高铁对欠发达地区可达性影响及空间发展策略研究
——以兰新高铁为例

孔令章¹，李晓东^1*，白 洋²

(1．新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐 830046；2．新疆大学经济与管理学院，新疆乌鲁木齐 830046)

摘要： 以兰新高铁沿线9个城市为研究对象，选取加权平均旅行时间、经济潜力及可达性系数等模型作为测算交通可达性的主要指标，借助ArcGIS反距离加权差值技术对兰新高铁运营前后沿线城市可达性的空间格局演变进行探讨.结果表明，高铁运营后，沿线城市可达性发展存在明显的空间差异，可达性与经济潜力呈现不完全契合状态.从加权平均旅行时间来看，兰新廊道中部城市可达性改善程度优于廊道首尾城市;从经济潜力分析，廊道首尾城市经济潜力发展空间较中部城市更优秀，中小城市发展势头更为强劲.充分考虑兰新高铁的特殊体质和欠发达城市发展的实际情况,对沿线城市提出各具侧重的发展策略,即东部城市积极构建小时经济圈，中部城市竭力压缩经济距离，西部城市最大化规避虹吸效应.

关键词： 可达性模型；经济潜力；兰新高铁；空间格局

交通是推动经济发展的重要“引擎”，交通运输方式的突破显著影响着区域经济的发展．高铁具有安全准时、低事故率、人为可控、成本较低等优势，在克服地理天然障碍，改善交通运输体系,重塑城市空间格局方面具有深远影响^[1-2]．高铁最直接的影响是压缩城市间的时空距离，改善城市间的交通可达性．1959年,Hansen首次提出可达性是衡量交通运输网络中各城市间互相影响机会大小的概念^[3]．关于可达性的研究国外学者多集中在时空变化研究与地域空间效应研究两大方面.研究表明：韩国首都地区的可达性变化和空间重构与首尔—釜山高铁的开通有极大关评价解释了马德里—巴塞罗那—法国高铁对区域空间可达性的影响^[5]．近年来，随着高铁网络的飞跃发展，国内学者对于可达性的探讨日益升温.冯长春等^[6]运用加权平均旅行时间研究高铁时代背景下中国省级可达性及空间格局演变；钟少颖等^[7]通过测度通达性指标分析全国范围内高铁网络通达性空间格局变化；贺剑锋^[8]、王德根等^[9]以长江三角洲为研究区域，分别选取最短旅行时间与出行时间成本研究可达性空间格局演变．

国内学者外关于高铁可达性的研究主要以全国层面为主，微观尺度测算可达性较少^[8]；研究区域多锁定于东部高铁网络较发达地区^[10-15]，对西部欠发达地区逐渐形成的高铁网络可达性的研究稍显不足．鉴于此，文中选取兰新高铁沿线9个城市作为研究对象，基于2012—2016年经济面板数据，从加权平均旅行时间、经济视角评价可达性，借助GIS空间分析中反距离加权差值技术，探讨兰新高铁对沿线城市可达性影响及其空间发展策略．

1 区域与研究方法

1.1 区域概况

甘肃、青海、新疆属于我国西北欠发达地区，长期受地理环境、交通设施等条件的制约，经济实力较为薄弱．2014-12-26兰新高铁的运营将甘肃、青海、新疆正式纳入我国“高铁版图”，困扰西北三省区的交通“瓶颈”宣告突破．兰新高铁全长1 777 km，共设31个车站，是一条横贯东西的现代丝绸之路(图1)．

Boise Cascade木制品公司高级业务副总裁Mike Brown表示：“出售给Woodgran使我们能够进一步专注于基于单板的工程木制品和胶合板的业务。”

从不同经营模式对土地利用率以及环境改善程度方面来看，复合经营模式能够利用林中空地开展养殖或种植，对林地进行立体化综合开发利用，提高了林地利用率；综合分析5种经营模式，对环境改善程度的评分基本上都在4分以上，只有林禽复合经营模式相对较低，主要原因在于：林下种植以及纯林经营模式均能够提高植被覆盖率，保护生物物种多样性和湿地生态系统，生态功能较强[21-23]；而林禽复合经营模式虽然能够小范围的改善林中小环境，减少林内病虫害的发生，但养殖业的排放物对当地环境来讲却是一种外源性污染，所以在开展林禽复合经营时应因地制宜开展，将该模式的生态效益得到合理体现[17]。

