布的地理集中指数

计算得到的各年份甘肃省A级旅游景区空间分布的地理集中指数比均匀分布时的地理集中指数都要高，表明A级旅游景区空间分布的集聚程度较高。

2.2 可达性时间

以研究区域内的交通网为基础，可达性评价指标选择通行时间，即以区域内某景点到区域内其他各景点的通行时间来衡量该景点的可达性，计算公式为[15]：

(2)

式中：i、j为研究区域内的旅游景点；Tij为区域内景点i通过交通网到达景点j的最短通行时间，公路交通等待时间为15分钟，铁路等待时间为30分钟；n为区域内除i以外的景点总数；Ai的值越小表示景点i通过交通网到达其他景点的时间越短，说明该景点可达性越好，反之则可达性越差。

2.3 可达性系数

为更好反映各节点的可达性变化趋势，引入可达性系数将可达时间归一化。可达性系数是各节点的可达性值与所有节点可达性平均值的比，可将节点可达性水平高低反映出来，计算公式为[16-17]：

(3)

式中：Ai为i节点的可达性系数，分布区间为(0，2)；表示i节点的可达性值；n为节点的总数。Ai越小表示可达性越好，反之则可达性越差。

3 基于GIS的可达性分析

3.1 可达性时间计算

根据不同等级的铁路、公路相关技术标准，参考之前学者的研究成果，并结合甘肃省实际的高铁、铁路运行情况，采用的时间成本如表2所示。

表2 不同交通方式的时间成本

建立不同类型线路的矢量要素图层，给相应的要素赋予上述速度值，把矢量数据转换为栅格数据，进行叠加分析后形成甘肃省时间成本栅格图层。利用时间成本栅格图与各旅游景点之间的数据及空间关系，在ArcGIS中计算各个景点之间的时间。

按A级旅游景区的自然发展时序选取2007、2014和2017年甘肃省旅游发展委员会官方网站公布的4A级旅游景区名单为研究样本，在ArcGIS 中建立Point对象图层。

3.2 2007年路网与可达性

甘肃铁路网主要以陇海线、兰新线为主轴贯穿全省东西，宝中线、西平线和干武线等线路为支撑形成了连接省内市州和周围省份的鱼刺状分布的铁路运输网，2007年铁路网分布如图4所示。

图4 2007年甘肃省铁路网

利用ArcGIS中Spatial Analysis模块的克里金(Kriging)插值法，对计算得到的2007年甘肃省A级旅游景区可达时间进行空间插值模拟，景区可达性空间分布如图5所示。

图5 2007年甘肃省铁路网可达性

兰州位于甘肃省的地理几何中心并作为西北地区重要的铁路枢纽城市，多条铁路线在此交汇构成辐射型的铁路网络，旅游热点可达性的空间格局体现以兰州为中心，以条带状为主要特征，向外围区域逐渐递减的“核心-外围”模式，这与甘肃省狭长的地形有重要关系，处于边远地区的酒泉、庆阳可达性较差。

3.3 2014年路网与可达性

2014年兰新高铁的通车运行，加快了河西走廊地区铁路网的发展，路网分布如图6所示。

图6 2014年甘肃省铁路网

图7 2014年甘肃省铁路网可达性

兰新高铁的建成通车，缩短了兰州与河西地区间铁路的可达时间，提高了河西地区的可达性水平，可达性空间分布如图7所示。离兰州较远的敦煌、嘉峪关的可达性时间也分别由以前的18.8 h、14.14 h缩短为了16.32 h、12.06 h。酒-嘉地区有著名的敦煌莫高窟、鸣沙山-月牙泉、嘉峪关城楼等世界知名的旅游胜地，旅途时间的大幅段缩短将加速该地区旅游业的发展。

经过“十二五”期间的铁路大发展，可达性较好的区域主要是武威、张掖、嘉峪关、酒泉、定西和天水，这些节点城市都处在河西走廊和关中地区，经济发展好，都是甘肃重要的旅游地区。

3.4 2017年路网与可达性

宝兰高铁打通了徐兰客运通道，缩短了西北与东部、中部地区的时空距离，进一步优化了高铁网，解决了西北地区陆桥通道运输能力不足问题，是一条新的“丝绸之路”快速通道，将显著提高欧亚大陆桥铁路通道运输能力，助推“一带一路”建设。

