高铁背景下安徽省铁路交通可达性及经济潜力格局

孙建平，韩雪，尹学宇

(池州学院 地理与规划学院，安徽 池州 247100)

交通可达性水平能够反映研究区域人流、物流、信息流在交通运输系统中的便捷程度。《中长期铁路网规划》(2016年)指出将在“四纵四横”高速铁路的基础上，打造“八纵八横”高速铁路网，规划里程3.8万公里。高速铁路的快速发展能够提高区域交通可达性水平，进而对经济潜力、区域间经济联系和空间格局产生影响，引起了国内外学者的广泛关注。

自1964年世界上第一条正式的高速铁路系统——日本“新干线”正式营运以来，高速铁路对交通可达性及经济影响的研究一直是交通地理学领域的研究热点。[1]Gutiérrez等基于GIS技术对2010年欧洲高速铁路发展及可达性水平变化进行了预测和评估，[2]又选取地理区位、经济潜力等指标分析了未来马德里—巴塞罗那—法国边境高铁线路对欧洲交通格局的影响。[3]Sánchcez-Mateos等评估了英国高速铁路对沿线城市交通可达性和经济联系强度的影响。[4]Shaw等(2014)将中国高速铁路建设分成四个阶段，分析其对省会城市交通可达性的作用。[5]Kim等采用加权平均旅行时间和经济潜力等指标分析韩国高速铁路的建设对可达性和空间公平的影响。[6]Moyano等从站点间连通性和服务两个角度对西班牙高速铁路系统进行了对比分析。[7]

近年来，随着我国高速铁路的快速建设，众多学者眼于分析高速铁路对时空距离缩短的影响性机制，评价其在网络优化中给不同城市带来的经济收益。侯雪等以京津城际铁路为例，探讨了高速铁路对区域经济和人们出行行为的影响，[8]蒋海兵等分析了京沪高铁对区域中心城市陆路可达性水平的影响，[9]王豪等分析了成渝高铁对沿线城市可达性水平的影响，[10]宗会明等分析了高速铁路对成渝城市群区域可达性和城市相互作用格局的影响。[11]高尚等分析了高铁背景下河南省铁路交通可达性与经济潜力格局。[12]研究对象从单条高铁线路逐渐向高铁网络转变，研究内容从对交通可达性水平单个指标进行测度分析转变为对交通可达性水平与社会经济发展的关联性进行探讨。

综上，众多学者对高速铁路对交通可达性水平和区域经济效益的影响进行了丰富细致的研究。但对发达地区的研究成果较为丰硕，如长江三角洲地区[13-15]和京津冀地区，[8，16，17]关于高速铁路安徽省交通可达性和经济联系格局影响的相关研究较为单薄。安徽省是长江经济带重要战略支点，是国家《促进中部地区崛起规划》中的重要省份。坐拥丰厚历史文化底蕴与旅游资源，2019年12月商杭高铁合肥北段和郑阜高铁开通，阜阳、亳州进入高铁时代，沿线城市的交通可达性水平和社会经济格局显著变化。基于此，以安徽省16个地级市为研究对象，采用GIS空间分析方法，通过最短平均出行时间、日常可达性及经济潜力指数等指标定量分析高速铁路对安徽省各城市交通可达性水平和经济潜力格局的影响。以期为完善铁路交通网络、促进地区经济发展与加强区域合作提供决策支持。