图1 研究区域

Fig 1Research area

1.2 研究方法

其中为i 城市的经济潜力系数．

其中，A _i 为i 城市的交通可达性，A _i 值越小，可达性越高，反之亦然；T _ij 为i 城市到达j 城市的最短旅行时间；M _j 为目的地j 城市的经济实力，即其经济综合吸引力和对周围城市的辐射力;GDP_j 为j 城市的GDP;POPU_j 为j 城市的人口．

2)可达性系数．可达性系数使得各城市可达性的演变更直观，更具有对比性，可达性系数大于1表明该城市可达性低于区域平均水平，小于1表明高于平均水平.计算公式为^[18]3

(3)

其中为城市的可达性系数．

据表2，兰新高铁运营后，沿线各城市有效平均旅行时间的平均值由548 min缩短至348 min，减少率为40%，时空压缩效应显著，各城市间的平均加权旅行时间减少程度均超过35%．从加权平均旅行时间变化来看，张掖的可达性提升幅度最大，哈密的提升幅度最小，酒泉、兰州、嘉峪关3城市的加权平均旅行时间减少程度均在41%上下，西宁、乌鲁木齐、吐鲁番平均旅行时间减少程度相似，约为39%.从可达性系数来看，高铁开通前后可达性高于平均水平的城市均为6个，兰州、嘉峪关、酒泉、张掖可达性系数均有下降，而区域其他城市可达性系数均有一定幅度上升．由此可见，兰新高铁运营后，少数城市仍跟不上区域内城市整体的平均发展水平，但从总体来看，沿线城市可达性水平提升显著．据图2，兰新高铁运营前后可达性总体格局不变，但可达性改善程度呈现空间差异性，兰新廊道中部城市改善幅度优于廊道首尾城市，张掖、酒泉、嘉峪关位于廊道的中部，高铁“叠加效应”使其成为可达性改善的最佳受益带；兰州凭借良好的经济实力、城市区位等优势，与区域其他城市相比更易受到内地发达城市的经济辐射，可达性改善程度较优；乌鲁木齐、西宁可达性改善程度与其经济实力不吻合；海东、哈密等小城市因地缘偏远而成为“可达性洼地”．

1.2.2 经济潜力模型 1)经济潜力．经济潜力由物理学中的万有引力模型修正而来，是周围城市在空间上受到核心城市经济辐射而产生的空间“合力”，体现城市可达性的优劣.计算公式为^[19]94

(4)

正因为如此，学生喜欢叫我“秋兰姐”！在我看来，这一声“秋兰姐”是学生与我心灵相通的最美语言，是最让我的心灵震撼而难忘的歌谣！我的办公桌上，摆放着学生送给我的一张奖状，奖状上写着“送你一朵小红花，奖给世界上最好的老师”。虽然我远没达到，但我愿意一辈子为之努力！

2)经济潜力系数．经济潜力系数是评价一个城市经济潜力高低最直观的测度指标，系数越高，经济潜力越好.计算公式为^[19]94

2)中部城市压缩经济距离．嘉峪关、酒泉、张掖受高铁“叠加效应”最显著，在高铁运营后占据可达性高值区，但经济潜力发展势头缓慢，因此3个城市的发展策略应以时间距离为优势，压缩经济距离，利用可达性的提高，弱化行政壁垒，发挥“同城效应”．嘉峪关、酒泉、张掖都属于区域内中小城市，随着我国城市化的逐步发展，中央的决策和部署的侧重点逐渐将中小城市转移，因此3城市应结合国家政策方针和地缘优势，对城市进行重新定位，成为兰新廊道承接东西方向经济要素转移的“中间人”．

(5)

1.2.1 可达性模型 1)加权平均旅行时间．学术界经常利用加权平均旅行时间评价可达性，此方法从时间成本角度测度区域内城市可达性，与城市规模、交通设施质量有关^[16-18]．具体计算公式为^[18]3

