滇中城市群交通基础设施与新型城镇化的协调性研究

李国良，王 磊，杨晓严，李玉龙，刘 宇

（1. 昆明理工大学 建筑工程学院，云南 昆明 650000，E-mail：2913841550@qq.com；2. 中央财经大学 管理科学与工程学院，北京 100081；3.云南省交通科学研究院，云南 昆明 650000）

交通基础设施建设作为经济发展的“先行官”，具有极其重要的作用。如何分析交通基础设施发展与新型城镇化发展的相互影响关系，了解二者的协调发展状况就显得尤为重要。一方面，交通基础设施的不断建设和完善能够促进产业发展和经济增长，并且能通过提高出行效率和安全保障能力、降低出行和运输成本、缩短出行和运输时间、促进人口和要素流动等多方面推动新型城镇化的发展；另一方面，新型城镇化的发展又反过来增大对交通基础设施的需求，增加对交通基础设施的投资建设以及完善综合交通体系，从而带动交通基础设施的发展。总的来说，新型城镇化发展与交通基础设施发展息息相关，交通基础设施通过调整和改善城镇化的时空差异，对新型城镇化的发展产生重要影响，同时伴随新型城镇化的发展得以自我完善，新型城镇化建设能促进交通基础设施的发展与完善。

如何科学地分析和解决交通基础设施与新型城镇化的协调性发展问题，一直是管理学主要的研究课题之一。交通基础设施建设会占据一定的财政资金，且存在资金投入大、建设周期较长以及资金回收较慢等问题，如过于超前的投入大量财政资金用于交通基础设施的建设，将会影响其他系统的正常发展，必然会导致资源浪费、资源错配和发展不平衡等问题的发生，从而阻碍我国的城镇化进程，但倘若建设滞后又无法支撑和促进城镇化的快速、高质量发展，同样也会阻碍我国的城镇化进程。因此，二者能够协调发展是非常重要的。回顾国内交通与城镇化（城市化）关系的相关研究。陈彦光等[1]推导出交通网络与城市化水平的线性相关模型。孙爱军等[2]借鉴耦合度函数，提出了交通与城市化的耦合度模型。纪颖波等[3]针对二者协调发展中存在的发展不均衡、资金来源匮乏和居民生态意识薄弱等问题，探讨了二者协调发展的核心要素。戢晓峰等[4]利用耦合协调模型、空间计量模型和地理空间分析技术分析了云南省公路运输系统与城镇化的空间耦合及作用机理。还有部分学者用交通基础设施投资表征其发展水平进行研究，但该类研究忽略了不同区域交通基础设施造价与投资效果的差异性。对此，蒋敏[5]用铁路营业里程、公路营业里程表征交通设施水平，用公路旅客周转量、公路货物周转量表征交通运输能力，用交通运输和邮政业产值、交通运输业从业人员比例表征行业管理能力。徐海成等[6]建立了包含人均民用汽车拥有量和人均营运汽车占有量等指标的公路交通发展能力评价指标体系。郝京京等[7]建立了以公路通车里程、铁路营业里程表征发展规模，以货物周转量和交通运输、仓储产值等表征产业效应，以人均GDP表征发展需求，并以交通固定资产投资表征增长潜力的交通基础设施发展水平评价指标体系。吴改选[8]选取民用汽车拥有量、高速公路通车里程和铁路营运里程等指标表征交通运输发展水平。综上所述，学者们对交通与城镇化关系的研究，在内容与空间尺度上日渐丰富，但对城市群交通基础设施与新型城镇化的协调性和差异性开展研究的较少。

