基于空间引力模型的铁路运输节点空间吸引能力研究

文 慈 李建国 安美清 王智琦 李文婧

(1.兰州交通大学交通运输学院 兰州 730070;2.中国铁路兰州局集团有限公司 兰州 730070;3.兰州交通大学现代物流研究所 兰州 730070)

0 引言

随着全球经济一体化的快速发展,城市作为一大经济主体,互相之间的竞争空前激烈,这使得国家、省域、地级市、公司乃至个人都迎来了更多的发展机会。在经济全球化的局势下,城市间经济联系越发密切,并与各省域之间的经济联系更为频繁。但同时存在明显的经济联系差异问题,城市、省域间的不平衡发展也使得这种差距不断扩大[1]。因此,本文对L局管辖的17个地级市与我国各省域的经济实力进行分析,可以为L局的经济发展提供科学决策依据,同时也为其他铁路集团的经济发展提供借鉴。

王燕虹[2]通过SPSS26.0软件,运用主成分分析法计算分析我国安徽省各直辖市的经济综合实力得分。潘晴艳等[3]构建多指标综合评价体系,并结合因子分析法与熵权法分析发现我国各城市的经济活力提升与城市经济转型的具体影响因素。周琛[4]选取了9项经济指标,并结合因子分析法对我国各省域的经济综合能力进行分析评价,得出31个省域之间经济发展差异较大的原因。蒋蓬阳[5]采用因子分析与主因子分析方法,结合SPSS软件对我国各省域进行综合经济能力统计分析排名。张裡娅[6]采用多元统计分析和综合评价方法,并结合因子分析法对我国31个省域的经济实力进行评价与排序。Sun[7]建立一套完整的评价体系,并结合熵值法对区域经济发展进行综合分析和评价。Wang等[8]采用了定量分析法,并运用熵权—TOPSIS—耦合协调度评价模型对山东省近6a的区域绿色经济发展趋势进行分析评价。刘杰等[9]选取了17项技术经济指标,并结合引力模型和隶属度模型对区域城市轴辐式货运网络进行空间布局。

1 研究方法

1.1 指标选择

研究对L局管辖的17个地级市及其他省域的经济能力选取了8项指标,构建了L局及其他省域经济能力评价指标体系[10]。

表1 L局所辖地级市及各省域经济能力评价指标体系

1.2 数据来源

研究对象为L局所辖的17个地级市,研究数据主要来源于国家统计局《中国统计年鉴》、L局集团公司货运基本概况表以及部分地区的《统计年鉴》。

1.3 熵权—TOPSIS 评估模型

构建原始数据矩阵。设定各项评价指标的测度值aij,则31个省域原始矩阵为:

(1)

构建17个地级市原始矩阵为:

(2)

对于正向指标:

(3)

通过归一化处理,得到标准化矩阵P:

(4)

计算加权矩阵:Y=(Wj·Pij)n×m

计算正负理想解:

(5)

计算各个评价对象到其欧式空间距离:

(6)

最后,计算贴近度:

(7)

贴进度表示评价目标与最优目标的接近程度,Cj的值介于0与1之间。Cj的值越大,表示地级市或省域的经济实力水平越高,反之,则表示地级市或省域的经济实力水平越低。

1.4 引力模型

引力模型又名重力模型,它发源于万有引力定律,广泛应用在空间相互作用模型上,并不断得到拓展,已经在空间布局、人口迁移等研究领域获得了有益的研究成果。主要通过引力模型来计算L局所辖的17个地级市与我国各省域之间的经济联系强度。

(8)

(8)式中:Za和Zi分别为L局所辖地级市a和省域i的经济能力值;dai为L局所辖各地级市a和省域i之间的铁路运输距离,数据提取于百度地图API平台;b为距离衰减系数,通常取2。

