安徽省公路交通与旅游经济耦合协调性时空分析

陈青松，晋秀龙

滁州学院地理信息与旅游学院，安徽滁州，239000

1 问题提出与相关研究

随着中国经济在体量和质量上的巨大进步，公路基础设施建设得到长足发展，公路交通网络建设带来了城市可达性的提升，交通区位影响着城市旅游经济的发展[1]。公路交通是支持旅游活动及旅游流流动的重要基础力量和重要支撑，对旅游业的发展有着重要影响。

国内外学者在研究交通与旅游经济的关系时侧重点不同。国外学者对旅游交通的研究主要集中在交通在旅游中的迁移影响、旅游交通的区域影响以及可持续发展角度[2-4]。国内方面，王兆峰研究不同交通方式对张家界旅游效率的影响，认为公路交通条件的改善对提升旅游交通条件虽有影响，但并不显著，建构公-铁-航-景无缝衔接的道路体系有助于提升张家界旅游效率，开始关注公路交通与景区最后一公里衔接问题[5]。郭向阳等认为，高速公路与旅游流强度的拟合优度表现弱于航空但强于高铁的特征[6]。程瑞芳等认为，河北省的旅游交通和旅游资源之间不匹配现象会制约着旅游业的发展[7]。李文正肯定交通建设对陕南旅游业的贡献，并呈现趋强的态势[8]。高悦尔等通过对旅游景点周边路网交通状况分析后认为，伴随旅游活动，旅游景点周边道路会因旅游活动带来影响[9]。谢家豪利用区位优势度、路网密度与可达性，分析了皖北交通优势度与县域经济发展水平的耦合协调关系[10]。王永明等对西安市的旅游交通和旅游产业耦合协调性做了时序分析[11]。毕丽芳等认为，旅游交通和旅游经济之间的耦合互动显著[12]。

物理学耦合模型在判断两系统的关系方面有着非常好的应用，耦合协调性研究多集中在对时间序列或空间序列的分析，因为测算基数不同，指标权重不同，导致综合发展水平量值会出现空间对比的不可比性，造成运用模型对多对象时序分析和多对象空间分析时难以施行。在对耦合协调性的时空分析时，学者通常采用的是先以耦合协调性模型进行时序分析，再利用结果采取地理数学方法或其他空间分析工具进行空间分析[13-15]，在实证分析中确有效益，但是改进模型促使耦合协调度在时空上直接分析，让数据在时空范围内可比的研究较少。本文引用耦合协调度模型并加以优化，进而实现对安徽省各市公路交通和旅游经济两系统耦合协调性时空角度分析。

2 研究方法及数据来源

2.1 耦 合

(1)耦合度

耦合度是用来表现各系统或要素之间的影响程度的量值，反映的是系统或要素之间相互依赖、相互作用的强弱关系，其数值的高低可以反映系统或要素之间的依赖程度，同时也相应地表现了两者之间所处的对应状态，结合多系统或要素之间的耦合度测算模型，推导出城市公路交通与旅游经济两系统之间的耦合测算模型，见公式1。

C=2{(u1×u2)/[(u1+u2)(u1+u2)]}1/2

(1)

其中，C为两系统的耦合度，u1表示城市公路交通综合发展水平，u2表示旅游经济综合发展水平。耦合度取值[0,1],根据取值范围不同，将耦合关联程度划分为四个等级：当C取值为(0,0.3]时，城市公路交通与旅游经济处于较低水平的耦合阶段；C取值为(0.3,0.5]时，城市公路交通与旅游经济处于拮抗时期，城市公路交通进入快速发展阶段，旅游经济发展无法承受城市公路交通带来的负面影响；C取值为(0.5,0.8]时，城市公路交通与旅游经济开始良性耦合；C取值为[0.8,1)时，城市公路交通与旅游经济进入高度的耦合阶段。

(2)综合发展水平

通过综合发展水平模型进行测算，见公式2。

(2)

其中，变量uij(i=1,2；j=1,2)表示公路交通系统与旅游经济系统中各维度发展水平值，λij为第i系统第j项指标的权重，m表示第i个系统里总指标个数，αij表示第i个序参量的第j个指标。