《国家新型城镇化规划（2014~2020年）》指出要培育发展中西部地区城市群，建立城市群发展协调机制，加快推进城市群一体化进程。滇中城市群是云南省交通基础设施建设最好、经济发展水平最高及城镇化水平最高的区域。但其内部发展差异大，主要问题是核心城市的辐射力不足、周边城市发展动力不足。2016年底，昆明市的铁路营业里程密度为17.66km/百km2、人均GDP为64156元、人口城镇化为68.81%，与此相对应的红河州的铁路营业里程密度为3.46km/百km2、人均GDP为28588元、人口城镇化率为26.34%。针对滇中城市群内部存在的新型城镇化与交通基础设施发展速度脱节、发展差异较大、发展质量较差以及发展不协调、不充分等问题。本文将构建测度模型对二者的协调性进行测度和分析，以期使二者能够协调健康发展，打破其相互制约的局面，最终实现二者相互促进、相互完善。建立滇中城市群交通基础设施、新型城镇化发展水平评价指标体系，结合反熵权法构建耦合协调度测度模型，并用相关统计数据对其内部协调性进行了实证分析，从而发现其内部存在的协调发展问题，以缩小其发展差异，为滇中城市群一体化发展提供一定的理论启示。

1 交通基础设施与新型城镇化的耦合协调度测度模型构建

新型城镇化的发展从总体上统筹和规划了交通基础设施的发展方向和发展规划，促使交通基础设施体系不断完善；交通基础设施的发展加强了区域之间的连通性，促进了资源、人口的流动性，增强了产业结构的稳定性，支撑和推动新型城镇化发展。通过上述不断的相互作用与反馈，交通基础设施与新型城镇化就构成了一个动态的耦合系统，当二者发展方向较为一致时，就具有较高的耦合性。

1.1 评价指标体系建立

评价指标体系的建立主要基于研究对象、研究内容、研究区域等，为改进用城市群内部各城市的评价结果的平均值来代替城市群总体水平的常规方法。本文以交通基础设施和新型城镇化作为研究对象，二者的协调性作为研究内容，城市群作为研究区域，并将城市群及其包含的城市作为评价单元一起进行评价，以得到更合理的评价结果。在评价指标体系的建立中，主要是在遵循指标选取原则和保证指标数据可获得的基础上，综合考虑城市群及其内部各城市间的区域面积差异、人口分布差异、指标数据差异等因素，并结合城市群互联互通、区域一体化、资源合理配置、功能完善等特征，建立针对城市群交通基础设施、新型城镇化发展水平的评价指标体系。

1.1.1 交通基础设施发展水平评价指标体系

目前，城市群的要素流动、区域连通、旅客运输和货物运输等主要依靠于铁路、公路交通基础设施。因此，以现铁路、公路交通基础设施作为主要研究对象。

参考和借鉴已有研究成果[5~8]，为了更好地反映交通基础设施现有发展规模及其影响，选取铁路营业里程密度、公路通车里程密度和高速公路通车里程占公路通车里程比重3个指标作为发展规模类指标；为了更好地表征交通基础设施的运输水平，选取每万人载客汽车拥有量、每万人载货汽车拥有量、每万人民用车辆拥有量、每公里道路运输旅客总周转量和每公里道路运输货运总周转量作为运输水平类指标；刘冲等[9]通过实证研究得到交通基础设施的迅速发展可以带动县域产业增加值、总产值、从业人数和投资的快速增长，并能升级产业结构，最终选取第二产业产值占比、第三产业产值占比、人均 GDP和交通运输、仓储及邮政业就业人数占就业人数比重以及交通运输、仓储及邮政业生产总值占第三产业生产总值比重作为产业效益类指标；史云扬等[10]指出交通运输用地承载着区域间物质、能量和信息的沟通和传递功能，则可选取交通运输用地占建设用地比重、交通运输固定资产投资完成额占 GDP比重作为增长潜力类指标。最终建立的交通基础设施发展水平评价指标体系如表 1所示。

1.1.2 新型城镇化发展水平评价指标体系

传统的城镇化（城市化）局限于人口城镇化，通常用城市人口占比表征其发展水平，该方法忽略了城镇化建设进程中经济、空间、社会、生态等因素的协调推进，导致了城镇化发展水平评价不够科学和全面。

