基于引力模型的上海大都市圈联系度分析

王国力， 宋 昂

(1.辽宁师范大学 地理科学学院，辽宁 大连 116029；2.东北财经大学 投资工程管理学院，辽宁 大连 116025)

在区域协调发展过程中，随着城市呈辐射性扩散的趋势越来越明显，与周围城市的联系愈加紧密.在《国家新型城镇化规划(2014—2020年)》中，强调了区域协调发展与城市群建设要以大都市圈为核心，打造都市圈这一个“强核”.显然，都市圈在我国新型城镇格局中占据承上启下的关键位置.上海是长三角区域一体化协同发展的核心城市，是国际经济、金融、贸易、航运、科技创新中心和文化大都市.2016年8月，《上海市城市总体规划(2016—2040)草案》发布，提出以上海市为区域核心城市，建立上海大都市圈的发展目标，强调了上海要主动融入长三角区域协同发展，构建上海大都市圈，进而打造具有全球影响力的世界级城市群.因此，上海作为核心城市对都市圈内的其他城市在经济、社会、文化和科技等方面具有一定的辐射带动作用.同时,区域内逐步完善的苏锡常都市圈、杭绍同城发展等，对于实现长三角区域一体化的发展目标具有重要意义.

城市之间的联系程度主要源于单个城市在经济、文化、生活与对外开放等方面的结构特点，同时，城市之间的联系度也会作用于城市的综合表现，从而影响城市整体的活跃程度[1].近年来，相关学者对城市间联系度的分析主要分定性分析与定量分析两种.定性分析主要源于相关部门发布的城市规划文本，从城市所处的地理位置入手，对于各个影响因素进行分析.定量分析的方法主要有两种，即引力模型与城市流.孟德友和陆玉麒[2]以江苏为研究对象，运用引力模型结合 GIS 技术的网络分析功能，测算了江苏省各地区联系强度.张娟[3]利用空间引力模型，分析了河北省城市间的引力关系，并以此为依据选择城市的增长极.方超等人[4]构建城市发展质量评价体系，借助改进的引力模型和断裂点模型，对皖北6个地级市之间经济联系进行测度.对于城市流分析的方法，数据的可获得性会存在较大困难，收集过程异常复杂[5]，综上可知，运用引力模型计算城市间的联系度是较为成熟的方法.

因此，梳理了相关学者的研究后，考虑到所选区域的整体性，选取上海市、苏州市、杭州市、无锡市、宁波市、南通市、常州市、绍兴市、嘉兴市、湖州市、舟山市等11个城市为研究对象，利用熵权法结合改进的CRITIC法综合评价都市圈内的城市质量，综合改进的引力模型对该都市圈中的城市间联系度进行研究，结合中心度公式进一步探讨中心城市的影响力，从中发现相关问题并提出适宜对策.

1 研究方法

1.1 指标体系

根据《国务院关于深入推进新型城镇化建设的若干意见》和《2019年新型城镇化建设重点任务》等文件，其中均强调了要建设新型城市，包括建设绿色城市、人文城市、智慧城市、创新城市、紧凑城市等新型城市.因此，考虑到上述文件对新型城市建设的内容要求，构建综合质量指标体系，全面测算城市质量.

在具体指标层的选取中，根据科学性、合理性、代表性以及可获得性，从经济、文化生活、智慧创新、交通运输、绿色生态与对外开放等6个方面，共选取22项指标测定上海大都市圈的城市综合质量(表1).

表1 上海大都市圈城市综合质量指标体系

1.2 主要方法

1.2.1 熵值法结合改进的CRITIC法

熵值法与CRITIC法均属于客观赋权法，前者能够说明所选指标数据含有的信息量大小，后者能够有效考虑指标数据之间的对比强度和相关性.因此，借鉴宋冬梅等[6]和刘淑茹等[7]学者的研究方法，考虑到数据属性的离散度、对比度和相关度，利用熵值法结合改进的CRITIC法对指标进行赋权.

由于指标体系的单位与变异程度存在差异，为消除不同量纲数据对分析的影响，对原始数据进行标准化处理.

正向指标：

(1)

负向指标：

(2)

其中，Xj为第j项指标的值，Xmax和Xmin分别表示该指标的最大值和最小值.