1.3 数据处理

将加权平均旅行时间减少率与经济潜力增加率做成柱状图对比分析，发现两种指标呈现不完全契合关系(图3)，兰新沿线城市加权平均旅行时间减少率基本处于同一水平线，变化幅度明显．经济潜力整体变化幅度较加权平均旅行时间等级性和层次性更突出，从加权平均旅行时间减少率来看，兰新廊道中部城市可达性改善程度优于廊道首尾城市;从经济潜力增加率来看，廊道首尾城市经济潜力发展空间较中部城市更为优秀．海东经济潜力增加率居于首位，成为沿线城市经济潜力增长高值点;兰州—海东—西宁段成为兰新高铁东西向经济潜力获益聚集带;嘉峪关与酒泉为经济潜力增长低值点.兰州、西宁、乌鲁木齐作为西北中心城市，无论是人口规模、经济实力还是集聚能力都明显强于其他城市，吸引着沿线中小城市向自身快速集聚，当聚集到一定程度必然会出现边际效应递减规律，引发集聚不经济，进而开始向毗邻的海东、哈密、张掖等周边城市过度迁移，间接导致其经济潜力的涨幅逐渐超越中心城市，最终呈现区域经济潜力发展不均衡的空间态势．

表1 兰新高铁运营前后沿线城市平均旅行时间变化情况 (min)

Tab 1The shortest travel time of cities along the line before and after the opening of the high-speed rail

注： 左下表为开通前的数据；右上表为开通后的数据．

2 结果与分析

2.1 加权平均旅行时间分析

一方面，完善财务岗位的管理制度，注重财务人员专业素养提升。对于财务人员而言，岗位管理制度影响着个人的工作行为、理念和专业素养等各方面。新时代下，应当从财务岗位管理制度的完善入手，要求财务人员从计划管理、预算、决策和整理分析等方面提升加大学习力度，以逐步提升专业素养；

表2 兰新高铁运营前后加权平均旅行时间

Tab 2 The weighted average travel time of cities along the line before and after the opening of the high-speed rail

图2 高铁通车前后沿线城市有效平均旅行时间空间变化

Fig 2The evolution of effective average travel time space in cities along the line of high-speed rail transit

2.2 经济潜力分析

据表3，兰新高铁运营后，沿线城市经济潜力的平均值由运营前的17.16上升至运营后的34.21，增加率高达97.33%，其中海东、西宁、乌鲁木齐的经济潜力提升幅度均超过130%，哈密的提升幅度超过90%，乌鲁木齐、吐鲁番、张掖在70%～80%，其余城市均超过60%.从经济潜力系数来看，高铁运营后，兰州、西宁、海东3城市的经济潜力系数均有上升，其余城市均呈下降趋势，其中，乌鲁木齐的经济潜力最低，这是由于乌鲁木齐位于兰新高铁的端点，受距离衰减效应，高铁运营班次等影响，经济实力难以施展．据图3，高铁运营前后区域可达性总体格局未发生显著变化，高铁运营前，经济潜力高值点多集中于海东、嘉峪关、西宁等城市，乌鲁木齐、兰州等城市为区域低值点，高铁运营后，经济潜力高值点明显增多，其中哈密利用兰新高铁发展的契机，并围绕自治区将其提升成“新疆副中心城市，一级综合交通枢纽和重要增长极”这一重要战略地位，经济潜力初现端倪；从区域整体来看，廊道东西城市经济潜力变化程度大于廊道中部城市，中小城市经济潜力发展势头强劲．

术后随访6个月～4年，其中1例双侧声带乳头状瘤患者分别于术后3个月、10个月复发，再次给于CO2切除，其中一例未复发，1例复发并癌变，行额侧喉部分切除。其余17例治愈。其中2例发生声带前部粘连。所有患者术后均未出现呼吸困难、出血等并发症发生。

表3 高铁运营前后经济潜力值变化

Tab 3 The Economic potential values of cities along the line before and after the operation of high-speed rail