本文在参考和借鉴已有研究成果[11~14]建立的新型城镇化发展水平评价指标体系的基础上，综合考虑了人口、经济、空间、社会和生态等多个要素的协同发展。为了更好地表征人口城镇化水平，除选取城市人口比重外，还选取了城市人口密度和城镇就业人员占比2个指标，分别从空间尺度、经济尺度表征人口城镇化水平；考虑到经济的多元化发展，从生产总值、产业发展、固定资产投资和居民消费4个方面表征经济城镇化水平；为了反映空间层面的城镇化水平，用建成区面积占辖区面积比重、地均固定资产投资和地均GDP等3个指标从建成水平、增长潜力和经济效益等3方面表征空间层面的城镇化水平；为了能多角度反映社会城镇化水平，从公共服务、通信、医疗和教育等4个方面选取指标；为了更好地反映城镇化进程中生态的承载力和可持续发展，从建成区绿化覆盖率以及“三废”的排放、治理和利用方面选取表征生态城镇化水平的指标。最终建立的评价指标体系如表2所示。

表1 交通基础设施发展水平评价指标体系

1.2 耦合协调度测度模型构建

1.2.1 指标预处理

设t为年份，m为评价单元的个数，n为评价指标个数，则xuij为第u年第i个评价单元的第j项指标原始值。

由于指标的量纲和单位不一样，因此采用极值标准化法进行标准化处理，公式如下：

式中，max{xuij}、min{xuij}分别表示第j项指标原始值的最大值、最小值；buij为指标标准化值。

1.2.2 确定权重

熵权法是一种客观赋权法，通过信息熵原理来确定指标权重[15]，其对指标差异度敏感性较大，在权重分配时可能会出现个别权重过大或过小的极端情况，导致部分指标的信息被淹没[16]，反熵权法对指标差异度的敏感性较弱，可以有效地避免上述极端情况。

表2 新型城镇化发展水平评价指标体系

指标标准化值的规范化公式为：

第j项指标的反熵值计算公式为：

第j项指标的权重计算公式为：

1.2.3 耦合协调度测度模型

耦合度是指两种或两种以上的系统或要素之间的相互作用程度[17]。耦合协调度是指耦合相互作用关系中良性耦合的协调程度，可以体现出协调状况的好坏[18]。

城市群交通基础设施和新型城镇化是相互作用、彼此促进的两个系统，借鉴物理学中的容量耦合模型，构建其耦合度模型为：

式中，U1、U2分别表示城市群交通基础设施、新型城镇化发展水平评价函数；w1j、w2j分别表示对应评价指标的权重值；E表示交通基础设施与新型城镇化的相对发展度；C∈[0，1]表示两个系统的耦合度，C值表示耦合度的大小。

耦合度在某些特殊情况下不能反映交通基础设施系统与新型城镇化系统实际的发展水平和状态，如二者发展水平都较低时，也会得到较高的耦合度。因此，需在耦合度模型的基础上构建耦合协调度模型，表达式为：

式中，D∈[0，1]表示耦合协调度，当D=0时，表示绝对失调；当D=1时，表示绝对协调；T为二者发展水平的综合指数；α、β表示交通基础设施与新型城镇化的相互作用大小，且满足α+β=1；对于α、β的取值，相关研究[2、5、20]认为交通是城镇化的重要诱导剂和强大触发力，而且城镇化的发展离不开交通的支撑，二者应同步发展，交通和城镇化同等重要，故本文取α=β=0.5。

目前城市群交通基础设施与新型城镇化的耦合协调度还没有统一的分级标准，为了更直观地反映二者的耦合协调发展状况，在借鉴和参考相关研究成果[2、19、20]的基础上，结合相对发展度E，确定如表3所示的耦合协调度等级划分标准。

表3 耦合协调度等级划分标准

2 实证分析

2.1 研究区域概况

滇中城市群由昆明市、曲靖市、玉溪市和楚雄彝族自治州（以下简称为楚雄州）及红河哈尼族彝族自治州（以下简称为红河州）北部的7个县市（蒙自市、个旧市、建水县、开远市、弥勒市、泸西县、石屏县）组成，是国家重点培育 19个城市群之一和全国“两横三纵”城镇化战略格局的重要组成部分。考虑到指标数据的可得性及统一性，将昆明市、曲靖市、玉溪市、楚雄州和红河州作为研究区域。

