城市地铁建设与社会经济因素的相关性研究

王志恒，李晓昭, ，潘进礼，路明浩，周书明，张昌伟

（1. 南京大学地球科学与工程学院，南京 210023；2. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室， 江苏徐州 221116；3. 宁夏回族自治区地质调查院，银川 750021；4. 北京城建设计发展集团股份有限公司，北京 100037；5. 徐州地铁集团有限公司，江苏徐州 221000）

1 研究背景

随着我国经济的快速发展，城镇化速度稳步加快提升，截至2019 年底，中国大陆常住人口城镇化率达60.6%。城镇化快速发展的同时，会带来一系列的“城市病”，如资源短缺、交通拥堵等[1]。通过转变城市发展方式，科学规划地下空间开发利用，注重品质发展，可以统筹缓解和解决这些“城市病”[2]。城市轨道交通作为城市地下空间开发的一个有力举措，极大缓解了人们的出行压力，同时又促进了沿线商业的繁荣发展[3]。

目前，我国的城市地下空间开发利用，总体供给不足与冒进式开发并存[4]。2018 年，国家发展改革委员会(以下简称“发改委”)发布了《关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》(国发办〔2018〕52 号)(以下简称《意见》)，对申报建设地铁的城市提高了经济和财政指标的要求。在城市化过程中，轨道交通建设的过快或过慢都不利于城市的发展，地铁的开发利用应把握好时机，合理地进行规划[5-6]。地铁建设必须与城市的社会经济发展水平相适应，合理把控开发时机和规模。

关于地下空间开发或城市轨道交通与各社会经济指标间的相关性研究，已经有许多学者做了大量的工作。Srinivasan[7]等分析了快速城市化背景下，印度德里的土地利用与轨道交通的关系。He 等[8]研究发现，上海各区县的地下空间开发强度与人均GDP、人口密度和房价等指标高度相关。Li 等[9]对比了南京、上海和柏林地下空间的开发强度和功能，归纳出驱动地下空间开发的因素及需求。方向阳等[10]分析了国外轨道交通与房地产价值的关系，认为轨道交通对房地产价值有地区、时间的影响效应。徐辉等[11]分析了国内外10 个地区的地下空间开发情况，以及地均GDP 的相关性。冯国强等[12]研究了省会城市轨道交通与人口规模的关系，发现轨道交通对常住人口600 万～900 万的城市，治堵的效果明显。许熳灵等[13]分析了地铁客流与天气因素的关系，发现天气因素对客流有影响，表现出由城市中心向外减小的趋势。地铁作为城市地下空间开发利用的一种方式，其建设状况与社会经济因素间的关系还是以定性判断为主，轨道交通建设现状与社会经济因素间的定量规律尚待揭示。

下面以发改委发布的《意见》为纲要，选取了中国大陆已开通地铁的38 个城市作为研究对象，研究其地铁运营里程和地铁密度分别与GDP、人均GDP、市区常住人口、一般公共财政预算收入、人均预算收入、全年日均客运强度和通勤高峰拥堵指数等7 个社会经济指标间的相关性，并根据《意见》中对地铁申报城市的4 个基本条件和统计数据的均值，分析了38 个城市目前的社会经济水平和地铁建设的现状。本研究有助于各城市在最新地铁审批政策收紧条件下，根据自身社会经济和财政水平合理控制地铁建设规模和发展速度，防止盲目开发，促进城市地下空间的合理高效利用。

2 研究方法和数据

2.1 研究对象

选取截至2019 年底中国大陆已开通地铁的38 个城市作为研究对象，分别是上海、北京、广州、武汉等(见表1)。其中，北京数据相对比较详细，包括2010—2019 年的地铁建设数据(见表2)。本文选取的样本城市，主要为国内直辖市、省会城市或经济实力较强的单列市、地级市。在地理分布上，所选城市覆盖了大部分省份，具有广泛的代表性。

2.2 数据说明

在2018 年发改委出台的《意见》中，修订了原有城市轨道交通建设的基本条件，提高了地区生产总值、市区常住人口、一般公共财政预算收入及客运强度的要求。因此，本文选取用来衡量城市经济(GDP 和人均GDP)、人口(市区常住人口)、财政(一般公共财政预算收入和人均预算收入)和交通(客运强度、通勤高峰拥堵指数)的7 个指标，作为影响城市地铁建设的主要社会经济因素。另外，选取地铁运营里程和建成 区的地铁密度，用来衡量各城市的地铁开发建设水平。本文中的统计数据均为截至2019 年底的数据，所有统计数据均来源于中国城市轨道交通协会的统计分析报告[14-15]、各城市的统计年鉴、国民经济和社会发展统计公报及百度地图发布的历年《中国城市交通报告》[16]，各指标的具体含义和计算方法如表3 所示。

表1 截至2019 年底已开通地铁城市的地铁建设指标和社会经济指标 Table 1 Subway construction index and socio-economic index of cities that had opened subways by 2019

表2 北京不同时期的地铁建设指标和社会经济指标 Table 2 Subway construction index and socio-economic index of Beijing in different periods