第j项指标的熵值:

(3)

计算指标包含的信息量Mj:

(4)

其中，σj为数据标准化后各项指标的标准差，|rj×j+1|为指标j与j+1的相关系数的绝对值.

确定指标权重Wj:

(5)

计算各城市的评价值:

(6)

1.2.2 引力模型

1687年，物理学家牛顿提出了万有引力模型.1858 年，卡利参照牛顿万有引力定律提出经典引力模型.20世纪20年代末，赖利(Reilly)将万有引力模型应用在经济学领域.参考相关学者的研究，进一步改进城市引力模型.考虑到研究区域路网的通达度以及区域内城市间无通航航班，因此,将经典引力模型中两城市空间距离修正为两城市的时间成本距离，改进后的城市联系度为Fij，公式如下:

(7)

其中,Cij、T′ij与C′ij、Tij分别为公路与铁路的运输费用和时间，b取常数2，k为距离衰减系数.查阅《2017年交通运输行业发展统计公报》中公路与铁路的全年旅客运送量，确定k=0.802，k′=0.198.

1.2.3 节点中心度

节点中心度测定用于判断节点城市的等级高低，将高等级的中心城市看作该区域内的核心城市，具体公式如下:

(8)

其中，∑Fi表示i城市与其他城市的联系度总和，∑Fij表示所有城市之间联系度的总和.

1.3 数据来源

指标体系中的指标数值来源于《中国城市统计年鉴(2018)》《中国统计年鉴(2018)》《上海市统计年鉴(2018)》《江苏省统计年鉴(2018)》和《浙江省统计年鉴(2018)》，个别缺失数据采用插值法补齐.公路与铁路的运行时间和所需费用由高德地图的搜索结果整理得出.

2 实证分析

2.1 上海大都市圈内城市质量综合评价值

利用熵值结合改进的CRITIC法，对上海大都市圈内的城市质量进行测度，得出城市质量综合评价值，如表2所示.

上海作为上海大都市圈的核心城市，在文化生活、智慧创新、交通运输业、绿色生态和对外开放这5个方面具有绝对的优势.由于常住人口数量较大，导致经济方面的评价值略低.杭州与苏州城市综合质量分别位列第2和第3，在上述5个方面具有较大优势.由于第三产业的迅速发展，特别是电子商务行业与文化娱乐行业的日新月异，杭州在经济以及文化生活方面较突出.苏州逐步发展的一些战略新兴产业以及接纳上海转移的某些工业园区，在智慧创新方面具有一定优势.其他城市质量的综合评价值差距不大.

表2 上海大都市圈城市质量评价值(Z值)

2.2 上海大都市圈城市联系度分析

综合研究区域内各个城市质量的值，根据引力模型计算出各个城市的联系度.为了方便计算，将联系度计算数值扩大10 000倍，结果见表3.

由表3可知，上海与苏州的联系度较强，与无锡、杭州、嘉兴联系度一般，与其余城市的联系度较弱.上海作为长三角的核心城市、国家级金融中心，上海大都市圈内城市积极向上海融合，具有政治、经济、文化等方面的优势.加上交通路网密度较大，缩短了城市之间的时间与空间距离，与其他城市的联系度将会有进一步的提高.

表3 上海大都市圈城市联系度

无锡与苏州和常州的联系度较强，与区域内其他城市的联系度较弱.3座城市借助邻近的地理位置优势，产业间相互合作，积极推动轻工业的发展.同时，在国家规划的《长江三角洲城市群发展规划》中，要求苏州、无锡和常州全面强化与上海的功能对接与互动.南通没有与该区域内其他城市互通的高铁线路，且中转的线路也较少，因此，南通与区域内各个城市的联系度较弱.依托邻近上海的地理位置优势，南通正完善与上海互通的交通线路，从而加强与上海的联系度，集聚和吸引上海的科技创新要素.

杭州与绍兴的联系度远远高于杭州与其他城市的联系程度.近年来,“杭绍同城”发展初见成效.其次，杭州与湖州、嘉兴的联系程度相比之下较高.电子商务、旅游产业等行业的发展，给杭州带来较大的吸引潜质.