2.3 加权平均旅行时间减少率与经济潜力增加率对比分析

兰新高铁共设有31个车站，考虑到始发站和中间站客流多，且具有代表性，因此选取兰州西、海东、西宁、张掖西、酒泉南、嘉峪关南、哈密、吐鲁番北、乌鲁木齐南9个车站进行研究^[20]．这里用所在城市代替上述9个车站，以便于后文的分析与探讨．考虑兰新高铁运营时间，同时遵循数据的原则性与可比性，研究时间选取2012—2016年，其中2012—2013年定为兰新高铁开通前的研究时间段，2015—2016年则为开通后的研究时间段.通过查询火车票订票系统12306官方网站及“去哪儿网”，整理了沿线城市之间的最短旅行时间，往返两地时间取较小值(表1)．社会经济数据来源于各城市国民经济和社会发展统计公报．

3 基于可达性的城市空间发展策略探讨

兰新高铁运营前，区域空间联系封闭性和分散性极为突出，沿线城市长期处于“各自为营，单打独斗”的发展模式，十分不利于欠发达地区间的经

图3 高铁通车前后沿线城市经济潜力空间变化

Fig 3 The evolution of urban economic potential along the line before and after the opening of the high-speed rail

济互动与合作．而兰新高铁引起的时空距离压缩，使长距离跨区域的要素流动成为可能，但考虑到兰新高铁具有运营里程长、跨省域多、沿线城市实力相对较弱等特殊体质，对沿线城市进行空间发展策略探讨时，应与短距离高铁及东部经济发达地区形成一定差异．

其中，P _i 为i 城市的潜力指数，其值越高，可达性越高，反之亦然；D _ij 为i 城市通过某种交通方式到达j 城市所需的时间，在此等同于(1)式中的T _ij ；a 为摩擦系数，通常取1．

1)东部城市构建小时经济圈．兰州作为兰新廊道的“桥头堡”，应依托高铁带来的各类要素，巩固核心地位的同时发挥扩散效应，带动邻近边缘城市发展；西宁作为青藏高原重要的交通和商贸中心，应利用高铁发展的契机，进一步提高密度，加强与兰州的经济合作，增强兰州扩散效应的同时发挥集聚向心力；海东应发挥经济潜力的优势，压缩时间距离，扩大核心城市的辐射范围，与西宁、兰州共同构建“1 h经济圈”．

统计显示：2016—2017年，全省共建设饮水安全工程5186处，改善了241.3万农村群众的饮水条件；今年全省计划建设饮水工程4387处，目前已开工3985处，开工率90.83%。

为更好地解决货位分配问题，针对上文建立的适用于两端式同轨双车运行模式的货位分配模型，将Simon[11]提出的生物地理学优化(Biogeography-Based Optimization，BBO)算法进行改造，设计出3种多目标生物地理学优化(Multi-objective Biogeography-Based Optimization，MBBO)算法，包括向量评估BBO算法、非支配排序BBO算法、小生境Pareto BBO算法。随后，将3种MBBO算法并行计算，构建EMBBO算法对已建立模型进行优化分析。

图4 沿线城市加权平均旅行时间与经济潜力对比分析

Fig 4 The analysis of weighted average travel time and economic potential along cities along the line

3)西部城市规避虹吸效应．乌鲁木齐应对接兰新高铁构建全方位多层次的交通网络，对内加强与喀什、吐鲁番等疆内集散城市的联系，对外与兰州、西宁强化优势互补，形成西北地区新的增长极和经济隆起带．吐鲁番站点规模小，高铁运营班次少，导致其可达性改善效果不明显，但其经济潜力不容忽视.吐鲁番对内应主动靠拢乌鲁木齐，对外改善交通网络加强与其他城市的联系，避免时间距离影响经济距离．哈密作为我国向西开放的主要陆路通道和桥头堡，具有承东启西、向西向东双向开放的地缘优势，因此哈密亟需借助高铁的契机向西形成哈密-吐鲁番-乌鲁木齐小时经济圈，向东组建哈密-酒泉-嘉峪关经济合作区，实行优势互补错位发展，从而规避高铁“虹吸效应”，实现区域经济一体化发展．

4 结论与讨论

兰新高铁运营对沿线城市空间发展格局产生深刻的影响，选取加权平均旅行时间、经济潜力及可达性系数等模型测度了兰新高铁沿线城市可达性变化及其空间格局的演变，得出以下结论.