一、研究区域概况、研究方法与数据来源

(一)研究区域概况

安徽省是华东“六省一市”之一，地跨长江、淮河、新安江3大流域，介于东经114°54′-119°37′，北纬29°41′-34°38′之间。下辖16个地级市，8个县级市，53个县以及44个市辖区，其中合肥市是长三角城市带次级中心，南京都市圈与合肥都市圈在此交汇，是重要的铁路枢纽城市。2019年末，安徽省常住人口6365.9万人，国民生产总值达37114亿元。近年来，安徽省经济发展迅速，交通设施建设亦是日益完善，铁路建设取得了历史性的成就，截至2019年12月，安徽省时速250公里上高铁总里程达1903.45公里，超越河南、辽宁等省份，位居全国第一，在全国铁路网中的地位显著提升。根据《中长期铁路网规划》(2016年)，安徽省范围内多条高铁线路在规划建设当中。京港(台)通道、徐宿淮客运专线与合青高速铁路将会加强安徽与江西、江苏、山东等地的联系。还将修建合肥—新沂，池州—黄山，宣城—绩溪，南昌—景德镇—黄山等区域高铁线路，如图1所示。在不远的将来，安徽省将会构建起一个覆盖省内全部地级市节点，连接省外主要交通枢纽的高速铁路网络体系，届时各种物资、人流将会在一个高速高效的网络上交互流动。

图1 安徽省铁路网

(二)研究方法

1.最短平均出行时间

最短平均出行时间表示研究区域中目标节点到区域内其他节点最短出行时间的平均水平，从时间成本角度测度交通可达性水平，可以进一步表示城市之间相互作用和联系的难易程度。其计算公式如下：

(1)

公式(1)中，Ti表示目标节点i的最短平均出行时间，Tij表示节点i通过铁路交通网络到达节点j的最短出行时间，n表示研究区域内除目标节点i以外的节点数量。该指标的值越低，表示该节点可达性水平越高，反之表示该节点可达性水平越低。

2.日常可达性

日常可达性通常表示目标节点在特定时间内所能到达的范围大小，反映其与其他节点联系的紧密程度，也称为交通圈。20世纪90年代有关学者提出以3小时交通圈作为一日交通圈，[18]根据对一日交通圈的界定，将日常可达性进一步细化为从目标节点出发单程1小时交通圈(核心圈)、2小时交通圈(紧密圈)和3小时交通圈(一日交通圈)可到达的范围。

3.经济潜力指数

交通运输方式的进步与变革在打破时空阻隔，提升交通可达性水平的同时，也频繁了区域内部以及区域与区域之间的经济交流与合作，各个区域的经济发展潜力随之提升。经济潜力指数的大小与目标节点的质量或规模正比，与节点间时空距离成反比，其计算公式如下：

(2)

(3)

式中：Pi为目标节点i的经济潜力指数，Pi值越大，表示其经济发展潜力越大；Mj表示节点j的质量，如GDP或人口规模等，通过式(3)对节点城市经济GDP总量GDPj和常住人口POPj因素进行综合评价确定Mj，n为研究区域内除目标节点i以外的节点数量；Cij是节点i到节点j的最短出行时间；a为距离摩擦系数，一般取1[15]。

(三)数据来源

安徽省行政区划数据由国家基础地理信息中心1:400万数据提取得到，高铁路网数据由中国铁路交通地图、中长期铁路网规划图和中长期高速铁路网规划图矢量化得到。各城市间的最短出行时间根据中国铁路官方网站查询得到，G、D、C开头列车的出行时间作为高速铁路出行时间，其他列车的出行时间作为普通列车出行时间，城际之间的最短出行时间包括中转时间。各地级市常住人口与国民生产总值(GDP)数据来源于《安徽省统计年鉴》。

安徽省境内的最主要高铁线路包括“两纵一横”：即合福高铁，商杭高铁和宁安城际。其中宁安城际、合福高铁于2015年开通，商杭高铁合肥北段于2019年12月开通，因此从2014年和2020年两个时间断面下探究高速铁路对安徽省铁路交通可达性水平和经济潜力格局的影响，2020年安徽省各地级市的常住人口和GDP数据由近10年的常住人口与GDP平均增速推算得出。