2 实证分析

2.1 综合测度结果分析

根据L局所辖17个地级市2011年和2021年的发送量及到达量数据整理,整理如图1和图2所示。

图1 L局2011年到发量数据图

图2 L局2021年到发量数据图

根据这17个地级市2011年和2021年发送量及到达量数据整理,可以看出,L局所辖17个地级市的发送量在整体上有着明显的提升,在2011年和2021年,L局的发送量逐渐由高发送量水平地区至低发送量水平地区过渡,西部整体演变趋势由张掖市向金昌市和武威市发展,东部整体演变趋势由吴忠市向银川市、固原市和平凉市蔓延[11]。石嘴山市的发送量由2011年的第二名跃居2021年的第一名,酒泉市和张掖市也在2021年突破1000107kg,此3个地级市划分为高发送量地区;固原市的发送量也有着明显提升,划分为一般发送量地区;庆阳市、陇南市从2011年的零发送量逐渐发展,已经成为低发送量地区。

此外,L局的到达量在整体上由中部向东、西两侧过渡,中部整体演变趋势由金昌市、张掖市逐步向酒泉市和武威市蔓延,东部整体演变趋势由石嘴山市向银川市和吴忠市发展。嘉峪关市的到达量突破2.5×107kg,跃居到达量地区第一名,划分为高到达量地区;酒泉市的到达量也有着明显提升,白银市和金昌市虽发展缓慢,但依旧有少量提升,此3个地级市划分为一般到达量地区;庆阳市、陇南市从2011年的零到达量逐渐发展,已经成为低到达量地区。

2.2 经济水平吸引力强度分析

分析L局所辖各地级市的吸引力强度,根据熵权—TOPSIS 评估模型,结合SPSSAU统计出L局管辖的17个地级市与各个省域的经济联系强度值。以2021年17个L局管辖地级市为起点,以我国其余各省域为终点,将地区等级划分为强吸引力、一般吸引力和弱吸引力,并用不同等级的引力线进行更直观的表示。

从图3中可以看出,L局与其他省域之间的经济联系强度存在明显的差异性。西部的新疆地广人稀、资源丰富,与甘肃相邻,自兰新线开通以来,两地的经济和人口流动量不断提升,同时,丝绸之路也是两地经济往来的大通道,这使得两地的经济联系更加频繁,除了两地自身拥有着很强的外部吸引力外,它们之间也形成了较为稳固的经济联系网络结构,彼此吸引、相互依赖。东部的山东、天津、江苏、河南,中部的兰州等地区与L局的吸引力强度次之,且强引力线几乎来自于东部地区。受制于空间交互作用中距离衰减定律的制约[12],以及与南部的经济实力和物流发展的巨大差异,L局难以对南部地区形成很强的地区吸引。在L局所辖的17个地级市中,兰州市作为最主要的经济交流核心地区,在我国省域的经济联系中发挥着至关重要的作用[13]。但L局与西部其他地区的经济联系强度一般,且相互之间引力线等级稍弱。此外,从图3中可以看出,L局所辖各地级市之间也存在着很强的相互吸引,且与相邻或近邻省域之间彼此经济来往频繁,引力线等级较强,形成了很明显的西部经济核心三角区。L局与南部地区的经济联系空间引力线整体呈现出简单的散射状结构,且引力线等级较弱。

图3 L局所辖地级市经济吸引力强度分级图

3 结论

(1)依托熵权—TOPSIS评估模型和引力模型形成的L局所辖地级市经济吸引力强度分级图,可为经济网络的发展提供参考和理论指导。

(2)以8项经济指标为基础,依据不同的数据分级进行可视化分析,明确10a中L局的到发量水平情况。

(3)可视化分析情况表明,L局17个地级市的经济发展水平在整体趋势上有着明显提升且到发量逐渐由高到发量水平地区至低到发量水平地区过渡,其中兰州市一直处于高到发量水平,嘉峪关市的到发量水平迅猛提升,并于2021年跃居到达量地区第一名,这与L局的经济发展现状具有高度的吻合性,符合实际。

(4)L局所管辖的17个地级市的经济吸引力强度分级图指明,L局应充分发挥自身优势,并加强与南部地区的省域合作,这对L局的未来经济发展有着至关重要的作用。