2.2 数据来源

文中数据来源于滇中城市群各州市年鉴、《云南统计年鉴》和《国民经济与社会发展统计公报》以及相关官方网站。

2.3 结果分析

由式（1）~式（7）可分别计算出滇中城市群交通基础设施、新型城镇化发展水平综合指数，结果如图1、图2所示。

图1 交通基础设施发展水平综合指数

图2 新型城镇化发展水平综合指数

由图1可以发现，滇中城市群各州市的交通基础设施发展水平不断提升，但滇中城市群仍处于较低水平，2016年的综合指数为0.385，只达到昆明市的 49.49%。从相关统计数据及综合指数可以看出，交通基础设施建设成效突出，建设里程、交通网络密度和质量均有提升，初步建成了以昆明为中心的现代化综合交通网络，交通对发展的瓶颈约束已基本缓解。但滇中城市群内部呈现出高首位空间格局特征，符合滇中城市群单核心城市的特点，内部发展不平衡，昆明市的交通基础设施发展水平综合指数远高于其他州市，截止到 2016年底，交通基础设施发展水平综合指数最高的昆明市是最低的楚雄州的3.91倍。

由图2可以发现，滇中城市群各州市的新型城镇化发展水平不断提升，但滇中城市群的水平较低，2016年的综合指数为0.390，只达到昆明市的44.83%。根据相关统计数据以及综合指数可以发现，滇中城市群的新型城镇化得到一定的推进，但是推进速度较慢，而且整体水平不高，区域内各州市发展差异显著，梯度格局明显，但昆明与其他州市的梯度较大，呈现出高首位空间格局特征，昆明市的新型城镇化发展水平综合指数远高于其他州市，除昆明市外，其余各州市都低于滇中城市群。截止到 2016年底，新型城镇化发展水平综合指数最高的昆明市是最低的楚雄州的4.89倍。

根据式（8）~式（11）计算出滇中城市群5个州市2014~2016年的交通基础设施与新型城镇化相对发展度、耦合协调度，如表4所示。

表4 滇中城市群交通基础设施与新型城镇化相对发展度、耦合协调度

由表4可以看出，滇中城市群的耦合协调度不断升高，但仍处于“初级协调”水平，属于协调类，交通基础设施滞后于新型城镇化。具体来看，滇中城市群内部的耦合协调度差异较大，最高的昆明市是最低的楚雄州的2倍。昆明市、曲靖市、滇中城市群的耦合协调度分别升高了 7.24%、8.67%、10.51%，且都为交通基础设施滞后；玉溪市的耦合协调度提高了 14.16%，一直表现为新型城镇化滞后；楚雄州的耦合协调度提高了9.73%，由交通基础设施滞后转变为新型城镇化滞后；红河州的耦合协调度提高了15.06%，由新型城镇化滞后转变为交通基础设施滞后。截止到 2016年底，过渡类有曲靖市、楚雄州和红河州，该类区域主要是交通基础设施与新型城镇化发展水平综合指数较低，以及二者的差值小；协调类有昆明市、玉溪市、滇中城市群，该类区域主要是交通基础设施与新型城镇化发展水平综合指数较高，且二者之间的差值较小。

3 结语

本文通过对滇中城市群交通基础设施与新型城镇化耦合协调发展进行实证分析，得出以下主要结论：滇中城市群交通基础设施发展水平综合指数不断提高，但内部存在较大差异，呈现出高首位发展的空间格局特征，截止到 2016年底，最高的昆明市是最低的楚雄州的3.91倍；滇中城市群新型城镇化发展水平综合指数不断提高，其内部也存在较大差异，呈现高首位发展的空间格局特征，截止到2016年底，最高的昆明市是最低的楚雄州的 4.89倍。滇中城市群交通基础设施与新型城镇化耦合协调度处于“初级协调”水平，且内部差异较大；从耦合协调度的结果看，只有昆明市和玉溪市高于滇中城市群，达到“初级协调”以上水平，表明滇中城市群整体的耦合协调性较差，并呈现出高首位的空间格局特征。滇中城市群总体上一直是交通基础设施滞后于新型城镇化，就其内部情况来说，昆明市、曲靖市一直表现为交通基础设施滞后，玉溪市则一直表现为新型城镇化滞后，楚雄州从交通基础设施滞后转变为新型城镇化滞后，而红河州由新型城镇化滞后转变为交通基础设施滞后。