二、高速铁路对铁路交通可达性及经济潜力的影响

(一)高速铁路对铁路交通可达性水平的影响

1.高速铁路的建设有效降低了最短平均出行时间

根据公式(1)，计算安徽省16个地级市有无高铁格局下最短平均出行时间，如表1所示，基于ArcGIS软件对分析结果进行反距离权重插值如图2所示。比较有无高铁格局下各城市在2014年和2020年的铁路交通可达性水平及其变化情况。由表1和图2可以看出：无高铁格局下(图2a)，安徽省铁路交通可达性水平呈现以合肥、芜湖、淮南、蚌埠为核心，向外围呈圈层式递减的趋势，梯度效应明显，皖中地区平均可达性水平明显优于皖南和皖北地区。其中，合肥的可达性水平最高，最短平均出行时间为159 min，成为无高铁格局下的铁路交通可达性中心，这与合肥为安徽省省会，位于安徽省中心位置，又是铁路枢纽城市相关。黄山、亳州等城市处于安徽省边缘地区，普通铁路交通不发达，交通可达性水平最差，最短平均出行时间分别为354 min和324 min。现状高铁格局下(图2b)，安徽省最短平均出行时间提升率达41.67%，铁路交通可达性水平显著提升，可达性水平提升幅度较大的区域(图2c)主要沿合福高铁，宁安城际等高铁线路扩展，廊道效应明显。铜陵作为宁安城际和合福高铁节点城市，可达性提升幅度最大，最短平均出行时间提升率达55.47%，铁路交通可达性水平超越芜湖、蚌埠等城市位居全省第三。黄山、合肥、宿州、滁州等城市最短平均出行时间提升率高于50%，合肥仍为可达性水平最高的城市。而无高铁格局下可达性水平较高的芜湖、阜阳等城市在高速铁路开通后，虽然最短平均出行时间提升率高于30%，但相对其他城市较为缓慢，排名下降明显，原因是这些城市普通铁路线路比较完善，可达性排名较高，虽然开通了高速铁路，但线路较少没有形成网络，只有到达部分城市的高铁班次。宣城尚未开通高铁，最短平均出行时间变化不明显，成为安徽省铁路交通可达性水平最差的城市。

表1 有无高铁格局下最短平均出行时间及变化

图2 有无高铁格局下最短平均出行时间及变化

2.日常可达性范围显著增加

高速铁路的快速建设显著增加了各城市的日常可达性范围。根据城市间的最短出行时间计算有无高铁格局下安徽省16个地级市在1-3小时内对外出行可达城市数量，如表2所示，运用ArcGIS软件对日常可达性范围进行可视化表达，如图3所示。可以看出：1小时核心圈覆盖范围由6.67%增至18.33%，提升至2.75倍，所有节点城市对外出行可达城市数量均突破0个，除宣城、淮北、亳州、六安外，其他节点城市可达城市数量均有所增加，其中铜陵可达城市数量由1个增至6个，淮南可达城市数量由0个增至4个，合肥、蚌埠可达城市数量由1个增至3个；由图3可以发现日常可达性的空间变化特征，无高铁格局下，1小时核心圈主要连接邻近城市，呈分散状态，现状高铁格局下，1小时核心圈沿主要高铁线路分布，初步衔接，其中宁安城际沿线1小时核心圈明显，说明高速铁路的建设极大促进了1小时核心圈内的交通联系活动。2小时紧密圈覆盖范围由16.67%增至45.83%，提升至2.75倍，覆盖安徽省内近半数的城市交通联系活动，合肥和铜陵对外出行可达城市数量增长最大，达9个，合肥可达城市覆盖除宣城、淮北外的所有省内城市，各城市2小时紧密圈围绕高铁线路基本形成。3小时交通圈(一日交通圈)覆盖范围由40.00%增至74.17%，提升至1.85倍，合肥对外出行可达城市数量覆盖全省，淮南、蚌埠可达城市数量达到14个，六安、铜陵、池州和宿州可达城市数量达到13个，地处安徽边缘的黄山可达城市数量由3个增至10个，安徽省内3小时交通圈(一日交通圈)能够有效衔接。可以看出高速铁路对于1小时核心圈和2小时紧密圈提升效果最为明显。