兰渝铁路将黄河流域与长江流域连接起来，实现 “丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的衔接和联通，是西北地区连接珠江三角洲、长江三角洲地区的重要通道，铁路网空间格局如图8所示。

图8 2017年甘肃省铁路网

兰渝铁路、宝兰高铁的通车使陇南、天水、定西等地区的路网快速发展，通车区域进一步增大，可达性空间分布如图9所示。

图9 2017年甘肃省铁路网可达性

由图9可知，兰渝铁路、宝兰高铁使天水市、陇南市的可达性进一步提升，铁路建设对沿线地区可达性的促进作用明显，并且缩短了庆阳市、平凉市的可达时间，对促进该地区的旅游业发展具有重要意义，主要旅游城市的游客人数变化如图10所示。

图10 主要旅游城市游客人数变化

根据2010—2017年的张掖、酒泉、天水、甘南和庆阳旅游人数变化可以发现，有铁路、高铁通达的地区，游客人数增长速度远大于未通铁路的地区，且酒泉、张掖在2014年兰新高铁开通以后，游客人数迅速增长，而未通铁路的庆阳、甘南游客人数增长缓慢，表明铁路特别是高铁对途径地区的旅游业发展具有很大的带动作用。

3.5 路网发展的建议

“十二五”和“十三五”初期是甘肃铁路大发展的时期，高速铁路从无到有，通车里程已经达到了1 150 km，串联了甘肃省大部分地区，也是连通内地的唯一快速铁路通道，将为内地游客来甘旅游提供便利条件，为甘肃的旅游业发展提供重要支撑。兰渝铁路是连接西北和西南的重要通道，线路行经地区旅游资源丰富，今后兰渝铁路加开动车组列车，将会进一步促进陇南的旅游业蓬勃发展。

甘肃铁路虽然取得了较为瞩目的发展成绩，但甘南州、临夏州还未通铁路，具有民族和草原特色的旅游资源没有得到进一步发展。平凉、庆阳地区有着以崆峒山5A级景区为代表的著名景点，且庆阳境内有抗大七分校、陕甘宁边区政府等红色旅游景点，而由于交通限制，未能使这些资源发挥应有的价值，根据甘肃省“十三五”铁路发展规划纲要，到2022年运营的铁路网空间格局如图11所示。

图11 2022年甘肃省铁路网

2022年兰合铁路的开通，使甘南、临夏少数民族地区结束没有铁路的历史，后期兰合铁路将会与在建的成兰铁路接轨，成为连接西北与西南的又一铁路大通道，对当地经济社会进步、旅游业发展有重要意义。银西高铁连通陕甘宁三省区，对促进庆阳革命老区文化交流和红色旅游发展有很大的带动作用，可达性空间格局如图12所示。

图12 2022年甘肃省铁路网可达性

计算出4个时间断面的甘肃省全部地级市中心的可达性系数，如图13所示。可以发现在修建铁路以后，该地区的可达性会有明显的提升，各地区可达时间由于铁路的运营均不断缩短，且可达性系数都越来越接近1，表明甘肃各市州的铁路网建设往均衡的方向发展。

图13 可达性系数变化

甘肃铁路在未来还有一个很大的建设量，特别是旅游资源丰富且未通铁路的区域，应该加快区域内路网建设和完善优化路网布局，实现路网覆盖重要的经济区域和旅游城市，逐步在省内形成多层级、多方位的路网布局和枢纽布局，服务“一带一路”建设下的甘肃旅游业发展。

4 结束语

通过分析2007、2014和2017年3个时间断面的甘肃省旅游热点的空间分布特征及铁路网可达性，景区空间分布始终为凝聚型，通达铁路的地区可达性往往较好且游客人数迅速增加。

甘肃省铁路网建设的逐步完善和拓展，有效提高了景点间的可达性水平，旅游业得到迅速发展，游客空间分布具有明显的交通指向性。

甘肃省铁路网建设虽然取得了一定的成绩，仍需要在一些路网薄弱、可达性较差的地区加快铁路建设、完善路网布局，为甘肃旅游业发展提供更加便捷的铁路运输网。