(3)权重测算及优化

安徽省公路交通与旅游经济两系统指标权重的测算应用熵权赋值法确权，确权步骤如下：

第一步：无量纲化和非负化。

uij=(xij﹣xijmin)/(xijmax﹣xijmin) 正向指标

(3)

uij=(xijmax﹣xij)/(xijmax﹣xijmin)负向指标

(4)

无量纲化处理过程中会出现正向指标和负向指标，所以在计算的过程中需要分开计算，而在无量纲化处理时如果出现零值的指标，就需要进行非负化的处理。

uij′=uij+0.01

(5)

第二步：计算第i年第j项指标的比重。

(6)

第三步：计算信息熵冗余度。

(7)

第四步：计算单指标权重。

(8)

其中，Uij表示第i个年份第j项评价指标的数值，Xijmax表示第j项指标在研究的时空范围中的最大值，Xijmin表示第j项指标在研究的时空范围中的最小值，m是研究的年数和地点数，n为指标个数。

(4)耦合模型极值法优化

采取极值法对模型进行优化，综合评价值的时空比较，寻求时空分析的指标权重，时空对比才有意义。权重测算时，对无量纲化中的最大值与最小值进行确定，将极值的范围纳入时空范畴，即可测算出指标的时空分析权重。

Xijmax=MAX{Xijmax时间，Xijmax空间}

(9)

Xijmin=MIN{Xijmin时间，Xijmin空间}

(10)

2.2 耦合协调评价及标准

耦合度本身不能够满足测评两系统或要素之间的协调关系，引入耦合协调度模型对公路交通系统与旅游经济两系统之间的耦合协调性展开研究。其计算公式为：

(11)

其中，D为耦合协调度，C为耦合度，T为公路交通与旅游经济发展的综合评价指数，α和β为待定系数，将其赋值为0.6和0.4。在之前的研究中作者认为“七分法”最能反映出耦合协调水平，具有较好的适应性[16]，适合作为耦合协调度等级标准，具体划分结果见表1。

表1 耦合协调度等级划分标准

2.3 指标体系及数据来源

在借鉴前人研究基础上，构建安徽省公路交通系统和旅游经济发展系统指标测评体系，其中，城市公路交通指标系统指标包括公路客运量、公路周转量、公路线路到达数、公路密度、营运汽车拥有量、私人车辆拥有量和万人汽车拥有量等7项指标。旅游经济指标体系遴选入境旅游人数、旅游外汇收入、国内旅游者人数、国内旅游收入、全市星级饭店数和A级以上旅游景点数等6个指标作为旅游经济评价指标。文中数据以2011—2017年《安徽统计年鉴》和各地市统计公报等官方统计权威数据为主，指标均为数值型数据，具有时间连续性，对缺失数据的处理采用的是均值替换处理，指标体系及权重见表2。

表2 安徽省公路交通与旅游经济耦合评价指标体系及权重

3 结果与分析

3.1 安徽省城市公路交通综合发展水平时空分析

安徽省各市公路交通综合发展水平表如图1和图3。时序上看，全省交通发展水平整体趋好，2010—2013年，安徽省各市公路交通综合发展水平整体发展趋好，城市间位序变动较小；2013—2016年，各城市在这一阶段出现了公路交通发展波动下降情况。2016年，合肥、蚌埠、马鞍山、滁州、阜阳、六安等城市公路交通发展水平反而较2013年分别减少0.049 2、0.034、0.033 2、0.014 2、0.039 3、0.130 5、0.187，综合水平略有下降。公路交通属于增量建设，公路交通的发展水平却不是一个线性增长过程，受民航和铁路运输能力增强影响，公路综合发展水平发生波动现象。