表3 指标含义和计算方法 Table 3 Index system and computing method

2.3 研究方法

在中国大陆现已开通地铁的38 个城市的相关数据统计的基础上，采用定性与定量相结合的方法，对这些城市的4 个社会经济指标(经济、人口、财政、交通)的发展现状进行了分析评估，并对这些城市的2019年地铁建设数据和北京10 年的地铁建设数据分别进行横向、纵向对比分析，研究其地铁建设指标与7 个社会经济指标间的相关性，并利用SPSS 软件建立多元线性回归模型加以验证。

3 影响地铁申报的社会经济指标分析

2018 年发改委出台的《意见》对申报地铁城市提出的标准为：GDP、市区常住人口和一般公共财政预算收入分别不低于3 000 亿元、300 万人和300 亿元，初期客运强度应达到0.7 万人次/(km·d)，其中地方政府预算和GDP 的要求较2003 年提高了3 倍。因此，参考2018 年《意见》中对申报地铁城市的基本要求(代表标准水平)和相关指标统计数据的平均值(代表平均水平)，对38 个城市的GDP、一般公共财政预算收入、市区常住人口、全年日均客运强度等社会经济指标进行分析，结果如图1～4 所示。

由图1、2 可见，北上广深等一线城市和部分新一线城市(如重庆、苏州、成都、武汉等)的GDP、一般公共财政预算收入指标都在平均水平以上，样本城市的GDP 和一般公共财政预算收入基本都达到标准水平，仅少数城市略低于标准水平。出现以上现象的原因在于，各城市的地铁审批建设时间不同。截至目前，兰州、呼和浩特均只有一条线路开通，批复建设时间均在2018 年之前，且两个城市均满足当时规定的GDP和一般公共财政预算收入的申报要求。

由图3 可见，市区常住人口达到平均水平以上的仍是一线和部分新一线城市。然而，有9 个城市的市区常住人口低于标准水平，约占样本总数的24%，是国内的二三线和个别新一线城市。主要原因在于，2018 年的人口指标用市区常住人口作为统计口径，较2003 年的城区人口统计口径有所收窄。由图4 可见，有多达21个城市的全年日均客运强度低于标准水平，这些城市以国内二三线城市为主，占样本总数的60%以上。 出现以上现象的原因在于：在交通指标上，2018 年的申报条件较2003 年新增了客运强度的要求，明确日均客运强度不低于0.7 万次/km；部分城市客运强度较弱，可能是地铁开通时间较短，客运强度不足；不满足客运强度标准线的城市，可能存在地铁建设与城市社会经济发展节奏不匹配的情况。

图1 地区生产总值水平 Figure 1 GDP level of each city

图2 一般公共财政预算收入水平 Figure 2 General public financial budget revenue levels

图3 市区常住人口水平 Figure 3 Urban permanent population levels

以上分析可见，虽有部分城市的经济总量和财政收入稍显不足，但大部分城市都能满足最新的经济、财政要求；样本中有超2 成的城市市区常住人口尚显不足，有超过6 成的城市客运强度相对较弱，未达到标准水平。客运强度与地铁运营效益密切相关，目前国内地铁大部分都是亏损运营，基本上都需要当地财政补贴。

上述分析结果给尚未获得审批地铁建设的城市和部分虽已开通地铁、但不满足最新申报要求的城市一些提醒。建议部分社会经济水平尚显不足的城市，在后续建设审批过程中，一定要摒弃“重规模轻效益”“重投资轻需求”“重建设轻规划”的想法，科学规划地铁建设，合理把控地铁的建设节奏和建设力度。

4 地铁建设水平与社会经济 因素的相关性分析

4.1 不同城市地铁建设指标与社会经济因素的相关性

对中国大陆现已开通地铁的38 个样本城市的地铁运营里程、地铁密度分别与地区生产总值、人均GDP、市区常住人口、一般公共财政预算收入、人均预算收入、全年日均客运强度和通勤高峰拥堵指数等指标的相关性进行分析，结果如图5、表4 所示。

通过以上的相关性分析可知：地铁运营里程与GDP、市区常住人口和一般公共财政预算收入3 个指标高度线性相关，与人均预算收入中度线性相关，与人均GDP、全年日均客运 强度和通勤高峰拥堵指数弱线性相关；地铁密度与GDP 和一般公共财政预算收入具有较强的线性相关，与人均GDP 和人均预算收入中度线性相关，与市区常住人口、全年日均客运强度和通勤高峰拥堵指数的线性相关度比较弱。

客运强度和拥堵指数与两个因变量之间相关性较弱的原因受多方面因素影响：一是工作日、休息日的客运强度和交通状况差别很大；二是天气因素会影响人们出行，比如雷雨天、晴天的客流所造成的交通拥堵差别很大；三是各城市地铁开通的时间不同。徐州、兰州、呼和浩特等城市地铁开通时间不足一年，客运强度较低；北京、上海、南京、重庆等城市地铁开通较早，客运强度较高。