嘉兴与上海的联系程度相比与其他城市的联系度位居第二.嘉兴提出了“质量效益时代”，引育国家“千人计划”项目，开展人才改革试验区建设，积极接轨上海.

由于地理位置的限制，舟山市虽处于上海大都市圈中，但与其他城市的联系度较弱.依据港口优势，舟山与杭州、宁波、绍兴与上海等城市的联系度相比舟山与其他城市的联系度较大，舟山成为联系上海大都市圈内城市与外界的重要门户港口之一.

2.3 上海大都市圈节点城市中心度分析

根据前文对城市联系度的测定，借助中心度公式，计算出各城市中心度.如表4所示，中心度越高表明该城市对资源具有较强的吸引力，同时会对周围其他城市产生重要影响.由表4可知，上海、苏州、无锡和杭州的城市中心度较高，均远高于区域平均中心度，说明这4座城市在该区域内处于明显的核心位置，对于周围其他城市具有较强的吸引力与联系度，比较活跃.随着上海在全球金融、贸易和信息服务中心的逐步确立，对周边城市的空间要素作用逐步加强，成为带动上海大都市圈内其他节点城市发展的增长极.苏州逐步承接上海的部分功能，在区域中的核心地位日益突出，率先提出学习上海、依托上海、服务上海、接轨上海，并将其确定为长期坚持的战略方针.苏沪关系合作大于竞争，高水平协同发展成为一系列重大举措的核心指向.其次，苏州与无锡的产业互补，苏南的硕放机场成为两城市的纽带与桥梁，两城之间的联系紧密.杭州市作为浙江省的省会，是我国重要的电子商务中心之一，牢牢把握“互联网+”“中国制造2025”等战略机遇，特色小镇等文化产业方面具有很强的特色.通过对接区域内的其他核心城市，合理推动跨行政界限的资源流动配置[8].常州、绍兴和湖州3市的中心度略低于平均中心度，可见这些城市较上述4座核心城市吸引力与影响力较低.由于地理位置以及交通路网通达度等原因，南通与舟山两座城市的中心度较低，对于周围其他城市的吸引力较小.但近年来，交通路网的逐步完善，宁波、舟山等重要港口逐步提高港口能级，在运输业、高端制造业等方面逐步实现高质量的发展.

表4 上海大都市圈城市中心度

3 结论与建议

3.1 结 论

城市间的吸引力与联系度在实质上反映了城市间的人口、物质与信息的联系程度[9].根据联系度与中心度的分析，得出以下结论.

上海大都市圈内，上海与苏州的联系度较强，与无锡、杭州、嘉兴联系度一般，与其余城市的联系度较弱.基本形成了上海、苏州和杭州3个核心点城市，联系周围其他城市的上海大都市圈格局.这与《上海大都市圈空间协同规划》《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》中提出的建立以上海为核心、苏杭沪协同发展等相关规划内容相契合.上海、无锡、杭州与苏州这4座城市的中心度较高，对于周围城市的人才、物质和信息等要素的吸引力较大，辐射作用更强.

上海大都市圈内城市发展不均衡.目前来看，上海、苏州和杭州的城市质量较高，舟山、湖州与南通的城市质量较低，其他城市质量处于中间水平.因此，在区域协调发展的过程中，应统筹兼顾，综合质量高的城市带动综合质量低的城市.通过强化产业的集聚与人口的合理分布，使综合质量较低的城市成为具有良好发展潜质的城市.

3.2 建 议

2019年12月，《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》正式发布，这标志着长三角区域的发展有了规划文本的依据与支持,上海大都市圈的发展有了最新的规划为蓝本.首先，致力于科技创新、产业升级、文化与生态建设、公共服务以及对外开放，都市圈内各城市有重点、有针对性地交流合作，共同创建合作先行区与示范区；其次，完善区域交通体系，增强城市间路网可达性，如积极建设沪苏湖城际高铁，苏州轨道交通与4号线与上海轨道交通17号线的对接等，打破行政区域的限制，缩小时空带来的差距.同时，要通过人才政策，提高人才乐居品质，增强人才的综合服务质量.最后，要大力推进都市圈的生态保护一体化进程，提高大众对生态环境的满意度.