空间角度看，安徽省城市公路交通发展可分为高位稳定增长类城市、中位波动增长类城市和低位停滞增长类城市三个城市阶层，表现出强者恒强、中间波动、弱者恒弱的现象。合肥地理位置居中，作为省会城市所具有的发展优势，与其他城市的差距不断地拉大，城市公路交通的综合发展水平最高。合肥、阜阳、六安公路交通综合发展水平值始终占据前3位，属于高位稳定增长类城市，亳州在7年间波动较大，但最终仍占据第4位序，芜湖发展较为迅猛，位序由第10位上升至第6位。安庆公路交通发展水平由第6位提高到第7位，滁州由第5名下降至第8名，名次下降最大。宣城、宿州、蚌埠3个城市的位序也小范围波动，这7个城市属于中位波动增长类城市。铜陵、池州、黄山、马鞍山、淮北、淮南6市在公路交通综合发展水平时序上排名靠后，变化不大，增长缓慢，属于低位停滞增长类城市。淮南、淮北、马鞍山、铜陵4个城市面积较小，在测评中位序靠后，黄山、池州地处皖南，山地多、平原少，交通发展受限，城市公路交通的发展水平一直处于较低的水平，城市公路交通受限于城市规模、经济、地形等因素的影响较大。

图1 2010—2016年安徽省各市城市公路交通综合发展水平

3.2 安徽省城市旅游经济综合发展水平时空分析

安徽省各市旅游经济综合发展水平表如图2和图3。从时序上看，安徽省各市旅游经济发展呈现逐年上升的良好态势，且城市间位序相对稳定。从空间上看，安徽省城市间旅游经济的综合发展水平的差距很大，黄山发展水平最高，池州紧随其后。黄山和池州两地的旅游资源品位高，是全国知名的旅游城市，旅游产业是两市战略性支柱产业。合肥作为省会城市，是安徽省内第一大城市，在客源市场、经济发展水平方面要远远强于其他城市，其旅游经济水平排在第三位置。合肥、黄山、池州3个城市的旅游经济7年间一直保持前三位置。安庆、芜湖、六安、宣城、马鞍山、蚌埠等城市随之发展，基本位序变化不大。滁州的名次由第8名下降为第10名，下降幅度最大。亳州上升了两个名次至11名，有追赶之势。淮南、铜陵、阜阳、宿州、淮北等5个城市发展水平低，位序稳定。城市间旅游经济发展不均衡，皖南旅游经济的发展水平明显超过皖北各市，旅游经济增长幅度也远远高于皖北各市。

图2 2010—2016年安徽省各市旅游经济交通综合发展水平

图3 2010—2016年安徽省16市公路交通与旅游经济综合发展水平

3.3 安徽省城市公路交通和旅游经济耦合协调水平分析

安徽省各市两系统耦合度值都在0.9以上，说明公路交通与旅游业存在高度耦合关系。从时间上看，安徽省城市公路交通与旅游经济的耦合协调水平不高，呈现不断向好趋势。将数据以2010年、2013年和2016年作为时间节点分两段测评(表3)，由表3可知，2010年安徽省大多数城市两系统耦合协调水平处于失调状态，马鞍山、铜陵和池州公路系统属于滞后模式，其他城市都属于旅游系统滞后模式，合肥市两系统耦合协调度最高，达到初级协调水平。2013年进入协调水平的有3个城市，合肥由初级协调到良好协调，六安和安庆两市两系统处于初级协调水平。其他城市的协调水平略有改善，但仍然处于失调状态。黄山、宣城、池州和芜湖由中度失调改善为轻度失调；马鞍山、亳州、淮南、蚌埠和阜阳由严重失调改善到中度失调；宿州、淮北、滁州、亳州依然处于严重失调。2016年安徽省城市公路交通与旅游经济耦合协调度有了明显的好转，进入耦合协调水平的有5个城市，其中黄山和池州属于新的初级协调城市。马鞍山、亳州、宿州等城市耦合协调水平有进步，但仍处于失调水平，其他城市耦合协调水平没有提高，与2013年水平保持一致；其中铜陵和淮北一直处于严重失调水平。从空间上看，安徽省各市的耦合协调水平空间不均衡，存在着较大的差异。合肥市城市公路交通与旅游经济的耦合协调水平持续增长，是全省最高水平。皖南城市中芜湖和宣城两系统轻度失调，安庆、黄山和池州都达到初级协调水平，皖西城市六安也进入了初级协调城市阵列。皖东滁州、马鞍山等城市分别为中度失调和轻度失调，而皖北城市群除亳州轻度失调外，其余城市均在中度失调及其以下，两系统耦合协调水平低。