人均GDP和人均预算收入作为衡量人均经济水平的指标，与两个因变量间的相关性不是很强，一定程度反映出城市地铁的建设与人均经济水平指标关联度不大，而表征城市整体发展水平的GDP、人口和政府财政的相关指标更能反映城市地铁建设的状况。另外，两个因变量在与自变量的相关性上也存在差异。与地铁密度相比，地铁运营里程与GDP 和一般公共财政预算收入的相关性要高，R 值要大。出现以上结果的原因可能是：各城市的地铁建设水平差异性较大。上海、南京等 城市的地铁建设起步较早，建成区内已形成较大规模，地铁密度较高。而有部分城市(兰州、徐州等)的地铁建设仍处于起步阶段，其地铁规模仅限于城市中心城区或核心区，地铁密度较低。

图4 全年日均客运强度水平 Figure 4 Annual average daily passenger intensity levels

图5 地铁建设指标与社会经济指标的相关性 Figure 5 Correlation between subway construction index and socio-economic index

表4 地铁建设指标与社会经济指标的相关性分析结果 Table 4 Correlation analysis results for subway construction index and socio-economic index

4.2 同一城市不同时期地铁建设指标与社会经济因素的相关性

样本城市涵盖了国内一线、新一线城市，以及部分二、三线城市，这些城市间的社会经济发展水平会有很大的差异，导致地铁建设指标与社会经济指标间的定量关系不容易得到。北京作为样本城市之一，拥有近10 年的地铁建设数据。因此，选择北京作为案例，分析其不同时期地铁建设指标与社会经济指标间的相关关系，以及各社会经济因素分别对两个地铁建设指标的作用强度，具体分析结果如图6 和表5 所示。

由图6 和表5 可见，北京2010—2019 年的地铁运营里程和地铁密度均分别与地区生产总值、人均GDP、市区常住人口、一般公共财政预算收入和人均预算收入高度线性正相关，与全年日均客运强度弱线性相关；除此之外，还与通勤高峰拥堵指数高度线性负相关，这在一定程度上表明，北京近10 年的地铁建设对于缓解高峰拥堵有着明显的利好作用。

图6 北京2010—2019 年地铁建设指标与社会经济指标的相关性 Figure 6 Correlation between subway construction index and socio-economic index in Beijing from 2010 to 2019

表5 北京2010—2019 年地铁建设指标与社会经济 指标的相关性分析结果 Table 5 Correlation analysis results for Beijing subway construction index and socio-economic index from 2010 to 2019

根据以上分析的结果，假设北京不同时期的地铁运营里程、地铁密度均与其GDP、人均GDP、市区常住人口、一般公共财政预算收入、人均预算收入和通勤高峰拥堵指数等指标存在显著线性相关。利用SPSS软件，对地铁运营里程和地铁密度两个因变量分别建立标准化多元线性回归模型，结果如图7 和表6 所示。

图7 各要素作用强度雷达图 Figure 7 Radar chart of action intensity of each factor

表6 SP SS 多元线性回归分析结果 Table 6 SPSS multivariate linear regression analysis results

由表6 可见，根据地铁运营里程和地铁密度所建立的两个多元线性回归模型，其中R 值都大于0.99，说明均有99%以上的高拟合度；Sig 值均远小于0.005，表明回归非常显著。从图7 可以看出各要素对两个因变量的驱动作用强度，其中地铁运营里程是经济＞人口＞财政＞交通，地铁密度是经济＞人口＞交通＞财政。

由此可见，经济和人口是北京近10 年地铁建设的主要驱动力，而交通和财政的作用强度相对较弱。但这两个模型只能反映当下北京的地铁建设指标与这5个社会经济指标的关系，如果用来预测其他城市的地铁建设运营状况，也可能会存在着类似的多元线性关系和作用效果，只是不同城市的结果会有所不同。

5 结论

1) 现已开通地铁的样本城市基本上都能满足2018年《意见》中对申报地铁建设的城市提出的最新经济、财政条件，但表征人口和交通条件的市区常住人口、全年日均客运强度等指标相对较弱，分别有超过2 成和6 成的城市低于标准水平。

2) 部分社会经济发展水平尚显不足的城市，不应“重规模轻效益”“重投资轻需求”“重建设轻规划”，而应当根据自身财力和地铁运营能力，以需求为导向，科学制定地铁建设规划，合理把控建设规模与发展速度。

3) 对于不同城市而言，地铁运营里程和地铁密度均与其GDP 和一般公共财政预算收入有较高的线性相关。另外，与人均经济水平指标相比，表征城市整体社会经济发展水平的GDP、人口和政府财政的相关指标更能反映城市地铁建设的状况。

4) 同一城市的不同时期，地铁运营里程和地铁密度均与其经济、人口和财政指标呈现出高度的线性正相关，而与其通勤高峰拥堵指数呈现出高度的线性负相关。基于北京2010—2019 年的地铁建设数据，根据地铁建设指标建立两个多元线性回归模型，可反映出经济和人口是北京近10 年地铁建设的主要驱动力，且模型的拟合度高达99%以上。