1)兰新高铁运营前后可达性总体格局不变，但可达性改善程度呈现空间差异性，兰新廊道中部城市改善幅度优于廊道首尾城市．张掖、酒泉、嘉峪关位于廊道的中部，高铁“叠加效应”使其成为可达性改善的最佳受益带；兰州凭借良好的经济实力、城市区位等优势相比区域其他城市更易受到内地发达城市的经济辐射，可达性改善程度较优；乌鲁木齐、西宁可达性改善程度与其经济实力不吻合；海东、哈密等小城市因地缘偏远而成为“可达性洼地”．

2)经济潜力与加权平均旅行时间变化呈现不完全契合关系．兰新高铁运营前，经济潜力高值点多集中于海东、嘉峪关、西宁等城市，乌鲁木齐、兰州等城市为区域低值点，高铁运营后，经济潜力高值点明显增多，廊道东西城市经济潜力变化程度大于廊道中部城市，中小城市经济潜力发展势头强劲．

3)充分考虑兰新高铁的特殊体质和欠发达城市发展的实际情况，对廊道东部、中部、西部城市提出各具侧重的发展策略.兰州与西宁、海东构建“1 h经济圈”，依托高铁带来的要素流动引导资本集聚，同时带动沿线邻近城市发展；嘉峪关、酒泉、张掖发挥“同城效应”，压缩经济距离，成为承接兰州、乌鲁木齐等中心城市经济要素转移的桥梁；乌鲁木齐对内与吐鲁番、哈密构建小时经济圈，对外与兰州、西宁强化优势互补，形成西北地区新的增长极和经济隆起带．

文中仅讨论了兰新高铁沿线9个站点城市在高铁开通前后可达性的变化，而未涉及沿线其他无高铁城市可达性的情况；此外，在测算最短旅行时间时，未充分考虑换乘时间以及城际拥挤时间，这些都是以后需要深入研究的方向．

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High-speed rail impact on the underdeveloped area accessibility and its spatial development strategy—A case of Lanzhou-Xinjiang high-speed rail

KONG Ling-zhang¹，LI Xiao-dong¹，BAI Yang²

(1．School of Resources and Environmental Science，Xinjiang University，Urumqi 830046，Xinjiang，China；2．School of Economics and Management，Xinjiang University，Urumqi 830046，Xinjiang，China)

Abstract :This paper takes 9 cities along the Lanzhou-Xinjiang high-speed railway as research objects，based on the models of weighted average travel time，economic potential and accessibility coefficient are selected as the main indicators of measure accessibility．The spatial pattern evolution of the accessibility of nine cities along the line before and after the opening of Lanzhou-Xinjiang high-speed rail is simulated by GIS spatial analysis technology．It shows that after the operation of Lanzhou-Xinjiang high-speed rail，there are obvious spatial differences in the accessibility of cities along the line．The accessibility and economic potential are not completely compatible．From the perspective of weighted average travel time，the accessibility of the central city of Lanzhou-Xinjiang Corridor is improved．The degree is better than the first and last cities of the corridor．From the analysis of economic potential，the development potential of the economic potential of the corridors is better than that of the central cities，and the development momentum of small and medium-sized cities is stronger．Taking full account of the special physical condition of Lanzhou-Xinjiang high-speed railway and the actual development of underdeveloped cities，the development strategies of the eastern，central and western cities of the corridor are put forward：The eastern cities are actively building an hourly economic circle，the central cities are trying to compress the economic distance，and the western cities are maximizing the avoidance of the siphon effect.

Key words :accessibility model；economic potential；Lanzhou-Xinjiang high-speed rail；spatial pattern

中图分类号： F 532.3

文献标志码： A

文章编号： 1001-988Ⅹ(2019)03-0112-06

DOI ：10.16783/j.cnki.nwnuz.2019.03.019

收稿日期： 2018-11-22;修改稿收到日期: 2018-12-25

基金项目: 新疆自治区自然科学基金青年基金资助项目(2017D01C072)

作者简介：

孔令章(1995—)，女，湖南常德人，硕士研究生.主要研究方向为区域发展.E-mail:91900717@qq.com

*通讯联系人， 男，副教授，博士.主要研究方向为区域发展与城市规划.E-mail:xd_ljm@163.com

(责任编辑 惠松骐)

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