表2 有无高铁格局下1-3小时交通圈

图3 有无高铁格局下1-3小时交通圈

(二)高速铁路对经济潜力的影响

1.各地级市经济潜力指数快速增长

由公式(2)和(3)计算有无高铁格局下安徽省各地级市的经济潜力指数，如表3所示，基于ArcGIS软件对计算结果进行反距离权重插值如图4所示。可以看出，现状高铁格局下，安徽省经济潜力增速达174%，各城市经济潜力提升幅度均在47.47%以上。有无高铁格局下省会合肥经济潜力指数均为最高，铜陵增长幅度最大，达461.80%，淮南、蚌埠、合肥、滁州、池州、马鞍山等市的经济潜力增速高于平均增长水平，经济基础较好的芜湖经济潜力增速为140.72%，低于平均增长水平，与其可达性增速较为缓慢相吻合。对最短平均出行时间提升率和经济潜力增长率两个指标进行相关性分析，相关系数为0.725，说明经济潜力与可达性水平呈正相关。

表3 有无高铁格局下经济潜力指数及变化

图4 有无高铁格局下经济潜力指数及变化

2.各地级市经济潜力相对差异扩大，两极分化明显

以极商和变异系数衡量安徽省各地级市经济潜力指数的均衡程度，高速铁路建成前后，经济潜力指数最高与最低区域极商分别为18.10和19.86，变异系数为0.78和0.86，均有所增加，说明在绝对经济潜力指数大幅度增加的同时，优势区域与边缘地区的经济潜力相对差异呈扩大趋势，边缘地区在安徽省的经济地位将越发不利，两极分化现象逐渐加剧。

三、结论与讨论

(一)结论

基于最短平均出行时间、日常可达性和经济潜力指数等指标分析了有无高铁格局下安徽省各地级市可达性及经济潜力的时空变化规律。结果表明高速铁路的建设对安徽省交通可达性水平和经济潜力格局的影响显著，具体包括：

(1)最短平均旅行时间提升率为41.67%，可达性水平提升幅度较大的区域主要沿合福高铁，宁安城际等高铁线路扩展，廊道效应明显。铜陵作为宁安城际和合福高铁节点城市，可达性提升幅度最大，达55.47%，黄山、合肥、宿州、滁州等城市最短平均出行时间提升率高于50%，合肥始终为可达性水平最优区域，芜湖可达性水平在全省中的位置下降。

(2)1小时核心圈由分散状态转变为沿主要高铁线路分布，初步衔接，其中宁安城际沿线1小时核心圈明显，2小时紧密圈覆盖范围近半，3小时交通圈(一日交通圈)覆盖范围达74.17%，安徽省内一日交通圈能够有效衔接。高速铁路对1小时核心圈和2小时紧密圈提升效果最为明显。

(3)安徽省经济潜力增速达174%，各城市经济潜力指标显著增加，提升程度均在47.47%以上。有无高铁格局下省会合肥的经济潜力指标均为最高，铜陵增长幅度最大，达461.80%，淮南、蚌埠、合肥、滁州、池州、马鞍山等市的经济潜力指标增速高于平均增长水平，芜湖经济潜力指标增速为140.72%，与其可达性增速较为缓慢相吻合。经济潜力指标变化率与可达性水平变化率呈正相关。绝对经济潜力指标大幅度增加的同时，优势区域与边缘地区的经济潜力相对差异呈扩大趋势，边缘地区在安徽省的经济地位将越发不利，两极分化现象逐渐加剧。

(二)讨论

分析安徽省铁路交通可达性和城市经济潜力格局的时空演变，对完善安徽省铁路交通网络建设，促进产业结构升级，推进皖江城市带承接产业转移示范区建设，参与“一带一路”战略都有重要的现实意义；为廓清经济地理格局，制定经济发展战略提供决策支持。高铁网络的建设有利于缩小城市间发展差距，产生“时空收敛”效应，降低城市发展的时间成本，有助于加快贫困山区的开发建设，为促进贫困地区早日脱贫而进行交通基础设施建设提供科学依据。安徽省多条高铁线路在规划建设中，商杭高铁全线贯通后，宣城将接入高铁网络，安徽省实现地级市高铁网络全覆盖，宣城、芜湖、合肥等节点城市的可达性和经济潜力格局将会随之变化，需要进一步进行探讨。