城市交通与旅游经济两系统的发展存在耦合关系，即两者之间相互联系、相互影响，耦合反映的是两系统之间相互影响程度关系，反映的是两者之间的相互作用的强弱，不能具体反映两系统发展协调程度。耦合分为良性耦合和不良耦合两种状态。系统耦合的高耦合会出现双低高耦合、双高高耦合和一高一低的高耦合，实践中，透过协调度指标和耦合协调滞后系统的判断，可以甄别出真正的良性耦合，即双高耦合。两系统耦合协调模式上，除安庆、黄山和池州属于公路交通系统滞后模式外，其余城市都是旅游经济系统滞后模式。城市公路交通水平的提高，会促进旅游经济的发展，旅游经济的发展同样也可以带动城市公路交通水平的提高，反之亦然。旅游发展需要公路通达，公路密度和规格也因为旅游活动而得到提升，双方存在着相互影响、互为促进的耦合关系。良好的公路交通系统助力旅游业的发展，反之，则将损害旅游经济的健康持续发展。城市旅游经济的发展水平不够，则不能与公路交通形成良性的耦合协调关系，大多数城市旅游系统滞后的现象表明：一方面，要加强旅游开发效率和水准，提高旅游经济各项指标质量；另一方面，要加大发挥城市公路交通对旅游经济的拉动力，进一步破解公路交通改善旅游交通的最后一公里和断头公路难题，更有效实现对旅游经济发展的正向推动作用。

表3 2010、2013、2016年安徽省各市耦合协调度和耦合类型

4 结 论

(1)安徽省城市公路交通与旅游经济具有高度耦合关系，安徽省各城市公路交通与旅游经济的耦合度值都在0.9左右，公路交通与旅游经济相互影响、相互促进。城市公路交通方面，合肥、六安、阜阳发展水平位列前三甲；旅游经济方面，黄山、池州和合肥位列前三甲，公路交通的完善可以促进旅游经济的发展，反之，则不利于旅游经济的发展。安徽省各市两系统的发展水平都呈上升趋势，城市公路交通与旅游经济共同进入较高水平的耦合阶段。

(2)各城市两系统耦合协调水平空间差异明显，协调水平呈现出合肥居中最优，皖南城市如安庆、黄山和池州等城市的耦合协调水平处于初级协调水平，六安也是少数进入初级协调水平城市之一，皖南、皖中、皖西城市协调水平明显高于皖北、皖东地区，皖北和皖东地区耦合协调水平低且时序变化不大，尤其皖北多个城市协调水平低，出现“皖北塌陷”现象，系统协调水平急需改善。

(3)各城市两系统之间耦合协调水平位序上较为稳定，耦合协调水平与优质协调存在差距，但是有不断优化的态势。2010年只有合肥一个城市进入协调水平，2013年进入协调水平的城市增加至3个，2016年协调水平的城市数量达到5个，但除合肥进入良好协调水平外，剩下4个城市均处于初级协调水平，其余11个城市两系统虽都属于失调状态，但是协调水平微有提高。

(4)系统耦合协调模式上，除黄山、池州和安庆公路交通滞后外，其余城市均属旅游经济滞后模式，表明安徽省各市应依照旅游发展的客观规律对各市旅游资源进行开发，加大旅游投入，促进旅游产业升级，促进旅游供给结构性改革，如开发公路旅游项目、依托公路系统打造精品旅游线路等，进一步加大旅游促销，激活旅游市场，提高旅游效率，促进与公路交通的协调发展。

(5)耦合协调性模型经过对数据无量纲化处理中指标极值法改进后，实现了多对象、多时序的耦合协调时空分析的突破，在安徽省城市公路交通与旅游经济两系统耦合协调分析中应用得当，能够较好地展开时空分析，改进了耦合协调性分析的模型，具有一定的应用价值。